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1、,单片机的概念,单片机全称为单片微型计算机，从应用领域来看，单片机主要用于控制，所以又称为微控制器或嵌入式控制器。单片机是将计算机的基本组件微型化集成在一块芯片的微型计算机单片机是从通用的计算机分化出来的一个应用分支，因此它的基本组成与工作原理与通用的计算机一致的,微机组成结构框图,实时控制器件包含的内容十分广乏，可以包括定时器/计数器，模数转换器，数模转换器，脉冲宽度调制器，看门狗，中断控制，TWI，同步串行异步串行等外部接口等。实时控制器的配置多少也是衡量一款单片机的性能的重要方面，不同的规格，不同系类的单片机配置可能不同.,微型计算机由微处理器，存储器，I/O接口的三大功能通过有机连接而
2、成，在外部通过I/O接口配置各种外部设备就构成微机的硬件系统，单片机也具有微机的三大功能组成部分，且具有类似的结构体系,从功能结构上看，单片机不但和通用微机一样，而且是一个功能很强的控制机。单片机包含了通用微机的功能部分，那么二者的发展是否能取代呢是否,(1) 通用微机的CPU主要面向数据处理，其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的进一步提高。CPU的主频已达到多少个 GHz，字长普遍达到32位。 单片机主要面向控制，控制中的数据类型及数据处理相对简单，所以单片机的数据处理功能比通用微机相对要弱一些，计算速度和精度也相对要低一些。其振荡频率大多在数十兆赫兹范围内；在一些简单应用系统中采用
3、4位字长的CPU，在中、小规模应用场合广泛采用8位字长单片机，在一些复杂的中、大规模的应用系统中才采用16位字长单片机，32位单片机产品目前应用得还不多。,(2) 通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和CPU对数据的存取速度。现今微机的内存容量达到了数百G ，存储体系采用多体、并读技术和段、页等多种管理模式。单片机中存储器的组织结构比较简单，存储器芯片直接挂接在单片机的总线上，CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为64 KB。,(3) 通用微机中I/O接口主要考虑标准外设(如显示器、标准键盘、鼠标、打印机、硬盘、光盘等)。用户通过标准总线连接外设，
4、能达到即插即用。单片机应用系统的外设都是非标准的，且千差万别，种类很多。单片机的I/O接口实际上是向用户提供的与外设连接的物理界面。用户对外设的连接要设计具体的接口电路，需有熟练的接口电路设计技术,1.2 单片机的发展概况,14位单片机阶段 自1975年美国德克萨斯仪器公司首次推出4位单片机TMS-1000后，各个计算机生产公司竞相推出4位单片机。例如美国国家半导体公司(National Semiconductor)的COP402系列，日本电气公司(NEC)的PD75XX系列，美国洛克威尔公司(Rockwell)的PPS/1系列，日本松下公司的MN1400系列，富士通公司的MB88系列等。 4
5、位单片机主要用于家用电器、电子玩具等。,8位单片机阶段,1976年9月，美国Intel公司首先推出了MCS-48系列8位单片机以后，单片机发展进入了一个新的阶段，8位单片机纷纷应运而生。例如，莫斯特克(Mostek)和仙童(Fairchild)公司共同合作生产的3870(F8)系列，摩托罗拉(Motorola)公司的6801系列等。 在1978年以前各厂家生产的8位单片机，由于受集成度(几千只管/片)的限制，一般没有串行接口，并且寻址空间的范围小(小于8 KB)，从性能上看属于低档8位单片机。,随着集成电路工艺水平的提高，在1978年 1983年期间集成度提高到几万只管/片，因而一些高性能的8
6、位单片机相继问世。例如，1978年摩托罗拉公司的MC6801系列，齐洛格(Zilog)公司的Z8系列，1979年NEC公司的PD78XX系列，1980年Intel公司的MCS-51系列。这类单片机的寻址能力达64 KB，片内ROM容量达4 8 KB，片内除带有并行I/O口外，还有串行I/O口，甚至某些还有A/D转换器功能。因此，把这类单片机称为高档8位单片机。,在高档8位单片机的基础上，单片机功能进一步得到提高，近年来推出了超8位单片机。如Intel公司的8X252、Zilog公司的Super8，Motorola公司的MC68HC等，它们不但进一步扩大了片内ROM和RAM的容量，同时还增加了通
7、信功能、DMA传输功能以及高速I/O功能等。自1985年以来，各种高性能、大存储容量、多功能的超8位单片机不断涌现，它们代表了单片机的发展方向，在单片机应用领域发挥着越来越大的作用。 8位单片机由于功能强，被广泛用于工业控制、智能接口、仪器仪表等各个领域。,1983年以后，集成电路的集成度可达十几万只管/片，16位单片机逐渐问世。这一阶段的代表产品有1983 年Intel公司推出的MCS-96系列，1987年Intel公司又推出的80C96，美国国家半导体公司推出的HPC16040和NEC公司推出的783XX系列等。 16位单片机把单片机的功能又推向了一个新的阶段。如MCS-96系列，片内含1
8、6位CPU、8 KB ROM、232字节RAM、5个8位并行I/O口、4个全双工串行口、4个16位定时器/计数器、8级中断处理系统。MCS-96系列还具有多种I/O功能，如高速输入/输出(HSIO)、脉冲宽度调制(PWM)输出、特殊用途的监视定时器(Watchdog)等等。16位单片机可用于高速复杂的控制系统。,16位单片机阶段,32位单片机,近年来，各个计算机生产厂家已进入更高性能的32位单片机研制、生产阶段。由于控制领域对32位单片机需求并不十分迫切，所以32位单片机的应用并不很多。 单片机的发展虽然按先后顺序经历了4位、8位、16位的阶段，但从实际使用情况看，并没有出现推陈出新、以新代旧
9、的局面。4位、8位、16位单片机仍各有应用领域，如4位单片机在一些简单家用电器、高档玩具中仍有应用，8位单片机在中、小规模应用场合仍占主流地位，16位单片机在比较复杂的控制系统中才有应用。,单片机的特点,(1) 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。RAM则为数据存储器，用于工作区及存放用户数据。这样的结构主要是考虑到单片机用于控制系统中，有较大的程序存储器空间，把开发成功的程序固化在ROM中，而把少量的随机数据存放在RAM中。这样，小容量的数据存储器能以高速RAM形式集成在单片机内，以加速单片机的执行速度。,(2) 采用面向控制的指令系统。为满
10、足控制的需要，单片机有更强的逻辑控制能力，特别是具有很强的位处理能力。 (3) 单片机的I/O引脚通常是多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法。引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。 (4) 单片机的外部扩展能力强。在内部的各种功能部分不能满足应用需求时，均可在外部进行扩展(如扩展ROM、RAM，I/O接口，定时器/计数器，中断系统等)。,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
11、，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。 (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.学习单片机的基础：软件与硬件基础.2学习单片机的工具3为什么学AVR ATMEGA16(与51其他单片机比)4怎么学ATMEGA165本学期的学习内容6科技协会的课程安排,红外对管,液晶屏1602和12864,电机与电机控制模块,红外遥控与解码,无线模块,点阵,
