單片機原理與應(yīng)用基于匯編C及混合編程單片機

1、12第一章第一章 單片機概述單片機概述1.1、單片機的基本概念、單片機的基本概念1.2、單片機的發(fā)展歷程、單片機的發(fā)展歷程1.3、8位單片機的主要系列位單片機的主要系列1.4、單片機的應(yīng)用、單片機的應(yīng)用3本課程的任務(wù)本課程的任務(wù) 本課程的任務(wù)是使學(xué)生獲得單片機應(yīng)本課程的任務(wù)是使學(xué)生獲得單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的基本理論、基本知識與基本用系統(tǒng)設(shè)計的基本理論、基本知識與基本技能，掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)各主要環(huán)節(jié)的技能，掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)各主要環(huán)節(jié)的設(shè)計、調(diào)試方法，初步具備應(yīng)用單片機進(jìn)設(shè)計、調(diào)試方法，初步具備應(yīng)用單片機進(jìn)行設(shè)備技術(shù)改造、產(chǎn)品開發(fā)的能力。行設(shè)備技術(shù)改造、產(chǎn)品開發(fā)的能力。41.1 1.1 單片機的

2、基本概念單片機的基本概念一、什么是單片機一、什么是單片機單片機就是單片微型計算機單片機就是單片微型計算機(Single-Chip Microcomputer)。 單片機是把微型計算機中的單片機是把微型計算機中的微處理器、存儲器、微處理器、存儲器、I/O接接口、定時器口、定時器/計數(shù)器、串行接口、中斷系統(tǒng)等電路集成在一計數(shù)器、串行接口、中斷系統(tǒng)等電路集成在一塊集成電路芯片上形成的微型計算機。塊集成電路芯片上形成的微型計算機。簡稱為簡稱為單片機。單片機。 主要特點：主要特點：體積小、可靠性高。體積小、可靠性高。性能價格比高。性能價格比高。使用方便。使用方便。工藝先進(jìn)。工藝先進(jìn)。適用于工業(yè)控制、儀器

3、儀表、家電自動化、智能化等。適用于工業(yè)控制、儀器儀表、家電自動化、智能化等。5我們先熟悉以下幾個有相同點也有區(qū)別的概念。我們先熟悉以下幾個有相同點也有區(qū)別的概念。（1）單片機單片機：（2）單板機單板機：（3）多板機多板機：6這種計算機系統(tǒng)通常由多塊印刷電路板制成：這種計算機系統(tǒng)通常由多塊印刷電路板制成：多板機多板機 主板顯卡顯卡聲卡聲卡存儲器接口存儲器接口網(wǎng)卡網(wǎng)卡輸入輸出接口輸入輸出接口內(nèi)存條內(nèi)存條CPU7CPUCPU芯片芯片內(nèi)存條內(nèi)存條存儲器接口存儲器接口存儲器芯片存儲器芯片輸入輸出接口輸入輸出接口輸入輸出接口輸入輸出接口芯片芯片定時計數(shù)器定時計數(shù)器芯片芯片A/D、D/A芯片芯片單板機 印印

4、 刷刷 電電 路路 板板8 單單 硅硅 晶晶 片片 CPU存儲器存儲器控制電路控制電路定時器定時器時鐘電路時鐘電路I / O口口單片機9典型單片機產(chǎn)品典型單片機產(chǎn)品 器件廠家器件廠家美國：美國：Intel、 Motorola、 Microchip 、Atmel 荷蘭荷蘭: Philips 德國：德國：Siemens日本：日本：Nec中國臺灣：中國臺灣：Winbond、SST中國大陸：中國大陸：STC10預(yù)備知識：元器件實物圖預(yù)備知識：元器件實物圖單片機芯片單片機芯片11通信芯片通信芯片MAX232CPE 時鐘芯片時鐘芯片 DS130212瓷片小電容瓷片小電容零壓力插座零壓力插座萬用焊接板萬用焊

5、接板13晶 振電阻和排電阻14EEPROM24C02溫度傳感器18B20AD變換器0832穩(wěn)壓片78L0515液晶字符顯示屏液晶字符顯示屏液晶圖形點陣顯示屏液晶圖形點陣顯示屏16撥動開關(guān)撥動開關(guān)17紅外遙控用紅外遙控用 發(fā)射、接受管發(fā)射、接受管繼電器繼電器18各類接插件各類接插件1988二極管點陣二極管點陣 八段數(shù)碼管八段數(shù)碼管201.2 單片機的發(fā)展歷程單片機的發(fā)展歷程 1.2.1 4位單片機位單片機1.2.2 8位單片機位單片機 1976年年9月，美國月，美國Intel公司首先推出了公司首先推出了MCS-48系列系列8位單片位單片機。機。 1978年以前的年以前的8位單片機，由于集成度的限

6、制，一般都沒有位單片機，由于集成度的限制，一般都沒有串行接口，尋址空間小于串行接口，尋址空間小于8KB，性能較低，稱，性能較低，稱低檔低檔8位單片機。位單片機。 1975年美國德克薩斯儀器公司（年美國德克薩斯儀器公司（TI）首次推出）首次推出4位單片機位單片機TMS-1000。 價格便宜，主要用于控制洗衣機、微波爐等家用電器及高價格便宜，主要用于控制洗衣機、微波爐等家用電器及高檔電子玩具。檔電子玩具。 SHARP的的SM系列，東芝的系列，東芝的TLCS系列等。系列等。21 1978年以后，集成電路水平提高，年以后，集成電路水平提高，8位單片機的尋址能力達(dá)位單片機的尋址能力達(dá)到了到了64KB，片

7、內(nèi)帶串行和并行，片內(nèi)帶串行和并行I/O口這類單片機稱為口這類單片機稱為高檔高檔8位單位單片機片機。 INTEL的的MCS-51系列等。系列等。 近年來，近年來，8位單片機性能進(jìn)一步提高，有些內(nèi)部還集成了位單片機性能進(jìn)一步提高，有些內(nèi)部還集成了ADC、PWM、WDT等，稱為等，稱為超超8位單片機位單片機。如。如INTEL的的8X252、宏晶公司的宏晶公司的STC單片機等。單片機等。 8位單片機主要用于工業(yè)控制、智能接口、儀器儀表等各個位單片機主要用于工業(yè)控制、智能接口、儀器儀表等各個領(lǐng)域。領(lǐng)域。1.2.3 16位單片機位單片機 1983年以后，出現(xiàn)了年以后，出現(xiàn)了16位單片機。內(nèi)部集成了多個位單

8、片機。內(nèi)部集成了多個CPU，8KB以上的存儲器，多個并串口，特殊用途的監(jiān)視定時器等電以上的存儲器，多個并串口，特殊用途的監(jiān)視定時器等電路，主要用于高速復(fù)雜的控制系統(tǒng)。路，主要用于高速復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 INTEL的的MCS-96系列等。系列等。221.2.4 32位單片機位單片機 目前，各個計算機生產(chǎn)廠家已相繼推出高性能的目前，各個計算機生產(chǎn)廠家已相繼推出高性能的32位單片位單片機產(chǎn)品。機產(chǎn)品。包括數(shù)據(jù)、圖像、語言處理等，英國包括數(shù)據(jù)、圖像、語言處理等，英國ARM公司的公司的ARM嵌入式微處理器應(yīng)用廣泛。嵌入式微處理器應(yīng)用廣泛。 主要應(yīng)用領(lǐng)域：移動電話、車載導(dǎo)航、數(shù)字視頻、游戲機、主要應(yīng)用領(lǐng)域：

9、移動電話、車載導(dǎo)航、數(shù)字視頻、游戲機、數(shù)碼照相機、電子付費終端、智能卡等。數(shù)碼照相機、電子付費終端、智能卡等。1.2.5 64位單片機位單片機 近年來，各單片機生產(chǎn)廠家已進(jìn)入更高性能的近年來，各單片機生產(chǎn)廠家已進(jìn)入更高性能的64位單片機位單片機研制和生產(chǎn)階段。如英國研制和生產(chǎn)階段。如英國Inmos公司的公司的Transputer T800。 64位單片機在引擎控制、智能機器人、磁盤控制、語音位單片機在引擎控制、智能機器人、磁盤控制、語音/圖圖像通信等場合已有應(yīng)用。像通信等場合已有應(yīng)用。 231.38位單片機的主要系列位單片機的主要系列 目前市場上的目前市場上的8位單片機主要分為位單片機主要分為

10、以以MCS51為內(nèi)核的系為內(nèi)核的系列單片機列單片機和和非非MCS51內(nèi)核的單片機內(nèi)核的單片機。其中。其中51內(nèi)核單片內(nèi)核單片機因開發(fā)工具及軟硬件齊全在市場上占主導(dǎo)地位。機因開發(fā)工具及軟硬件齊全在市場上占主導(dǎo)地位。1.3.151內(nèi)核系列單片機內(nèi)核系列單片機 1Intel公司的公司的MCS51系列單片機系列單片機 2Atmel公司的公司的89系列單片機系列單片機 3Philips公司的增強型公司的增強型89C51系列單片機系列單片機 4華邦公司的華邦公司的51內(nèi)核單片機內(nèi)核單片機 5宏晶科技公司的宏晶科技公司的51內(nèi)核內(nèi)核STC系列單片機系列單片機241.3.2 非非51內(nèi)核單片機內(nèi)核單片機1.

11、Motorola的的M68HC系列系列2. Atmel公司的公司的AVR系列系列3. MicroChip PIC系列及兼容芯片系列及兼容芯片251. 1. 智能儀器儀表智能儀器儀表交直流電壓電流表交直流電壓電流表 單片機結(jié)合不同類型的傳感器，單片機結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力度、長度、硬度、元素、壓力等物等物理量的測量。理量的測量。 采用單片機控制使得儀器儀表采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化數(shù)字化、智能化、微型化，且功能，且功能比起采用電子

12、或數(shù)字電路更加強大。比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。數(shù)字式測角數(shù)字式測角儀儀1.4 單片機的應(yīng)用單片機的應(yīng)用 262. 2. 工業(yè)控制工業(yè)控制數(shù)控車床數(shù)控車床數(shù)控線切割機床數(shù)控線切割機床 用單片機可以構(gòu)成形式多樣的用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。 273. 3. 醫(yī)用設(shè)備醫(yī)用設(shè)備 醫(yī)用呼吸機醫(yī)用呼吸機 各種分析儀各種分析儀 監(jiān)護(hù)儀監(jiān)護(hù)儀 超聲診斷設(shè)備超聲診斷設(shè)備 病床呼叫系統(tǒng)等

13、等病床呼叫系統(tǒng)等等電池電池分析分析儀儀醫(yī)用醫(yī)用呼吸呼吸機機284. 4. 家用電器家用電器 智能冰箱、空調(diào)智能冰箱、空調(diào) 智能電飯煲智能電飯煲 智能食品配料機智能食品配料機 現(xiàn)在的家用電器基現(xiàn)在的家用電器基 本上都采用了單片機控本上都采用了單片機控制，從電飯褒、洗衣機、制，從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、電冰箱、空調(diào)機、彩電、其他音響視頻設(shè)備、再其他音響視頻設(shè)備、再到到 電子秤量設(shè)備，五花電子秤量設(shè)備，五花八門八門, 無所不在。無所不在。5. 5. 計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域 手機、電話機手機、電話機 程控交換機程控交換機 樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)樓宇自動通信呼叫系統(tǒng) 列車無線通信列車無線通信 日常工作中隨處可見的移動電話日常工作中隨處可見的移動電話 集群移動通信集群移動通信 無線電對講機等。無線電對講機等。 可以這樣說可以這樣說,現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、金融業(yè)等無處不出業(yè)、商業(yè)、金融業(yè)等無處不出現(xiàn)單片機的身影?，F(xiàn)代學(xué)習(xí)、現(xiàn)單片機的身影?，F(xiàn)代學(xué)習(xí)、生活工作環(huán)境更是離不開單片生活工作環(huán)境更是離不開單片機。機。29單片機應(yīng)用領(lǐng)域單片機應(yīng)用領(lǐng)域：測控系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、智能儀智能儀表表