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单片机原理与应用 教材：单片机原理与应用技术 主讲：张海峰 Hfzhang0811@126.com 课程特点与学习方法 课程特点 ①知识点既分散又连贯，结构和指令系统是基础； ②与电子线路尤其是数字电子线路关系密切； 学习方法 ①预习、复习； ②多动手（硬件、软件实验）； ③多看参考书(包括利用网上资料)； ④其它（上课、作业、答疑）。 课程安排 理论课:讲述基本原理结构和应用设计 实验课:根据实验指导书的要求完成 参考书: MCS-51单片机应用系统设计 何立民编 MCS-51单片机应用系统设计 张毅刚等编 涉及内容 MCS-51的基本硬件结构 程序设计 定时/计数器 中断系统 串行口 存储器 接口设计 简单系统设计 课程要求 本课程是实践性较强的课程。通过课程的学习，掌握软件编程和硬件电路设计的方法，能够进行单片机应用系统的设计、调试工作。 第1章 单片机概述 1.1 单片机基本概念 1.2 单片机发展状况 1.3单片机特点和应用领域 微型计算机的概念 微处理器（Microprocessor）又称CPU芯片内部集成运算器和控制器，是构成微型计算机系统和网络工作站的核心部件。1971年Intel公司制成第一个CPU—Intel 4004 微型计算机 单片机—将CPU、存储器、I/O接口、中断系统集成在一块芯片上，程序存放在ROM中。 单板机--将CPU、存储器、I/O接口、中断系统集成在一块印制电路板上，程序存放在ROM中。 多板机--- 将CPU、存储器、I/O接口、中断系统集成在多块印制电路板上，程序存放在ROM中。 微型计算机系统，在多板机基础上发展而来，有更为丰富的软硬件资源。 返回本章首页 微型计算机的发展 返回本章首页 电子管 ? 半导体晶体管 ? 小规模集成电路 ? 大规模集成电路 名称： MicroController Unit(MCU)  Single Chip MicroCompute(SCMC) CPU(Central Precessing Unit) 中央处理单元 RAM (Random Access Memory) 随机存取存储器 ROM(Read Only Memory) 只读存储器 Timers/counter 定时器/计数器 Interrupt system 中断系统 A/D, D/A 返回本节首页 时钟电路 SFR和RAM ROM CPU 定时/计数器 并行端口 中断系统 串行端口 系 统 总 线 时钟源 T0 T1 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1 单片机的特点 （1）体积小、重量轻、功耗低、功能强、性价比高。 （2）数据大都在单片机内部传送，运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高。 （3）指令丰富，结构灵活，易于组成各种微机 应用系统。 （4）应用广泛。 返回本节首页 单片机发展概况 在微型计算机的发展过程中，单片机是大规模集成电路发展的产物。 发展阶段；4位、8位、高端8位、 16位、32位的发展阶段。 单片机的发展趋势； 高性能化 大容量 内装化 返回本节首页 单片机系统的基本组成 硬件（Hardware）冯·诺依曼型计算机存储程序（将欲执行的任务事先编成程序存入主存中） 程序控制（执行时由CPU调用主存中的程序进行运算） 软件（Software） 监控程序或操作系统应用程序 输入设备 运算器 存储器 输出设备 控制器 CPU 返回本节首页 单片机应用 测控系统 在线控制，将计算机与控制系统组合在一起，进行实时监控，体积小，功耗低，可靠性高；适用于单片机。 离线控制，对控制系统进行设计、建模、仿真、数据处理等，对计算机软硬件性能要求较高；适用于微机系统。 智能接口 数据采集卡、处理卡、图形显示卡、通信接口 智能仪表测试仪表和医疗仪器--数字化、智能化、高精度、小体积、低成本、便于增加显示报警和自诊断功能） 家电（冰箱、洗衣机、空调机、微波炉、电视机、音像设备等） 在军事方面（飞机、大炮、坦克、军舰、导弹、火箭、雷达等 信息和通信产品方面（计算机的键盘、打印机、磁盘驱动器；传真机、复印机、电话机、考勤机）； 返回本节首页 多机应用 分布式控制系统 DCS（Distributed Control Systems）由一台主机通过软件组态，对单机控制的模块化系统进行离线控制，从而实现复杂控制。 现场总线控制系统 FCS （Fieldbus Control System）把单个分散控制的测量设备变成网络节点，以现场总线为纽带，把他们连接成可以相互沟通信息、共同完成自