单片机原理与应用 Principles and Application of Microcontroller 讲授:黄惟公
单片机原理与应用 Principles and Application of Microcontroller 讲授：黄惟公
教师简价 黄惟公教授硕士研究生导师,“机电教研室”主任。 曾当过“知青”和工人。1982年1月年毕业于四川 工业学院机械制造工艺设备及自动化专业。 19921~19931在美国密西根大学作访问学者 20009~200011在加拿大红河学院作访问学者。 在国内外发表论文20余篇,主编、副主编教材2部 主持或作为主研完成、在研86cMT、85国家攻关 项目、省级、省重点学科及各类横向科研课题10余 项。 目前主要从事机械工程测控方面的教学及科研工作
教师简介： 黄惟公 教授 硕士研究生导师，“机电教研室”主任。 曾当过“知青”和工人。1982年1月年毕业于四川 工业学院机械制造工艺设备及自动化专业。 1992.1～1993.1 在美国密西根大学作访问学者。 2000.9~2000.11在加拿大红河学院作访问学者。 在国内外发表论文20余篇，主编、副主编教材2部， 主持或作为主研完成、在研863CMIS、85国家攻关 项目、省级、省重点学科及各类横向科研课题10余 项。 目前主要从事机械工程测控方面的教学及科研工作
1)智能化测控仪器研究本研究有以下4方面的内容 ①嵌入式系统的研究对新型16位、32位微处理器的应用、嵌入式实时操作 系统在各种微处理器的移植与应用、嵌入式系统与teme网络的连接等新 技术方面进行研究、跟踪世界先进水平,为研制具有自主知识产权的测控仪 器建立硬、软基础。 ②现场总线测控仪表的研究现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之 间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通 讯系统。是目前仪表的发展方向。 ③智能控制仪表的研究研究如何把模糊控制、神经网络等新理论应用在控制 仪表和装置中,如何在单片机上实现这些理论。 ④虚拟仪器的研究研究应用与各种领域的虚拟测试仪器、研究特殊性能的数 据采集卡与 LabVIEW/c的接口、PX总线的应用、基于网络的测控系统 等内容。 2)计算机视觉监测及测量研究本研究有以下2方面的内容 ①基于线阵CCD测量技术的研究研究将ccD技术应用于尺寸的非接触测量 改造传统的测量仪器、研究提高cCD的测量精度的方法和理论等内容 ②基于二、三维计算机 的研究研究将数字图象处理技术应用于二维 三维对象的检测技术。本研究对利用图象处理方法进行物体尺寸的测量、形 状的识别、文字的识别等方面做了大量的工作
• 1）智能化测控仪器研究 本研究有以下4方面的内容 • ①嵌入式系统的研究对新型16位、32位微处理器的应用、嵌入式实时操作 系统在各种微处理器的移植与应用、嵌入式系统与Internet网络的连接等新 技术方面进行研究、跟踪世界先进水平，为研制具有自主知识产权的测控仪 器建立硬、软基础。 • ②现场总线测控仪表的研究 现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之 间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通 讯系统。是目前仪表的发展方向。 • ③智能控制仪表的研究 研究如何把模糊控制、神经网络等新理论应用在控制 仪表和装置中，如何在单片机上实现这些理论。 • ④虚拟仪器的研究 研究应用与各种领域的虚拟测试仪器、研究特殊性能的数 据采集卡与LabVIEW/CVI的接口、PXI总线的应用、基于网络的测控系统 等内容。 • 2）计算机视觉监测及测量研究 本研究有以下2方面的内容 • ①基于线阵CCD测量技术的研究 研究将CCD技术应用于尺寸的非接触测量、 改造传统的测量仪器、研究提高CCD的测量精度的方法和理论等内容。 • ②基于二、三维计算机视觉技术的研究 研究将数字图象处理技术应用于二维、 三维对象的检测技术。本研究对利用图象处理方法进行物体尺寸的测量、形 状的识别、文字的识别等方面做了大量的工作
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第1章 基础知识 1.1 单片机简介 1.2 数制及其转换
器 16年面美罾宾歹泆甩亚天学研制"NAC( Electronic M品 rical Integrator And calcu模拟的,能速度 5秒。功耗150kW/h,占地170m2,造价100万美元
1.1 计算机发展与组成 1946-1958 第一代电子管计算机。磁鼓存储器，机器语 言、汇编语言编程。世界上第一台数字计算机ENIAC。 1.1.1 发展概况 1958-1964 第二代晶体管计算机。磁芯作主存储器, 磁盘作外存储器，开始使用高级语言编程。 1964-1971 第三代集成电路计算机。使用半导体存储 器，出现多终端计算机和计算机网络。 1971- 第四代大规模集成电路计算机。出现微型计算 机、单片微型计算机，外部设备多样化。 1981- 第五代人工智能计算机。模拟人的智能和 交流方式。 1946年由美国宾夕法尼亚大学研制 ENIAC（Electronic Numerical Integrator And calculator），运算速度 5000次/秒，功耗150kw/h，占地170m 2 ,造价100万美元
11,2计算机发展趋势 微型化一便携式、低功耗 巨型化一尖端科技领域的信息处理,需要超大容量、高速度 智能化一模拟人类大脑思维和交流方式,多种处理能力 系列化、标准化一便于各种计算机硬、软件兼容和升级 网络化一网络计算机和信息高速公路 多机系统一大型设备、生产流水线集中管理(独立控制、 故障分散、资源共享)
1.1.2 计算机发展趋势 • 微型化─ 便携式、低功耗 • 巨型化─ 尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、高速度 • 智能化─ 模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理能力 • 系列化、标准化─ 便于各种计算机硬、软件兼容和升级 • 网络化─ 网络计算机和信息高速公路 • 多机系统─ 大型设备、生产流水线集中管理(独立控制、 故障分散、资源共享)
3微型 微型计算机 (主机) DAC.) 硬件 in 微型计算机系统 pentium 义、…) 外围设备 系统软件( 软件应用软件( 程序设计
1.1.3 微型计算机组成结构 微 型 计 算 机 系 统 硬件 微型计算机 （主机） 微处理器 (CPU) 软件 外围设备 运算器 控制器 存储器 (内存) RAM ROM 外部设备 辅助设备 输入设备(键盘、扫描仪、语音识别仪…) 输出设备(显示器、打印机、绘图仪、…) 辅助存储器(磁带、磁盘、光盘) 输入/输出接口(PIO、SIO、CTC、ADC、DAC…) (I/O接口) 总线 (AB、DB、CB) 系统软件(操作系统，编辑、编译程序，故障诊断,监控程序…) 应用软件(科学计算，工业控制，数据处理…) 程序设计语言(机器语言、汇编语言、高级语言) 电源电路 时钟电路
单片机简 ns290922 0Z。96L5o8N 单片机即单片 内存和 单片机为工业测控而设计,又称微控制器。具有二咼 优势(集成度高、可靠性高、性价比高)= 与控 仪表、通讯设备、家用电器笑特适合开球微 型机应用系统。 单片机开发系统有 应 annaba 1
单片机简介 • 单片机即单片机微型计算机，是将计算机主机(CPU、 内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。 • 单片机开发系统有单片单板机和仿真器。实现单片机 应用系统的硬、软件开发。 • 单片机为工业测控而设计，又称微控制器。具有三高 优势(集成度高、可靠性高、性价比高)。 • 主要应用于工业检测与控制、计算机外设、智能仪器 仪表、通讯设备、家用电器等。 特别适合于嵌入式微 型机应用系统
单片机发展概况 °1976-1978初级8位单片机 Intel mcs-48系列 1978-高档8位单片机Inte1系列: 51子系列:808051/8751 -52子系列:808/8052/8752 低功耗型80C31高性能型80C252廉价型89C2051/1051 1983-16位单片机 Intel MCS-96系列 8098/8096、80C198/8C196,DSP 32位单片机ARM
单片机发展概况 • 1976-1978 初级8位单片机 Intel MCS-48 系列 • 1978- 高档8位单片机 Intel MCS-51系列： • -51子系列：8031/8051/8751 • -52子系列：8032/8052/8752 • 低功耗型80C31高性能型80C252廉价型89C2051/1051 • 1983- 16位单片机 Intel MCS-96 系列 8098/8096、80C198/80C196, DSP • 32位单片机 ARM
1.1.4计算机主要技术指标 字长:CPU并行处理二进制的数据位数 8位机、16位机、32位机和64位机 量:内存存储单元数 容量单位:1K=210=1024,1M=20=1KK 8K、64K、16M、64M。 :CPU处理速度 时钟频率、主频、每秒运算次数 6MHz、12MH、24MHz、100MHz、300MHz。 内存存取周期:内存读写速度 50nS、70nS、200ns。 合
1.1.4 计算机主要技术指标 • 字长： CPU并行处理二进制的数据位数 8位机、16位机、32位机和64位机。 • 内存容量：内存存储单元数 容量单位：1K=210=1024，1M=220=1KK 8K、64K、16M、64M。 • 运算速度：CPU处理速度 时钟频率、主频、每秒运算次数 6MHz、12MHz、24MHz、100MHz、300MHz。 • 内存存取周期：内存读写速度 50nS 、70nS 、200nS