湖北大学单片机课件1

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一、单片机概述
1、单片机及其发展 、 2、单片机的特点 、 3、单片机的应用 、
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2、单片机的应用领域(教材 、单片机的应用领域 教材 教材P3) (1) 智能仪器仪表。 智能仪器仪表。 (2) 工业测控。 工业测控。 (3) 日用及家电。 日用及家电。 (4) 计算机网络及通信。 计算机网络及通信。 (5) 其他各方面。 其他各方面。
适宜范围 MSI PLD MCU DSP ARM PLC ASIC 十分简单的项目（放大，运算，振荡分频，移位等） 速度高的，较复杂的数字电路，保密性很好，造价高 智能交互强的，较复杂的各种电路，保密性较好，造价低 速度高智能交互强，较复杂的电路，保密性较好，造价高 速度高智能交互强，很复杂的电路，保密性较好，造价高 智能交互强的，较复杂的各种电路，可靠性很高，造价很高 大量适用的芯片，允许开发周期长
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2、单片机的开发过程
6 文 件 资 料 整 理 5 总 体 制 作 调 试 体 软 硬 件 具 4 分 各 部 分 进 行 设 计 和 实 验 、 控 制 、 采 样 图 ) 存 框 机 保 运 算 置 、 显 示 入 、 初 步 片 输 值 预 3 总 体 设 计 段 控 制 温 选 用 单 用 升 温 降 温 求 要 CPU 不 平 保 ( 多 水 2 初 步 分 析 水 平 保 温 控 制 动 自 炉 温 1 应 用 问 题 的 提 出 ： T-t
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•数字钟设计方案 ：DSP 数字钟设计方案4： 数字钟设计方案 •数字钟设计方案 ：ARM 数字钟设计方案5： 数字钟设计方案
芯片 +键盘+显示
芯片：约100元，LED等：10元 扩展较容易，可在计算机上预调试 需要计算机及仿真器，编程器
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•数字钟设计方案 ：PLC 数字钟设计方案6： 数字钟设计方案
存储器 运算器 输 出 接 口 电 路 输 出 设 备
输入设备 (Input) 硬件系统 输出设备 (Output)
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微型计算机系统
CPU
输 入 设 备
输 入 接 口 电 路
运算器 控制器
存储器 硬件系统
输 出 接 口 电 路
硬件—— 硬件 —— 构成微机的实 ——构成微机的实 体和装置
应 用
嵌入式计算机： 嵌入式应用 嵌入式应用” 嵌入式计算机：“嵌入式应用
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单片机的历史发展( 单片机的历史发展( P1 ) •探索阶段（70年代中期）： Intel/Motorola /Zilog 代表： 代表：Mcs48 single chip Microcomputer •成熟完善阶段（70年代后期） ： Mcs51系列 系列： Mcs51系列： Bus、外围SFR集中管理、位地址、 SFR集中管理 Bus、外围SFR集中管理、位地址、突出控制功能的 指令 •Microcontrollers（80年代） ： ADC//DAC//WDT//PWM//高速 高速I ADC//DAC//WDT//PWM//高速I／O •微控制器的全面发展阶段（90年代后） •嵌入式系统,Embedded Systems Embedded software
实用单片机技术
第一章 绪论 MCS-51单片机的结构 第二章 MCS-51单片机的结构 MCS-51指令系统及汇编语言程序设计 第三章 MCS-51指令系统及汇编语言程序设计 第四章 中断 定时器/ 第五章 定时器/计数器 MCS-51单片机存储器的扩展 第六章 MCS-51单片机存储器的扩展 第七章 串行口 I/O接口扩展设计及应用 第八章 I/O接口扩展设计及应用 MCS-51与A/D、D/A的接口 第九章 MCS-51与A/D、D/A的接口 第十章 单片机高级语言C51程序设计简介 单片机高级语言C51程序设计简介 C51 高级语言C51 C51的应用 第十一章 高级语言C51的应用
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51系列单片机主要性能特点 51系列单片机主要性能特点
8位CPU 片外32口线, 16地址线 32口线 片外32口线, 16地址线
型号 8031 8751 8051 8052 89C1051 89C2051 ROM / 4kB 4kB 8kB 1kB 2kB RAM 128B 128B 128B 256B 64B 128B 并口 32b 32b 32b 32b 15b 15b 串口 定时计数器 中断 看门狗 备注 UART 2*16b / 5 无 ROM UART 2*16b / EPROM 5 UART 2*16b / ROM 5 UART 3*16b / ROM 6 / 1*16b / flash,比较器 3 比较器 UART 2*16b / flash,比较器 比较器 5
校分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
CD4060 秒 4060+7400/4*6+D+计数器*6+译码*6+LED*6 & Q 3 R CP 32768Hz
RY
校时开关 元器件约30元 C
C 22pF
11 9 10 12
CPI CPO CPO R
R 1MΩ
硬件多，连接调试繁 C
T
扩展不易
Vcc
5~20pF R
&
14 Q13 2 Q12 1 Q10 15 &D Q9 13 Q8 14 Q7 6 Q6 4 Q5 5 7 Q4 进位
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一、单片机概述
1、单片机及其发展 、 2、单片机的特点 、 3、单片机的应用 、
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2、单片机的特点(教材 、单片机的特点 教材 教材P2) (1) 集成度高，体积小；可靠性高。 集成度高，体积小；可靠性高。 (2) 性价比高。 性价比高。 (3) 控制功能强。 控制功能强。 (4) 系统配置典型，规范。 系统配置典型，规范。 (5) 低功耗。 低功耗。
实用单片机技术
第1章 绪论 章 一、单片机概述 二、典型单片机系列简介 三、补充 1、单片机的开发 、 2、单片机课程教学 、
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单片机的开发 1、开发方案比较 2、单片机的开发过程 3、单片机的开发工具
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(1)数字钟 1、项目：数字钟 2、要求：基本：数字显示的时钟，显示到秒，
教材：何桥主编 教材： 单片机原理及应用 中国铁道出版社
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实用单片机技术
第1章 绪论 章 一、单片机概述 二、典型单片机系列简介 三、补充 1、单片机的开发 、 2、单片机课程教学 、
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一、单片机概述
1、单片机及其发展 、 2、单片机的特点 、 3、单片机的应用 、
89C51和 89S51和89S52同 89C51和89C52, 89S51和89S52同 8051,8052型能基本一致, 但其ROM为flash, 8051,8052型能基本一致, 但其ROM为 型能基本一致 ROM 89S51和89S52带看门狗 89S51和89S52带看门狗
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输 出 设 备 软
+
件 系 统
软件—— 软件——微机系统所使用 ——微机系统所使用 的各种程序的总称 软件与硬件共同构成实用 软件与硬件共同构成实用 的微机系统， 的微机系统，两者是相辅 相成、缺一不可的。 相成、
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什么叫单片机
微型计算机系统
单片微型计算机 是指集成在一个芯 片上的微型计算机
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1、开发方案比较（2）
炉温控制系统 •1、项目：炉温控制系统 •2、要求： 基本：可以设定温度时间折线, 控制炉温按照设定的折线进 行，误差小(超调小, 跟踪时间短)。 扩展：温度时间显示,查询,报警等 •3、方案： 控制方法：位式控制(1位开关)，模拟量算法控制 控制硬件：MSI, PLD, PLC，ASIC ，MCU(单片机), PLC， MCU(单片机 单片机), MSI,
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计算机发展
硬 件
单片机涵盖
第三代
16位机 位机
第一代 第二代
4位和低档 中高档 位和低档 8位机 8位机 位机 位机
第四代
32位机 位机
第五代
64位机 位机
1971-1973 -1978
软 件
-1981
-1992
1993-
机器语言 汇编语言
通用计算机
操作系统 高级语言 言
图形界面操作系统 嵌入式操作系统 网络操作系统
脉 冲 Q 送下级 计数端 Q
信号
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•数字钟设计方案 ：PLD（FPGA/CPLD） 数字钟设计方案2： 数字钟设计方案 （ ）
时十位 显示 时个位 显示 分十位 显示 分个位 显示 秒十位 显示 秒个位 显示
译码
译码
译码
译码
译码
译码
24进制 加计数器
进位
六进制 加计数器
进位
十进制 加计数器
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炉温控制方案比较
开发 难度 MSI MCU PLC 容易 容易 容易 控制 精度 不精 确 算法 控制 算法 控制 硬件 成本 低 低 很高 可靠 性 高 高 很高 扩展 不易 容易 较易
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1、开发方案比较 开发方案比较（3） 开发方案比较
•各技术适宜范围比较 各技术适宜范围比较
进位
六进制 加计数器
进位
十进制 加计数器 校秒
秒信号 发生器
校时
校分
1K10：约70元，（下载芯片：100元），LED等：10元 扩展稍容易，可在计算机上预调试 需要计算机及下载装置
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