《微控制器概述课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微控制器概述课件（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 课程：课程：单片机原理及应用单片机原理及应用 教材：单片机原理及应用教材：单片机原理及应用 学时：理论学时：理论32+实验实验16=48 内容与要求：见教学大纲内容与要求：见教学大纲 电话电话 微控制器概述课件微控制器概述课件参考材料：1.薛涛、邵贝贝著，单片机与嵌入式系统的开发方法，清华大学出版社，20092.张阳MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发电子工业出版社，20113.王宜怀嵌入式系统设计实战-基于飞思卡尔S12X微控制器北京航天航空大学出版社，20114.王威等编著，HCS12微控制器原理及应用北京航空航天大学出版社，2007年第1版微控制器概述课件微控制器概述课件第1章微
2、控制器概述 微型计算机微型计算机:计算机技术带来了科研和生活的许多重大变革，可以说，标志了人类社会进步文明的又一次飞跃；更得益于大规模集成电路进步与发展，计算机的重要分支-微型计算机的发展日新月异，应用日益广泛，已渗透到生产、生活的各个方面，使许多领域的技术水平和自动化程度得以大大提高，并且越来越多的领域和越来越多的时候，人们都需要微计算机来进行工作或间接利用其工作。 微控制器概述课件微控制器概述课件 微型计算机微型计算机-简称微机；简称微机； 微机技术的发展又形成相互独立、不同方向的两大分支：微机技术的发展又形成相互独立、不同方向的两大分支：、通用微机系统通用微机系统： 以微处理器为核心以微
3、处理器为核心(Micro Processor Unit)，强调处理，强调处理功用，解决多方位需求。表现形式：外设配备齐全的微机系功用，解决多方位需求。表现形式：外设配备齐全的微机系统。统。、单片微机系统单片微机系统： 以微控制器为核心以微控制器为核心(Micro Controller Unit)，强调控制功，强调控制功用，解决单一问题。特点：用，解决单一问题。特点：n 三要素（微处理器、存储器、外设）集成在芯片上；三要素（微处理器、存储器、外设）集成在芯片上；n 程序固化在片内，一般不改变。专用！程序固化在片内，一般不改变。专用！n 嵌入在产品中；嵌入在产品中；微控制器概述课件微控制器概述课件
4、微型计算机的类型：微型计算机的类型：1.多板机：广泛使用的多板机：广泛使用的PC计算机计算机2.单扳机：单扳机： CPU ,RAM ,I/O接口芯片及设备接口芯片及设备3.单片机：单片机： 计算机基本部件微型化并集成到计算机基本部件微型化并集成到 一块芯片上一块芯片上微控制器概述课件微控制器概述课件1.1微控制器简介及现状1.微控制器定义在一片半导体芯片上集成：nCPUnROM、RAM、FLASHnI/O接口、定时器/计数器、ADDAn通信接口（232，IIC、SPI、CAN)n中断系统2.术语称谓中文：微控制器=单片机=单片微机=单片微控制器英文：MCU（MicrocontrollerUni
5、t）并非SingleChipMicrocomputer标准：微控制器（MCU）微控制器概述课件微控制器概述课件3.微型计算机的结构微型计算机的结构微控制器概述课件微控制器概述课件4.MCU特点特点n资源受限(引脚少、片内存储器容量不大，可扩或选);n开发需要专用工具和特殊方法;n要求较高可靠性和稳定性;n有实时约束;n通常极其关注成本;n大多要求低功耗;n运算能力不强;n控制能力强（如位处理，直接I/O操作）;n专用性很强;n技术含量高,知识集成系统;n具有很长生命周期;微控制器概述课件微控制器概述课件5.MCU的应用范围的应用范围 几乎几乎“无所不在，无所不为无所不在，无所不为” 渗透：工业
6、控制、通信、交通、仪器仪表、渗透：工业控制、通信、交通、仪器仪表、家用电器、办公自动化、汽车电子、家用电器、办公自动化、汽车电子、PC外设外设微控制器概述课件微控制器概述课件Window LiftLockMirrorLockLockMirrorLockUniversal MotorUniversal PanelWiperInteriorLightLockSeatSeatRoofECU 3ECU 1ECU 2OSEK OSOSEK COM/NMe.g. ignitionGatewayApplicationLightOSEK OSTaskETaskFTaskDClimate ControlOSEK
7、 COM/NMOSEK OSTaskBTaskCTaskACentral BodyControlOSEK COM/NMInstrumentsECU 4CAN Engine Network ( 250kbps)CAN Body Network ( =125kbps)Sub Bus Network ( 50kbps)飞思卡尔在汽车应用飞思卡尔在汽车应用飞思卡尔在汽车应用飞思卡尔在汽车应用: : ECU ECU、气囊、放夹、门禁、无钥匙、尾气、气囊、放夹、门禁、无钥匙、尾气、气囊、放夹、门禁、无钥匙、尾气、气囊、放夹、门禁、无钥匙、尾气Development ToolsDriversMotorola
8、 SiliconOSEK-OS, -COM, -NMFunctionalityOS LibrariesApplication CodeDesign ToolsMotorola FocusHeatingHeatingHeatingHeating微控制器概述课件微控制器概述课件微控制器概述课件微控制器概述课件6.MCU的发展的发展n第一阶段（19741978）初级，8位，MCS-48系列（带并行I/O接口、定时器计数器、无串行IO接口）n第二阶段（19781983）高级，8位，MCS-51系列（新增串行I/O接口、多级中断等功能完备，拓宽了其应用范围）n第三阶段（1983）16位单片机，MCS-9
9、6系列（16位处理，含A/D转换器，功能加强，速度快） 早期：以早期：以Intel公司为领袖，同步于通用微机，公司为领袖，同步于通用微机，机。有个阶段机。有个阶段(非中国情况）：非中国情况）：微控制器概述课件微控制器概述课件其中：MCS-51系列获得了最为广泛的应用，典型型号为使用Intel8051内核的80C51、89C51注：位的概念：CPU一次处理运算的数据位数（寄存器），位数越高，处理能力越强。（有别与数据总线的位数） 目前：8位、16位、32位、64位并存，各厂家、多种类并存；微控制器概述课件微控制器概述课件微控制器概述课件微控制器概述课件7.MCU的主要生产厂家的主要生产厂家Int
10、el、Atmel、Philips（恩智浦，NXP）、Motorola、Microchip、TI、西门子、富士通、三星、凌阳、美国领先，中国没有（龙芯？！）微控制器概述课件微控制器概述课件8.MCU与嵌入式系统与嵌入式系统其中MCU技术最为经典、应用成熟、受众面广。近年来，MCU技术发展迅速，已从传统设计技术走向现代设计技术，其功能、速度、资源正在不断加强，更加易于解决电子系统的嵌入性、微型化、低功耗、高可靠性和低价格等问题。MCU技术、FPGA技术和DSP技术，是目前数字电路系统设计领域公认的三大基础性技术，以这三类技术形成的应用系统也是目前嵌入式系统的主要表现形式。嵌入式系统： 面向测控对象
11、、嵌入到实际应用系统中的计算机系统。微控制器概述课件微控制器概述课件9.MCU 与与RTOS(实时操作系统实时操作系统) RTOS的现状的现状 VxWorksWindows CE嵌入式嵌入式LinuxC/OS- C/OS-用户应用程序的一般结构用户应用程序的一般结构void MyTask1(void * pdata) /定义用户任务定义用户任务1 进行准备工作的代码进行准备工作的代码; for(;) /无限循环无限循环 任务实体代码任务实体代码; 调用系统延时函数调用系统延时函数; /调用调用OSTimeDly() 微控制器概述课件微控制器概述课件MCU技术已经成为广大电子工程师和电类专业大学
12、生必备的技能之一，是学习、理解、提高计算机应用开发能力的基础学科，应用型新技术发展的基石，其重要性是不言而喻的。n软硬件兼顾并重、内容前后关联密切。n领会结构原理、部件功能、常规接口方法n要求：能够看懂书本或别人的电路和程序；能够看懂芯片厂家的原文数据手册；能够自行设计硬件电路和软件程序。n勤于实践，应用创新；10. MCU的学习方法的学习方法微控制器概述课件微控制器概述课件11.AT89C51的主要特性及其最小系统的主要特性及其最小系统主要特性：主要特性：n 8位位CPU，111条指令，条指令，DIP封装，封装，40引脚；引脚；n 128Bytes RAM，4KBytes EPROM；n 4
13、个个8位并行位并行I/O口；口；n 1个串行个串行I/O口；口；n 2个定时器，个定时器，n 5个中断源，个中断源，微控制器概述课件微控制器概述课件最小系统电路原理图最小系统电路原理图汇编语言程序：汇编语言程序： ORG 0000H SJMP START ORG 0040HSTART: SETB P1.0 CLR P1.0 SJMP $ 运行结果：点亮运行结果：点亮LED微控制器概述课件微控制器概述课件1.2 Freescale微控制器微控制器l关于关于Freescale Freescale（飞思卡尔）半导体公司是全球最大的半导体公司之一，其前身为Motorola（摩托罗拉）半导体部，2004
14、年从摩托罗拉分拆上市。它从1953年开始从事半导体业务，是世界半导体产业与技术的开拓者，为汽车电子、消费电子、工业控制、网络和无线市场设计并制造了众多的嵌入式半导体产品,在微控制器领域长期居于全球市场领先地位。如1983年推出的MC68HC05是世界产量第一的8位单片机（产量第二的是8051单片机） 微控制器概述课件微控制器概述课件微控制器概述课件微控制器概述课件1.3 S12系列微控制器系列微控制器1.位数位数 - 增强型增强型16位位2.CPU内核型号内核型号 CUP12 HC12 S12 （兼容，统称为（兼容，统称为HCS12） 最高总线频率：最高总线频率： 8MHz 25MHz 特性特
15、性n具有片内具有片内FLASH存储器存储器nCPU编码效率高编码效率高n背景调试（背景调试（BDM，单线，低成本，在线全仿真、，单线，低成本，在线全仿真、下载）下载）微控制器概述课件微控制器概述课件子系列子系列MC9S12A、 MC9S12B、 MC9S12D-通用通用MC9S12H、 MC9S12L -带液晶驱动带液晶驱动MC9S12E128、 MC9S12E64 -低供电电压低供电电压MC9S12UF32 -带带USB接口接口MC9S12NE -带以太网接口带以太网接口性能性能- 见表见表1-1微控制器概述课件微控制器概述课件微控制器概述课件微控制器概述课件1.位数位数- 增强型增强型16
16、位位2.CPU型号型号CPU12(V1，V2) ，双核单片机，双核单片机 S12 S12X （兼容，统称为（兼容，统称为S12(X)） 比比S12增加增加2条与条与CCRW寄存器相关的指令寄存器相关的指令3.最高总线频率：最高总线频率： 25MHz 50MHz4.新增特性：新增特性：XGATE模块模块-并行处理，达并行处理，达32位位MCU的性能水的性能水平平FlexRay模块模块-新型的通信协议，高达新型的通信协议，高达10Mbps的的数据速率数据速率 1.4 S12X系列微控制器系列微控制器微控制器概述课件微控制器概述课件S12X系列单片机与S12系列单片机的主要区别 8/10/12位精度
17、位精度 3us转换时间转换时间7微控制器概述课件微控制器概述课件l子系列子系列S12XB、S12XD-通用型通用型S12XE-S12系列中性能最高的系列中性能最高的S12XS-低成本车身电子低成本车身电子S12XF-面向底盘控制应用的面向底盘控制应用的FlexRay系列系列 S12XH-业界第一款集成业界第一款集成TFT图形显示驱动，仪表图形显示驱动，仪表板应用板应用l性能性能- 见表见表1-2微控制器概述课件微控制器概述课件微控制器概述课件微控制器概述课件选用选用S12单片机的理由单片机的理由微控制器概述课件微控制器概述课件本章习题：本章习题：1.什么是微控制器（单片机）？什么是微控制器（单片机）？2.微控制器的特点是什么？微控制器的特点是什么？3.以往流行的以往流行的MCS-51兼容系列单片机兼容系列单片机主要是哪个型号？主要是哪个型号？4.目前目前Freescale 16位微控制器主要是位微控制器主要是哪两个系列？哪两个系列？ 微控制器概述课件微控制器概述课件
