第十章-单片机开发.pptVIP

机器人控制基础与实践 （单片机开发方法，AVR基本知识，AVR仿真应用） 怎样实现我们构想中的控制系统？ 怎样实现我们的构想？ 控制系统＝宏观构想＋硬件开发＋软件调试＋系统联调 为此我们需要进行三个方面的工作来实现我们的单片机控制构想，它们分别是： －AVR单片机仿真应用 －硬件电路的设计开发 －单片机系统的外围应用开发 怎样实现我们的构想？ 1、单片机软件仿真调试 这是实现单片机系统的必不可少的一环，有了调试，我们的思想才能有效的转化为硬件平台可以执行的指令、代码，是我们的思想的一种“翻译”和“修改”过程。 怎样实现我们的构想？ 2、单片机的硬件开发 亲自动手来搭建我们的硬件平台，通过具体电路的搭接和单片机平台实现、原理图与电路板的绘制，让我们的构想具体转化为现实。 怎样实现我们的构想？ 3、单片机外围应用开发 通过这个环节，可以实现单片机和外围设备（存储介质、传感器、其他处理器等等）的通讯和交流，使得单片机作为嵌入式控制器的核心地位凸现出来。 主要介绍内容： 目的 认识AVR单片机并了解AVR单片机在机器蛇系统中的基本应用。 学会使用AVR的C编译环境ICCAVR，掌握单片机C编程开发特点 学会使用PonyProg在线下载固件代码 学会使用AVR单片机的仿真软件AVR Studio，了解单片机仿真开发软件在单片机应用中的作用。 一、AVR单片机基础知识 1、什么叫单片机？ 将CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及输入输出接口电路等主要计算机部件集成载一块集成电路芯片上，这样所组成的芯片级的微型计算机称为单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），直译为单片微机或者单片机。 计算机体系结构？？？ AVR单片机基础知识 单片机在生产生活的诸多领域得到极为广泛的应用。目前，由于市场的需要，单片机并不象我们熟知的PC市场那样高速淘汰陈旧产品，4位、8位、16位，甚至32位机同时并存，都能找到自己的市场。 目前以8位单片机为主流，所以我们后面讨论的都是8位单片机 形形色色的单片机 AVR单片机基础知识 在我国，单片机的叫法仍然有普遍的意义，但是这里我们把它认为是一个单片形态的微控制器。 按照内部数据通道得到宽度，单片机可以分为4位、8位、16位及32位等等。 单片机中的中央处理器（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。 AVR单片机基础知识 单片机的两种基本体系结构形式——普林斯顿结构和哈佛结构。 普林斯顿结构（Princeton Structure）：程序存储和数据存储共用存储空间（如MCS51、80C51等等） 哈佛结构（Harvard Structure）：程序存储和数据存储分开（如M68HC11） 两个概念：集中指令集（CISC）和精简指令集（RISC） 采用CISC结构的单片机数据线和指令线分时复用，即所谓冯·诺伊曼结构。它的指令丰富，功能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度受限，价格亦高。 采用RISC结构的单片机数据线和指令线分离，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同时进行，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大大提高，有利于实现超小型化。 AVR单片机基础知识 一般来说，控制关系较简单的小家电，可以采用RISC型单片机； 控制关系较复杂的场合，如通讯产品、工业控制系统应采用CISC单片机。 不过，RISC单片机的迅速完善，使其佼佼者在控制关系复杂的场合也毫不逊色。 2、单片机发展简史 1971年美国的Intel公司生产出了4位单片机4004 ； 第一代：七十年代后期，4位逻辑控制器件发展到8位。 第二代：八十年代初，采用CMOS工艺，并逐渐被高速低功耗的HMOS工艺代替。 第三代：近十年来，MCU的发展出现了许多新特点 （1）由可扩展总线型向纯单片型发展。（2）MCU的扩展方式从并行总线型发展出各种串行总线。（3）将多个CPU集成到一个MCU中。 （4）在降低功耗，提高可靠性方面，MCU工作电压已降至3.3V。 第四代：FLASH的使用使MCU技术进入了第四代。 FLASH具有容易实时读写的优势，用MCU擦写十分容易，不再需要像以往那样单独烧写E2PROM等等的复杂操作，支持在线下载，远离芯片烧写器 3、AVR单片机的突出特点 美国ATMEL公司推出A及V先生共同研发的RISC（Reduced Instruction Set CPU）单片机 ，例如如今天的AT90S系列，ATmega系列，ATtiny系列单片机等等。 AVR单片机有效的吸收了51和PIC单片机的优点。其型号较多，可供不