[工学]1单片机嵌入式系统概述新

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1、第1篇单片机嵌入式系统概述1目录：1.1、初识单片机1.2、AVR单片机1.3、ATmega16单片机的上电、复位、时钟及中断1.4、ATmega16单片机的程序设计1.5、ATmega16单片机的程序下载21.1、初识单片机1.1.1、单片机的定义1.1.2、单片机的发展历史1.1.3、单片机的发展趋势1.1.4、单片机的基本结构1.1.5、单片机嵌入式系统1.1.6、单片机的应用领域1.1.7、单片机使用步骤31.1.1、单片机的定义单片机的定义：单片机是一种集成的电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU，随机存储器RAM、只读存储器

2、ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、AD转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。41.1.2、单片机的发展历史单片机发展历史：第一代：七十年代后期，4位逻辑控制器件发展到8位。使用NMOS（N沟道金属氧化物半导体）工艺第二代：八十年代初，采用CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺，并逐渐被高速低功耗的HMOS（高速金属氧化物半导体）工艺代替5第三代：近十年来，MCU的发展出现了许多新特点（1）在技术上，由可扩展总线型向纯单片型发展，即只能工作在单片方式。（2）MCU的扩展方式从并

3、行总线型发展出各种串行总线。（3）将多个CPU集成到一个MCU中。（4）在降低功耗，提高可靠性方面，MCU工作电压已降至3.3V。第四代：FLASH的使用使MCU技术进入了第四代61.1.3、单片机的发展趋势单片机的发展趋势：随着电子集成化的不断发展，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。目前常用到的单片机有MSP430系列、PIC系列、STM系列、C8051系列，AVR系列等等。71.1.4、单片机的基本结构单片机的基本结构：单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构

4、成。如图1-1所示8图1-1单片机基本结构91.1.5、单片机的嵌入式系统单片机的嵌入式系统：单片嵌入式系统的结构如图1-2所示，通常包括三大部分：既能实现嵌入式对象各种应用要求的单片机、全部系统的硬件电路和应用软件10系统硬件电路单片机系统软件基本系统电路前向通道接口电路后向通道接口电路人机交互通道接口数据通信接口电路图1-2单片嵌入式系统结构单片嵌入式系统111.1.6、单片机的应用领域单片机的应用领域：作为一个典型的嵌入式系统――单片嵌入式系统，在我国大规模应用已有几十年的历史。它不但是在中、小型工控领域、智能仪器仪表、家用电器、电子通信设备和电子系统中最重要的工

5、具和最普遍的应用手段，同时正是由于单片嵌入式系统的广泛应用和不断发展，也大大推动了嵌入式系统技术的快速发展。121.1.7、单片机的使用步骤单片机的使用步骤：1、全面了解课题的内容，搞清课题要解决的问题，制定出设计方案2、设计详细的电子硬件线路原理图、机械及其它各部分的图纸以及软件详细流程图。3、设计电路PCB图制作线路板、完成机械结构等的加工、具体软件的全面设计、采购元器件。4、组装调试。1321.2、AVR单片机1.2.1、AVR单片机的简介1.2.2、AVR单片机的选型1.2.3、ATmega16单片机的特点141.2.1、AVR单片机的简介AVR的由来：“AVR

6、单片机”名字的由来：1997年，由ATMEL公司挪威设计中心的A先生与V先生利用ATMEL公司的Flash新技术，共同研发出RISC(ReducedInstructionSetCPU)精简指令集的高速8位单片机，简称AVR单片机15简介：ATMEL公司是世界上著名的生产高性能、低功耗、非易失性存储器和各种数字模拟IC芯片的半导体制造公司。在单片微控制器方面，ATMEL公司有基于8051内核、基于AVR内核和基于ARM内核的三大系列单片机产品。161.2.2、AVR单片机的选型选型：AVR单片机采用低功率、非挥发的CMOS工艺制造，内部分别集成Flash、EEPROM和S

7、RAM三种不同性能和用途的存储器。除了可以通过使用一般的编程器（并行高压方式）对AVR单片机的Flash程序存储器和EEPROM数据存储器进行编程外，大多数的AVR单片机还具有ISP在线编程的特点以及IAP在应用编程的特点。这些优点为使用AVR17单片机开发设计和生产产品提供了及大的方便。在产品的设计生产中，可以“先装配后编程”，从而缩短了研发周期、工艺流程，并且还可以节约购买开发仿真编程器的费用。同样，对于学习和使用AVR单片机的用户来说，也不必购买昂贵的开发仿真硬件设备，只需要具备一套好的AVR开发软件平台，就可以从事AVR单片机系统