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1、单片机原理与应用 电子信息工程学院 主讲： 戴胜华 办公室：9教南107 电话： 51683005,13801053064 E-mail: dsh 2015年5月 教学安排教学安排 l讲课： 32学时 （其中设计16学时） l地点： 多媒体教室 SY201 (1,3上午) l教材： 单片机原理与应用戴胜华 等编著 交大出版社 l参考资料：单片机中级教程北航 出版社 l成绩计算： 笔试+课程设计 教教 学学 要要 求求 1. 了解单片机的基本概念及应用； 3. 熟练掌握单片机的软、硬件知识； 4. 能应用单片机实验平台完成基本实验 5. 能应用单片机完成简单开发。 单片机简介单片机简介 l单片机
2、即单片机微型单片机，是将单片机主机(CPU、 内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。 单片机开发系统有单片单板机和仿真器。实现单片 机应用系统的硬、软件开发。 单片机为工业测控而设计，又称微控制器(MCU)。 具有三高优势(集成度高、可靠性高、性价比高)。 主要应用于工业检测与控制、单片机外设、智能仪 器仪表、通讯设备、家用电器等。 特别适合于嵌 入式微型机应用系统。 单片机单片机 单片机的历史及发展概况单片机的历史及发展概况 l第一阶段（19741978）：初级单片 机阶段。以Intel公司的MCS-48为代表 l第二阶段（19781983）：高性能单 片机阶段。以MCS-51系列为
3、代表 l第三阶段（1988年）：8位单片机 巩固、完善及16位单片机推出阶段。 以MCS-96系列为代表 单片机发展概况单片机发展概况 l1976-1978 初级8位单片机 Intel MCS-48 系列 l1978- 高档8位单片机 Intel MCS-51系列： l-51子系列：8031/8051/8751 l-52子系列：8032/8052/8752 l低功耗型80C31高性能型80C252廉价型 89C2051/1051 1983- 16位单片机 Intel MCS-96 系列 8098/8096、80C198/80C196 32位单片机 80960 单片机的发展趋势单片机的发展趋势
4、l CPU的改进 1.采用双CPU结构，以提高处理能力。 2.增加数据总线宽度。 3.采用流水线结构。 l存储器的发展 1.加大存储容量。 2.片内EPROM开始FLASH化。 3.程序保密化。 单片机的发展趋势单片机的发展趋势 l片内I/O的改进 1.增加并行口的驱动能力。 2.增加I/O口的逻辑控制功能。 3.通信及网络功能加强。 l集成更多的外围电路 l引脚的多功能 l低功耗 l专用型单机发展加快 单片机主要技术指标单片机主要技术指标 l字长： 8位机、16位机、32位机。 内存容量： 容量单位：1K=210=1024，1M=220 8K、64K、16M、64M。 运算速度： 时钟频率、
5、主频、每秒运算次数 6MHz、12MHz、24MHz、100MHz、 300MHz。 内存存取周期： 50nS 、70nS 、200nS 。 单片机运算单片机运算基础基础 l一. 十进制ND有十个数码09、逢十进一。 十进制用于单片机输入输出，人机交互。 l二. 二进制NB两个数码:0、1, 逢二进一。 二进制为机器中的数据形式。 l三. 十六进制NH十六个数码:09, AF, 逢十六进一 。 十六进制用于表示二进制数。 l不同进位制数以下标或后缀区别,十进制数可不带下标 如:101、101D、101B、101H、101H 介绍单片机中数的表示方法和基本运算方法。 进位计数制进位计数制 单片机
6、运算单片机运算基础基础 l一. 十进制ND l有十个数码：09，逢十进一。 例 1234.5=1103 +2102 +3101 +4100 +510-1 l加权展开式以10称为基数，各位系数为09。 一般表达式： lND= dn-110n-1+dn-210n-2 +d0100 +d-110-1+ 进位计数制进位计数制 单片机运算单片机运算基础基础 l二. 二进制NB l两个数码：0、1, 逢二进一。 例 1101.101=123+122+021+120+12-1+12-3 l加权展开式以2为基数，各位系数为0、1。 一般表达式： NB = bn-12n-1 + bn-22n-2 +b020 +
7、b-12-1+ 进位计数制进位计数制 单片机运算单片机运算基础基础 l三.十六进制NH l十六个数码09、AF，逢十六进一。 例：DFC.8=13162 +15161 +12160 +816-1 l展开式以十六为基数，各位系数为09，AF。 一般表达式： NH= hn-116n-1+ hn-216n-2+ h0160+ h-116-1+ 进位计数制进位计数制 8051单片机的主要功能方框图 MCS-51MCS-51系列芯片主要性能系列芯片主要性能 型号 片内 ROM 片内 RAM 寻 址 范 围 I/0特性 计数器并行口 串行口 中断源 8031 8051 8751 80C31 80C51 8
8、7C51 无 128B 2X64KB 2 X16 4X8 1 5 4KB 128B 2X64KB 2X16 4X8 1 5 4KB 128B 2X64KB 2X16 4X8 1 5 无 128B 2X64KB 2X16 4X8 1 5 4KB 128B 2X64KB 2X16 4X8 1 5 4KB 128B 2X64KB 2X16 4X8 1 5 注：1）8031/51、8751为HMOS工艺，80C31/51、87C51为CHMOS工艺。 2）8751/87C51片内为4KB EPROM;8051/80C51片内为4KB 掩膜ROM。 MCSMCS - - 9696系列芯片主要性能系列芯片
9、主要性能 型号 片内 ROM/ EPROM 寄存 器 内部 RAM 定时器/ 计时器 A/D 通道 I/O 引脚 高速输 入/输出 串行 口 PWM 速度 MHz 寻址 空间 8098 8K 232 0 2 4 32 HSIO 1 1 12 64K 80C196KB 无 232 0 2 8 48 HSIO 1 1 12,16 64K 83C196KB 8K 232 0 2 8 48 HSIO 1 1 12,16 64K 87C196KB 8K 232 0 2 8 48 HSIO 1 1 12,16 64K 8XC196KC 16K 488 0 2 8 48 HSIO 1 3 16,20 64K
10、 8XC196KD 32K 1000 0 2 8 48 HSIO 1 3 16,20 64K 注：8X9X芯片已停止生产 80C196 片内无ROM 83C196 片内有8KB ROM 87C196 片内有8KB EPROM 单片机的应用单片机的应用 l单片机在各类仪器仪表中的应用 l单片机在工业测控中的应用 l单片机在单片机网络与通信技术中的 应用 l单片机在日常生活及家电中的应用 l商业流通领域、汽车电子及航空电子 单片机的主要生产厂家单片机的主要生产厂家 公司典型产品系列 Intel(美国英特尔)公司MCS-51及其增强型系列 PHILIPS(荷兰菲力浦公司)8C552系列89C66X
11、Motorola（盖摩托罗拉）公司6801系列和6805系列 ATMEL与MCS系列兼容的51系列 Fairchild(美国仙童)公司F8系列和3870系列 Rockwell（美国洛克威尔）公司6500/1系列 TI(美国德克萨司仪器仪表)公 司 TMS7000系列 NS(美国国家半导体)公司NS8070系列 RCA(美国无线电 )公司CDP180系列 NEC（日本电气）公司PD7800系列 HITACHI(日本日立)公司HD6301,HD63L05, HD6305 MicrochipPIC16 5X系列 Zilog(美国齐洛格)公司Z8系列及SUPER8 单片机实验箱单片机实验箱 JD51J
12、D51单片机实验板单片机实验板 JD51JD51单片机实验板单片机实验板 JD51JD51型学习板可做的实验型学习板可做的实验 1 LED 电路，8 只独立LED 发光管，可 做 指示或各种闪烁效果用。 2 数码管电路，4只共阳一体8 段数码显 示管，可实现各种数据显示，如计数、 时钟等。 3 蜂鸣器电路，可用于设计各种提示音 、演奏音乐等。 4 键盘电路，学习按键控制相关编程。 5 LCD 显示电路，编程控制LCD 显示 。 JD51JD51型学习板可做的实验型学习板可做的实验 6 串口电路，学习编程实现JD51 和PC 或 其他符合该通信协议的电路之间的通信 7 红外电路，通过选配的红外遥控器，学 习红外解码并可实现红外遥控JD51 8 温度模块电路，采用一线式温度传感器 实现温度的采集并可显示在数码管或者LCD 上，通过温度数据处理便可实现温度控制器 功能 9 除了以上提到的可编程电路本学习板还 有一些常用的不可编程电路，包括电源电路 、复位电路、晶振电路等。 ENDEND l作业： l1、在自己的PC或笔记本中安装KEIL l2、上课程平台，下载课件及视频 l3、上网搜索： 51单片机、51单片机资料、51单片机 视频、51单片机开发板等
