单片机应用技术(新)

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1、单元1单片机概述单片机是微型计算机的一种，应用系统由硬件电路和相应的软件构成。本单元介绍单片机的基本知识，和单片机应用系统的开发工具的应用。任务1.1熟悉一个单片机系统1.1.1功能要求单片机是一个集成电路芯片，集成了微处理器、存储器、I/O接口电路，构成了最小并且完善的计算机系统。一个完整的单片机系统应包括硬件系统和软件系统。完成一个实用的单片机应用系统的设计目标，不但要完成正确无误的硬件设计，还要完成良好的软件设计，整个设计过程称为单片机应用系统的开发。本任务通过一个已完成的单片机系统，理解一个完整的单片机系统的组成，并了解单片机的特点和

2、应用领域。本任务知识点：1．单片机系统的组成；2．单片机的特点；3．单片机的发展及发展趋势；4．单片机的应用领域。1.1.2单片机概述1.单片机的特点（1）集成度高单片机将CPU、RAM、ROM、I/O口及定时器/计数器都集成在一块芯片内，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连接，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。与常规的计算机系统相比，具有体积小、集成度高的特点。（2）控制功能强为满足控制的需要，单片机有很强的逻辑控制能力，特别是具有很强的位处理能力。单片机可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。（3）低电

3、压、低功耗采用CHMOS制造工艺，集HMOS的高速、高集成度和CMOS的低功耗技术于一体，使单片机的功耗进一步降低，适应电压范围更宽(2.6～6V)。244（4）性能价格比高单片机另一个显著特点是成本低，运用灵活，易于产品化，能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。因此世界上各大公司在提高单片机性能的同时，进一步降低价格，提高性能价格比是各公司竞争的主要策略。2.单片机的发展及发展趋势(1)单片机的发展单片机的发展大致经历了以下3个阶段。1）第1阶段(1974年—1978年)：单片机探索阶段，以Intel公司的MCS-48系列

4、单片机为代表，在片内集成了8位CPU、并行I/O接口、8位定时器/计数器、RAM和ROM等，无串行I/O口，中断处理较简单，片内RAM、ROM容量较小，且寻址范围不大于4KB。2）第2阶段(1978年—1982年)：单片机完善阶段，以Intel公司的MCS-51系列单片机为代表，这一系列单片机带有串行I/O口，具有多级中断处理系统，定时器/计数器为16位，片内RAM和ROM容量相对增大，有的片内还带有A/D转换接口，结构和性能都在不断改进和发展。3）第3阶段(1982年以后)：推出16位单片机，同时高档8位单片机巩固发展应用阶段。16位单片机

5、除了CPU为16位外，片内RAM和ROM的容量都进一步增大，片内RAM为232B、ROM为8KB，且片内带有高速I/O部件，多通道10位A/D转换部件，8级中断处理功能，其实时处理能力更强。同时高档8位单片机不断完善，以满足不同用户的需要。(2)单片机的发展趋势单片机的发展趋势是向着CMOS化、大容量化、高性能化，小体积、低价格化和外围电路内装化等几个方面发展。1）CMOS化：CMOS芯片除了低功耗特性外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在功耗精细管理状态。2）大容量化：片内存储器容量不断扩大。运用新工艺，使片内存储器大容量化，片内程序存

6、储器ROM已扩大到12KB或更大，片内数据存储器RAM已扩大到1MB。3）高性能化：CPU的性能进一步改进，指令运行速度加快，位处理功能加强、中断和定时控制功能加强，系统的可靠性提高。2444）小容量、低价格化：是发展方向之一，这类单片机用于简单的控制电路，如家电、玩具产品。5）外围电路内装化：这是单片机的内部资源增加的发展方向。随着大规模集成电路的发展和集成度的不断提高，有可能把各种外围功能器件都集成在片内。例如在片内集成A/D、D/A、DMA控制器、声音发生器、监视定时器、液晶显示驱动器、彩色电视机和录像机用的锁相电路等。随着集成工艺的不

7、断发展，单片机的集成度将更高、体积将更小、功能将更强，其应用前景是令人向往的。3.单片机的典型应用领域随着单片机的不断发展、完善，它已成为科技领域的智能化工具，在各个领域中都得到了广泛应用，主要表现在以下几个方面：（1）单片机在智能仪器仪表中的应用单片机广泛应用于各类仪器仪表中(包括电压、频率、温度、湿度、流速、位移、压力等的测定)，提高了仪器仪表测量的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高了其性能价格比。（2）单片机在实时测控中的应用单片机广泛应用于工业过程监测、过程控制、工业控制器、机电一体化控制系统等，提高了系统的效率和产品质量

8、。（3）单片机在日常生活及家电中的应用单片机愈来愈广泛地应用于日常生活中的智能电气产品及家电中。例如手机、洗衣机、电冰箱、彩色电视机控制、空调、微波炉、电饭煲、音响