维修电工技师高级技师培训第13单元-单片微型计算机原理与应用

13单元

单片微型计算机原理与应用第一节常用单片机第二节单片机的应用实例

第一节常用单片机单片机是单片机微型计算机的简称，是把CPU（中央处理器）、RAM（随机存储器）、ROM（只读存储器）、中断系统、定时器/计时器、I/O接口电路集成在一块芯片上的微型机。第一节常用单片机一、单片机的分类及应用领域1、单片机的分类按控制应用的需要，单片机分为通用型和专用型两种类型。通用型单片机是一种基本芯片，它的内部资源比较丰富，性能全面且适用性强，能覆盖多种应用需求。用户可以根据需要设计成各种不同应用的控制系统，即通用单片机有一个再设计的过程。专用型单片机芯片是针对一种产品或一种控制应用而专门设计的，设计时已经对系统结构的最简化、软硬件资源利用的最优化、可靠性和成本的最佳化等方面都作了通盘的考虑和论证，所以专用单片机具有十分明显的综合优势。例如电度表和IC卡读写器上的单片机等。第一节常用单片机练习题一、填空题1、按控制应用的需要，单片机可分为______和_______两种类型。2、通用型单片机是一种_______芯片，它的内部资源________，性能全面而且适应性强，能覆盖多种应用需要。二、判断题1、通用单片机不需再设计既能组建成一个应用控制系统（）。第一节常用单片机2、单片机应用领域

（1）工业自动化方面：各种测控系统，数据采集系统，工业机器人，智能化仪器，机电一体化产品。

工业生产的自动化，能使工业系统处于最佳状态、提高经济效益、改善产品质量和减轻操作人员的劳动强度

（2）智能仪器仪表方面：智能功率表、电度表。

单片机的使用将加速仪器仪表向数字化、智能化、多功能化和柔性化方向发展

（3）家用电器方面：电动玩具、录像机、激光唱机。

（4）信息和通信产品方面：调制解调器、程控交换技术、计算机外部设备如打印机、硬盘驱动器、彩色与黑白复印机、磁带机等

（5）军事装备方面:导弹控制、鱼雷制导控制、智能武器装备、飞机导航系统。第一节常用单片机练习题一、填空题3、单片机的应用领域有_____________面、____________方面、____________方面、____________方面和____________方面。二、判断题2、工业生产的自动化，能使工业系统处于最佳状态、提高经济效益、改善产品质量和减轻操作人员的劳动强度。（）3、单片机的使用将加速仪器仪表向数字化、智能化、多功能化和柔性化方向发展。（）

第一节常用单片机3、单片机的特点（1）小巧灵活、成本低、易于产品化。能组装成各种智能式测控设备及智能仪器仪表。（2）可靠性好，应用范围广。单片机芯片本身是按工业测控环境要求设计的，抗干扰性强，能适应各种恶劣的环境，这是其他机种无法比拟的。（3）易扩展，很容易构成各种规模的应用系统，控制功能强。单片机的逻辑控制功能很强，指令系统有各种控制功能指令，可以对逻辑功能比较复杂的系统进行控制。（4）具有通讯功能，可以很方便地实现多机和分布式控制，形成控制网络和远程控制。第一节常用单片机二、常用通用单片机系列介绍1、MCS-48单片机系列—美国Intel公司（8048/8748/8035）淘汰2、Z8单片机系列—美国Zilog（Z8601/Z8681/Z8671）在用3、MC6801单片机系列—美国摩托罗拉（Motorola）在用

4、MCS-51单片机系列—美国Intel公司（8051/8751/8031）在用5、MCS-96单片机系列—美国Intel公司（8096/8796/8396）淘汰第二节单片机应用一、单片机系统的可靠性技术（接地、屏蔽、隔离、滤波等）1、接地技术（1）接地种类：安全接地、工作接地。

1）安全接地——外壳接地，保证与大地相连接。2）工作接地——电路参考点，不一定和大地相连。（2）实际接地系统1）弱信号地——工作地，就是电路参考点。2）功率地——工作地，通常不和弱信号地大面积接在一起。3）机壳地——安全接地。正确接地方法：图13-1a)——相互独立、图13-1b)——伞状连接不正确接地方法：图13-2——大面积连接第二节单片机应用练习题：一、填空题4、接地系统包括

地、

地和

地。三、简答题1、接地有哪几种？答：接地有两种：

（1）安全接地——为安全而设置的。

（2）工作接地——为电路工作提高参考点正确接地方法：（3）其它接地问题1）双绞线传输、同轴电缆：图13-3、图13-42）工作地与安全地的连接——只能在一点相连；图13-53）变压器屏蔽层的接地——静电屏蔽、电磁屏蔽、磁屏蔽图13-6a）——单屏蔽层（电磁屏蔽）：单端接原边零线。屏蔽层：用铜、铝箔，或漆包线。图13-6b）——三明治绕法（次级夹初级或初级夹次级——静电屏蔽、电磁屏蔽、磁屏蔽）：初级磁屏蔽接原边零线、次级磁屏蔽和电磁屏蔽接副边工作地。2、屏蔽技术

（1）抑制电磁干扰，屏蔽静电、电磁、磁干扰；

（2）最佳措施：同时加装静电屏蔽、电磁屏蔽、磁屏蔽。练习——简答题：2、屏蔽的作用是什么？答：用金属板、金属网络或金属盒把电子设备或系统包围起来，利用其吸收和反射原理，达到削弱电磁干扰影响的目的。3、隔离技术（1）物理隔离——远离（2）光电隔离——利用光电器件，隔断两个电路的电连接。光电隔离的功能：光电耦合器的作用：

1）电平转换2）隔离练习——填空题5、隔离有_________隔离和_________隔离两种。4、滤波技术滤波的目的是为了抑制噪声的干扰1）低通滤波——大电容旁路、大电感串联2）高通滤波——RC电路（无源、有源）3）带通滤波——RC无源带通滤波器3）带通滤波——RC有源带通滤波器4）带阻滤波——串联谐振滤波5、反电动势干扰抑制技术——消除线圈通断干扰（1）直流驱动线圈——并联二极管（2）直流驱动线圈——并联二极管和稳压管（3）并联电阻电容——适宜交流或直流驱动线圈二、MCS-51单片机应用1、单片机单片机通常是指芯片本身。2、单片机系统在单片机芯片的基础上扩展其它电路或芯片构成的具有一定应用功能的计算机系统。在单片机系统中，单片机处于核心地位，是构成单片机系统的硬件和软件基础。3、单片机应用系统单片机应用系统是为控制应用而设计的，该系统与控制对象结合在一起使用，是单片机开发应用的成果。4、单片机开发系统是单片机应用系统开发调试的工具。主要有：

逻辑分析仪：只能用于简单的单片机系统；

微型计算机：用于复杂的单片机系统；

在线仿真器：进行单片机应用系统的软硬件开发和EPROM写入。5、