【正文】 單 硅 晶 片 CPU 存儲(chǔ)器 控制電路 定時(shí)器 時(shí)鐘電路 I / O口 單片機(jī)的特點(diǎn) 1) 具有優(yōu)異的性能價(jià)格比 單片機(jī)盡可能地把應(yīng)用所需的存儲(chǔ)器 ,各種功能的 I/O 接口集成在一塊芯片內(nèi) ,因而其性能很高 ,而價(jià)格卻相對(duì)較低廉 ,即性能價(jià)格比很高。 Nanjing college of information Technology 單片機(jī)的特點(diǎn) 3) 控制功能強(qiáng) 單片機(jī)體積雖小 ,但 “ 五臟俱全 ” ，它非常適用于專門的控制用途。目前，許多單片機(jī)已可在 電壓下運(yùn)行 ,有的已能在 或 下工作 ,功耗降至 μA 級(jí) ,一粒鈕扣電池就可長(zhǎng)期使用。日本的電氣 (NS)公司、東芝(Toshiba)公司、富士通 (Fujitsu)公司、松下公司、日立(Hitachi)公司、日電 (NEC)公司、夏普公司等等。它的指令豐富，功能較強(qiáng)，但取指令和取數(shù)據(jù)不能同時(shí)進(jìn)行，速度受限，價(jià)格亦高。 Nanjing college of information Technology 屬于 CISC結(jié)構(gòu)的單片機(jī)有 Intel8051系列、Motorola的 M68HC系列、 Atmel的 AT89系列、臺(tái)灣Winbond(華邦 )W78系列、荷蘭 Pilips的 PCF80C51系列等； 屬于 RISC結(jié)構(gòu)的有 Microchip公司的 PIC系列、Zilog的 Z86系列、 Atmel的 AT90S系列、韓國(guó)三星公司的 KS57C系列 4位單片機(jī)、臺(tái)灣義隆的 EM78系列等。 我國(guó)一開(kāi)始都采用 ROMless型單片機(jī)（片內(nèi)無(wú) ROM，需片外配 EPROM），對(duì)單片機(jī)的普及起了很大作用，但這種強(qiáng)調(diào)接口的單片機(jī)無(wú)法廣泛應(yīng)用，甚至走入了誤區(qū)。 5) 程序存儲(chǔ)方式 6)按用途大體上可分為兩大類： 通用型單片機(jī)和專用型單片機(jī) 專用型單片機(jī)是指用途比較專一，出廠時(shí)程序已經(jīng)一次性固化好，不能再修改的單片機(jī)。小到家用電器儀器儀表，大到機(jī)器設(shè)備和整套生產(chǎn)線都可用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。 (1) 在智能儀器儀表中的應(yīng)用 (2) 在機(jī)電一體化中的應(yīng)用 (3) 在實(shí)時(shí)過(guò)程控制中的應(yīng)用 (4) 在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用 (5) 在家用電器中的應(yīng)用 (6) 在其它方面的應(yīng)用 Nanjing college of information Technology 單片機(jī)的發(fā)展 單片機(jī)誕生于 20世紀(jì) 70年代末，經(jīng)歷了 SCM、MCU、 SoC三大階段。 Nanjing college of information Technology 單片機(jī)的發(fā)展 這一時(shí)期的特點(diǎn)是： ◆ 嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的芯片集成設(shè)計(jì)； ◆ 少資源、無(wú)軟件，只保證基本控制功能。 Nanjing college of information Technology 單片機(jī)的發(fā)展 3. SoC片上系統(tǒng) 單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了 SoC化趨勢(shì)。其中 8051是最典型的產(chǎn)品，人們習(xí)慣使用 8051來(lái)稱呼 MCS51系列單片機(jī)，后來(lái)Intel公司把它的核心技術(shù)轉(zhuǎn)讓給了世界上很多的小公司，所以世界上就有了許多公司生產(chǎn) 51系列兼容單片機(jī)，比如飛利浦的 87LPC系列、華邦的 W78系列、達(dá)拉斯的 DS87系列、現(xiàn)代的 GSM97系列、 ADI（美國(guó)模擬器件公司）等公司占有市場(chǎng)份額最大。 Nanjing college of information Technology 常用單片機(jī)系列介紹 美國(guó) ATMEL(爾特梅耳 )公司 現(xiàn)在我國(guó)比較流行的是美國(guó) ATMEL公司的89CX、 89SX系列等。 AVR單片機(jī)吸收了 DSP 雙總線的特點(diǎn)，采用 Harvard 總線結(jié)構(gòu)，因此單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是分離的，并且可對(duì)具有相同地址的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行獨(dú)立的尋址。 AVR 系列的單片機(jī)都具備在線編程接口，其中的 Mega 系列還具備 JTAG仿真和下載功能；都含有片內(nèi)看門狗電路、片內(nèi)程序 Flash、同步串行接口 SPI；多數(shù) AVR 單片機(jī)還內(nèi)嵌了 AD 轉(zhuǎn)換器、 EEPROM、摸擬比較器、 PWM 定時(shí)計(jì)數(shù)器等多種功能； AVR 片機(jī)的 I/O 接口具有很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，灌電流可直接驅(qū)動(dòng)繼電器、 LED等器件，從而省去驅(qū)動(dòng)電路，節(jié)約系統(tǒng)成本。對(duì)單片機(jī)用高級(jí)語(yǔ)言編程可很容易地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)移植，并加快軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程。 ⑶ 2個(gè)串行通訊接口 ,支持通用異步協(xié)議(UART協(xié)議 )和同步協(xié)議 (SPI協(xié)議 ),支持 I2C協(xié)議 . ⑷ 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 :多通道的 10/12/16位 A/D轉(zhuǎn)換模塊 ,雙路 12位 D/A,片內(nèi)比較器 . MSP430單片機(jī) ? ⑸ 多功能 I/O,最多有 48個(gè) I/O引腳 ,每個(gè) I/O口分別對(duì)應(yīng)輸入、輸出、功能選擇、中斷等多個(gè)寄存器 ,大大增強(qiáng)了端口功能和靈活性 . (6)超低功耗 ,RAM保持只需 ,活動(dòng)狀態(tài)250uA/MIPS,CPU從待機(jī)狀態(tài)到運(yùn)行狀態(tài)只需 1uS. (7)最多達(dá) 160段的 LCD片內(nèi)驅(qū)動(dòng) (8)支持 JTAG技術(shù) ,方便快捷的開(kāi)發(fā)環(huán)境 ,便宜且易獲取的開(kāi)發(fā)工具 . MSP430強(qiáng)大的混合信號(hào)處理能力 ,已廣泛應(yīng)用于電源系統(tǒng)的檢測(cè)、監(jiān)控、遙測(cè)、人機(jī)界面等控制中 ,是理想的電源系統(tǒng)控制器 . PIC單片機(jī) 1) PIC最大的特點(diǎn)是不搞單純的功能堆積，而是從實(shí)際出發(fā)，重視產(chǎn)品的性能與價(jià)格比，靠發(fā)展多種型號(hào)來(lái)滿足不同層次的應(yīng)用要求。 PIC的高檔型號(hào)，如 PIC16C74（尚不是最高檔型號(hào)）有 40個(gè)引腳，其內(nèi)部資源為 ROM共 4K、 192字節(jié) RAM、 8路 A/D、 3個(gè) 8位定時(shí)器、 2個(gè) CCP模塊、三個(gè)串行口、 1個(gè)并行口、 11個(gè)中斷源、 33個(gè) I/O腳。 ? 4) 徹底的保密性。 ? 6) 睡眠和低功耗模式。 ? 增加了中斷源。外設(shè)接口在不使用時(shí)可以分別禁止以降低系統(tǒng)功耗。 ? 提供空閑模式及停機(jī)模式等多種電源管理方式來(lái)降低系統(tǒng)功耗 ? 實(shí)現(xiàn)了 I/O從固定方式到交叉開(kāi)關(guān)配置。眾多的復(fù)位源為保障系統(tǒng)的安全、操作的靈活性以及零功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的好處。通過(guò)邊界寄存器的編程控制，可對(duì)所有器件引腳、 SFR總線和 I/O口弱上拉功能實(shí)現(xiàn)觀察和控制。 C8051F系列單片機(jī) 單片機(jī)系統(tǒng)組成 單片機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。 ? 寄存器分配和尋址方式由編譯器進(jìn)行管理 ?可使用與人的思維更相近的關(guān)鍵字和操作函數(shù) ?與使用匯編語(yǔ)言編程相比，程序的開(kāi)發(fā)和調(diào)試時(shí)間大大縮短 Nanjing college of information Technology 常用單片機(jī)系列介紹 （二 )用 C 語(yǔ)言 進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) : ?庫(kù)文件可提供許多標(biāo)準(zhǔn)的例程，例如格式化輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和浮點(diǎn)運(yùn)算加入到應(yīng)用程序當(dāng)中 ?通過(guò) C可實(shí)現(xiàn)模塊化編程技術(shù)，從而可將已編制好的程序加入到新程序中 ?C 語(yǔ)言可移植性好且非常普及 ， C編譯器幾乎適用于所有的目標(biāo)系統(tǒng)，已完成的軟件項(xiàng)目可以容易地轉(zhuǎn)換到其它的處理器或環(huán)境 Nanjing college of information Technology 常用單片機(jī)系列介紹 （二 )用 C 語(yǔ)言 進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) : （１） 開(kāi)發(fā)速度大大加快。 （５） 可以與匯編語(yǔ)言混編， 發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)。 Nanjing college of information Technology （四） KEIL 編譯器介紹 （四） KEIL 編譯器 ? C51優(yōu)化 C編譯器 ? A51宏匯編器 ? BL51代碼連接器 /定位器 ? OC51目標(biāo)文件轉(zhuǎn)換器 ? OH51目標(biāo)十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換器 ? LIB51庫(kù)文件管理器 ? Windows版 dScope51模擬器 /調(diào)試器 （ 7） Windows版 μVision/51 Nanjing college of information Technology KEIL 編譯器組成 （四） KEIL 編譯器 （ 1） C51優(yōu)化 C編譯器 產(chǎn)生 8051 單片機(jī)使用的代碼，但它不是一個(gè)適合8051目標(biāo)硬件的通用 C 編譯器 . C51 編譯器是一個(gè)主動(dòng)優(yōu)化編譯器，意思是編譯器分析所產(chǎn)生的代碼并使之成為最高效的指令序列，這確保了 C 程序在最小程序空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)盡可能高效的運(yùn)行。其中可包含符號(hào)表和交叉參考信息。dScope51可模擬許多 8051 的外圍功能包括內(nèi)部串行口外部、 I/O 口和定時(shí)器。 反匯編窗口 顯示或修改最終形成的匯編代碼形式 μVision2 的窗口 信息輸出窗口： μVision2 給用戶的提示信息輸出 命令輸入窗口：用戶可以輸入控制命令，包括顯示資源、設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行等 存儲(chǔ)器窗口：批量顯示或修改 80C51存儲(chǔ)器資源，例如程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等 存儲(chǔ)器地址輸入：規(guī)定存儲(chǔ)器窗口顯示的存儲(chǔ)器種類和地址范圍 變量觀察窗口：顯示或修改當(dāng)前工程中定義的所有變量 軟件仿真步驟 ： 建立工程，從器件庫(kù)中選擇所要的 單片機(jī)