單片機原理及應(yīng)用(概述)報告

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1、,,,,,,,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,單片機原理及應(yīng)用〔緒論〕,,安靜,,,聯(lián)系方式: 87634693(o),,教材：單片微型計算機原理、接口及應(yīng)用 〔其次版〕,,,,,徐惠民 安德寧 編著,,,,北京郵電大學(xué)出版社,,,參考書目：,,單片機原理與接口應(yīng)用 兵器工業(yè)出版社 候紫達,,智能化測量掌握原理與設(shè)計 北京航空航天大學(xué)出版社 徐愛鈞,,MCS-51系列單片機系統(tǒng)接口及應(yīng)用 北京航空航天大學(xué)出版社 何立民,,MCS-51系列單片機有用接口技術(shù) 李華 主編

2、 北京航空航天大學(xué)出版社,,,微型計算機IBM-PC/XT[0520系列]系統(tǒng)原理及應(yīng)用〔上〕 清華大學(xué)出版社 周明德,,,課程規(guī)劃,,〔1〕微機原理根底學(xué)問介紹,,〔2〕 MCS-51單片機原理介紹,,〔3〕 MCS-51單片機的系統(tǒng)擴展〔接口技術(shù)〕,,,,,,,爭論對象究竟是什么？,,,與我們?nèi)粘Ｉ钣袩o關(guān)系？,,,國內(nèi)外進展的歷史，現(xiàn)狀以及趨勢？,,,單片機系統(tǒng)的開發(fā)過程？,,,,1.1單片微型計算機進展簡況,,單片機的定義,,用一塊集成電路芯片集成微型計算機的根本功能部件，則此芯片被成為單片機。〔Single-chip Microcomputer〕,,MCU (

3、Micro Controllor Unit),,Microcontroller: 擴展了很多掌握功能,,A/D PWM WDT 高速I/O等,,,,,單片機的進展史(以美國intel公司為例),第一代：8位通用單片機—— MCS-48系列，,,其次代：8位增加型單片機—— MCS－51系列，,,第三代：外部接口電路擴展—— MCS-96系列，80C51系列,,ARM,,幾種單片機封裝形式,,,,單片機的特點——與PC的區(qū)分,〔1〕? 單片機小巧，敏捷，易于組織成有用系統(tǒng)。,,小巧在于單片機集成了微處理器的根本功能〔而不是全部功能〕,,,〔2〕? 特殊的單片機有特地的用途：如有用做掌握

4、的單片機，用做數(shù)據(jù)處理的單片機,,,〔3〕最主要的是：價格廉價,,單片機的廣泛應(yīng)用,〔1〕? 工業(yè)上：數(shù)控機床、機器人掌握、汽車掌握、飛行器制導(dǎo)系統(tǒng),,〔2〕? 儀表：數(shù)字示波器、智能化醫(yī)療儀器、智能化數(shù)字儀表,,〔3〕? 辦公用品：打印機、復(fù)印機、智能化繪圖儀,,〔4〕? 一般用品：玩耍機、電子稱,,〔5〕? 智能家電：電飯鍋、組合音響、洗衣機,,單片機與嵌入式系統(tǒng),嵌入式系統(tǒng)的由來：,,微型計算機功能的劃分：,,數(shù)值計算：海量、高速〔通用計算機系統(tǒng)〕,,智能掌握：對象嵌入，I/O掌握〔嵌入式計算機系統(tǒng)〕,,嵌入式計算機的定義：,,嵌入到對象體系中的專用計算機系統(tǒng),,關(guān)鍵詞：計算機、嵌入性、

5、專用性,,特點：由嵌入對象緊耦合引起的,,采樣、掌握要求〔接口電路、實時性〕,,環(huán)境要求〔體積、牢靠性〕,,專用要求〔軟硬件的裁剪性〕,,,,,,學(xué)問平臺的根本特點,,平臺的廣義性〔廣泛到人類領(lǐng)域〕,,明確的工具性〔給他人使用的工具〕,,學(xué)問的黑洞性〔不斷擴展的學(xué)問〕,,傻瓜應(yīng)用界面〔使用時不需了解平臺學(xué)問〕,,平臺的商業(yè)性〔平臺創(chuàng)立與平臺應(yīng)用的市場行為〕,,嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的平臺化,,廠家的商業(yè)平臺,,技術(shù)支持環(huán)境,,配套,,集成開發(fā)環(huán)境,,軟硬件技術(shù)平臺,,用戶的應(yīng)用平臺,,根底平臺設(shè)計,,外圍擴展規(guī)劃,,軟硬件平臺庫建設(shè),,平臺文檔,,及應(yīng)用標準建設(shè)基,,3.,嵌入式操作系統(tǒng)的分類,從嵌入

6、式系統(tǒng)的應(yīng)用來分類,,▉ 低端設(shè)備的嵌入式操作系統(tǒng)：各種工業(yè)控,,制系統(tǒng)，計算機外設(shè)，民用消費品的微波爐，,,洗衣機，冰箱等,比方uCOS 等；,,▉ 高端設(shè)備的嵌入式操作系統(tǒng)：信息化家電，,,掌上電腦，機頂盒、WAP手機，路由器，比方,,wince, linux等。,,ARM公司是享譽全球的學(xué)問產(chǎn)權(quán)〔IP〕供給商，供給高性能低功耗IP設(shè)計的授權(quán)。,,,全球20家最大的半導(dǎo)體廠商中有19家是ARM的用戶,,出售了超過10億個ARM微處理器內(nèi)核,,在2023年，全行業(yè)74.6%承受的是ARM的微處理器構(gòu)造。,,,ARM公司通過出售芯片技術(shù)授權(quán)，而非生產(chǎn)或銷售芯片，建立起新型的微處理器設(shè)計、生產(chǎn)和

7、銷售商業(yè)模式。,新的進展——ARM,,ARM的進展歷史,,1985年4月26日第一個ARM原型誕生在英國劍橋的Acorn公司,,1990年成立了Advanced RISC Machines Limited,,20世紀90年月，ARM32位嵌入式RISC處理器占據(jù)了低功耗、低本錢和高性能的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)先地位,,ARM處理器的3大特點：,,小體積、低功耗、本錢低、高性能；,,16位/32位雙指令集,,全球眾多的合作伙伴,,,,ARM〔Advanced RISC Machines〕是英國知,,識產(chǎn)權(quán)核〔IP〕設(shè)計公司，既可以認為是一個,,公司的名字，也可以認為是對一類微處理器的,,通稱，還

8、可以認為是一種技術(shù)的名字。,,,ARM公司是特地從事基于RISC技術(shù)芯片設(shè)計開發(fā)的公司，作為學(xué)問產(chǎn)權(quán)供給商，本身不直接從事芯片生產(chǎn)，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計許可。,,ARM學(xué)問產(chǎn)權(quán)無處不在,,●工業(yè)掌握：,,工業(yè)設(shè)備是機電產(chǎn)品中最大一類,,過去在工業(yè)過程掌握、數(shù)字機床、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)安全、電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測、石油化工系統(tǒng)等方面，大局部低端型設(shè)備主要承受是８位單片機。,,隨著技術(shù)進展，目前很多設(shè)備除了進展實時掌握，還須將設(shè)備狀態(tài)，傳感器的信息等在顯示屏上實時顯示。,,●信息家電,,信息家電將成為嵌入式系統(tǒng)最大的應(yīng)用領(lǐng)域。,,,只有按鈕、開關(guān)的電器明顯已經(jīng)不能滿足人,,們的日常需求。,,具有用戶界面，能遠程掌握，智能

9、治理的電,,器是將來的進展趨勢，如冰箱、空調(diào)等的網(wǎng),,絡(luò)化、智能化等。,,●消費類電子,智能玩具、手持通訊、存儲設(shè)備的核心。,,,●交通治理、環(huán)境監(jiān)測,交通治理在車輛導(dǎo)航、流量掌握、信息監(jiān)測與,,汽車效勞方面，目前GPS設(shè)備已經(jīng)從尖端產(chǎn)品,,進入了一般百姓的家庭，只需要幾千元,,? 水文資料實時監(jiān)測，防洪體系及水土質(zhì)量監(jiān)測、,,堤壩安全，地震監(jiān)測網(wǎng)，實時氣象信息網(wǎng)，水源,,和空氣污染監(jiān)測。,,?加油站、停車場治理,,,思考題(一)：,,,1 什么叫做單片機，它與單板機，多板機有何區(qū)分？,,,微處理器( CPU) : 掌握器+運算器 集成在一片或幾片芯片里，是微型計算機的核心部件，是衡量微型計算

10、機性能的重要指標。,,,單板機：將CPU，存儲器，接口電路，鍵盤，顯示屏等設(shè)計在一塊電路板上。例如：Z80單板機。,,,單片機：將CPU，存儲器，接口電路等集成在一片芯片里。,,例如：Intel 8051、Intel 8098,,,2 查閱資料，了解單片機在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用。,,,思考題(二)：,,單片機：最根本的構(gòu)造是將CPU和外圍功能單元如存儲器、I/O口、定時、計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等集成在一個芯片上。,,,單片機系統(tǒng)：當單片機內(nèi)部的計算機外圍功能單元不能滿足對象要求時，通過系統(tǒng)擴展，在外部總線上擴展相應(yīng)對計算機外圍功能單元所構(gòu)成的系統(tǒng)。,,,單片機應(yīng)用系統(tǒng)：通過系統(tǒng)配置，給單片機系統(tǒng)按

11、掌握對象、環(huán)境配置相應(yīng)的外部接口電路，構(gòu)成能滿足對象全部要求的單片機的硬件環(huán)境。,,應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā),(1)總體方案設(shè)計,,(2)系統(tǒng)硬件設(shè)計,,(3)系統(tǒng)軟件設(shè)計〔監(jiān)控程序設(shè)計〕協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系，在系統(tǒng)軟件鐘充當組織調(diào)度的角色,,(4)應(yīng)用軟件的編制〔構(gòu)造數(shù)據(jù)構(gòu)造、建立規(guī)律/算術(shù)運算關(guān)系、繪制流程圖〕、調(diào)試,,(5)仿真調(diào)試,,(6)程序固化,,(7)脫機運行,,,硬件實現(xiàn)：實時性強，響應(yīng)速度快,,軟件實現(xiàn)：簡化電路構(gòu)造，降低本錢，削減故障率，提高系統(tǒng)的敏捷性與通用性,同時降低系統(tǒng)實時性，增加處理時間，增加軟件設(shè)計費用，設(shè)計時間增加,,單片機開發(fā)系統(tǒng)應(yīng)具備的功能,：,1、系統(tǒng)硬件電

12、路的診斷與檢查,,2、用戶程序的輸入修改,,3、程序的運行調(diào)試,,4、程序的固化,,系統(tǒng)硬件設(shè)計〔Protel原理圖〕,,,開 始,規(guī)劃電路板,設(shè)置參數(shù),自動布線,布置元件,裝入網(wǎng)絡(luò)表及封裝,手工布線,存盤及打印輸出,,Protel PCB圖(硬制板圖),,軟件設(shè)計,匯編語言,,高效率,,準確可控〔比方時序操作〕,,C語言,,KEIL uVISION2是眾多單片機應(yīng)用開發(fā)軟件中優(yōu)秀的軟件之一，它支持眾多不同公司的MCS51架構(gòu)的芯片，它集,編輯，編譯，仿真,等于一體，同時還支持，PLM，匯編和C語言的程序設(shè)計，,,,單片機微機仿真試驗系統(tǒng),,仿真器和規(guī)律測試儀,返回,,編程器和芯片座,返回,,,我的教學(xué)目的：,,考試及格？,,學(xué)會某一本書上的東西？,,會用51單片機搭建一個嵌入式系統(tǒng)？,,,I can find something I need for the target as reference. And finally I could get something.,,,,閉卷考試,,,