單片機(jī)原理及應(yīng)用(概述)報(bào)告

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1、,,,,,,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,,*,單片機(jī)原理及應(yīng)用〔緒論〕,,安靜,,,聯(lián)系方式: 87634693(o),,教材：?jiǎn)纹⑿陀?jì)算機(jī)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(shū)目：,,單片機(jī)原理與接口應(yīng)用 兵器工業(yè)出版社 候紫達(dá),,智能化測(cè)量掌握原理與設(shè)計(jì) 北京航空航天大學(xué)出版社 徐愛(ài)鈞,,MCS-51系列單片機(jī)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(jī)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(jì)算機(jī)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(jī)原理根底學(xué)問(wèn)介紹,,〔2〕 MCS-51單片機(jī)原理介紹,,〔3〕 MCS-51單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展〔接口技術(shù)〕,,,,,,,爭(zhēng)論對(duì)象究竟是什么？,,,與我們?nèi)粘Ｉ钣袩o(wú)關(guān)系？,,,國(guó)內(nèi)外進(jìn)展的歷史，現(xiàn)狀以及趨勢(shì)？,,,單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程？,,,,1.1單片微型計(jì)算機(jī)進(jìn)展簡(jiǎn)況,,單片機(jī)的定義,,用一塊集成電路芯片集成微型計(jì)算機(jī)的根本功能部件，則此芯片被成為單片機(jī)。〔Single-chip Microcomputer〕,,MCU (

3、Micro Controllor Unit),,Microcontroller: 擴(kuò)展了很多掌握功能,,A/D PWM WDT 高速I(mǎi)/O等,,,,,單片機(jī)的進(jìn)展史(以美國(guó)intel公司為例),第一代：8位通用單片機(jī)—— MCS-48系列，,,其次代：8位增加型單片機(jī)—— MCS－51系列，,,第三代：外部接口電路擴(kuò)展—— MCS-96系列，80C51系列,,ARM,,幾種單片機(jī)封裝形式,,,,單片機(jī)的特點(diǎn)——與PC的區(qū)分,〔1〕? 單片機(jī)小巧，敏捷，易于組織成有用系統(tǒng)。,,小巧在于單片機(jī)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(jī)有特地的用途：如有用做掌握

4、的單片機(jī)，用做數(shù)據(jù)處理的單片機(jī),,,〔3〕最主要的是：價(jià)格廉價(jià),,單片機(jī)的廣泛應(yīng)用,〔1〕? 工業(yè)上：數(shù)控機(jī)床、機(jī)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(jī)、復(fù)印機(jī)、智能化繪圖儀,,〔4〕? 一般用品：玩耍機(jī)、電子稱,,〔5〕? 智能家電：電飯鍋、組合音響、洗衣機(jī),,單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng),嵌入式系統(tǒng)的由來(lái)：,,微型計(jì)算機(jī)功能的劃分：,,數(shù)值計(jì)算：海量、高速〔通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)〕,,智能掌握：對(duì)象嵌入，I/O掌握〔嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)〕,,嵌入式計(jì)算機(jī)的定義：,,嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng),,關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)、嵌入性、

5、專用性,,特點(diǎn)：由嵌入對(duì)象緊耦合引起的,,采樣、掌握要求〔接口電路、實(shí)時(shí)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(wèn)平臺(tái)的根本特點(diǎn),,平臺(tái)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(wèn)的黑洞性〔不斷擴(kuò)展的學(xué)問(wèn)〕,,傻瓜應(yīng)用界面〔使用時(shí)不需了解平臺(tái)學(xué)問(wèn)〕,,平臺(tái)的商業(yè)性〔平臺(tái)創(chuàng)立與平臺(tái)應(yīng)用的市場(chǎng)行為〕,,嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的平臺(tái)化,,廠家的商業(yè)平臺(tái),,技術(shù)支持環(huán)境,,配套,,集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,,軟硬件技術(shù)平臺(tái),,用戶的應(yīng)用平臺(tái),,根底平臺(tái)設(shè)計(jì),,外圍擴(kuò)展規(guī)劃,,軟硬件平臺(tái)庫(kù)建設(shè),,平臺(tái)文檔,,及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)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(lái)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(jì)算機(jī)外設(shè)，民用消費(fèi)品的微波爐，,,洗衣機(jī)，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(jī)頂盒、WAP手機(jī)，路由器，比方,,wince, linux等。,,ARM公司是享譽(yù)全球的學(xué)問(wèn)產(chǎn)權(quán)〔IP〕供給商，供給高性能低功耗IP設(shè)計(jì)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(guò)10億個(gè)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(guò)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(jì)、生產(chǎn)和

7、銷售商業(yè)模式。,新的進(jìn)展——ARM,,ARM的進(jìn)展歷史,,1985年4月26日第一個(gè)ARM原型誕生在英國(guó)劍橋的Acorn公司,,1990年成立了Advanced RISC Machines Limited,,20世紀(jì)90年月，ARM32位嵌入式RISC處理器占據(jù)了低功耗、低本錢(qián)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(diǎn)：,,小體積、低功耗、本錢(qián)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(guó)知,,識(shí)產(chǎn)權(quán)核〔IP〕設(shè)計(jì)公司，既可以認(rèn)為是一個(gè),,公司的名字，也可以認(rèn)為是對(duì)一類微處理器的,,通稱，還

8、可以認(rèn)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(jì)開(kāi)發(fā)的公司，作為學(xué)問(wèn)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(jì)許可。,,ARM學(xué)問(wèn)產(chǎn)權(quán)無(wú)處不在,,●工業(yè)掌握：,,工業(yè)設(shè)備是機(jī)電產(chǎn)品中最大一類,,過(guò)去在工業(yè)過(guò)程掌握、數(shù)字機(jī)床、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)安全、電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)、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(jī)。,,隨著技術(shù)進(jìn)展，目前很多設(shè)備除了進(jìn)展實(shí)時(shí)掌握，還須將設(shè)備狀態(tài)，傳感器的信息等在顯示屏上實(shí)時(shí)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(kāi)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(yuǎn)程掌握，智能

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

10、機(jī)性能的重要指標(biāo)。,,,單板機(jī)：將CPU，存儲(chǔ)器，接口電路，鍵盤(pán)，顯示屏等設(shè)計(jì)在一塊電路板上。例如：Z80單板機(jī)。,,,單片機(jī)：將CPU，存儲(chǔ)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(jī)在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用。,,,思考題(二)：,,單片機(jī)：最根本的構(gòu)造是將CPU和外圍功能單元如存儲(chǔ)器、I/O口、定時(shí)、計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等集成在一個(gè)芯片上。,,,單片機(jī)系統(tǒng)：當(dāng)單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)外圍功能單元不能滿足對(duì)象要求時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)擴(kuò)展，在外部總線上擴(kuò)展相應(yīng)對(duì)計(jì)算機(jī)外圍功能單元所構(gòu)成的系統(tǒng)。,,,單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)：通過(guò)系統(tǒng)配置，給單片機(jī)系統(tǒng)按

11、掌握對(duì)象、環(huán)境配置相應(yīng)的外部接口電路，構(gòu)成能滿足對(duì)象全部要求的單片機(jī)的硬件環(huán)境。,,應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),(1)總體方案設(shè)計(jì),,(2)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì),,(3)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)〔監(jiān)控程序設(shè)計(jì)〕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(dāng)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(yùn)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(jī)運(yùn)行,,,硬件實(shí)現(xiàn)：實(shí)時(shí)性強(qiáng)，響應(yīng)速度快,,軟件實(shí)現(xiàn)：簡(jiǎn)化電路構(gòu)造，降低本錢(qián)，削減故障率，提高系統(tǒng)的敏捷性與通用性,同時(shí)降低系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，增加處理時(shí)間，增加軟件設(shè)計(jì)費(fèi)用，設(shè)計(jì)時(shí)間增加,,單片機(jī)開(kāi)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(yùn)行調(diào)試,,4、程序的固化,,系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)〔Protel原理圖〕,,,開(kāi) 始,規(guī)劃電路板,設(shè)置參數(shù),自動(dòng)布線,布置元件,裝入網(wǎng)絡(luò)表及封裝,手工布線,存盤(pán)及打印輸出,,Protel PCB圖(硬制板圖),,軟件設(shè)計(jì),匯編語(yǔ)言,,高效率,,準(zhǔn)確可控〔比方時(shí)序操作〕,,C語(yǔ)言,,KEIL uVISION2是眾多單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)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(shí)還支持，PLM，匯編和C語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)，,,,單片機(jī)微機(jī)仿真試驗(yàn)系統(tǒng),,仿真器和規(guī)律測(cè)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(huì)某一本書(shū)上的東西？,,會(huì)用51單片機(jī)搭建一個(gè)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,,,