单片机应用系统设计：第1章概述

1、单片机应用系统设计专业基础课Seminar教学模式：理论教学和实践教学相结合 研讨教学和自主研学相结合课程成绩 = 平时10% +考核50% + 研究报告20%+ 实验20%课程教学模式考试形式第 1周单片机及内部结构简介第 2周指令系统汇编语言设计（格式）编程举例第 3周第 4周中断系统（结构、控制寄存器工作过程）第 5周中断系统编程举例第 6周实验一.数据传送实验、多字节十进制加法实验第 7周定时器与串行口通信（结构、控制寄存器工作过程）第 8周定时器与串行口编程举例实验二键盘和LED显示实验第 9周外部接口扩展（1）（8255、键盘、显示器、A/D、D/A）第 10周外部接口扩展（2）（

2、串行总线、总线扩展器）实验三字符型液晶显示实验第 11周拓展介绍16位/32位单片机第12周拓展介绍16位/32位单片机实验四.D/A,A/D转换实验第13周研讨教学(一)第14周研讨教学(三)研讨教学(二)第15周研讨教学(四)第16周考试第1章 概 述1.1 单片机的基本概念1.2 单片机的特点及应用1.3 常用单片机系列介绍1.4 怎样设计、调试单片机应用系统(1) 微型计算机：微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路由总线有机地连接在一起的整体，称为微型计算机。 (2) 单片机：将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应 集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。

3、(3) 微型计算机系统：微型计算机与外围设备、电源、系统软件一起构成的系统，称为微型计算机系统。1.1 单片机的基本概念实时控制器件图1.1 微机组成结构框图 图1.2 单片机组成框图 （1）CPU数据处理功能、计算速度和精度：浮点运算，CPU的振荡频率、字长，串并行处理、多级高速缓冲等技术。 （2）内存容量、CPU对数据的存取速度： 微机：多体、并读技术和段、页多种管理模式 单片机：CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元 （3）I/O接口：标准与非标准外设 微机：标准外设，即插即用 单片机 ：非标准，设计具体的接口电路单片机与微机构造中的主要不同点：1.2 单片机的特点及应用1.

4、2.1 单片机的特点单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的。ROM称为程序 存储器，只存放程序、固定常数及数据表格。RAM则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。(2) 采用面向控制的指令系统。(3) 单片机的I/O引脚通常是多功能的。(4) 单片机的外部扩展能力强。1.2.2 单片机的应用 (1) 体积小，成本低，运用灵活，易于产品化，它能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。 (2) 面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。 (3) 抗干扰能力强，适用温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其它类型计算机无法比拟的。 (

5、4) 可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。 单片机的应用范围十分广泛，主要的应用领域有： (1) 工业控制。单片机可以构成各种工业控制系统、数据采集系统等。如数控机床、自动生产线控制、电机控制、温度控制等。 (2) 仪器仪表。如智能仪器、医疗器械、数字示波器等。 (3) 计算机外部设备与智能接口。如图形终端机、传真机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘/磁带机、智能终端机等。 (4) 商用产品。如自动售货机、电子收款机、电子秤等。 (5) 家用电器。如微波炉、电视机、空调、洗衣机、录像机、音响设备等。1.3 常用单片机系列介绍51 系列单片机始于INTEL公司, 内

6、核均为8051内核（1）MCS-51系列（2） C8051F 系列单片机：Cygnal公司提升执行速度；资源充分利用；率先使用基于JTAG接口的仿真调试方法。（3）AT89 系列单片机Atmel公司性能稳定，抗干扰能力强，含有Flash存储器（4）NXP 系列单片机NXP公司（5）STC 系列单片机宏晶科技公司低功耗，廉价稳定89C51MSP430 单片机是 TI 公司于 1996 年推向市场的一款超低功耗 16 位 微控制器(Microcontroller unit, MCU)。由于该芯片除了微控制器，还集成了众多功能不同的数字外设和模拟外设，故而称之为混合信号处理器(Mixed Signa

7、l Processor, MSP)。由于片上外设资源丰富，最大程度地减少了外围电路设计，极大地方便了用户使用。因而是一款真正意义的“单片”机。1.3.2 MCS-51系列单片机的结构特点1工作寄存器区、特殊功能寄存器SFR2把程序存储器和数据存储器分成两个独立的地址空间，采用不同的寻址方式，使用两个不同的地址指针，PC指向程序存储器，DPTR指向数据存储器3输入输出接口引线在程序的控制下都可有第二功能 4.内部有一个全双工串行口，即可同时发送和接收；有两个物理上独立的接收、发送缓冲器 ，实现多机通信、分布控制系统。5内部有一个功能相对独立的位处理机，具有较强的位处理功能1.4 怎样设计、调试单片机应用系统 1、设计 设计原理图根据功能、技术指标、对象画出印制板图确定芯片、各种元器件、尺寸制作印制板加工厂软件设计：编辑汇编语言、编译通过硬件设计初学者用protel的升级版本altium designer正规一点的公司用cadence汇编语言编辑、编译机器语言单片机仿真开发器PC单片机应用系统2、调试设计电路单片机仿真器必须具有以下基本功能：（1）、能输入和修改用户的应用程序