单片机第一章概述优秀PPT.ppt
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1、单片机第一章概述第1页,本讲稿共46页l l理论课教材:理论课教材:单片机基础单片机基础单片机基础单片机基础 李广弟李广弟李广弟李广弟 编著,编著,编著,编著,北京航空航天大学出版社北京航空航天大学出版社北京航空航天大学出版社北京航空航天大学出版社l l参考教材:参考教材:参考教材:参考教材:单片机基础单片机基础单片机基础单片机基础 李广弟李广弟李广弟李广弟 编著(第二版)编著(第二版)编著(第二版)编著(第二版)单片机原理、接口技术及应用宋培义单片机原理、接口技术及应用宋培义单片机原理、接口技术及应用宋培义单片机原理、接口技术及应用宋培义 中国广播电视出版社中国广播电视出版社中国广播电视出版
2、社中国广播电视出版社l l考核考核考核考核:平时、实验占平时、实验占平时、实验占平时、实验占2020,期中占,期中占,期中占,期中占2020 ,期末占,期末占,期末占,期末占6060课程简介课程简介第2页,本讲稿共46页l l实验课教材:实验课教材:实验课教材:实验课教材:单片机原理与应用实验指导书单片机原理与应用实验指导书单片机原理与应用实验指导书单片机原理与应用实验指导书 石东新、温淑鸿石东新、温淑鸿石东新、温淑鸿石东新、温淑鸿 编写编写编写编写 l l参考教材:参考教材:参考教材:参考教材:单片机系统的单片机系统的单片机系统的单片机系统的PROTEUSPROTEUS设计与仿真设计与仿真设
3、计与仿真设计与仿真 张靖武、周灵彬张靖武、周灵彬张靖武、周灵彬张靖武、周灵彬 编著编著编著编著 电子工业出电子工业出电子工业出电子工业出版社版社版社版社基于基于基于基于PROTEUSPROTEUS的电路及单片机系统设计与方针的电路及单片机系统设计与方针的电路及单片机系统设计与方针的电路及单片机系统设计与方针 周润景、张丽娜周润景、张丽娜周润景、张丽娜周润景、张丽娜 等编等编等编等编 北京航空航天大学出版社北京航空航天大学出版社北京航空航天大学出版社北京航空航天大学出版社课程简介课程简介第3页,本讲稿共46页l l http:/202.205.16.180/http:/202.205.16.18
4、0/搜索单片机原理搜索单片机原理搜索单片机原理搜索单片机原理 课程负责人:柴剑平课程负责人:柴剑平课程负责人:柴剑平课程负责人:柴剑平网络资源网络资源第4页,本讲稿共46页l l 点击课程名进入单片机原理网络教学综合平台点击课程名进入单片机原理网络教学综合平台点击课程名进入单片机原理网络教学综合平台点击课程名进入单片机原理网络教学综合平台 1.1.电子教案电子教案电子教案电子教案网络资源网络资源第5页,本讲稿共46页l l 2.2.实验教学实验教学实验教学实验教学网络资源网络资源第6页,本讲稿共46页l l 3.3.习题作业习题作业习题作业习题作业网络资源网络资源第7页,本讲稿共46页课程位置
5、课程位置基础课:基础课:高数、大物、英语、概率论等高数、大物、英语、概率论等专业基础课:专业基础课:电路分析、(非)线性电子电路分析、(非)线性电子线路、信号与系统、线路、信号与系统、数字逻辑电路、单片数字逻辑电路、单片机原理机原理等等专业课:专业课:嵌入式系统、嵌入式系统、EDAEDA、DSPDSP、有线电、有线电视技术等视技术等实验课:实验课:各类相关实验课程。各类相关实验课程。第8页,本讲稿共46页学习方法学习方法触类旁通,对比记忆:触类旁通,对比记忆:单片机是微计算机的一个分支单片机是微计算机的一个分支。勤思多练,做好实验:勤思多练,做好实验:实验可以巩固所学,并增添学习乐趣。实验可以
6、巩固所学,并增添学习乐趣。把握重点,掌握精髓:把握重点,掌握精髓:单片机单片机原理原理,是硬件工程师的必修。,是硬件工程师的必修。学以致用,前途无限:学以致用,前途无限:专业课的学习,为的是以后的开发应用。专业课的学习,为的是以后的开发应用。第9页,本讲稿共46页第一章第一章 单片机概述单片机概述第一节、单片机的概述第一节、单片机的概述第二节、单片机的应用第二节、单片机的应用第三节、常用单片机系列第三节、常用单片机系列第四节、单片机的开发过程第四节、单片机的开发过程第10页,本讲稿共46页 第一节、单片机概述第一节、单片机概述 1.1 微型微型计计算机的算机的组组成成 CPU 速速度快度快2G
7、Hz内存内存RAM掉掉电丢失速度电丢失速度快快256M字节字节硬盘程序硬盘程序掉掉电不丢失电不丢失速速度慢度慢 80G字字节节串行口串行口RS232 USB等等并行扩展口并行扩展口LPT1 PCI 定定 时时 器器 中断中断处理等其他处理等其他各种资源各种资源人机界面显人机界面显示器键盘鼠示器键盘鼠标等标等总总 线线 扩展扩展 数数据总线据总线DB地址总地址总线线AB控制总线控制总线CB 32/64位位第11页,本讲稿共46页 1.1.1 微型计算机的发展微型计算机的发展1946-1958 1946-1958 第一代电子管计算机第一代电子管计算机。磁鼓存储器,机器语言、汇编。磁鼓存储器,机器语
8、言、汇编 语言编程,世界上第一台数字计算机语言编程,世界上第一台数字计算机。1958-1964 1958-1964 第二代晶体管计算机第二代晶体管计算机。磁芯作主存储器磁芯作主存储器,磁盘作外磁盘作外 存储器,开始使用高级语言编程。存储器,开始使用高级语言编程。1964-1971 1964-1971 第三代集成电路计算机第三代集成电路计算机。使用。使用半导体存储器,出现半导体存储器,出现 多终端计算机和计算机网络。多终端计算机和计算机网络。1971-1971-第四代大规模集成电路计算机第四代大规模集成电路计算机。出现微型计算机、出现微型计算机、单片微型计算机,外部设备多样化。单片微型计算机,外
9、部设备多样化。1981-1981-第五代人工智能计算机第五代人工智能计算机。模拟人的智能和交流方模拟人的智能和交流方 式。式。第12页,本讲稿共46页19461946年由美国宾夕法尼亚大学研制的世界第一台电子计算机年由美国宾夕法尼亚大学研制的世界第一台电子计算机ENIACENIAC(Electronic Numerical Integrator And calculatorElectronic Numerical Integrator And calculator),运算),运算速度速度 50005000次次/秒,功耗秒,功耗150kw150kw,占地,占地170m170m2 2 ,重达,重达
10、3030吨,造价吨,造价100100万万美元。美元。第13页,本讲稿共46页1.1.21.1.2计算机发展趋势计算机发展趋势微型化微型化 便携式、低功耗,如单片机、掌上电脑。便携式、低功耗,如单片机、掌上电脑。巨型化巨型化 尖端科技领域的信息处理,需要超大容量、高尖端科技领域的信息处理,需要超大容量、高 速度,如速度,如10001000亿次的超大型机。亿次的超大型机。智能化智能化 模拟人类大脑思维和交流方式,多种处理能模拟人类大脑思维和交流方式,多种处理能 力,如蛋白质记忆体。力,如蛋白质记忆体。系列化、标准化系列化、标准化 便于各种计算机硬、软件兼容和升级便于各种计算机硬、软件兼容和升级网络
11、化网络化 网络计算机和信息高速公路,如网络计算机和信息高速公路,如IPV6IPV6第14页,本讲稿共46页1.1.31.1.3计算机主要技术指标计算机主要技术指标字长字长-CPUCPU并行处理二进制的数据位数并行处理二进制的数据位数,8,8位机、位机、1616位机、位机、3232 位机和位机和6464位机等。位机等。内存容量内存容量-内存存储单元数内存存储单元数,容量单位:容量单位:1KB=21KB=21010B=1024BB=1024B,1MB=2 1MB=21010KB=1024KB=1KKB,8KKB=1024KB=1KKB,8K、64K64K、16M16M、64M64M、128M128
12、M、256M256M。运算速度运算速度-CPUCPU处理速度处理速度,时钟频率、主频、每秒运算次数时钟频率、主频、每秒运算次数 100MHz 100MHz、300MHz300MHz、1GHz1GHz、2GHz 2GHz。内存存取周期内存存取周期-内存读写速度内存读写速度50nS 50nS、70nS 70nS、200nS 200nS。第15页,本讲稿共46页1.2 单单片机的片机的组组成成总总 线线 扩展扩展 数数据总线据总线DB地址地址总线总线AB控制总控制总线线CB 4/8/16位位CPU 速速度慢度慢20MHz内存内存RAM掉电丢失掉电丢失256字节字节程序程序ROM掉掉电不丢失电不丢失6
13、4K字字节节串行口串行口RS232 USB等等并行口并行口如如4X8=32 定定 时时 器器2个个 中中 断处理断处理 5个等等个等等芯片内芯片内第16页,本讲稿共46页1.2.1 单片机的名称单片机的名称单片机因将其主要部分集中在一块芯片上而得名,具体说就是把中央处理单片机因将其主要部分集中在一块芯片上而得名,具体说就是把中央处理器器CPU、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及计数器以及I/O电电路等主要微型机部件,集成在一块芯片上。所以称为单片微型计算机,简路等主要微型机部件,集成在一块芯片上。所以称为单片微型计算机,简称单片机称单
14、片机SCMC (Single Chip MicroComputer)。)。或或称为微控制器称为微控制器 MCU(MicroController Unit)。或称嵌入式控制器或称嵌入式控制器 EMCU(Embedded Controller)第17页,本讲稿共46页1.2.2 单片机与单片机系统单片机与单片机系统单片机只是一个芯片;单片机只是一个芯片;单片机系统是在单片机芯片的基础上扩展其他电路或芯片构成的具有一定应用功能的单片机系统是在单片机芯片的基础上扩展其他电路或芯片构成的具有一定应用功能的计算机系统。计算机系统。1.2.3 单片机应用系统与单片机开发系统单片机应用系统与单片机开发系统单片
15、机应用系统是为控制应用而设计的;单片机应用系统是为控制应用而设计的;单片机开发系统是单片机系统开发调试的工具单片机开发系统是单片机系统开发调试的工具1.2.4 单片机程序设计语言和软件单片机程序设计语言和软件单片机开发系统中可使用机器语言、汇编语言和高级语言单片机开发系统中可使用机器语言、汇编语言和高级语言第18页,本讲稿共46页计计算算机机单单片片机机第19页,本讲稿共46页1.3 单片机的特点:单片机的特点:补充补充1)集成度高体积小:集成度高体积小:在在一一个个芯芯片片内内包包含含了了全全部部功功能能,体体积积在在米米粒粒和和火火柴柴盒盒大大小小之之间间,适合做各种微型化产品,与被控体融
16、为一体。适合做各种微型化产品,与被控体融为一体。2)功能强大应用面广:功能强大应用面广:内内含含运运算算器器、内内存存RAM、程程序序存存储储ROM、定定时时器器、中中断断管管理理、串串行行/并并行行IO口口等等等等,在在一一些些特特殊殊场场合合还还包包含含AD/DA、DSP、USB、LAN等等,可以说无处不在。等等,可以说无处不在。3)功耗低适合便携:功耗低适合便携:CMOS低低功功耗耗工工艺艺、提提供供睡睡眠眠/待待机机/运运行行多多种种模模式式,耗耗电电量量在在几几uA到一两百到一两百mA之间,非常适合便携。之间,非常适合便携。4)开发方便价位很低:开发方便价位很低:形形成成几几大大系系
17、列列,提提供供完完备备的的开开发发环环境境,如如软软件件开开发发环环境境、常常用用例例程程、编编程程器器等等;开开发发环环境境在在百百元元至至万万元元之之间间,芯芯片片在在几几元元到到百百元元之之间间,为为科研开发提供了很好的环境。科研开发提供了很好的环境。第20页,本讲稿共46页1.4 学习单片机原理的方法:学习单片机原理的方法:1)软件编程与硬件调试相结合软件编程与硬件调试相结合 既用到软件编程,又用到电子线路、数字电路知识,要把软件既用到软件编程,又用到电子线路、数字电路知识,要把软件与硬件融会贯通。与硬件融会贯通。2)理论学习和实践动手相结合:理论学习和实践动手相结合:本课程有极强的实
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