2单片机原理及应用-绪论.ppt

1、,第一章 绪论,一 单片机 是将微型计算机的主要组成部分集成在一个芯片上的微型计算机（图1-1）。具体地说就是把中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等集成在一块芯片上的微型计算机。换一种说法，单片机就是不包括输入输出设备、不带外部设备的微型计算机， 称它为单片微型计算机SCMC（Single Chip Micro-Computer ），简称单片机。 属于微型机的一种 具有一般微机的基本组成和功能,1.1 单片机的概念,1.1 单片机的概念,二单片机和单片机系统: 单片机只是一个芯片，而单片机系统则是在单片机芯片的基础上扩展

2、其他电路或芯片构成的具有一定应用功能的计算机系统。,1.1 单片机的概念,三单片机应用系统和单片机开发系统: 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。但由于软硬件资源所限，单片机系统本身不能实现自我开发，要进行系统开发设计，必须使用专门的单片机开发系统。 单片机开发系统是单片机系统开发调试的工具：早期，逻辑分析仪；现在，在线仿真器ICE（In Circuit Emulator），如：DICE、SICE、DP-852、KDC-51、SBC-51、EUDS-51、WAVE；PC单片机开发系统。 四单片机的程序设计语言和软件 单片机程序设计语言和软

3、件，主要是指在开发系统中使用的语言和软件。在单片机开发系统中使用机器语言、汇编语言和高级语言，而在单片机应用系统中只使用机器语言。,1.1 单片机的概念,汇编语言 C语言,1.1 单片机的概念,四单片机的程序设计语言和软件 单片机程序设计语言和软件，主要是指在开发系统中使用的语言和软件。在单片机开发系统中使用机器语言、汇编语言和高级语言，而在单片机应用系统中只使用机器语言。,历史： 1971年，微处理器研制成功不久，就出现了单片的微型计算机，即单片机但最早的单片机是1位的。 1975年，德克萨斯仪器公司发明了世界上第一个4位单片机TMS-1000。 1976年，Intel公司推出了8位的MCS

4、-48系列单片机。 1980年，Intel公司推出了8位的MCS-51系列单片机。其他类似单片机有Zilog公司的Z-80，Motorola公司的6801 发展： 1 不断推出高档、高性能单片机 2 高技术下移，重点提高8位单片机性能 3 不断采用新工艺，实现低功耗、宽电压、高速度、高可靠性 4 日趋单片使用 5 SOC嵌入系统 6 单片机应用网络化,1.2 单片机的历史和发展,1.2 单片机的历史和发展,STC单片机 ： STC公司的单片机主要是基于8051内核,是新一代增强型单片机,指令代码完全兼容传统8051,速度快812倍,带ADC,4路PWM,双串口,有全球唯一ID号,加密性好，抗干

5、扰强. PIC单片机： 是MICROCHIP公司的产品,其突出的特点是体积小,功耗低,精简指令集,抗干扰性好,可靠性高,有较强的模拟接口,代码保密性好,大部分芯片有其兼容的FLASH程序存储器的芯片. EMC单片机： 是台义隆公司的产品,有很大一部分与PIC 8位单片机兼容,且相兼容产品的资源相对比PIC的多,价格便宜,有很多系列可选,但抗干扰较差.,1.2 单片机的历史和发展,ATMEL单片机(51单片机)： ATMEl公司的8位单片机有AT89、AT90两个系列,AT89系列是8位Flash单片机,与8051系列单片机相兼容,静态时钟模式;AT90系列单片机是增强RISC结构、全静态工作方

6、式、内载在线可编程Flash的单片机,也叫AVR单片机. PHLIPIS 51LPC系列单片机(51单片机)： PHILIPS公司的单片机是基于80C51内核的单片机,嵌入了掉电检测、模拟以及片内RC振荡器等功能,这使51LPC在高集成度、低成本、低功耗的应用设计中可以满足多方面的性能要求. HOLTEK单片机： 台湾盛扬半导体的单片机,价格便宜,种类较多,但抗干扰较差,适用于消费类产品.,1.2 单片机的历史和发展,TI公司单片机(51单片机)： 德州仪器提供了TMS370和MSP430两大系列通用单片机.TMS370系列单片机是8位CMOS单片机,具有多种存储模式、多种外围接口模式,适用于

7、复杂的实时控制场;MSP430系列单片机是一种超低功耗、功能集成度较高的16位低功耗单片机,特别适用于要求功耗低的场合 松翰单片机（SONIX）： 是台湾松翰公司的单片，大多为8位机，有一部分与PIC 8位单片机兼容，价格便宜，系统时钟分频可选项较多，有PMW ADC 内振 内部杂讯滤波。缺点RAM空间过小，抗干扰较好。,1.3 MCS-51系列单片机,几步工作： 1）硬件电路设计、组装、调试； 2）应用软件的编制、调试； 3）应用软件的链接调试、固化、脱机（脱离开发装置）运行,一、硬件的设计 1尽可能采用功能强的芯片，以简化电路。 2留有余地：（1）ROM空间；（2）RAM空间；（3）I/O

8、端口；（4）A/D和D/A通道；（5）机动布线区。 3“以软代硬”。 4监测电路的设计。 5工艺设计。,1.4 单片机开发与开发工具,二、软件设计 1软件任务分析 从软件的功能来看可分为两大类：一类是执行软件，它能完成各种实质性的功能，如测量、计算、显示、打印、输出控制、通讯等等；另一类是监控软件，它是专门用来协调各执行模块和操作者的关系，在系统软件中充当组织调度角色的软件； 2结构和数据类型的规划； 3资源分配； 资源分配的主要工作是RAM资源的分配。系统资源包括ROM、RAM、定时器/计数器、中断源等。在任务分析时，实际上已将定时器/计数器、中断源等资源分配好了。ROM资源用来存放程序和表格，这也是明显的。 4编程与调试。,1.4 单片机开发与开发工具,三、单片机应用系统的开发过程 单片机应用系统的开发过程应包括4部分工作内容 系统硬件设计 系统软件设计 系统仿真调试 脱机运行调试。,1.4 单片机开发与开发工具,四、单片机应用系统的开发 从用户源程序的编写到单片机应用系统正常工作前的全过程， 统称为单片机应用系统开发。 仿真：把应用系统自身的单片机拔掉，将开发系统的仿真插头插入，以取代原单片机，从而实现对用户样机软、硬件的故障诊断和调试。 开发工具应具备以下主要作用： 1）系统硬件电路的诊断； 2）程序的输入与修改；