单片机原理及实用技术.pptxVIP

第1章单片机系统概述;1.1单片机系统的特点;(1)单片机具有独立的指令系统，可以将我们的设计思想充分体现出来。

(2)系统配置以满足控制对象的要求为出发点，使得系统具有较高的性能价格比。

(3)应用系统通常将程序驻留在片内(外)ROM中，抗干扰能力强，可靠性高，使用方便。

(4)由于系统规模较小，其本身不具有自我开发能力，一般需借助专用的开发工具进行系统开发和调试，而实际应用系统简单实用，成本低，效益好。;(5)应用系统所用存储器芯片可选用EPROM、E2PROM、OTP芯片或利用掩膜形式生产，便于批量开发和应用。许多单片机(如80C51系列)的开发芯片和扩展应用芯片相互配套，降低了系统成本。

(6)由于系统小巧玲珑，控制功能强、体积小，便于嵌入被控设备之内，大大推动了产品的智能化。如数控机床、机器人、智能仪器仪表、洗衣机、电冰箱、电视机等都是典型的机电一体化设备和产品。;1.2单片机技术的发展;第二阶段：高性能单片机阶段(1980～1983年)。该阶段仍以8位机为主，主要增加了串行口、多级中断处理系统和16位定时器/计数器，除片内RAM、ROM容量加大外，片外寻址可达64KB，有的片内还集成有A/D、D/A转换器。这一阶段单片机以Intel公司的MCS-51系列、Motorola公司的6801系列和Zilog公司的Z8系列为代表。上述机型由于功能强，使用方便，目前仍在广泛应用。

第三阶段：高性能的16位单片机(1983～80年代末)。该单片机性能更加完善，主频速率提高，运算速度加快，具有很强的实时处理能力，更加适用于速度快、精度高、响应及时的应用场合。其主要代表为Intel公司的MCS-96系列等。;第四阶段：该阶段(90年代)单片机在集成度、速率、功能、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。该阶段CPU数据线有8位、16位、32位，采用双CPU结构或内部流水线结构，以提高数据处理能力和运算速度；采用内部锁相环技术，时钟频率已高达50MHz，指令执行加快；提供了运算能力较强的乘法指令和内积运算指令，具有较强的数据处理能力；设置了新型的串行总线结构，为系统扩展提供了方便；增加了常用的特殊功能部??(如系统看门狗WDT、通信控制器、调制解调器、脉宽调制输出PWM等)。随着微电子技术的发展和半导体工艺的不断改进，芯片正在向着高集成化、低功耗的方向发展。随着应用范围的不断扩大，一些专用单片机也迅速发展壮大。;1.2.2技术发展;2.存储器的发展

存储器的发展体现在以下几个方面：

(1)增大片内存储器容量，有利于提高系统的可靠性。

(2)片内采用E2PROM和FLASH技术，不需紫外线擦除，读写方便，可对某些需要保留的数据和参数长期保存，提高了单片机的可靠性和实用性，如89C51、SPCE061A等单片机。

(3)编程加密技术。为保护知识产权，开发者希望软件不被复制、破译，而增加了编程加密位或ROM加锁方式，达到了程序保密的目的。;3.片内I/O接口

片内I/O接口的特点有以下几个方面：

(1)增加驱动能力，减少了外围驱动芯片的使用，可直接驱动LED、LCD显示器等，简化了系统设计，降低了系统成本。

(2)增加了异步串行通信口，提高了单片机系统的灵活性。

(3)增加了逻辑操作功能，具有位寻址操作，增强了操作和控制的灵活性。

(4)带有A/D、D/A转换器，直接对模拟量信号输入和输出。;(5)并行I/O端口设置灵活，可以利用指令将端口的任一位设置为输入、输出、上拉、下拉和悬浮等状态。

(6)带有PWM输出，可直接驱动控制小型直流电机调速，大大方便了使用。;4.制造工艺

随着微电子技术的不断发展，单片机正朝着高集成度、低能耗、低电压、多功能的方向发展。;1.3单片机系统应用;2.集散数据采集系统

在实时控制系统中，要求数据采集具有较好的同步性和实时性，若采用单个计算机顺序采集，存在不能同时采集、实时性不强等缺点，以致会造成计算、处理上的误差而引起分析统计困难。使用单片机作为系统的前端采集单元，由主控计算机发出同时采集命令，当采集完成后，将采集到的数据再逐一传送到主机中进行处理，保证了同步数据采集。如气象部门、供电系统、自来水管网、过程控制等均可采用集散数据采集系统。;