单片机教案(培训打印).doc

教学目的：1、了解单片机及计算机的基础知识 2、掌握不同数制和码制之间的转换方法 重难点：二进制，十进制，十六进制数之间的转换 教学内容：见下面 第一章 单片机基础知识 1.1 概述 单片微型计算机简称为单片机。它是微型计算机发展中的一个重要分支，它以其独特的结构和性能，越来越广泛的应用到工业、农业、国防、网络、通信以及人们日常工作、生活领域中。 单片机是在一块芯片上集成了中央处理部件（CPU）、存储器（RAM、ROM）、定时器/计数器和各种输入/输出（I/O）接口（如并行I/O口、串行I/O口和A/D转换器）等。由于单片机通常是为实时控制应用而设计制造的，因此，又称为微控制器（MCU）。 1.1.1单片机的基本知识 每一种单片机的设计都包括以下几个方面：1、指令及与指令对应的电路（芯片）和代码；2、固化程序的编程器；3、硬件仿真器。设计完成后，由有关生产厂家生产出产品（芯片、编程器、仿真器），再由开发人员开发出市场所需要的应用产品。在这些开发的芯片中，有些芯片是公开使用的，在市场上能买到的芯片就属这种类型，这种芯片分为两类，一类不能加密；一类可加密；有些芯片是不公开的，如军工产品和各大公司开发的专用产品。 单片机种类很多，但不管哪种单片机，厂家都要配套提供编程器（固化程序用）、硬件仿真器（调试程序用）、指令系统，芯片使用说明书，没有这些很难进行二次开发，除非你能破解芯片。因而，对产品开发人员来说，所要做的工作就是：按厂家提供的方法使用芯片；按产品功能要求设计电路、编写程序、做成产品。对产品维修使用人员来说，知道芯片使用的方法，产品电路的工作原理，会维修使用。 1.1.2 单片机的发展概况 自1976年9月Intel公司推出MCS-48单片机以来，单片机就受到了广大用户的欢迎。因此，有关公司都争相推出各自的单片机。如GI公司推出PIC1650系列单片机，Rockwell公司推出了与6502微处理器兼容的R6500系列单片机。它们都是8位机，片内有8位中央处理器（CPU）、并行I/O口、8位定时器/计数器和容量有限的存储器（RAM、ROM）以及简单的中断功能。 目前国际市场上8位、16位单片机系列已有很多，但是，在国内使用较多的系列是Intel公司的产品，其中又以MCS-51系列单片机应用尤为广泛，二十几年经久不衰，而且还在更进一步发展完善，价格越来越低，性能越来越好。单片机技术正以惊人的速度向前发展，就市场上已出现的单片机而言，其技术革新与进步主要表现在以下几个方面： １、CPU的发展 增加CPU的字长或提高时钟频率均可提高CPU的数据处理能力和运算速度。CPU的字长目前有8位、16位和32位。时钟频率高达20MHz的单片机也已出现。还有的8位单片机其算术逻辑运算部件（ALU）却是16位，内部采用16位数据总线。如NEC公司的μPD7800系列的8位单片机，Mitsubishi公司的M37700系列单片机，它们的数据处理能力和速度比一般8位单片机强，如μPD7800系列单片机作一次16位乘以16位的乘法用3.2μs。16位除以8位的除法用3.0μs。32位除以16位的除法用8.3μs。另外，单片机内部采用双CPU结构能大大提高处理能力，如Rockwell公司的R6500/21和R65C29单片机。由于片内有两个CPU能同时工作，可能更好地处理外围设备的中断请求，克服了单CPU在多重高速中断响应时的失效问题。同时，由于双CPU可以共享存储器和I/O接口的资源，因此，还可更好地解决信息通信问题。如Intel公司的8044，它的内部实际上是8051和SIU通信处理机组成，由SIU来管理SDLC的通信，这样既加快了通信处理的速度，同时，还减轻了8051的处理负担。 2、片内存储器的发展 ⑴、扩大存储容量 早期单片机的片内存储器，一般RAM为64～128字节，ROM为1K～2K字节，寻址范围为4K字节。新型单片机片内RAM为256字节，ROM多达16K字节。如Intel公司的8052，片内ROM为8K字节。通用仪器公司的70120片内ROM容量为12K字节。片内ROM容量最大的是日立公司的MC6301Y为16K字节。新型单片机的寻址范围可扩大到64K字节，甚至128K字节（其中随机存储器RAM容量为64K字节，只读存储器ROM容量64K字节）。这类单片机有Intel公司的MCS-51系列和Zilog公司的Z8601，Z8603，Z8611，Z8681等。内部ROM分可擦除和一次性可编程（OTP）两种，前者价高，技术开发时使用，后者价低，开发成功后，一次性固化在产品上使用，须注意的是一次性固化在产品上使用的必须是成熟产品，否则会造成经济损失。如PIC系列。 ⑵、片内EPROM开始E2PROM化 早期