单片机应用技术概述解读.ppt

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单片机应用技术概述解读

单片机应用技术 有关本课程学习的几点建议 有关本课程学习的几点建议 四要 有关本课程学习的几点建议 切忌 (一)什么是单片机? 单片机就是单片微型计算机(SCMC,Single Chip Micro Computer) 微控制器(Micro-Controller Unit——MCU) 微型计算机系统的硬件部分 通常由五部分组成: 内部基本结构: 运算器电路、控制器电路、存储器 中断系统、定时/计数器、输入输 出接口电路等。 (二)单片机的历史 1、单片机探索阶段(1976-1978) 2、单片机完善阶段(1978-1982) 代表:MCS-51单片机 3、单片机向微控制器发展阶段 4、微控制器全面发展阶段 (三)单片机的发展趋势 1、CMOS(金属栅氧化物)化 2、低功耗化、低电压 3、低噪声、高可靠性 4、大容量化 5、高性能化:精简指令集与流水线技术 6、小容量、低价格化 7、外围电路内装化 8、串行扩展技术 (四)单片机系统及应用 1、单片机 2、系统硬件电路 3、应用软件 单片机无所不能! 所谓“微电脑控制”场合的核心就是单片机 涵盖日常生活、工业生产、军事设备、科研仪表仪器等所有智能化应用场合 智能洗衣机 定时完成洗衣、脱水等功能 可以判断衣服的干净程度,实现“洗净即停”的功能 蒸汽熨烫的功能 刷卡、投币洗衣 更加智能:LG公司“iPod洗衣机”——一边洗衣一边听歌 LED显示屏 LED发光二极管构成显示屏的像素点 单片机负责逐点或逐行扫描,并与电脑通信获取图片信息 仪表仪器 用于环境监测、工矿企业、科学研究、水产养殖场等场合的pH值的测定 读取pH传感器的模拟信号,内部处理后显示在LCD上 智能小车 巡线 避障 电视机遥控器遥控 LCD显示 各种数码产品 (五)AVR系列单片机 融入了先进的EEPROM电擦除技术和Flash ROM闪速存储器技术 精简指令集RISC(Reduced Instruction Set CPU)结构 关键技术:流水线操作(Pipelining)、等长指令体系结构 快速存取寄存器组:32个通用工作寄存器组 AVR单片机优点: AVR的性价比远高于51: FlashROM(长度单元16位(字)) 高速、RISC:主频最高达20MHz Harvard(哈佛)结构 数据总线和程序总线分离 超功能精简指令:32个通用工作寄存器 IO口驱动能力强:推拉电流能力均达20mA,40MA(吸收),可以直接驱动蜂鸣器、继电器等 片内资源丰富:外部中断、定时/计数器、UART、SPI、IIC、ADC、模拟比较器 低功耗,宽电压:2.7V~6.0V,最低全速运行功耗300uA 型号齐全,而且40脚以下的AVR均具有DIP的封装形式 精彩的AVR世界 8脚系列:ATtiny13、25、45、85; 14脚系列:ATtiny24 20脚系列:AtTiny26,2313 ; 28脚系列:ATmega8,48,88,168 ; 32脚系列:AT90PWM3 ; 40脚系列:ATmega16,32,162,163,169,8515,8535 ; 以上几个系列均有DIP双列直插封装 64脚系列:ATmega64,128 ; 100脚系列:ATmega1280,2560 ; 精彩的AVR世界 AVR单片机基本结构 AVR单片机基本结构 从单片机的基本组成可以看出,在一片(单片机)芯片中,集成了构成一个计算机系统的最基本的单元:如CPU、程序(指令)存储器、数据存储器、各种类型的输入/输出接口等。CPU同各基本单元通过芯片内的内部总线(包括数据总线、地址总线和控制总线)连接。 一般情况下,内部总线中的数据总线宽度(或指CPU的字长)也是标定该单片机等级的一个重要指标。内部数据总线宽度越宽,单片机的处理速度也相应的提高,功能也越强。如:ATmega16为8位机。 单片机基本单元与作用 1)MCU单元(Microcontroller Unit) CPU、时钟系统、复位、总线控制逻辑等电路 2)片内存储器 :Harvard(哈佛)结构 3)程序存储器:在线下载ISP技术 4)数据存储器 :随机存储器RAM和电可擦除存储器EEPROM。 5)输入/输出(I/O)端口 ①并行总线输入/输出端口。②通用数字I/O端口。③片内功能单元的输入/输出端口。④串行I/O通信口。⑤其它专用接口。 6)操作管理寄存器。 1、ATmega16结构性能 ATmega16是基于增强AVR RISC结构的高性能、低功耗8 位CMOS微控制器。 ? 131条机器指令,且大多数指令的执行时间为单个系统时钟周期;

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