《单片机原理与应用系统设计》入门

2020/2/101第1章概述《单片机原理与应用系统设计》电子工业出版社，2009.7欧伟明何静凌云刘剑等编著2020/2/102本章主要内容单片机的概念与发展过程单片机的应用领域与嵌入式系统单片机的编程语言单片机应用系统的结构单片机应用系统开发过程本书编写指导思想2020/2/1031.1单片机的概念与发展过程单片机的概念单片机技术发展过程单片机技术发展方向常用数制与编码2020/2/1041.1.1单片机的概念在一块半导体硅片上集成了计算机的所有基本功能部件：⑴中央处理器（CPU）⑵存储器（RAM和ROM）⑶输入输出接口电路⑷中断系统、定时器/计数器、串行通信接口电路等。单片微型计算机（SingleChipMicroComputer，SCMC）简称单片机。微控制器（MicroControllerUnit，MCU）嵌入式控制器（EmbeddedMicroControllerUnit，EMCU）2020/2/1051.1.2单片机的发展过程第一阶段（1976-1978）——单片机探索阶段单片机体系结构有两种模式：⑴通用CPU模式⑵专用CPU模式第二阶段（1978-1982）——单片机完善阶段MCS-51系列单片机第三阶段（1982-1990）——微控制器形成阶段第四阶段（1990-至今）——微控制器全面发展阶段2020/2/1061.1.3单片机技术的发展方向1.主流机型发展趋势⑴8位单片机将仍是主流机型⑵32位单片机会发挥重要作用，16位单片机有可能被挤占2.CMOS化趋势3.RISC体系结构单片机的大发展⑴复杂指令集计算机CISC体系结构⑵精简指令集计算机RISC体系结构4.大力发展专用型单片机5.推行串行扩展总线2020/2/1071.1.4常用数制与编码1.常用数制⑴二进制数，例如：10001000B⑵十六进制数，例如：10001000B=88H（C51语言中，0x88）⑶十进制数，例如：10001000B=88H=1362.常用编码⑴BCD码——二-十进制码⑵ASCII码AmericanStandardCodeforInformationInterchange2020/2/1081.2单片机的应用领域与嵌入式系统单片机的应用领域嵌入式系统的概念2020/2/1091.2.1单片机的应用领域1.仪器仪表2.机电一体化3.实时控制4.分布式多机系统5.消费类电子产品6.终端及外部设备2020/2/10101.2.2嵌入式系统的概念1.嵌入式系统的概念，没有统一的说法国内比较公认的定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。2.嵌入式系统的种类⑴工控机⑵通用CPU模块⑶嵌入式微处理器⑷单片机（微控制器）3.单片机是经典的嵌入式系统2020/2/10111.3单片机应用系统开发过程单片机的编程语言单片机应用系统的结构单片机的应用模式单片机应用系统开发过程简介2020/2/10121.3.1单片机的编程语言1.机器语言机器语言是用二进制代码表示的指令。2.汇编语言汇编语言是用助记符表示的指令。3.高级语言接近人类自然语言的计算机编程语言，例如，C51高级语言。单片机常用的编程语言包括汇编语言和高级语言，源程序必须经过汇编器/编译器的汇编/编译后，才能产生机器语言代码，这种机器语言代码称为目标程序，单片机运行时，只能执行目标程序。2020/2/10131.3.2单片机应用系统的结构单片机应用系统的结构通常分为单片机、单片机系统、单片机应用系统3个层次：单片机单片机系统单片机应用系统前向通道接口后向通道接口串行通信接口人机交互通道接口系统应用程序2020/2/10141.3.3单片机应用系统开发过程正确的硬件设计和良好的软件功能设计是一个实用的单片机应用系统的设计目标，完成该目标的过程称为单片机应用系统的开发。单片机应用系统的开发过程如图1.6所示。产品立项确定设计任务开始方案设计总体设计系统硬件结构设计主要芯片选择各单元电路设计系统硬件电路原理图设计PCB设计、制作、测试元器件安装、焊接硬件系统调试正常？系统调试硬件有问题？软件有问题？结束确定算法程序流程设计编辑应用程序应用程序的仿真、调试程序工作正常？写入程序存储器YYNN硬件设计软件设计2020/2/10161.4本书特点与教学安排本书编写指导思想本书特点教学安排建议2020/2/10171.4.1本书编写指导思想⑴关于单片机的选型以89S51芯片为主线，介绍单片机原理及应用。⑵全书整体架构①第一部分，即本书的第1~8章，主要介绍单片机结构原理及基本应用，是继续学习单片机应用技术的基础，是《单片机原理与应用》课程的经典内容。②第二部分，即本书的第9~13章，主要介绍当前的单片机应用新技术，以及单片机应用系统设计开发的方法和工程设计实例。2020/2/10181.4.1本书编写指导思想⑶精心安排“经典内容”，认真撰写第1~8章⑷详细介绍串行总线技术包括：RS-232C、RS-485、SPI、I2C、CAN、USB、1-Wire单总线等串行总线技术。⑸介绍C51高级语言程序设计方法不能因为有了C51高级语言，就废弃汇编语言。2020/2/10191.4.1本书编写指导思想⑹介绍基于嵌入式实时操作系统的单片机程序设计方法嵌入式实时操作系统：RTX51⑺简单介绍单片机应用系统设计的开发环境单片机开发小工具、开发环境KeiluVision2和Proteus、开发步骤。⑻与工程应用相结合，选取完整的设计实例2020/2/1020思考题与习题1.什么是单片机？什么是单片机系统？什么是单片机应用系统？2.除了单片机这一名称之外，单片机还可称为（）和（）。3.微处理器、微型计算机、CPU、单片机，它们之间有何区别？4.单片机与普通计算机的不同之处，在于其将（）、（）、和（）三部分集成于一块芯片上。5.单片机有哪些特点？6.单片机技术的发展方向如何？7.单片机的发展过程大致分为哪几个阶段？8.单片机根据其基本操作处理的数据位数可分为哪几种类型?9.单片机主要应用在哪些领域？10.举例说明单片机在嵌入式系统中的应用。11.举例说明单片机控制系统的组成、结构和工作原理。12.在单片机应用系统中，硬件与软件是什么关系？软件如何实现对硬件的控制？13.什么是总线型单片机和非总线型单片机？对于总线型单片机而言，什么情况下是总线应用？什么情况下是非总线应用？14.单片机应用系统开发过程主要包括哪些步骤？2020/2/1021谢谢大家！