单片机原理与应用Principles and Application of Microcontroller

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1、单片机原理与应用PrinciplesandApplicationofMicrocontroller讲授：黄惟公西华大学机械工程与自动化系机械电子工程教研室教师简介：黄惟公教授硕士研究生导师，“机电教研室”主任。曾当过“知青”和工人。1982年1月年毕业于四川工业学院机械制造工艺设备及自动化专业。1992.1～1993.1在美国密西根大学作访问学者。2000.9~2000.11在加拿大红河学院作访问学者。在国内外发表论文20余篇，主编、副主编教材2部，主持或作为主研完成、在研863CMIS、85国家攻关项目、省级、省重点学科及各

2、类横向科研课题10余项。目前主要从事机械工程测控方面的教学及科研工作。主要内容有：1）智能化测控仪器研究本研究有以下4方面的内容①嵌入式系统的研究对新型16位、32位微处理器的应用、嵌入式实时操作系统在各种微处理器的移植与应用、嵌入式系统与Internet网络的连接等新技术方面进行研究、跟踪世界先进水平，为研制具有自主知识产权的测控仪器建立硬、软基础。②现场总线测控仪表的研究现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通讯系统。是目前仪表的发展方向。③智能控制仪表的

3、研究研究如何把模糊控制、神经网络等新理论应用在控制仪表和装置中，如何在单片机上实现这些理论。④虚拟仪器的研究研究应用与各种领域的虚拟测试仪器、研究特殊性能的数据采集卡与LabVIEW/CVI的接口、PXI总线的应用、基于网络的测控系统等内容。2）计算机视觉监测及测量研究本研究有以下2方面的内容①基于线阵CCD测量技术的研究研究将CCD技术应用于尺寸的非接触测量、改造传统的测量仪器、研究提高CCD的测量精度的方法和理论等内容。②基于二、三维计算机视觉技术的研究研究将数字图象处理技术应用于二维、三维对象的检测技术。本研究对利用图象

4、处理方法进行物体尺寸的测量、形状的识别、文字的识别等方面做了大量的工作。第1章基础知识1.1单片机简介1.2数制及其转换1.1计算机发展与组成1946-1958第一代电子管计算机。磁鼓存储器，机器语言、汇编语言编程。世界上第一台数字计算机ENIAC。1.1.1发展概况1958-1964第二代晶体管计算机。磁芯作主存储器,磁盘作外存储器，开始使用高级语言编程。1964-1971第三代集成电路计算机。使用半导体存储器，出现多终端计算机和计算机网络。1971-第四代大规模集成电路计算机。出现微型计算机、单片微型计算机，外部设备多样化

5、。1981-第五代人工智能计算机。模拟人的智能和交流方式。1946年由美国宾夕法尼亚大学研制ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndcalculator），运算速度5000次/秒，功耗150kw/h，占地170m2,造价100万美元。1.1.2计算机发展趋势微型化─便携式、低功耗巨型化─尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、高速度智能化─模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理能力系列化、标准化─便于各种计算机硬、软件兼容和升级网络化─网络计算机和信息高速公路多机系统─大型设备、生产流水线集中管

6、理(独立控制、故障分散、资源共享)1.1.3微型计算机组成结构微型计算机系统硬件微型计算机（主机）微处理器(CPU)软件外围设备运算器控制器存储器(内存)RAMROM外部设备辅助设备输入设备(键盘、扫描仪、语音识别仪…)输出设备(显示器、打印机、绘图仪、…)辅助存储器(磁带、磁盘、光盘)输入/输出接口(PIO、SIO、CTC、ADC、DAC…)(I/O接口)总线(AB、DB、CB)系统软件(操作系统，编辑、编译程序，故障诊断,监控程序…)应用软件(科学计算，工业控制，数据处理…)程序设计语言(机器语言、汇编语言、高级语言)电源

7、电路时钟电路单片机简介单片机即单片机微型计算机，是将计算机主机(CPU、内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。单片机开发系统有单片单板机和仿真器。实现单片机应用系统的硬、软件开发。单片机为工业测控而设计，又称微控制器。具有三高优势(集成度高、可靠性高、性价比高)。主要应用于工业检测与控制、计算机外设、智能仪器仪表、通讯设备、家用电器等。特别适合于嵌入式微型机应用系统。单片机发展概况1976-1978初级8位单片机IntelMCS-48系列1978-高档8位单片机IntelMCS-51系列：-51子系列：8031/805

8、1/8751-52子系列：8032/8052/8752低功耗型80C31高性能型80C252廉价型89C2051/10511983-16位单片机IntelMCS-96系列8098/8096、80C198/80C196,DSP32位单片机ARM1.1.4计算机主要技术指标字长：