主讲人：牛军
南阳理工学院 电子与电气工程学院
什么是单片机？
将微处理器、一定容 量的RAM和ROM以及I/O 接口、定时器等电路集成 在一块芯片上，构成的单 片微型计算机，简称单片 机。
为什么学习单片机？
答：为了使用单片机。 答：
为什么要使用单片机？
答：因为单片机体积小、功能强、价格低，在 答： 很多领域得到了广泛的应用。
单片机的应用领域
1、智能仪器仪表
数字式测角仪
交直流电压电流表 位移传感器 结合不同类型的传感器，可实现诸如 电压、功率、频率、湿度、温度、流量、 速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、 压力等物理量的测量。
单片机的应用领域
优点： 采用单片机控制，使得仪器仪表数字 化、智能化、微型化，且功能比起采用电子 或数字电路更加强大，例如精密的测量设备 （功率计，示波器，各种分析仪）。
单片机的应用领域
2、机电一体化产品
用单片机可以构成 形式多样的控制系统、 数据采集系统。例如工 厂流水线的智能化管 理，电梯智能化控制、 各种报警系统，与计算 机联网构成二级控制系 统等。
数控线切割机床
数控车床
单片机的应用领域
3、家用电器
智能冰箱； 智能饭煲； 智能食品配料机； 全自动洗衣机；
空调； 彩电； 音响； 微波炉。
单片机的应用领域
4、计算机网络和通信领域
手机； 电话机； 程控交换机； 楼宇自动通信呼叫系统；
列车无线通信； 移动电话； 集群移动通信； 无线对讲机。
单片机的应用领域
5、医用设备
医用呼吸机； 各种分析仪； 监护仪； 超声诊断设备； 病床呼叫系统等。
医用呼吸机 电池分析仪
麻醉信息管理系统
单片机的应用领域
6、其它方面的应用
汽车电子：恒温空调、胎压检测仪、倒车雷达、汽车 内各种控制器等； 休闲娱乐类产品 ：智能玩具、跑步机、按摩椅等 ； 农业类产品 ：温湿度控制、自动灌溉等 ； 办公设备 ：复印机、传真机、扫描仪等 。
学好单片机的好处
一、能够在电子行业内找到一个比较好的工作。 二、学好单片机是学习其他嵌入式控制器如 ARM、DSP的基础。 三、学好单片机可以让你增加对电子产品的了解， 扩展产品开发的思路，提高社会竞争力。
单片机的特点
一、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、固定常数及数据 表格。 RAM则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。
二、采用面向控制的指令系统
为满足控制的需要，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。
单片机的特点
三、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。
四、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），与许多通用的微机接口芯片兼容，给应 用系统设计带来极大的方便和灵活性。
单片机的特点
五、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。
六、面向控制
能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能 获得最佳的性能价格比。
单片机的特点
七、适应性强、抗干扰
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。
八、方便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。
明确几个概念
一、单片机与嵌入式系统
嵌入式系统（Embeded system）是20世纪70年代随着 大规模集成电路的发展而发展起来的。一般说来，在嵌入 式系统里面会有一个以中央处理器为核心的控制单元，加 上其它的周边部件、外围电路从而共同构成一个完整的， 具有智能化的电子系统。 它具有性能高、体积小、功耗低等特点。
明确几个概念
一、单片机与嵌入式系统
早期的嵌入式系统不带操作系统，比如单片机，只是为 了实现某个控制功能，使用简单的循环控制来对外界的控制请 求进行处理。随着嵌入式系统的快速发展，当应用系统越来越 复杂，使用范围越来越广泛时，每增加一项新的应用功能，都 可能需要从头开始设计系统软件，没有操作系统已成为其最大 缺陷。 随着ARM的出现，嵌入式引入了操作系统，可以实现许多 单片机系统不能完成的功能，如：嵌入式web服务器，java虚 拟机等。有很多免费的资源可以利用，上述两种服务就是例 子。如果在单片机上开发这些功能可以想象其中的难度。
明确几个概念
二、单片机与ARM的区别
ARM（ Advanced RISC Machine）是英国一家电子公司 的名字，首创了chipless的生产模式。即该公司既不生产芯 片，也不设计芯片，而是设计出高效的IP（Intelligence Property）内核，授权给半导体公司使用，半导体公司在ARM 技术的基础上添加自己的设计并推出芯片产品，最后由OEM 客户采用这些芯片来构建基于ARM技术的系统产品。ARM的 产品是IP Core，没有任何物理意义上的硬件或者软件实体。 目前全球有103家巨型IT公司在采用ARM技术，20家最大的半 导体厂商中有19家是ARM的用户，包括德州仪器， Philips, Intel等。目前面向市场的有ARM7, ARM9, ARM9E-S，Strong ARM和ARM10系列。
明确几个概念
二、单片机与ARM的区别
1、软件方面 这是最大的区别，ARM引入了操作系统。其好处是： 1）方便。主要体现在后期的开发，即在操作系统上直接开 发应用程序。不像单片机一样一切都要重新写。 2）安全。LUNIX的内核与用户空间的内存管理分开，不会 因为用户的单个程序错误而引起系统死掉。这在单片机的软 件开发中没见到过。 3）高效。引入进程的管理调度系统，使系统运行更加高 效。在传统的单片机开发中大多是基于中断的前后台技术， 对多任务的管理有局限性。
明确几个概念
二、单片机与ARM的区别
2、硬件方面 1）现在的单片机技术硬件发展的也非常得快，也出现了 许多功能非常强大的单片机。但是与32位ARM相比还是有 些差距。 2） ARM芯片大多把SDRAM、LCD等控制器集成到片子 当中。在单片机中大多要进行外扩。