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1、1,课程名称： 单片机原理 单片机原理与应用 单片机原理与接口技术,联系方式：fuguang_ 杨福广 ：15169138562,2,本课程学习内容：以空调为例子,单片机工作原理 周边器件与单片机连接：接口技术，相关软件,3,课程考核： 作业、实验、考勤 30% 考试70%,4,本课程学习的要求与特点,与以前所学的知识关联很少； 对器件的概念基本上是从0开始； 所有人都站在了同一起跑线上；,5,本章分为五节，主要介绍：,1.2单片机的发展过程及产品近况,1.3单片机的特点及应用领域,1.4数制与编码的简单回顾,1.1电子计算机的发展概述,6,1.1 电子计算机的发展概述,1.1.1 电子计算机
2、的问世,1946年2月15日，第一台电子数字计算机问世，这标志着计算机时代的到来。,时钟频率100 KHz，能在1秒钟的时间内完成5000次加法运算。,7,1.1.2经典结构 匈牙利籍数学家冯诺依曼在方案的设计上做出了重要的贡献。1946年6月，他又提出了“程序存储”和“二进制运算”的思想，进一步构建了计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成这一计算机的经典结构。,8,1.1.3电子计算机技术的发展，经历了五个时代：,电子管计算机； 晶体管计算机； 集成电路计算机； 大规模集成电路计算机； 超大规模集成电路计算机。,计算机的结构仍然没有突破冯诺依曼提出的计算机的经典结构框架。,微
3、型计算机,9,2018/10/19,9,1.1.4微型计算机的应用形态分为3种：,微型计算机的应用形态之一多板机（即系统机） 工业PC机 也属于多板机。,存储器,I/O接口,CPU,I/O接口,10,2018/10/19,10,1.1.4 微型计算机的应用形态之二单板机,单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统，现在已很少使用。,11,2018/10/19,11,微型计算机的应用形态之三单片机,单片机,单片机,内含： CPU 存储器 I/O接口,12,2018/10/19,12,系统机（桌面应用）属于通用计算机，主要用于数据处理、办公自动
4、化及辅助设计。,单片机（嵌入式应用）属于专用计算机，主要用于智能仪表及传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等系统。,单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。,系统机与单片机比较,13,1.2 单片机的发展过程及产品近况,1.2.1 单片机的发展过程,单片机技术发展过程可分为三个主要阶段： 一 、单芯片微机形成阶段 1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单片机 。8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根I/O线和1个8位定时/计数器。 特点是：存储器容量较小，寻址范围小（不大于4K），无串行接口，指令系统功能不
5、强。,14,二 、性能完善提高阶段 1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单片机：8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器。 特点是： 结构体系完善，性能已大大提高，面向控制的特点进一步突出。现在，MCS-51已成为公认的单片机经典机种 。,15,三、微控制器化阶段,1982年，Intel推出MCS-96系列单片机。 芯片内集成：16位CPU、8K字节ROM、232字节RAM、5个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K。片上还有8路10位ADC、1路P
6、WM输出及高速I/O部件等。 特点是：片内面向测控系统外围电路增强，使单片机可以方便灵活地用于复杂的自动测控系统及设备。 “微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。,16,1.2.2 单片机产品近况, 80C51系列单片机产品繁多，主流地位已经形成，近年来推出的与80C51兼容的主要产品有： ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列； Philips公司的80C51、80C552系列； 华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列； ADI公司的ADC8xx高精度ADC系列； LG公司的GMS90/97低压高速系列； Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列； C
7、ygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机。,非80C51结构单片机新品不断推出，给用户提供了更为广泛的选择空间 ，近年来推出的非80C51系列的主要产品有： Intel的MCS-96系列16位单片机 ； Microchip的PIC系列RISC单片机 ； TI的MSP430F系列16位低功耗单片机 。,17,1.3 单片机的特点及应用领域,1.3.1 单片机的特点,特点1：控制性能和可靠性高 实时控制功能特别强，其CPU可以对I/O端口直接进行操作，位操作能力更是其它计算机无法比拟的。另外，由于CPU、存储器及I/O接口集成在同一芯片内，各部件间的连接紧凑，数据在传送时受干扰的影响较小，
8、且不易受环境条件的影响，所以单片机的可靠性非常高。 近期推出的单片机产品，内部集成有高速I/O口、ADC、PWM、WDT等部件，并在低电压、低功耗、串行扩展总线、控制网络总线和开发方式（如在系统编程ISP）等方面都有了进一步的增强。,18,特点二、体积小、价格低、易于产品化 单片机芯片即是一台完整的微型计算机，对于批量大的专用场合，一方面可以在众多的单片机品种间进行匹配选择；同时还可以专门进行芯片设计，使芯片的功能与应用具有良好的对应关系；在单片机产品的引脚封装方面，有的单片机引脚已减少到8个或更少。 从而使应用系统的印制板减小、接插件减少、安装简单方便。,19,1.3.2 单片机的应用领域,
9、20,应用领域2：机电一体化产品,机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算机技术于一体，具有智能化特征的各种机电产品。单片机在机电一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如机器人、数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复印机等。,21,应用领域3 实时工业控制,单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类系统中，利用单片机作为系统控制器，可以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算法，实现期望的控制指标，从而提高生产效率和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生产线等 。,22,应用领域4：家用电器,家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。,在交通领域中，汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子等 。,应用领域5：其他,
