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“十二五”高职高专“教与做1+1”体验互动式创新规划教材 模块1 绪论 本章主要介绍单片机的概念，发展及应用。学习单片机要求学生具有一定的电子电路和数字电路的应用基础知识。为此我们概括介绍了二进制数的概念及数制之间的转换，还介绍了Protus仿真软件的安装及使用方法。并以实例一步一步指导学生进行安装仿真说明了单片机应用系统的开发过程。以提高学生们的学习兴趣和应用能力。 1、熟悉单片机的特点及应用 2、掌握单片机的开发及系统设计 3、掌握仿真软件Protus的应用 4、了解单片机的系列产品及发展 技能目标： 1、能够应用仿真软件Protus绘制电路原理图设计 2、学会单片机应用系统的开发 教学重点：Protus仿真软件安装调试 教学难点：Protus绘制电路原理图设计 单片机又被称为微控制器（Microcontroller），当代单片机系统大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。 作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机已经可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。 概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。 1.1.3 单片机的应用 1、单片机在智能仪表中的应用 单片机广泛地用于各种仪器仪表，结合不同类型的传感器，可实现电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。大大简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。 5、现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、等在我们的生活中无此不有。 6、单片机在其他方面的应用 7、单片机在办公自动化中、在医用设备中、在计算机网络和通信领域中、在实时控制中的应用等领域中都有着广泛地应用。 8、单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面 单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 1.1.4 单片机的发展 单片机发展是以微处理器技术及超大规模集成电路的发展为基础，以其优越的性能、低廉的价格和强大的控制功能以及广泛的应用领域为动力表现出了其强劲的发展趋势。 1、单片机的发展史 单片机诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段 （1）第一阶段Intel公司推出第一个4位的微处理器标志着第一代微处理器问世，随后Intel公司又推出了具有代表意义的MCS-48系列单片机， “单机片”一词即由此而来。 （2）第二阶段20世纪80年代初，Intel公司在MCS-48系列单片机的基础上，推出了MCS-51系列8位高档单片机。MCS-51系列单片机无论是片内RAM容量，I/O口功能，系统扩展方面都有了很大的提高。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。 ①完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有很多机通信功能的串行通信接口。 ②CPU外围功能单元的集中管理模式。 ③体现工控特性的位地址空间及位操作方式。 ④指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。这一阶段的单片机应用领域非常广泛，在我国工业控制，仪器仪表等方面得到了迅猛的发展。 （3）第三阶段8位单片机的巩固发展及16位及32位单片机的推出阶段，也是单片机向速度更快、中使用的电路技术、接口技术、多通道A/D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路路功能，强化了智能控制的特征。 项目1．2单片机的开发及学习方法 2.1.1二进制数的概念及数制之间的转换 单片机需要处理计数问题，人们在日常生活中，习惯于用十进制，而在计算机中，采用的是二进制，有时也采用八进制或十六进制，任何信息必须转换成二进制形式数据后才能由计算机进行处理,存储和传输。这就需要进行数制间的转换。 一、十进制 ????定义：所谓十进制就是以10为基数的计数体制。任何一个数都可以用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9十个数码，按一定规律排列起来表示，其计数规律是“逢十进一”。 例如：十进制数4261.2＝4×103＋2×102＋6×101＋1×100＋2×10-1 其中第一个4的权是1