1、电子工业出版社单片机控制技术单片机控制技术 项目式教程项目式教程 （C C语言版）语言版）电子工业出版社项目项目1 1 认识单片机认识单片机l初步认识单片机；初步认识单片机；l掌握单片机的基本概念；掌握单片机的基本概念；l了解单片机的发展历史及发展趋势；了解单片机的发展历史及发展趋势；l了解单片机的产品分类、特点及应用领域。了解单片机的产品分类、特点及应用领域。学习目标学习目标 l叙述什么是单片机；叙述什么是单片机；l叙述单片机的发展；叙述单片机的发展；l叙述单片机的产品分类；叙述单片机的产品分类；l叙述单片机的特点及应用领域。叙述单片机的特点及应用领域。工作任务工作任务 任务任务1.1 什么
2、是单片机什么是单片机任务任务1.2 单片机的发展单片机的发展任务任务1.3 单片机的产品分类单片机的产品分类任务任务1.4 单片机的特点及应用领域单片机的特点及应用领域项目小结项目小结项目项目1 认识单片机认识单片机任务任务1.1 什么是单片机什么是单片机l 单片机就在我们日常生活中，在我们身边的各种家用电器中。l 比如洗衣机，单片机在其控制面板中，如图所示：1.1.1 单片机在哪里单片机在哪里洗衣机的单片机控制图 1.1.2 单片机的样子单片机的样子 单片机封装以外形的包装形式不同进行分类，常见的有双列直插式（DIP封装）、塑料J 形引脚芯片载体（PLCC封装）和塑料方型扁平式（PQFP封装
3、）等。(a)DIPa)DIP封装封装 (b)PLCC(b)PLCC封装封装 (c)PQFP(c)PQFP封装封装 在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路、定接口电路、定时器时器/计数器等部件，从而构成了计数器等部件，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机单芯片微型计算机，即单片机。单单 硅硅 晶晶 片片 CPU存储器存储器控制电路控制电路定时器定时器时钟电路时钟电路I/O口口单片机概念1.1.3 单片机的基本概念单片机的基本概念l 单片机内部结构示意图注意：注意：单片机本身只是一个集成度高、功能强的电子元件，只有当它与某些器件或设备有机
4、地结合在一起时才构成了单片机应用系统的硬件部分，配置适当的工作程序后，就可以构成一个真正的单片机应用系统，完成特定的任务。第一阶段(19761978):单片机的探索阶段。以Intel公司MCS-48为代表。第二阶段(19781982):单片机的完善阶段。MCS-51系列单片机。第三阶段(19821990):单片机向微控制器发展的阶段。8位单片机的巩固和16位单片机的推出。第四阶段(1990今):微控制器的全面发展阶段。8位/16位/32位通用型单片机以及小型廉价的专用型单片机。任务任务1.2 单片机的发展单片机的发展1.2.1 单片机的历史单片机的历史1.2.2 单片机的发展趋势单片机的发展趋
5、势l 单片机今后将向高性能、高速、低压、低功耗、低价格、存储容量增大、外围电路内装化等方向发展。1CPU的发展（1）采用双CPU结构，提高处理能力。（2）增加数据总线宽度，内部采用16位数据总线。2片内存储器的发展（1）加大存储容量。（2）片内EPROM开始EEPROM化（3）闪速存储器（4）串行存储器（5）片内程序的保密措施3片内I/O的改进（1）增加并行口的驱动能力，能直接输出大电流和高电压。（2）增加I/O口的逻辑控制功能。（3）设置了一些特殊的串行接口功能，构成分布式、网络化系统。4外围电路内装化 5低功耗化 6内固化应用软件和系统软件任务任务1.3 单片机的产品分类单片机的产品分类我
6、们通常按照单片机的生产厂家分为不同系列的单片机 1MCS-51系列单片机系列单片机 MCS-51系列单片机是Intel公司在1980年推出的高性能8位单片机。它可分为两个子系列4种类型。2.80C51系列系列 Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；Philips、华邦、Dallas、STC Siemens(Infineon)等公司的许多产品。80C51是MCS-51系列中的一个典型品种；其它厂商以8051为基核开发出的CMOS工艺单片机产品统称为80C51系列。当前常用的80C51系列单片
7、机主要产品有：3其他常用单片机系列其他常用单片机系列（1）Atmel公司的AVR系列，其Attiny系列、AT90S系列与Atmega系列分别对应为低、中、高档产品。（2）Microchip公司的PIC系列，主要产品是8位单片机，CPU采用了精简指令集（RISC）结构的嵌入式微控制器，共有3个系列，即基本级、中级和高级。（3）Motorola公司的单片机，Motorola公司是世界上最大的单片机厂商，在8位机方面有68HC05和升级产品68HC08，68HC05有30多个系列，200多个品种，产量已超过20亿片。8位增强型单片机68HC11也有30多个品种，年产量在1亿片以上。升级产品有68H
8、C12。16位机68HC16也有10多个品种。32位单片机的683XX系列也有几十个品种。任务任务1.4 单片机的特点及应用领域单片机的特点及应用领域 与通用微机相比较，单片机在结构、指令设置上均有其独特之处，主要特点如下：（1）单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的。（2）采用面向控制的指令系统。（3）单片机的I/O引脚通常是多功能的。（4）单片机的外部扩展能力很强。1.4.1 单片机的特点单片机的特点 单片机在控制领域中还有以下几方面的优点：（1）体积小，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。（2）面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类
9、控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。（3）抗干扰能力强，适用温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其它类型计算机无法比拟的。（4）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。小型、灵活、方便、便宜就是单片机的主要特点。小型、灵活、方便、便宜就是单片机的主要特点。数字式测角仪数字式测角仪交直流电压电流表交直流电压电流表位移传感器位移传感器单片机具有体积小、功耗低、控制功能强体积小、功耗低、控制功能强等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、频率、湿度、温度等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智数字化、智能化、微型化能
10、化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。1.4.2 单片机的应用领域单片机的应用领域 工业控制数控车床数控车床数控线切割机床数控线切割机床用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。家用电器1.智能冰箱 2智能饭煲 3智能食品配料机 可以这样说，现在的家用电器基本可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子
11、秤量其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。设备，五花八门，无所不在。计算机网络和通信领域现代的单片机普遍具备通信接口，现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制。机智能控制。手机电话机程控交换机楼宇自动通信呼叫系统列车无线通信日常工作中随处可见的移动电话集群移动通信，无线电对讲机等。医用设备医用呼吸机各种分析仪监护仪超声诊断设备病床呼叫系统等等电池分析仪电池分析仪 医用呼吸机医用呼吸机项目小结项目小结 l 本项目主要介绍了单片机的概念、发展、产品分类、特点及应用领域，通过四个任务完成了对单片机的认识。l 单片机在一块超大规模芯片上，集成了一部完整微机的全部基本单元，具有很高的性价比和相当小的体积，广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。l 单片机的发展经历了“探索”、“完善”、“MCU化”、“全面发展”四个阶段，并将进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、低价格、大容量、高性能、外围电路内装化（嵌入式）和串行扩展技术等方向发展。
