单片机原理与应用第一章.ppt
单片机应用技术,授 课:陈 岱 联系方式 办 公 室:计A-316,2,参考资料:,单片机原理及应用-基于Proteus和Keil C电子工业出版社 林立单片机原理及应用人民邮电出版社 杨恢先MCS-51系列单片机系统及其应用 高等教育出版社 蔡美琴单片机应用系统设计 北京航空航天大学出版社 何立民单片机的C语言应用程序设计北京航空航天大学出版社 马忠梅,课程考核方式,随机点名5次10%作业4次10%测试2次20%闭卷考试60%,3,第1章 单片机基础知识概述第2章 MCS-51单片机结构及原理第3章 单片机的汇编语言与程序设计第4章 单片机的C51语言第5章 单片机的中断系统第6章 单片机的定时器/计数器第7章 单片机的串行通信技术第8章 单片机接口技术第9章 单片机应用系统的设计与开发附录 实验指导,第1章 单片机基础知识概述,教材介绍,4,单片机课程学习网站（/）,第1章 单片机基础知识概述,5,理论教学（32学时课堂教学）实验教学（16学时 4次实验）,48学时,学时安排,第1章 单片机基础知识概述,6,第1章 单片机基础知识概述,1.1 单片机概述1.2 单片机学习的预备知识1.3 Proteus应用简介,7,1.1 单片机概述1.2 单片机学习的预备知识1.3 Proteus应用简介,第1章 单片机基础知识概述,8,1.什么是单片机？,2.为什么要学单片机？,3.怎样学习单片机？,第1章 单片机基础知识概述,9,1.什么是单片机？,从微型计算机技术的两大发展分支谈起,第1章 单片机基础知识概述,10,分支一：通用微型计算机系统（Universal microComputer System）,UCS为满足众多普通应用场合需要而发展的一类个人计算机系统,技术要求:高速计算+海量存储 发展方向:CPU速度不断提升，存储容量不断扩大,第1章 单片机基础知识概述,11,个人计算机（Personal Computer）,第1章 单片机基础知识概述,12,分支二：嵌入式计算机系统（Embedded Computer System）ECS能嵌入到对象体系中，以实现对象体系智能化为目的的一类专用计算机系统,技术要求：必须满足对象体系的物理、电气和环境以及产品成本等要求 发展方向:与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制可靠性,第1章 单片机基础知识概述,13,PC 电气加固、机械加固，并配置各种接口板卡 IPC（工控机）嵌入到大型对象系统中（实现智能化）,工业计算机（Industrial Personal Computer）,船舶驾驶室集中控制台 自动配料控制系统 电站锅炉控制系统,第1章 单片机基础知识概述,14,众多小型对象系统（如家电、仪器、工控单元）无法使用IPC 需要发展一类特殊的嵌入式计算机系统,第1章 单片机基础知识概述,15,单片计算机（Single Chip Microcomputer）,SCM将通用微计算机基本功能部件集成在一块芯片上构成的一种专用微计算机系统,应用：SCM硬件+SCM软件+少量外围电路嵌入式微机系统+被控对象微电脑控制产品,第1章 单片机基础知识概述,16,单片机的发展：,从1976年起，Intel公司先后推出MCS-48（4位）、MCS-51（8位）和MCS-96（16位）3大系列单片机。,迄今为止，世界各地厂商已相继研制出大约50个系列300多个品种的单片机产品。,第1章 单片机基础知识概述,17,单片机的发展趋势是高集成度、高性能、低功耗单片机（SCM）微控制器（Micro Controller Unit）,8位的51内核单片机仍然是目前主流机型。,第1章 单片机基础知识概述,18,第1章 单片机基础知识概述,19,2.为什么要学单片机？,单片机属于高新技术领域，是机电产品智能化的重要途径，可实现产品的升级换代单片机应用领域宽，单片机技能人才社会需求广泛，具有很好的就业前景 单片机知识与具体专业技术相结合可产生更大的创造力和发展潜力,第1章 单片机基础知识概述,20,21,单片机应用实例:,行走侧翻六足行走飞思卡尔智能车,3、怎样学习单片机,各组成部分既相对独立，又相互交叉,教学目标掌握单片机原理与应用系统设计技能需要具备单片机硬件、软件、接口、开发工具四方面知识,开发工具,第1章 单片机基础知识概述,22,硬件系统（RAM，IO，T/C，INT，UART）,存储器,输入/输出单元,定时/计数器,中断系统,串行通信,第1章 单片机基础知识概述,23,软件系统,C51语言程序,汇编语言程序,第1章 单片机基础知识概述,24,接口系统（LED，KEY，AD，DA，IO扩展）,键盘电路,数码管,键盘,模数转换,数模转换,可编程接口,第1章 单片机基础知识概述,25,第1章 单片机基础知识概述,单片机本身无开发能力，必须借助开发工具开发应用软件。,单片机实验箱,26,开发工具PROTEUS单片机仿真软件,第1章 单片机基础知识概述,27,Keil C51简介 Keil C51是51单片机软件开发的C语言和汇编语言环境，可以进行纯软件仿真；也可以与Proteus软件联合进行仿真。,开发工具 Keil集成开发环境软件,第1章 单片机基础知识概述,28,仿真运行效果,第1章 单片机基础知识概述,29,1.1 单片机概述1.2 单片机学习的预备知识1.3 Proteus应用简介,第1章 单片机基础知识概述,30,1.2 单片机学习的预备知识,1、数制定义2、10、16进制数的概念2、数制转换2、10、16进制数的换算3、有符号数2进制负数的表示方法4、位-字节-字2进制基本概念5、ASCII码字符的2进制表示方法6、BCD码10进制数的2进制表示方法7、基本逻辑门电路 与、或、非、与非、异或,第1章 单片机基础知识概述,31,1.1 单片机概述1.2 单片机学习的预备知识1.3 Proteus应用简介,第1章 单片机基础知识概述,32,Proteus是电路分析与实物仿真软件（ISIS和ARES）英国Labcenter Electronics Ltd.开发提供原理图绘制、单片机系统仿真与PCB设计等功能可仿真多种MCU，如51、AVR，PIC，MSP等可仿真许多电子元件，如阻容元件、开关、晶体管、集成电路、液晶显示器等可提供多种调试虚拟仪器，如示波器、信号源等,第1章 单片机基础知识概述,33,ISIS智能原理图输入系统,数字与模拟电路原理图绘制数字与模拟电路仿真运行单片机汇编程序编译调试,(Intelligent Schematic Input System),1.3.1 ISIS模块应用举例,第1章 单片机基础知识概述,34,单片机系统原理图,数字与模拟电路原理图绘制,第1章 单片机基础知识概述,35,测频电路原理图,第1章 单片机基础知识概述,36,可利用线路探针进行电路测量,数字与模拟电路仿真运行,第1章 单片机基础知识概述,37,虚拟示波器,第1章 单片机基础知识概述,38,调幅信号输出,信号发生器参数设置,虚拟信号发生器,第1章 单片机基础知识概述,39,音频信号激励源,使用Windows WAV 文件作为输入文件。结合音频分析图表，可以听到电路对音频信号处理后的声音。,音频信号输出,第1章 单片机基础知识概述,40,数字时钟信号激励源,数字时钟信号输出,第1章 单片机基础知识概述,41,单片机汇编程序编译调试,第1章 单片机基础知识概述,42,应用举例,要求：完成一个计数显示器的电路原理设计、汇编软件调试以及动态仿真运行三项任务。,第1章 单片机基础知识概述,43,（1）启动ISIS,第1章 单片机基础知识概述,44,（2）绘制电路原理图,第1章 单片机基础知识概述,45,（3）输入单片机汇编程序,第1章 单片机基础知识概述,46,（4）进行源代码调试,第1章 单片机基础知识概述,47,（5）仿真运行,第1章 单片机基础知识概述,48,ARES高级布线与编辑软件,(Advanced Routing and Editing Softwae),PCB布局布线设计输出,1.3.2 ARES模块应用举例,第1章 单片机基础知识概述,49,第1章 单片机基础知识概述,50,应用举例,要求：在前述计数显示器电路设计与仿真基础上完成PCB设计，并生成制版所需的CADCAM文件。,第1章 单片机基础知识概述,51,（1）启动ARES,第1章 单片机基础知识概述,52,（2）元器件布局,自动或手动导入电路元器件,第1章 单片机基础知识概述,53,（3）元器件布线,自动或手动连线,第1章 单片机基础知识概述,54,（4）铺铜,在正面、反面线路板上设计填充体）,第1章 单片机基础知识概述,55,（5）三维效果图,预览制版效果,第1章 单片机基础知识概述,56,(6)Gerber输出,生成PCB（丝印层、打孔层、元件层）光绘文件文件,第1章 单片机基础知识概述,57,演示1 交通灯控制仪,第1章 单片机基础知识概述,58,演示2 简易型计算器,第1章 单片机基础知识概述,59,本章小结,1.单片机是将通用微计算机基本功能部件集成在一块芯片上构成的一种专用微计算机系统。2.单片机的发展趋势是高集成度、高性能、高性价比、低功耗，51内核单片机仍然是目前主流机型。3.不同数制转换和基本逻辑门电路是学习单片机的重要基础知识。4.Proteus和Keil C是学习单片机编程的两个重要软件工具。,第1章 单片机基础知识概述,60,61,作业：,P161、3、5、6、7,
