1、本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 精品文档整理2011 年 9 月 21 号本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 精品文档本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 整理2011 年 9 月 21 号本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包
2、装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 “单片机原理及应用”课程教案武汉科技学院电子信息工程学院自动化教研室主讲：罗维平2006 年 8 月 5 日1、课程性质：专业技术课2、考核方式：闭卷考试本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 3、教材：单片机基础 （改编版） 编著：李广弟等 北京航空航天大学出版社4、教学目的：通过理论授课与上机实践逗号使学生掌握单片机的基本原理与应用逗号让学生了解单片机的内部结构、各硬件部分的工作原理及使用方法和单片机应用系统的组成原理逗号掌握单
3、片机的汇编语言或 C 语言的指令功能、编程方法及软件开发技术逗号通过实例介绍单片机系统常用接口、扩展电路及其 C 语言应用程序设计逗号使学生较为熟练地掌握一种单片机产品的应用开发技术逗号从而有能力进一步对其它单片机产品的应用系统从事研制和开发工作。第 1 章 单片机概述一、教学要求：本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 了解：计算机的发展、分类、特点与应用逗号单片机的概念、发展及应用领域逗号典型单片机系列的基本情况。二、教学内容：1.1 计算机的发展、分类、特点与应用1.2 单片机的概念1
4、.3 单片机的发展1.4 单片机的应用三、教学重点：单片机的概念四、教学难点：单片机的应用五、建议学时：2 学时六、教学内容：1.1 单片机的概念1.1.1 单片机的名称单片微机是早期 Single Chip Microcomputer 的直译逗号它忠实地反映了早期单片微机的形态和本质。单片微型计算机简称单片机（Single Chip Microcomputer）逗号又称微控制器（Microcomputer Unit） 。将计算机的基本部件微型化逗号使之集成在一块芯片上。片内含有 CPU、ROM、RAM、并行 I/O、串行 I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及总线等。随后逗号按照面向对
5、象、突出控制功能逗号在片内集成了许多外围电路及外设接口逗号突破了传统意义的计算机结构逗号发展成 microcontroller 的体系结构逗号目前国外已普遍称之为微控制器 MCU（Micro Controller Unit ） 。鉴于它完全作嵌入式应用逗号故又称为嵌入式微控制器 Embedded Microcontroller） 。1.1.2 通用单片机和专用单片机根据控制应用可分为：通用型和专用型两大类。1、早期通用型单片微机。通过不同的外围扩展来满足不同的应用对象要求。2、随着应用领域的不断扩大出现了专门为某一类应用而设计的单片机专用型单片微机。本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下
6、载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 目的：降低成本、简化系统结构、提高可靠。如：用于计费率电表、用于电子记事簿的单片机等。1.1.3 单片机与单片机系统单片机通常是指芯片本身逗号集成的是一些基本组成部分。是典型的嵌入式系统的主要构成单元逗号只能作为嵌入式应用逗号即嵌入到对象环境、结构、体系中作为其中的一个智能化控制单元。如：洗衣机、电视机、VCD、DVD 等家用电器逗号打印机、复印机、通信设备、智能仪表、现场总线控制单元等。单片机系统是在单片机芯片的基础上扩展其它电路或芯片构成的具有一定应用功能的计算机系统。单片机应用系统中包括了
7、满足对象（如洗衣机）要求的全部硬件电路和应用软件。构成各种嵌入式应用的电路系统逗号统称为单片机应用系统。单片微机应用系统结构通常分三个层次逗号即单片机、单片机系统、单片机应用系统。单片机：通常是应用系统的主机逗号设计单片机应用系统时逗号为所选择的单片机系列器件。单片机系统：单片微机资源的扩展逗号外围接口电路进入片内逗号最终向单片应用系统集成发展。最终产品的目标系统逗号除了硬件电路外逗号还须嵌入系统应用程序。按照所选择的单片机逗号以及单片机的技术要求和嵌入对象对单片机的资源要求构成单片机系统。单片机应用系统：按照单片机要求在外部配置单片机运行所需要的时钟电路、复位电路等逗号构成了单片机的最小应用
8、系统。在单片机中 CPU 外围电路不能满足嵌入对象功能要求时逗号在单片机外部扩展 CPU 外围电路逗号如存储器、定时器/计数器、中断源等逗号形成能满足具体嵌入应用的一个计算机系统。1.1.4 单片机应用系统与单片机开发系统单片机开发系统是单片机的开发调试的工具逗号有单片单板机和仿真器。实现单片机应用系统的硬、软件开发。MDS（微型机开发系统） 、ICE（在线仿真器）本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 1.1.5 单片机的程序设计语言和软件机器语言(Machine Language)有三类
9、汇编语言(Assemble)高级语言(High Level Language)机器语言：单片机应用系统只使用机器语言（指令的二进制代码逗号又称指令代码） 。机器语言指令组成的程序称目标程序。MCS-51 两个寄存器相加的机器语言指令：00101000汇编语言：与机器语言指令一一对应的英文单词缩写逗号称为指令助记符。汇编语言编写的程序称为汇编语言程序。MCS-51 两个寄存器相加汇编语言指令：ADD A 逗号 R0高级语言：高级语言源程序 C-51、C、PL/M51 等。简单控制程序不太长。复杂多种多样的控制对象逗号少有现成程序借鉴。简单系统不含管理和开发功能。复杂系统实时系统逗号需要监控系统（
10、甚至实时多任务操作系统） 。编译型高级语言可生成机器代码；解释型高级语言必须在解释程序支持下直接解释执行。因此逗号只有编译型高级语言才能作为微机开发语言。不同计算机语言的应用：源程序通过编译得到机器能执行的目标程序。本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 源程序 目标程序编译程序汇编语言程序可以高效率利用计算机资源逗号目标程序占用内存少逗号执行速度快逗号适合于自动测控系统反应快速、结构紧凑的要求。实际应用中逗号常与 C 语言配合使用。高级语言程序容易掌握逗号通用性好逗号但编译程序系统开销大逗
11、号目标程序占用内存多逗号且执行时间比较长逗号多用于科学计算、工业设计、企业管理。1.2 单片机的发展1.2.1 单片机发展概述一、电子计算机的发展历史1、第一代（19461958）：电子管计算机。用于：科学计算2、第二代（19581964）：晶体管计算机。用于：科学计算、数据处理、工业控制3、第三代（19641971）：集成电路计算机、网络。用于：科学计算、数据处理、工业控制、事务管理。4、第四代（1971 ）：大规模集成电路计算机。用于：计算量极大的高尖技术及国民经济领域出现了微型机。5、第五代：智能型计算机正在研制中。用于：模拟人的智能逗号识别图像、语言和物体逗号联想、推理、解答问题逗号使
12、用自然语言进行会话处理。二、微型计算机的发展历史微型机算计的核心部分：微处理器的发展已经历了五代。第一代（19711973）：4 位8 位（初级）第二代（19731975）：8 位（初级）第三代（19751978）：初级 8 位单片机Intel MCS48 系列单片机本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 第四代（197880 年代中期）：高档 8 位单片机Intel MCS51 系列单片机16 位、32 位第五代（80 年代中期至今）：64 位 1976- ：初级 8 位单片机 Intel
13、 MCS-48 系列 1980- ：高档 8 位单片机 Intel MCS-51 系列：51 子系列：8031/8051/875152 子系列：8032/8052/8752低功耗型 80C31高性能型 80C252廉价型 89C2051/1051 1983- ：16 位单片机 Intel MCS-96 系列：8098/8096、80C198/80C19632 位单片机 80960MCS48（从 1976 年起）：低档型：8021、8022基本型：8048、8748、8038改进型：8049、8749、8039 和 8050、8750、8040MCS51（从 1980 年起）：基本型：8051、
14、8751、8031改进型：8052、8752、8032低功耗型：80C51、87C51、80C31强性能型：83C252、87C252、80C252早期产品： 8X9X（8096）MCS96（从 1983 年起）：改进型：8X9XBH、8X9XJF新产品：8098（准）强功能型：80C196、80C198（准）本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 1.2.2 MCS-51 单片机系列MCS-51 系列基本产品型号：8051、8031、8751 称为 51 子系列。不同型号 MCS-51 单
15、片机 CPU 处理能力和指令系统完全兼容逗号只是存储器和 I/O 接口的配置有所不同。硬件配置基本配置：1.8 位 CPU2. 片内 ROM/EPROM、RAM3. 片内并行 I/O 接口4. 片内 16 位定时器/计数器5. 片内中断处理系统6. 片内全双工串行 I/O 口MCS51 系列单片机的 3 种基本产品：8051：片内含有掩膜 ROM 型程序存储器逗号只能由生产厂家代为用户固化逗号批量大、永久保存、不修改时用。8751：片内含 EPROM 型程序存储器逗号用户可固化逗号可用紫外线光照射擦除；但价格高。8031：片内无程序存储器逗号可在片外扩展逗号方便灵活逗号价格便宜。本文档由 维维
16、大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 1.2.3 80C51 单片机系列INTEL 公司先后推出了三个系列的单片机：MCS48 系列MCS51 系列MCS96 系列典型产品：8096 8098（准）80C196 80C198（准）新一代 80C51 增加了一些外部接口功能单元逗号如 A/D 逗号 PCA 逗号 WDT等。PHILIPS：80C51ATMEL（Flash ROM）：AT89c51CHMOS：低功耗逗号高速度和高密度（HMOS ）逗号待机和掉电保护1.3 单片机的应用1.3.1 单片机应用的
17、特点单片机的应用很广泛逗号特点很多逗号仅从应用的角度来看：计算机的控制应用分为：1、控制系统离线应用：控制系统的计算机辅助设计（控制系统 CAD）2、控制系统在线应用：计算机控制系统使用单片机工业控制领域与通用计算机系统不同的要求：(1)面对控制对象。面对物理量传感变换的信号输入；面对人机交互的操作控制；面对对象的伺服驱动控制。(2)嵌入到工控应用系统中的结构形态。(3)工业现场环境中可靠性品质。(4)突出控制功能。对外部信息及时捕捉；对控制对象能灵活地实时控制；有突出控制功能的指令系统逗号如 I/O 口控制、位操作、丰富的转移指令等。1.3.2 单片机的应用领域 工业自动化方面：力、热、速度
18、、加速度、位移。本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 仪器仪表：降低成本、简化系统结构、提高可靠性。 家用电器：小家电中要求小型价廉、程序容量不大。 信息和通信产品：PDA 则要求大容量存储、大屏幕 LCD 显示、极低功耗等。 军事装备方面：可靠性、极低功耗。单片机的应用领域：1、用单片机构成智能化产品： 在智能仪器仪表中的应用； 在家用产品中的应用； 在医疗仪器中的应用； 在计算机外部设备中的应用。2、单片机在工业测控领域中的应用： 过程控制：数控铣床、步进控制、生产流水线等； 数据采集； 信号处理； 旧设备的改造。小结1、单片机即单片微型计算机逗号是将计算机主机（CPU、内存和 I/O 接口）集成在一小块硅片上的微型机。2、单片机为工业测控而设计逗号又称微控制器。具有三高优势（集成度高、可靠性高、性价比高） 。3、主要应用于工业检测与控制、计算机外设、智能仪器仪表、通讯设备、家用电器等。特别适合于嵌入式微型机应用系统。本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 4、单片机开发系统有单片单板机和仿真器。实现单片机应用系统的硬、软件开发。练 习 题（一）填空题（二）选择题
