01 项目1 认识单片机.pptx

第1页：项目1 认识单片机封面

项目1「认识单片机」是《单片机原理及应用》的开篇章节，从身边的电子产品出发认识单片机。

• 单片机的基本概念与发展历程
• 单片机的种类与常用8位机型
• 单片机的应用系统、应用领域与开发工具
• 实例：点亮一个发光二极管

第2页：单片机在哪里

本页以「单片机在哪里？」设问导入，引导学习者从日常电子产品中寻找单片机的身影。

第3页：输入设备与输出设备

单片机通过输入设备接收外界信号，通过输出设备执行控制动作。

• 输入设备：加、减按钮
• 输出设备：4个指示灯、电磁线圈的驱动电路

第4页：单片机是系统的核心控制者

单片机就好像系统的核心控制者，统管着液晶屏、USB口、存储器、DAC及驱动电路、按钮等外部设备，并有序地在这些设备中传递、交换数据或信号。

第5页：单片机在日常电子产品中的应用

单片机还隐藏在日常生活的许多电子产品中，如鼠标、遥控器、洗衣机、机器人等。这些产品都有一个特点：都有输入或输出设备。

• 输入设备：鼠标的按键、遥控器的按键等
• 输出设备：洗衣机的电机、机器人的执行机构等

形形色色的输入设备和输出设备都在单片机的控制下协调工作。

第6页：单片机的基本概念

单片机

全称「单片微型计算机」（Single Chip Microcomputer），又称单芯片微控制器（Micro Controller Unit，MCU）。它将CPU（运算、控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）、输入/输出设备（串行口、并行输出口等）、定时/计数器等最基本的部件集中在一片芯片上，构成一个最小的计算机系统。

第7页：单片机的发展阶段

单片机发展十分迅速，其产生和发展与微处理器大体同步，大致可分为4个阶段和3个发展历程（单片微型计算机SCM、微控制器MCU、片上系统SOC）。

• 第一阶段（1971—1976）：单片机的探索阶段
• 第二阶段（1976—1980）：单片机的诞生阶段
• 第三阶段（1980—1990）：单片机的完善阶段
• 第四阶段（1990—至今）：单片机的巩固和发展阶段

尽管技术进步很快，8位单片机并没有消失，尤其是以8051为内核的8位机应用最多，世界上8位机的产量约占整个单片机产量的60%以上。

第8页：Intel单片机与AT89S51

• 1980年由Intel（英特尔）公司首先研制出Intel 8051单片机，并应用于嵌入式系统中
• 20世纪80年代和90年代早期，Intel 8051单片机风靡一时
• AT89S51型单片机（8051兼容型）呈现集成电路特有外观，两侧有整齐排列的金属管脚，尺寸为52mm（长）×15mm（宽）

第9页：PIC单片机

PIC单片机以低功耗、广泛用途成为产品设计和爱好者首选的控制器。

• 典型应用：汽车电子、以太网、家电、机电一体化、USB、仪器仪表等产品

第10页：AVR单片机

AVR是单片机设计及体系结构中的新生儿，由Atmel公司于1996年研制出来。

• 主要系列：UC3、XMEGA、megaAVR、tinyAVR
• 可供设计时选择的型号过百种

第11页：其他常见单片机

除Intel、PIC、AVR外，教材还列出其他常用单片机：

• Motorola单片机
• Philips单片机
• STC单片机

第12页：表1-1 常用的8位单片机

表1-1 常用的8位单片机：下表按公司、系列、型号列出片内ROM、片内RAM、I/O口与定时/计数器配置。

说明：源文本中本表数字粘连严重，部分单元格（如89C52系列型号、Motorola系列的I/O口位数与RAM容量）依据上下文顺序推定，建议对照原课件图片核对后再入库。

第13页：单片机的应用系统

1.2.1 单片机的应用系统由四类通道接口电路构成：

• 前向通道接口电路
• 后向通道接口电路
• 人机交互通道接口电路
• 串行通信通道接口电路

第14页：单片机的应用领域

1.2.2 单片机的应用领域十分广泛，主要包括：

• 智能化家用电器
• 办公自动化设备
• 商业营销设备
• 工业自动化控制
• 智能化仪器仪表
• 汽车电子产品
• 武器装备

第15页：编程器

1.编程器：编程器是用来将用户编好的程序烧写（固化、烧入）到单片机ROM内的设备，上有单片机插座及与计算机的连线。如图1-4所示为TOP2007编程器实物图。

• 先用集成开发系统软件（如Keil C51）编写并生成单片机目标代码（HEX文件）
• 再用编程器将目标代码烧写到单片机中

第16页：仿真器

2.仿真器：单片机仿真器又称单片机硬件仿真器，型号很多。用户通过仿真器及配套计算机软件对编写好的程序进行调试。

• 主要功能：设置断点运行、单步运行、查看RAM数据、查看各特殊功能寄存器状态
• 作用：方便查找程序中存在的问题，加快开发速度

如图1-5所示为Star51实时仿真器实物图。

第17页：单片机教学实验装置

1.3.2 单片机教学实验装置：ME830实验仪是本课程配套的教学实验装置，用于各项目的硬件连接与程序验证。如图1-6所示为ME830实验仪实物图。

第18页：Keil与Proteus开发仿真软件

Keil µVision

Keil公司开发的嵌入式系统程序设计与仿真软件，支持包括51在内的许多主流单片机程序开发，集成工程管理、源程序编辑、MAKE工具（汇编/编译、链接）、程序调试与仿真，支持汇编、C语言。

Proteus

英国Labcenter electronics公司开发的EDA工具软件，除能对模拟、数字电路进行设计与仿真外，还可对嵌入式系统（如单片机系统）进行软硬件协同设计和仿真。

第19页：实例：点亮一个发光二极管

本实例要求设计一个由单片机I/O口驱动发光二极管的硬件电路，并编写程序使其点亮，完成从电路设计到程序烧写的完整流程。

第20页：所需元件清单

所需元件清单：下表列出本实例电路在Proteus中的元件名称、标称值与元件标号。

第21页：发光二极管点亮条件与限流电阻

一个普通二极管被点亮的条件：电源VCC、地GND、电阻R与发光二极管D1构成一个回路。

• 正常工作电流：不得小于3mA，最大不能超过20mA
• 发光管导通压降：约1.5V（具体值需查看发光二极管产品资料）
• 本电路中限流电阻R1取值300Ω

第22页：点亮发光二极管源程序

加载源程序：采用Keil µVision软件建立工程文件、保存文件、添加文件，保存时注意后缀为.ASM，源程序中分号后面为注释，输入时可以省略。

源程序：

• ORG 0000H
• AJMP 0030H
• ORG 0030H
• MAIN: CLR P2.0 ；将P2.0清零
• END

练习：通过P2口连接8只二极管并点亮。