单片机第章绪论

单片机第章绪论2《单片机原理与应用》第一章1---2教学内容：单片微型机的内部结构及基本工作原理汇编语言程序设计方法单片微型计算机应用（主要中断、定时器/计数器）单片微型计算机系统扩展设计方法学习方法？3工科学生把计算机用在工业测控现场中，存在两方面的困难：（1）何快速地构成一个测控系统的硬件环境？（2）何快速地完成相应的软件？市场上已有各种商品化的工控机、各种过程I/O模板（板卡）（1）如何快速构成一个测控系统的硬件环境？（1）如何快速构成一个测控系统的硬件环境？开关量定时器/计数器模拟量驱动信号调理通信搭积木式计算机4（2）如何快速完成相应软件？（1）“软件文学”学文学的三步曲：熟读优秀范文、模仿范文写作文，创作。“软件文学”的三步曲：熟读典型的（当然也是入门的）测控程序、上机运行；模仿编写或改动这些程序；自己创作编写测控程序。（2）“组合软件”尽可能选用现成的程序，把现成程序作适当的修改，作为自己程序的一部分（3）利用高性能的开发工具和平台如：组态软件，LabVIEW…..。暂不涉及5回顾：有关微型计算机的基础知识硬件：微处理器，存储器，总线，I/O接口软件：系统软件，应用软件第一章1---56计算机系统通常由多块印刷电路板制成：主板内存条CPU7单片机原理多媒体教程第一章绪论图1-1单片机单片机：只是一个芯片。单片机8CPUCPU芯片内存条存储器芯片输入输出接口芯片定时计数器芯片A/D、D/A芯片单板机印刷电路板第一章1---89单硅晶片CPU存储器控制电路定时器时钟电路I/O口单片机第一章1---910《单片机原理与应用》第一章绪论第二章MCS-51单片机的硬件结构与工作原理第三章指令系统与程序设计第四章MCS—51定时计数器及其应用第五章串行接口第六章MCS-51单片机的系统扩展第七章单片机应用系统接口技术总目录11第一章绪论第一章12第二章单片机的硬件结构与工作原理第二章13第三章指令系统与程序设计第三章14第四章单片机定时计数器及其应用第四章15第五章串行接口VCCP3.3INT012跳线帽2.54跳线EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10STC89C52RC8051（晶振电路、电源电路省略）DQ12345678910111213141516C1+V+C1-C2+C2-V-T2outR2inVccGNDT1outR1inR1outT1inT2inR2outRS232MAX232CPE104独石电容104独石电容104独石电容104独石电容VCC104独石电容P3.0P3.151-RXD51-TXD162738495串口通讯电缆线PC端子DB9PC-RXDPC-TXDPC-TXDPC-RXD123系统板端子串口通讯电缆线TTL转RS232接口123VDDDQGND一总线数字温度传感器18B20第五章16第六章单片机的系统扩展第六章17第七章单片机应用系统接口技术12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7XTAL2XTAL1GND(T2)(T2EX)(MOSI)(MOSO)(SCK)(RXD)(TXD)(INT0)(INT1)(T0)(T1)(WR)(RD)VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VPPALE/PROGPSENP2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7(AD0)(AD1)(AD2)(AD3)(AD4)(AD5)(AD6)(AD7)(A8)(A9)(A10)(A11)(A12)(A13)(A14)(A15)51系列单片机IAP&ISPXTAL1XTAL2P3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0RSTP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EAALEPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0GNDVCCVCC12345678A0A1A2GNDVCCWPSCLSDA串行EEPROM24C08+220μF电解电容P3.4P3.5T0T1104瓷片电容2KΩR2KΩR12345678910111213141516C1+V+C1-C2+C2-V-T2outR2inVccGNDT1outR1inR1outT1inT2inR2outRS232MAX232CPE104独石电容104独石电容104独石电容104独石电容VCC104独石电容P3.0P3.151-RXD51-TXD162738495串口通讯电缆线PC端子DB9PC-RXDPC-TXDPC-TXDPC-RXD11.0592MHz30pF30pFXTAL2XTAL112345678123456781234567899排阻102P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7123456781615141312111091KΩ8×1KΩ9015PNP9015PNP9015PNP9015PNP1KΩR1KΩR1KΩR1KΩRP2.7P2.6P2.5P2.4VCC1234J1BUTTEN1234J2BUTTEN1234J3BUTTEN1234J4BUTTEN1234J5BUTTEN1234J6BUTTEN1234J7BUTTEN1234J8BUTTEN1234J9BUTTEN1234J10BUTTEN1234J11BUTTEN1234J12BUTTENP2.0P2.1P2.2P2.4P2.5P2.6P2.7按下按钮1-3、2-4接通1234J13BUTTEN1234J14BUTTEN1234J15BUTTEN1234J16BUTTENP2.3EDDPCGS4S1AFS2S3B四合一七段显示器5461CS1SO2WP3Vss4SI5SCK6RST7Vcc8集上电复位、看门狗定时器、电源电压监控和串行EEPROMX250451234RESET22μF2.2KΩRSTVCC按下按钮1-3、2-4接通12跳线帽2.54跳线VCCA01A12A23A34A45A56A67A78A89A911A1012GND10REF-13REF+14DATAO16DATAI17EOC19VCC20CLOCK18CS15串行ADTLC2543VCCVCCVCC51-RXD51-TXD1MΩ1MΩ+1_23A1AMPLIFER100KΩ+1_23A1AMPLIFER50KΩ100KΩ5V5V10KΩ电压检测电路500KΩ+1_23A1AMPLIFER50KΩ+1_23A1AMPLIFER50KΩ100KΩ5V5V10KΩ电流检测电路电流互感器火线火线串行AD通道500KΩ第七章18《单片机原理与应用》第一章1---18第一章绪论讲授内容：1.有关微型计算机、单片机的概念2.单片机的一般结构及特点3.单片机的发展过程4.常用单片机系列简介5.单片机的应用领域6.数制、码制复习本章重点：1.微处理器、微机和单片机的基本概念、单片机的结构特单片机特点与应用。2.数制、码制19第一节单片机的特点与发展概述第一章1---19一、微处理器、微机和单片机的概念微处理器（Microprocessor）——微型计算机的控制和运算器部分；微型计算机（Microcomputer）——有完整运算及控制功能的计算机，包括微处理器、存储器、输入/输出(I/O)接口电路以及输入/输出设备等；单片机(singlechipmicrocomputer)——直译为单片微型计算机，它将CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、输入/输出(I/O)接口电路、中断、串行通信接口等主要计算机部件集成在一块大规模集成电路芯片上，组成单片微型计算机简称单片机。单片机的形态只是一块芯片，但是它已具有了微型计算机的组成结构和功能。由于单片机的结构特点，在实际应用中常常将它完全融入应用系统之中，故而也有将单片机称为嵌入式微控制器(embeddedmicrocon-troller)。20二、单片机的一般结构及特点第一章1---20一般单片机有2种基本结构形式：一种是在通用微型计算机中广泛采用的将程序存储器和数据存储器合用一个存储空间的结构，称为普林斯顿(Princeton)结构或称冯·诺依曼结构；另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，称为哈佛(Har-vard)结构。Intel公司的MCS-51系列单片机采用的是哈佛结构。目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构较多。。21单片机按其基本操作处理的位数可分为：1位单片机、4位单片机、8位单片机、16位单片机、32位单片机、64位单片机。相对来说，8位单片机目前仍为单片机应用系统设计中的主流系列，如上图所示。22第一章1---22三、单片机的特点：单片机的中央处理器(CPU)和通用微处理器基本相同，只是增设了“面向控制”的处理功能。例如：位处理、查表、多种跳转、乘除法运算、状态检测、中断处理功能等，增强了控制的实用性和灵活性。23第一章1---23四、单片机的发展过程概述Intel8位单片机的发展第一代：以1976年推出的MCS-48系列为代表。第二代：以MCS-51的8051为代表的单片机，第三代：以51系列、AVR、PIC等为代表。一般根据控制应用需要:又可设计成通用单片机、专用单片机按内部数据总线的宽度:单片机分为4位、8位、16位及32位等。24单片机的发展•第一代(1976～1986)—CISC8/16位单片机•1976年Intel8位单片机系列MSC-48系列•Motolora公司的68HC05系列•1980年Intel高档8位单片机MSC-51系列•1993年Intel16位单片机MSC-96系列•特点：•(1)哈佛结构，程序和数据分离，各存放于不同类型的存储器中，程序总线和数据总线分时复用；•(2)使用CISC复杂指令集，指令长度不等，执行时钟周期数有长有短。•(3)总体灵活、实用、利于逻辑控制。25•第二代(1986～2000)—RISC32位嵌入式处理器•Atmel公司1997年推出的AVR系列单片机•Microchip公司的PIC系列单片机•台湾HOLTEK公司的HT47系列单片机•SCENIX的SX系列•特点：•(1)哈佛结构；•(2)使用精简指令集(RISC)结构，提高了时钟频率和运算速度；•(3)采用COMS工艺将数字和模拟电路集成于同一个片上，丰富了片上集成外围器件和I/O的种类；•(4)集成大容量片上FLASH存储器；•(5)追求低电压、低功耗、低价位。26Segway公司的Segway个人运输车，采用PIC16F8位Flash微控制器2728Atmel的新型电动车控制器，采用AVR单片机ATmega8为主控芯片，该系统性能可靠、成本较低，是一种实用的无刷直流电动机调速系统。29•第三代(2000～2008)—IP核32位SoC/PSoC•SoC(Systemonchip)：整体设计概念，是一种芯片设计方法，系统集成了各种功能模块，每一种功能都是由硬件描述语言设计，然后在SoC内由电路实现；每一个模块不是一个已经设计成熟的ASIC器件，只是利用芯片的一部分资源去实现某种传统的功能。•PSoC(ProgrammableSystemonChip)：硬件可配置的SoC。即具有设计灵活性，又有硬件重构性，能够适应非常复杂的实时控制需求。可以大大提高开发效