微控制器原理与接口技术-C1-00_2010090300

ROV核心电子舱•塑料喷水编织机控制系统•智能温度控制仪表•手持全自动电桥——测R、L、C•机械本体是骨架•控制系统是连接骨架的神经网络•信息是神经网络中传递的信号•机电系统一体化是机电装备的发展方向•大力发展以传感器技术、计算机技术、显示技术和通信技术为核心的信息化•以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走新型工业化道路嵌入式技术与工业产品技术相融合，促进产品、装备向智能化方向发展。•汽车电子：围绕嵌入式的改造是未来汽车电子发展的趋势，占整车价值的30-40%；高端汽车中，汽车电子的收益率可达70%。•嵌入式技术的应用大大促进了高端数控机床产品发展，智能生产线的应用，提高生产效率•VOLVOS80汽车,18个嵌入式控制模块+CAN总线网络嵌入式技术：32位处理器、实时操作系统、现场总线、SOC等技术的发展和成熟，使得嵌入式技术已成为提升产品智能化、网络化程度及提高产品附加值的有效工具。19以嵌入式技术为龙头，将先进信息技术与机电装备的集成设计、系统控制、诊断检测、数字虚拟制造等技术相结合，可促进大型装备产品的快速发展，加速大型装备的智能化进程，是改造现有传统的装备制造业、使其快速升级换代的有效途径。20地方制造业信息化基础应用环境国家863计划支撑行业、省市科技计划国家制造业信息化公共服务环境重大装备及智能化产品的嵌入式系统集成应用面向产品制造与服务的RFID技术集成应用大型企业集团数字企业示范地方支柱和特色产业信息化服务增效服务型制造示范•遥控器：红外、RFID•海尔、海信、澳柯玛等公司的信息化家电：洗衣机，冰箱……•海尔：U-Home•家庭网关——联通公司正在推广微控制器原理及接口技术主讲赵永瑞二○○九年九月赵永瑞：机电工程学院过程装备与控制工程系[e-mail]0532-86981392实验室：基础实验楼C区516室PC机的组成主机箱显示器键盘、鼠标主板光驱电源硬盘CPU内存时钟接口DBABCB硬件软件Chapt0计算机的组成及冯·诺依曼体系结构运算器控制器存储器输入设备输出设备CPU•程序存储与执行：计算机是执行存储在存储器中的程序；程序执行过程是自动按序进行的；程序和数据由输入设备输入存储器；运算结果由输出设备输出。•指令执行步骤：取出指令分析指令执行指令形成下一条指令地址冯·诺依曼体系结构计算机的基本结构CPU的结构存储器的结构•AB、DB、CB•I/O接口MCU的组成主机箱显示器键盘、鼠标主板光驱电源硬盘CPU内存时钟接口DBABCBMCUChapt1单片机的广泛选择•1.1绪论概念微控制器——MicrocontrollerUnit（MCU）中国俗称单片机，而单片机在英语中（SingleChipComputer）则很少使用。1.2、单片机及其发展历史•计算机的重要发展方向之一PC机主要用途：数据运算、数据处理主要特征：CPU运算速度不断加快P4及双核、多核主存储器容量不断加大2GB显示器分辨率不断提高LCD数据存储量增加速度快250G硬盘主板集成度不断提高声卡、显卡、网卡、USB接口、1394接口等•计算机的重要发展方向之二单片机（SingleChipComputer）（微控制器-Microcontroller）（AdvancedMicrocontroller）主要用途：工业控制、家电及其它嵌入式应用主要特征：集成的模块不断增加：CPU+RAM+ROM+Timer+Clock+SCI+SPI+I/OROM采用FlashMemory，可达1MB集成度不断提高：RAM数量增加，EEPROM增加，通信接口增加CAN，AD、DA，LCD驱动、片选逻辑、PWM、编码器接口等——SoC•单片机的发展历程-11974年（Fairchild）研制F8，有2块芯片第一代（1974——1976），F8第二代（1976——1978），MCS-48第三代（1979——1982），MCS-51、MC6801第四代（1982——1990），MCS-96、MC68HC11第五代（1990年以来），MC68300、MC68HC12、MC9S12、MC9S12X、DSC……•单片机的发展历程-2CPU：481632片内更多外设模块片上开发系统DSC混合集成、异构多处理器集成——MC56F8300•单片机的发展历程-3单片机的产量•单片机的发展历程-4单片机的产值单片机的发展趋势•集成更多的外部设备•开发单片机的应用系统不再需要昂贵的仿真器•学习本门课程的目的教育部教学指导委员会：强调培养复合型人才“机”、“电”的结合愈来愈紧密开拓知识面，提高现场工作的适应能力按照知识—能力—素质的要求，培养自动化方面的能力•学习要求先行课程：程序设计语言（C）、电工电子学学习目标：理解并掌握微控制器的基本结构；掌握微控制器的组成及各模块的应用结构及特性；掌握典型微控制器的编程模型及指令系统；初步掌握微控制器最小系统的设计方法和要点；掌握编写微控制器系统软件的方法及调试手段；了解基于嵌入式软件的嵌入式系统设计方法。学习方法：大处着眼，小处着手，注重细节•本课程的内容单片机的结构单片机最小系统的设计和调试•具体1、学分：2.5参考学时：40，实验学时：122、讲课：Chapt1单片机的广泛选择Chapt2数字电路基础及S08单片机简介Chapt3S08单片机的指令系统及汇编语言程序设计Chapt4单片机基本系统设计Chapt5异步串行通信Chapt6单片机片内I/O模块Chapt7用C语言开发应用程序Chapt8HCS08实验开发系统及实验指导Chapt9单片机的调试环境介绍3、实验：开设8个实验：主要包括并行口实验、定时器中断、通用I/O及IRQ中断程序设计、CodeWarrior软件应用等。•教材与参考书教材邵贝贝等，单片机认识与实践，北京航空航天大学出版社，2006.8参考书邵贝贝，单片机嵌入式应用的在线开发方法，清华大学出版社，2004邵贝贝等，微控制器原理与开发技术，清华大学出版社，2001谢瑞和等，Motorola68HC08微控制器与嵌入式系统基础，清华大学出版社，2003ToddD.Morton著，严隽永译，嵌入式微控制器，机械工业出版社，2005.9胡汉才，单片机原理及其接口技术，清华大学出版社，2000.9•期刊与网站期刊：单片机与嵌入式系统应用电子设计技术电子产品世界今日电子电子工程专辑网站••••••••考试与答疑考试：闭卷，期末70%，平时30%（含实验）答疑：固定，每周二，19:00—21:30，地点：基础实验楼C516室1.3Freescale（飞思卡尔）的MCU概述-1飞思卡尔的前身——Motorola半导体产品部著名的MCU供应商2004年28.2%，2006年仍然占据第一位。2008年上半年排名有所下降2009年8月27-28日FTF深圳概述-2飞思卡尔MCU发展趋势1974200614680568020FreescaleMCULineage680068096801MCU6805MCU68HC1168HC12S12S12X68HC0568HC08HCS086801068000ColdFireTimeRS08概述-3飞思卡尔MCU的突出特点功耗低：MC68332:690mW@5VMC9S12DP256:260mW@5V相同数据处理速度下，时钟近1/3左右，容易满足EMC要求