[教育]1 第1部分单片机原理与应用.ppt

课程内容 单片机原理与应用 单片机应用系统(仪表)硬、软件设计 单片机应用系统示例 任务书及要求 1-1 单片机的发展概况 ★单片机的概念 单片机：将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制 件集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片 机。 ★ 单片机的发展历史和发展趋势 4位单片机 （1971-1974） 低档8位单片机 （1974-1978） 高档8位单片机 （1978-1982） 16位单片机 （1982-1990） 新一代单片机 （90年代以来） 发展趋势: 单片机在集成度、 功能、 速度、 可靠性、 应用领域等全方位向更高水平发展。 1-2 单片机的应用 应用特点 体积小：基本功能部件满足要求 可靠性高：BUS大多在内部；易采取电磁屏蔽 功能强：实时响应速度；I/O直接操作 使用方便：硬件设计简单；提供开发工具资料 性能价格比高：电路板小；接插件少 易产品化：研制周期短 机电一体化：电脑缝纫机 智能仪表：测量仪 实时控制：汽车 家电：（MOTOROLA） 网络通信：通信协议集成其中 计算机外设：键盘、打印机 保健 产品：按摩器 多机应用 应用： 量大面广 1-3 单片机的开发和开发工具 一、单片机应用系统开发条件 单片机芯片 开发工具 资料手册 二、单片机应用系统的开发过程 系统需求调查； 可行性分析； 系统方案设计； 系统建造； 系统调试； 系统方案局部修改、再调试； 生成正式产品。 三、单片机应用系统设计的基本原则与方法 二、一般设计方法 ①确定系统功能与性能 ②确定系统基本结构 ③硬件设计 ④软件设计 1)任务确定 2) 软件结构设计 一、设计原则： ①可靠性高 ②性能价格比高 ③操作简便 ④设计周期短 四、单片机应用系统的调试 五、单片机开发系统 一、通用型单片机开发系统 二、软件模拟开发系统 第二章 MCS－51单片机的结构 基本组成（内部资源） 存储器的配置 I/O口的应用功能 时序及电路 2-1 MCS - 51单片机的内部结构(8051) 说明: 中央处理机CPU (8位) 存储器: 片内数据存储器RAM (128个字节) 片内程序存储器EPROM（4 KB） I/O接口: 4个8位并行口(P0、P1、P2、P3口） 1个串行I/O接口。 2个16位定时器/计数器。 5个中断源二级优先权的中断系统 MCS—51系列部分单片机配置一览表 2-2 中央处理器 CPU 中央处理器是单片机内部的核心部件, 它决定了单片机的主要功能特性。 它由运算部件和控制部件两大部分组成。 一、运算器 运算部件是以算术逻辑单元ALU为核心, 加上累加器A、 寄存器B、 暂存器TMP1和TMP2、 程序状态寄存器PSW及专门用于位操作的布尔处理机组成的, 它能实现数据的算术逻辑运算, 位变量处理和数据传送操作。 用户关心 算术逻辑单元ALU 2. 累加器ACC（Accumulator） 3. 寄存器B 4. 程序状态字PSW（Programe State Word） 二、控制器 控制部件是单片机的神经中枢, 它包括定时和控制电路、 指令寄存器、 译码器以及信息传送控制等部件。 CPU执行指令时, 由程序存储器中读取的指令代码送入指令存储器, 经译码器译码后由定时与控制电路发出相应的控制信号, 完成指令所指定的操作。 MCS-51单片机的存储器结构为哈佛结构，既：程序存储器和数据存储器分开寻址。 从物理结构上可分为: 片内、 片外程序存储器 片内、 片外数据存储器 4个部分 仪表中的存储器资源：片内程序存储器和片内数据存储器。 2-3 存储器和特殊功能寄存器 一、MCS—51单片机存储器分类及配置 从寻址空间分布可分为: 程序存储器 内部数据存储器 外部数据存储器 3大部分 从功能上可分为: 程序存储器 内部数据存储器