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1、单片机原理与应用技术主 讲：王宝兴 职称:教授理论课：60学时实验课：24学时主要参考书：1 单片微型机原理与应用技术 魏立峰 王宝兴 北京大学出版社2 AT89系列单片机原理与接口技术 王幸之 钟爱琴 北京航空航天大学出版社3 MCS-51单片计算机应用系统设计 何立民 北京航空航天大学出版社4 MCS-51/96系列单片机原理与应用 孙涵芳 北京航空航天大学出版社一一.课堂内容课堂内容二实验内容二实验内容1.仿真系统的安装与使用2.软件实验(10个)3.硬件实验(20个)单片机原理与应用技术单片机原理与应用技术单片机原理与应用技术单片机原理与应用技术硬件结构硬件结构CPU、内存和I/O接口
2、中主要逻辑部件功 能与使用,单片机应用系统原理电路设计。程序设计程序设计指令系统和汇编语言程序结构,常用 数据处理程序和I/O接口程序的分析与设计。单片机原理与应用技术v第1章 绪论v第2章 MCS51单片机的结构和原理单片机的结构和原理 v第3章 指令系统与程序设计指令系统与程序设计 v第4章 内部标准功能单元内部标准功能单元 v第5章 外部并行接口扩展技术外部并行接口扩展技术 v第6章 外部串行接口扩展技术外部串行接口扩展技术 v第7章 MCS-51应用系统开发与设计应用系统开发与设计 v第8章 AT89C系列单片机简介系列单片机简介 第章绪论第章绪论u教学提示：教学提示：单片机技术的应用
3、是信息技术发单片机技术的应用是信息技术发展的一个方面，它为人们的生产和生活带来了展的一个方面，它为人们的生产和生活带来了极大方便。今天人们生活中的消费电子产品、极大方便。今天人们生活中的消费电子产品、生产中的智能控制仪器等不乏应用单片机技术生产中的智能控制仪器等不乏应用单片机技术的产品。单片机与的产品。单片机与PC系统一样改变了人们的生系统一样改变了人们的生产和生活方式。产和生活方式。u教学要求教学要求：本章让学生对单片机系统有一个本章让学生对单片机系统有一个初步认识，了解单片机的应用特点和发展趋势。初步认识，了解单片机的应用特点和发展趋势。v 1.1 引引 言言 v 1.2 单片机的特点单片
4、机的特点 v 1.3 单片机的发展及应用单片机的发展及应用 v 1.4 MCS-51系列和系列和AT89系列单片机系列单片机 v 1.5本章小结本章小结第章绪论第章绪论1.1引言引言v21世纪是信息技术信息技术蓬勃发展的世纪，那么信息技术快速发展的具体体现是什么呢？单片机技术的应用应该是其中的一个方面。生产中使用的智能仪表智能仪表、分布式控制系统分布式控制系统总线总线、智能家电智能家电和智能办公设备智能办公设备等都可以见到单片机的身影。日常生活中常用的电子产品如MP3、手机、数码照相机、智能、手机、数码照相机、智能洗衣机、高科技电视机、智能冰箱洗衣机、高科技电视机、智能冰箱等都是以单片机为控制
5、核心单片机为控制核心的。1.2 单片机的特点单片机的特点u在一片集成电路芯片上集成在一片集成电路芯片上集成微处理器微处理器、存储器存储器、I/O接口电路接口电路等元器件，从而构成了等元器件，从而构成了“单芯片微型单芯片微型计算机计算机”，简称，简称单片机单片机。计算机系统计算机系统 通用计算机系统（机）通用计算机系统（机）嵌入式计算机系统（以单片机为核心）嵌入式计算机系统（以单片机为核心）图1.1 单片机系统与PC系统实例图图1.2 PC的鼠标 单片机单片机图1.3 PC的光驱图1.4 优盘表1-1 单片机和PC的差别项目项目PC 单片机单片机概念概念形形态标态标准，外部准，外部设备齐设备齐全
6、，全，应应用多个用多个单单片机和一个微片机和一个微处处理器、理器、通通过过装配不同的装配不同的应应用用软软件，多件，多个部件个部件组组成的适成的适应应社会各个方社会各个方面的面的计计算机算机应应用系用系统统芯片芯片级产级产品。它以某一种微品。它以某一种微处处理理器器为为核心，将核心，将RAM、总线总线、ROM/EPROM、总线逻辑总线逻辑、定、定时时/计计数器、并行数器、并行I/O口、串行口、串行I/O口、看口、看门门狗、脉狗、脉宽调宽调制制输输出、出、A/D、D/A等集成到一等集成到一块块芯片内芯片内主机板主机板复复杂杂简单简单CPU奔奔腾腾、AMD等等片内集成片内集成存存储储器器硬硬盘盘、
7、内存条、内存条片内集成或外片内集成或外扩扩展芯片展芯片操作系操作系统统Windows或或Linux等等自己自己编编制、自行制、自行发发展展输输出出CRT或或LCD屏幕等屏幕等端口端口输输出出电电信号信号驱动驱动LED数数码码管管或或LCD、发发光管指示光管指示输输入入标标准准键盘键盘、鼠、鼠标标等等端口端口输输入非入非标标准准键盘键盘及及电电信号信号编编程程语语言言VC、VB等等汇编语汇编语言或言或C语语言言应应用用常在常在办办公室、家庭公室、家庭见见到到已已经经嵌入到嵌入到产产品中，几乎品中，几乎见见不到不到1.3 单片机的单片机的发展及应用发展及应用 l单片机的发展趋势单片机的发展趋势互补
8、高密度金属氧化物半导体工艺特点：高速度 低功耗低功耗低功耗CMOS化化:80C51采用CHMOS微型单片化微型单片化:集成集成1.基本功能：CPURAM ROM并行通信接口串行通信接口中断系统定时电路时钟电路2.增强功能：A/D转换器D/A转换器SPI总线SMBusPCAPGA电压比较器温度传感器脉宽调制电路(PMW)看门狗(WDT)LCD(液晶)驱动电路等主流与多品种共存主流与多品种共存:1.主流：以80C51为核心的系列兼容单片机（兼容结构及指令）如：PHLIPS、ATMEL(89)、Winbond及C8051F0XX系列单片机2.支流：Motorola、Zilog、Microchip、A
9、TMEL(AVR)MSP430系列16位超低功耗单片机 1.3 单片机的单片机的发展及应用发展及应用 l单片机的应用单片机的应用在智能仪器仪表上的应用在智能仪器仪表上的应用:采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用模拟电路或数字电路更加强大。在工业控制中的应用在工业控制中的应用：构成形式多样的控制系统和数据采集系统。在家用电器中的应用在家用电器中的应用：电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材。在计算机网络和通信领域中的应用在计算机网络和通信领域中的应用：手机、电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信。单片机在医用设备领域中的应用单片机在
10、医用设备领域中的应用：医用呼吸机、各种分析仪、监护仪、超声诊断设备及病床呼叫系统等。1.4 MCS-51系列和系列和AT89系列单片机系列单片机 表1-2 目前世界上著名的8位单片机的生产厂家和主要机型公司产品型号兼容性Intel公司MCS-51及其增强系列单片机与MCS-51兼容Atmel公司AT89X51系列Flash单片机Philips公司8XC552及89C66X系列高性能单片机Winbond公司W78C51及W77C51系列高速低价单片机LG公司GMS90/97系列高速低压单片机Cygnal公司C8051F系列高速SOC单片机Motorola公司6801和6805系列高性能单片机与M
11、CS-51不兼容Zilog公司Z8系列特殊应用设计单片机Microchip公司PIC系列RISC结构单片机Atmel公司AVR系列RISC结构单片机表1-3 MCS-51单片机及其兼容的产品资源配置子系列片内ROM形式片内ROM容量片内RAM容量定时/计数器中断源无ROMEPROMFPEROM51子系列8031805187514KB128B216580C3180C5187C5189C514KB128B216552子系列8032805287528KB256B316680C3280C5287C5289C528KB256B316689系列单片机的型号说明89系列单片机的型号由3部分组成分别是前缀、型
12、号、后缀。格式如下：前缀：Atmel公司 89CXXXX C:CHMOS 型号:89LVXXXX LV:低电压 89SXXXX S:可下载Flash后缀:第1个参数：速度 12MHz、24MHz 第2个参数：封装 J 塑料 P双列直插式第3个参数：温度 C:070度第4个参数：工艺：AT89CXXXXXXXX(1)后缀中的第1个参数X用于表示速度。它的含义如下：vX=12表示速度为12MHzvX=16表示速度为16MHzvX=20表示速度为20MHzvX=24表示速度为24MHz(2)后缀中的第2个参数X用于表示封装。它的含义如下：vX=J表示塑料J引线芯片载体vX=L表示无引线芯片载体vX=
13、P表示塑料双列直插DIP封装vX=S表示SQIC封装vX=Q表示PQFP封装vX=A表示TQFP封装vX=W表示裸芯片(3)后缀中第3个参数X用于表示温度范围。它的含义如下：vX=C表示商业产品 温度范围为0+70vX=I表示工业产品 温度范围为-40+85vX=A表示汽车用产品 温度范围为-40+125vX=M 表示军用产品 温度范围为-55+150(4)后缀中的第4个参数X用于说明产品的处理情况。它的含义如下：vX=Null表示处理工艺是标准工艺vX=1883表示处理工艺采用MILSTD 883标准举例：AT89C205124PIvAT为Atmel公司标志，表示是AT公司产品。v9表示内部含Flash存储器vC表示是CHMOS产品v2051表示器件型号数v24表示速度为24MHzvP表示塑料双列直插DIP封装vI 表示工业产品，温度范围为-40+85。1.5本章小结本章小结l本章简要介绍了 1.单片机和PC的区别 2.单片机的发展和应用 3.具体说明了Intel公司的MCS-51单片机和 Atmel公司的AT89S系列的单片机以及 Atmel公司的单片机的芯片识别。