单片机概述教学课件PPT

《单片机概述教学课件PPT》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机概述教学课件PPT（85页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第2篇 单片机技术 将CPU、存储器、I/O口通过一定的工 艺手段集成在一个芯片上, 再加上必要 的外围器件，就构成了一个较为完整的 计算机硬件系统。因此被称为单片微控 制器（SingleChipMicro Controller ，单片机）或微控制单元（ MicroController Unit，MCU）。通俗的讲： 单片机就是一块集成芯片，但这块 集成芯片具有一定特殊的功能，而它的 功能的实现要靠我们使用者自己来编程 完成。 编程的目的是控制这块芯片的各个 引脚在不同的时间输出不同的电平，进 而控制与单片机各个引脚相连的外围电 路的电气状态。 编程时用选择C语言或汇编语言。 2.1 单片机概

2、述 2.2 51单片机硬件基础 2.3 常用软件概述2.1 概述 （1）单片机的特点 单片机的抗干扰性强，工作温度范围宽 。 可靠性高。 控制功能往往很强，数值计算能力较差 。 指令系统比通用微机系统简单。 更新换代速度比通用微机处理器慢得多 。（2）单片机的应用 智能仪表 机电一体化 实时控制 军工领域 分布式多机系统 民用电子产品（3）单片机的分类 按用途分类： 专用型、通用型、 按位数分类： 4位、8位、16位、32位机 按结构分类： CISC结构、RISC结构（4）单片机技术的发展趋势 CPU的改进 存储器的发展 片内I/O的改进 外围电路内装化 低功耗与工作电压范围加宽 低噪声与高可

3、靠性技术 ISP及IAP 单片机的小容量低廉化 单片机的应用系统化2、常用的单片机产品 MCS系列及兼容单片机 PIC系列单片机 MSP430系列单片机 M68HC08系列单片机 ARM处理器 DSP处理器PICMSP430 M68HCDSP：数字信号处理ARM3、MCS-51已成为国际经典 （1）绝大部分实时测控等应用领域而言 ，8位字长的单片机，足以满足用户的实际需 要，所以8位单片机的市场需求经久不衰，仍 占市场的绝对主流。 （2）由于8051内核技术完整，体系结构 灵活，得到了绝大多数用户的认可。再加上 8051内核技术广泛转让，使之在单片机技术 领域占有绝对优势，从而成为单片机技术经

4、 典。 （3）另外，由于8051内核技术几乎包含 了单片机理论基础和技术的全部，具有较好 的系统性和完整性。再加上30多年来，国内 已积累了丰富的技术资料、完整的实验环境 与开发设备。 因此，学懂、弄通了MCS-51单片机的基 本理论与应用技术，也就打好了学习、应用 单片机的基础，即使学、用其他系列单片机 也就不难了。4、嵌入式系统与单片机 嵌入式系统是个广泛的概念。所有用于 实时测控的计算机应用系统，均可纳入 嵌入式系统范畴。 以MC为内核，嵌入到实际的应用系统中 ，构成完整的并实现某种特定功能要求 的应用系统，故称之为嵌入式计算机应 用系统，简称嵌入式系统（Embedded System）

5、。MC:工控机、专用CPU、单片机单片机是嵌入式系统中应用最典型、最广 泛的内核 （1）单片机作为最典型的嵌入式系 统，成为嵌入式系统的庞大家族。 （2）单片机是当前构成嵌入式应用 系统中最典型的主流机型。 所以说，学好单片机基本理论及其 技术，是开发、设计各类嵌入式应用系 统的基础。二、单片机应用系统开发概述 1、开发环境的软硬件构成 （在系统编程ISP、在应用编程IAP）硬件： 计算机仿真器：示波器：万用表焊接设备：2、有关的软件平台 仿真软件：PROTEUS 绘图软件：PROTEL、 编程软件：KEIL C51、DAIS、WAVE 程序下载软件:STC_ISP_V480 串口调试软件3、

6、开发过程 （1）需求分析： 一个主要的环节、设计基础，仔细交流 ，完整地记录；既要尽量满足用户的需求， 又要学会对用户的“非合理需求”做到断然 拒绝。 （2）调研、资料查询、方案的初步确 定 主要参数、功能的确定；外形及安装形 式的确定；硬件投入、难易程度项目的预 算、开发周期 （3）反馈给用户： 完整的功能、有关的参数、开发周 期、外形、安装形式、运行环境、价格 （4）任务书的形成 （5）签订合同：（商业与技术） 功能、参数、外形、安装形式、运 行地点、交货时间、成果属性、价格及 付款方式、违约处理、 （6）方案总体设计与论证： 对项目进行总体的设计并组织论证 （7）硬件、软件功能划分 （8

7、）硬件设计： 原理图的形成、PCB图的形成 （9）器件的购买与软件设计： 在PCB加工过程中，进行器件的购 买及软件设计 （10）硬件的焊接与调试 （11）软件、硬件联合调试 （12）实验室运行：72小时、运行情况 的记录 （13）现场运行与调试：用户运行报告 （14）技术文件的形成、项目的测试报 告 （15）项目的验收与鉴定5 单片机应用系统结构涉及的有关知识内容： 传感器技术（检测技术） 传动输出控制技术 电子技术（数字、模电） 单片机技术 自动控制技术 等 由此：单片机=综合技术2.1 MCS-51总体结构 包括四个问题： 1、标号信息及封装类型 2、内部结构 3、外部引脚 4、微处理器

8、 5、存储器结构 6、I/O口结构 7、辅助部分讲到单片机都有个系列问题 MCS-51： 基本型 51子系列 (803180518751) 增强型 52子系列 (803280528752) 特殊型 所有的基础都是基本型。1、标号信息及封装类型以STC为例 STC89C51RC 40C-PDIP 0707CU8138.00D STC前缀 。芯片为STC公司生产的产品。其 他前缀如AT、i、Winbond、SST等。 8芯片位8051内核芯片。 9内部含Flash EEPROM存储器。还有如 80C51中的0表示内部含Mask ROM（掩模ROM） 存储器；如87C51中7表示内部含EPROM。

9、C该器件为CMOS产品。还有如89LV52 和89LE58中的LV和LE都表示该芯片为低 电压产品（通常为3.3V电压供电）； 89S52中的S表示高芯片含有可串行下载 功能的Flash存储器，即具有ISP可在线 编程功能。 5固定不变 1该芯片内部程序存储器存储空间的大小， 1为4KB，2为8KB，3为12KB，即乘上4KB。 RCSTC单片机内部RAM（随机存储器）为 512B。还有RD+表示内部RAM为1280B。 40外部晶振最高可接入40MHz. C产品级别，表示芯片使用的温度范围。 C：表示商业用 0 -+70 ，另外： I：工业级 -40 -+85 A：汽车用 -40 -+125

10、 M：军用 -55 -+150 PDIP产品封装型号。PDIP表示双列直 插式。 0707本批次芯片生产日期为07年第7 周。 CU8138.00D不详。芯片封装简介： DIP双列直插式 PLCC带引线的 塑料芯片封装 PQFP塑料方型扁平式 PGA插针网络阵列封装 BGA球栅阵列封装2、内部结构 8位的CPU 128个字节的片内RAM 4K字节的片内ROM程序存储器(8031无) 16条地址线：外部寻址范围为64K 21个字节的专用寄存器 4个8位并行I/O口、1个全双工的串行口 2个16位的定时器/计数器 5个中断源、2个中断优先级 111条指令。内部结构框图： （1）微处理器（CPU）

11、（2）片内数据存储器（RAM） （3）片内程序存储器（ROM/EPROM） （4）定时器/计数器 （5）并行I/O接口 （6）串行通信口 （7）中断系统 （8）位处理器3、外部引脚及说明 （1）电源引脚 （2）时钟引脚 （3）输入/输出引脚 （4）控制引脚（4）总线图4、微处理器-CPUCPU又称为微处理器，是单片机内部 的核心部件，它决定了单片机的重要功 能特性。它由运算器和控制器两大部分 组成。对CPU的使用就是对CPU中的寄存器 的使用。有关的寄存器 累加器ACC （A） 寄存器B 位处理器C 程序指针PC 数据指针DPTR 堆栈指针SP程序状态字PSW： C-进位 AC辅助进位 RS1

12、、RS0寄存器区选择 OV溢出 P-奇偶5、存储器结构 程序存储器、数据存储 器 （1）程序存储器 程序的几个特殊地址: 复位 0000H 外部中断0 0003H 定时器/计数器0溢出 000BH 外部中断1 0013H 定时器/计数器1溢出 001BH 串行口中断 0023H （2）数据存储器 数据存储器则存放缓冲数据，系统 在运行过程中可修改其中的数据。 包括: 片外数据存储器 片内数据存储器 特殊功能寄存器块片外数据存储器 存储器空间地址： 0000H0FFFFH 片内数据存储器 00H1FH 20H2FH 30H7FH堆栈： 片内RAM、初始化时SP=07H 向上生长的 一般程序的开始

13、： MOV SP，#60H 特殊功能寄存器块 特殊功能寄存器又称为专用寄存器 专用于控制、管理片内算术逻辑部 件、并行I/O口、串行I/O口、定时器/ 计数器、中断系统等功能模块的工作。6、并行的I/O口 P1口、P3口、P0口、P2口 双向口：单片机的I/O口由场效应管组 成的输出驱动器。当驱动器场效应管的 漏极具有开路状态时，该口就具有高电 平、低电平和高阻抗3种状态，称为双 向口。 准双向口：单片机I/O口的输出场效应 管的漏极接有上拉电阻，该口具有高电 平、低电平两种状态，称为准双向口。（1）P1口：输入操作、输出操作（2）P3口：（3）P0口：（4）P2口：7、辅助电路及时序（1）时

14、钟电路（2）复位电路（3）时序 振荡周期、状态周期、 机器周期、指令周期 外部晶振的2分频是MCS-51单片机的内 部时钟周期，6个时钟周期构成了单片 机的1个机器周期 。补充：常用逻辑电平 常用的逻辑电平：TTL、CMOC、LVTTL、 ECL、PECL、RS-232、RS-422、PS-485 、LVDS等。其中TTL和CMOS的逻辑电平 按典型电压可分为4种类型：5V系列（ 5V TTL和5V CMOS），3.3V系列、2.5V 系列、1.8V系列。 5V TTL和5V CMOS是通用的逻辑电平， 其余是低电压逻辑电平。TTL电平信号用的最多： 这是因为数据表示通常常用二进制， +5V等价于逻辑1，0V等价于逻辑0，这 被称为（晶体管-晶体管逻辑电平）信 号系统，这是计算机处理器控制的设备 各部分之间通信的标准技术。 （1）电源要求低，热损耗少 （2）不需要几个昂贵的线路驱动器 （3）设备的数据传输高速型的要求 （4）