《微控制器与电子设计》课件.pptVIP

微控制器与电子设计欢迎来到微控制器与电子设计课程！本课程将带您深入了解微控制器的世界，并学习如何使用它们进行电子设计。

课程概述与教学目标课程概述本课程将带您全面了解微控制器的基本原理、架构和应用，并学习如何使用微控制器进行电子设计。教学目标学习微控制器的工作原理、架构、编程和应用；掌握电子设计基础知识和常用元器件；能够独立完成简单的电子设计项目。

课程考核方式说明1平时作业成绩：占总成绩的20%2期中考试成绩：占总成绩的30%3期末考试成绩：占总成绩的50%

电子设计基础知识电路基础了解基本的电路概念，如电压、电流、电阻、电容、电感等。模拟电路学习模拟电路的基本概念，如放大器、滤波器、信号处理等。数字电路学习数字电路的基本概念，如逻辑门、组合逻辑、时序逻辑等。

模拟电路与数字电路的区别模拟电路处理连续变化的信号，例如声音信号、温度信号等。特点是信号变化连续，但容易受到噪声干扰。数字电路处理离散的数字信号，例如计算机数据、控制信号等。特点是信号变化离散，不易受到噪声干扰。

常见电子元器件介绍电阻器：限制电流。电容器：存储电能。电感器：存储磁能。二极管：单向导通。

电阻的基本知识阻值电阻的大小，单位为欧姆(Ω)。1功率电阻器能够承受的最大功率，单位为瓦特(W)。2精度电阻器阻值的误差范围，通常以百分比表示。3温度系数电阻器阻值随温度变化的程度，单位为ppm/℃。4

电容的基本知识1电容值电容的大小，单位为法拉(F)。2耐压值电容器能够承受的最大电压，单位为伏特(V)。3漏电流电容器充放电过程中泄漏的电流，单位为安培(A)。4等效串联电阻(ESR)电容器内部阻抗，影响充放电速度。

电感的基本知识电感值电感的大小，单位为亨利(H)。直流电阻电感器线圈的电阻，影响电流的通过。饱和电流电感器能够承受的最大电流，超过该值会失去电感作用。Q值电感器的品质因数，反映电感器的效率。

二极管的工作原理PN结二极管由P型半导体和N型半导体构成，中间形成PN结。正向偏置当正向电压加在二极管上时，PN结内的空穴和电子会相互靠近，形成电流。反向偏置当反向电压加在二极管上时，PN结内的空穴和电子会相互远离，无法形成电流。

三极管的基本特性1放大作用三极管可以放大电流信号。2开关作用三极管可以控制电流的通断。3电流放大倍数反映三极管放大能力，通常用β值表示。

场效应管的应用1开关应用场效应管可以用于开关电路，控制电流的通断。2放大应用场效应管可以用于放大电路，放大电压信号。3数字电路应用场效应管可以用作数字电路中的逻辑门等。

集成电路发展历史

微控制器的发展历程第一代以8位微控制器为主，功能简单，应用范围有限。第二代以16位微控制器为主，功能更强大，应用范围更广。第三代以32位微控制器为主，功能强大，应用范围广泛，支持多种外设。

微控制器的基本架构

CPU的工作原理指令集CPU能够执行的指令集，决定了微控制器的功能。指令周期CPU执行一条指令所需的时间，影响了微控制器的速度。数据通路CPU内部的数据传输路径，决定了微控制器的效率。

存储器类型与特点1ROM：只读存储器，存储程序和数据，不可修改。2RAM：随机存取存储器，用于存储程序运行过程中需要访问的数据。3EEPROM：电可擦除可编程只读存储器，可以擦除和重新写入数据。4FLASH：闪存，可以快速写入和擦除数据，常用作存储器。

I/O接口基础数字I/O用于与外部数字设备进行通信，例如LED、按键等。模拟I/O用于与外部模拟信号设备进行通信，例如温度传感器、光敏传感器等。串行通信用于与外部设备进行串行数据传输，例如UART、SPI、I2C等。

中断系统概述1中断源触发中断的事件，例如外部中断、定时器中断等。2中断向量表存储了各个中断服务程序的入口地址。3中断服务程序响应中断事件的程序，用于处理中断事件。

定时器的工作原理计数器定时器内部的计数器，用于记录时间。计数频率定时器计数的频率，决定了定时器的时间精度。定时器中断定时器计数到设定值时，触发中断事件。定时器应用定时器可以用于延时、时间测量、控制等。

串行通信基础发送将数据按位发送出去。1接收接收来自外部设备的串行数据。2同步发送和接收端使用相同的时钟信号。3异步发送和接收端使用不同的时钟信号。4

A/D转换原理模拟信号连续变化的信号，例如温度信号。数字信号离散的信号，例如计算机数据。A/D转换器将模拟信号转换为数字信号的电路。

D/A转换应用音频播放使用D/A转换器将数字音频信号转换为模拟信号，用于驱动扬声器。电机控制使用D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，控制电机的转速和方向。工业自动化使用D/A转换器将数字控制信号转换为模拟信号，控制工业设备。

单片机最小系统设计1电源电路为单片机提供工作电压。2晶振电路为单片机提供时钟信号。3复位电路用于将单片机