单片机概述第三组new.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单片机的概述,主讲人：王彬,20世纪70年代问世。,已广泛应用在：,工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等方面。,什么是单片机？,单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电力局技术将计算机的基本部分微型化，集成到一块芯片上，构成一台功能独特、完整的微型计算机。它虽然只是一块集成电路，但从组成和功能上看，已经具有计算机系统的基本属性，因此称之为单片微型计算机，简称,单片机,。也称为：,微控制器,MCU(MicroController Unit),嵌入式控制器,EMCU（Embedded MicroController Unit）,单片机可分为通用型和专用型两大类：,（1）通用型,可开发的内部资源：RAM、ROM、I/O等功能部件，全部提供给用户。用户根据需要，设计一个以通用单片机芯片为核心的测控系统。,（2）专用型,专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机，,针对性强且数量巨大,对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等,方面都作了全面的考虑。,“,专用,”,单片机具有十分明显的综合优势。,单片机的历史,主讲人：杨溢,单片机自从,20,世纪,70,年代问世以来，以其鲜明的特点得到迅猛的发展，单片机的发展经历了以下几个阶段：,第一阶段,(1974,年,1976,年,),：单片机初级阶段。双片的形式，且功能比较简单。,第二阶段（,1976,年,1978,年）,:,低性能单片机阶段。以,Intel,公司制造的,MCS-48,单片机为代表。,1976,年,Intel,公司推出了,8,位的,MCS-48,系列的单片机，以其体积小、重量轻、控制功能齐全和低价格的特点，得到了广泛的应用，为单片机的发展奠定了坚实的基础。,第三阶段,(1979,年,1982),：高性能单片机阶段，也是,8,位单片机发展的成熟阶段。其典型的代表产品主要由,Intel,公司的,MCS-51,系列、,Mortorola,公司的,6801,系列等。,第四阶段,(1982,年现在,),：这是单片机发展的高速阶段。,8,位单片机巩固发展及,16,位单片机、,32,位单片机推出阶段。,各个电气公司都积极开发出自己的单片机系列，许多小型半导体商也纷纷参与单片机的发展，世界上一些著名的计算机厂家已投放市场的产品就有,50,多个系列，,400,多个品种,单片机内部结构,Single Chip Microcomputer,主讲人：黄力,接口电路及,外设等,软件,单,片,机,硬件,一个完整的单片机系统,单,片,机,运算器,控制器,中央处理器,CPU,随机存取存储器,RAM,只读存储器,ROM,并,行,I/O,接,口,定时器,/,计数器,串,行,I/O,接,口,中断系统,存储器,运算器,控制器,输入设备,输出设备,模拟计算,A+B=C,算法程序,存储器,C,C,算法步骤,A+B,存储,译码,运,算,命,令,A+B,取,数,C,单片机的引脚概述,主讲人：李文华,HMOS,制造工艺的,MCS-51,单片机都采用,40,引脚的双列直插封装（,DIP,方式），,CHMOS,制造工艺的,80C51/80C31,芯片除采用,DIP,方式外，还采用方形封装工艺。如图分别是,DIP,方式和方形封装的引脚图。（,HMOS,hmz,高性能金属氧化物半导体；,CHMOS,tmz,互补高性能金属氧化物半导体,）,单片机的,40,个引脚大致可分为,4,类,，,电源、时钟、控制和,I/O,引脚。,下面将这,40,条引脚按功能分为四部分叙述,：,1.,主电源引脚,Vcc,和,Vss,Vcc,（,40,脚）：,芯片电源,，接,+5V,电压,Vss,（,20,脚）：接地端,2.,外接晶体引脚,XTAL1,和,XTAL2,晶体振荡电路反相输入端和输出端,。,XTAL1,（,19,脚）：接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部振荡器时，对,HMOS,单片机，此引脚应接地；对,CHMOS,单片机，此引脚作为驱动端。,XTAL2,（,18,脚）：接外部晶体管的另一个引脚。在单片机内部，接至上述振荡器的反相放大器的输出端。当采用外部振荡器时，对于,HMOS,单片机，此引脚应接外部振荡器的信号，即把外部振荡器的信号直接接到内部时钟发生器的输入端；对于,CHMOS,单片机，此引脚应悬浮。,3.,控制或其他电源复用引脚,RST/VPD,、,ALE/PROG,、,PSEN,、,EA/VPP,RST/VPD,（,9,脚）,：,复位,/,备用电源,。振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平使单片机复位。,Vcc,掉电期间，此引脚可接上备用电源，以保持内部,RAM,的数据不丢失。,ALE/PROG,（,30,脚）,：,地址锁存允许,/,片内,EPROM,编程脉冲,。当访问外部存储器时，,ALE,（允许地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，,ALE,端仍然以不变的频率周期性地出现正脉冲信号，此频率为振荡器的,1/6,。因此，它可以用作对外输出的时钟，或用于定时。,PSEN,（,29,脚）,：,外,ROM,读选通信号,。,此引脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。,EA/VPP,（,31,脚）,：,内外,ROM,选择,/,片内,EPROM,编程电源,。,当这引脚保持高电平时，访问内部程序存储器，当这引脚保持低电平时，则只访问外部程序存储器。,4.,输入,/,输出（,I/O,）引脚,P0,、,P1,、,P2,、,P3,（共,32,根）,80C51,共有,4,个,8,位并行,I/O,端口：,P0,、,P1,、,P2,、,P3,口，共,32,个引脚。,P3,口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。,P0,口（,39,脚,32,脚）：,P1,口（,1,脚,8,脚）：,P2,口（,21,脚,28,脚）：,P3,口（,10,脚,17,脚）。,单片机最小系统,主讲人：黄俊辉,时钟电路是用于产生单片机工作时所需的时钟信号的电路。,单片机的工作过程是：取一条指令、译码、进行微操作，再取一条指令、译码、进行微操作，,各指令的微操作在时间上有严格的次序，这种微操作的时间次序称作时序。,单片机的时钟信号用来为单片机芯片内部各种微操作提供时间基准。,1,、时钟电路,内部时钟电路,在,XTAL1,和,XTAL2,引脚上外接定时元件，内部振荡电路就能产生自激振荡。,定时元件通常是石英晶体（晶振）和电容组成的并联谐振电路。,晶振频率,f,osc,的范围是,1.212MHz,。,电容器,C1,和,C2,主要起频率微调、快速起振作用，电容值为,30pF,左右。,外部时钟电路,XTAL1,接地，,XTAL2,接外部振荡器。,一般要求外部信号为高电平的持续时间大于,20ns,，且频率低于,12MHz,的方波信号。,HMOS,：外部振荡信号接至,XTAL2,端，,XTAL1,端接地。,CMOS,：外部振荡信号接至,XTAL1,端，,XTAL2,端可不接地。,RST,引脚上出现两个机器周期以上的高电平时系统复位。,为了保证系统能够可靠地复位，,RST,端的高电平信号必须维持足够长的时间（,20ms100ms,）。,200,1K,1K,上电复位电路,22,F,RST/V,PD,80C51,V,CC,开关复位电路,22,F,RST/V,PD,80C51,V,CC,2,、复位电路,单片机最小系统,复位电路,时钟电路,内部有程序存储器,电源,EA,接高电平选择内部程序存储器,主讲人：江劲标,单片机,常用开发工具及指令,1、keil-C51开发软件 (C语言),2、伟幅开发软件 (汇编),3、Protues (仿真),4、DXP2004 (电路设计),5、单片机的基本指令,1、,Keil C51（右图为工作台界面）是Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统简介：编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点,2、,伟福6000仿真软件是伟福6000仿真器的编译软件，可以编译汇编语言，可做单片机代码编译器、仿真器来使用，支持多种型号单片机，生成BIN和HEX文件,3、Protues单片机程序仿真平台界面,简介：从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真处理器模型支持8051、PIC、AVR、ARM等芯片,4、DXP2004,工作台界面,简介：Protel DXP是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现,单片机的基本指令,指令的分类（共111条）,单字节（49）,双字节（46）,三字节（16）,字节数,数据传送指令（29）,算术操作指令（24）,逻辑操作指令（24）,功能,单机械周期（65）,双机械周期（44）,四机械周期（16）,执行时间,控制转移指令（17）,位操作指令（17）,通用数据传送指令：MOV,加法指令：ADD,位取反指令：CPL A 将A中的值按位取反,无条件转移指令：LJMP add16(跳转到add16地址),位清0指令：CLR C(使C=0),典型指令应用例子,单片机的应用,主讲人：梁敏健,应用一：家用电器领域,应用二：智能产品领域,单片机微处理器与传统的机械产品相结合，使传统机械产品结构简化、控制智能化构成新一代的机电一体化的产品。,应用三：测控系统,使用单片机微处理器可以设计各种工业控制系统、环境控制系统、数据控制系统、例如温室人工气候控制、水闸自动控制、电镀生产线自动控制、汽轮机电液调节系统等。在目前数字控制系统的简易控制机中，采用单片机可提高可靠性，增强其功能、降低成本。,应用四：工业自动化,如工业过程控制、过程监测、工业控制器及机电一体化控制系统等，这些系统除一些 小型工控机外，许多都是以单片机为核心的单机或多机网络系统，如工业机器人的控制系统、行走系统等节已等节点构成的多机网络系统,总结,主讲人：邓圣伟,1,、什么是单片机？,单片机是单片微型计算机的简称，又称,MCU,，也称微控制器。,单片机片内含有如中央处理器,CPU,、随机存取存储器,RAM,、只读存储器,ROM,、并行,I/O,接口、串行,I/O,接口、定时器,/,计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。,2,、单片机的引脚有哪些？,（,1,）电源引脚,（,2,）时钟引脚,（,3,）控制引脚,（,4,）,I/O,引脚,3,、单片机的最小系统包括了哪些外部电路？,电源,能量的来源,时钟电路,让单片机活起来的心脏,复位电路,恢复初始化状态值,VCC,（,40,脚）：电源正极,GND,（,20,脚）：接地端,XTAL1,（,19,脚）：晶体振荡器输入端,XTAL2,（,18,脚）：晶体振荡器输入端,分布式控制系统,机器设备,家用电器,汽车运输,医疗设备,智能仪表,单片机,4,、单片机可以运用在哪些领域？,课后作业,上网查找,AT89S51,与,AT89S52,单片机的特点。,根据课本内容，说说单片机应用系统由哪几部分组成？,