PIC单片机原理及应用.ppt

1.1 电子计算机发展概述 ◆ 匈牙利籍数学家冯·诺依曼在方案的设计上做出了重要的贡献。1946年6月，他又提出了“程序存储”和“二进制运算”的思想； ◆ 进一步构建了计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成这一计算机的经典结构。 1.2 计算机发展的两个方向 ◆电子计算机技术的发展，相继经历了四个时代： ●电子管计算机； ●晶体管计算机； ●集成电路计算机； ●大规模集成电路计算机 ◆现在广泛使用的微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，因此它属于第四代计算机,而单片机则是微型计算机的一个分支。由于实际应用的需要，微型计算机向着两个不同的方向发展： ①高速度、大容量、高性能的高档微机 ②稳定可靠、体积小、价格低廉的单片机 1.3 何为单片机 1.4 单片机的发展过程 单片机技术发展过程可分为三个主要阶段： ⑴ 单芯片微机形成阶段 ◆ 1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单片机。芯片内集成： 8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根I/O线和1个8位定时/计数器。 ◆特点：存储器容量较小，寻址范围小（不大于4K），无串行接口，指令系统功能不强。 ◆1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单片机。芯片内集成：8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器。 ◆特点：结构体系完善，性能大大提高，面向控制的特点进一步突出。现在，MCS-51已成为公认的单片机经典机种。 ◆1982年，Intel推出MCS-96系列单片机。芯片内集成：16位CPU、8K字节ROM、232字节RAM、5个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K。片上还有8路10位ADC、1路PWM输出及高速I/O部件等。 ◆特点：片内面向测控系统外围电路增强，使单片机可以方便灵活地用于复杂的自动测控系统及设备。 ● 目前比较流行的单片机 （1）智能仪器仪表 ◆单片机用于各种仪器仪表，一方面提高了仪器仪表的使用功能和精度，使仪器仪表智能化，同时还简化了仪器仪表的硬件结构，从而可以方便地完成仪器仪表产品的升级换代。 ◆如各种智能电气测量仪表、智能传感器等。 （2）机电一体化产品 ◆机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算机技术于一体，具有智能化特征的各种机电产品。 ◆典型产品如机器人、数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复印机等。 （3）实时工业控制 ◆单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类系统中，利用单片机作为系统控制器，可以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算法。 ◆典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生产线等 。 （4）数据采集系统 ◆在实时控制系统中，要求数据采集具有较好的同步性和实时性，若采用单个计算机顺序采集，存在不能同时采集、实时性不强等缺点，会造成计算、处理上的误差而引起分析统计困难。 ◆使用单片机作为系统的前端采集单元，由主控计算机发出同时采集命令，当采集完成后，将采集到的数据再逐一传送到主机中进行处理，保证了同步数据采集。 ◆如气象部门、供电系统、自来水管网、过程控制等均可采用集散数据采集系统。 （5）家用电器 ◆家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。 ◆另外，在交通领域中，汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子等 。 ⑹ 终端及外部设备控制 ◆在计算机网络终端设备(如银行终端、商业POS机、GPS电子地图、复印机等)和计算机外部设备(如打印机、绘图仪、键盘和通信终端等)中都使用了单片机。 ◆单片机的应用使这些设备既具有计算、存储、显示和数据处理等功能，又具有和计算机连接的端口，使计算机的应用能力和范围大大提高，更好地发挥了计算机的性能。 * * Down Up Main Return Down * Main 主编: 李荣正 第一章 绪论 ◆ 1946年2月15日，第一台电子数字计算机ENIAC问世，这标志着计算机时代的到来。 ◆ ENIAC是电子管计算机，时钟频率仅有100KHz，但能在1秒钟的时间内完成5000次加法运算。与现代的计算机相比，有许多不足，但它的问世开创了计算机科学技术的新纪元，对人类的生产和生活方式产生了巨大的影响。 ◆在一块电路芯片上集成有微处理器(CPU)、存储器(RAM和ROM)、基本I/O接口电路和定时器/计数器，并具有独立指令系统的智能器件，称为单片微型计算机（Single Chip Micro