單片機(jī)原理與應(yīng)用

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QQ：22809017

生命科學(xué)樓6-3-17南方醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院

2015.091通識(shí)教育專業(yè)方向電路基礎(chǔ)分析電子測(cè)量現(xiàn)代電路分析電工技術(shù)電路分析電子技術(shù)信號(hào)處理系列電磁場(chǎng)系列非電類系列電路理論系列電子系統(tǒng)系列電工電子實(shí)驗(yàn)系列微機(jī)原理與接口技術(shù)單片機(jī)原理模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)通信電子技術(shù)數(shù)字信號(hào)處理DSP技術(shù)及應(yīng)用信號(hào)與系統(tǒng)DSP課程設(shè)計(jì)電工系列實(shí)驗(yàn)電子系列實(shí)驗(yàn)電子課程設(shè)計(jì)EDA課程設(shè)計(jì)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)工程素質(zhì)培訓(xùn)電磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)新技術(shù)實(shí)驗(yàn)電磁場(chǎng)與電磁波電磁場(chǎng)與電磁兼容工程電磁場(chǎng)學(xué)科基礎(chǔ)電子信息類專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程體系相關(guān)課程：微機(jī)原理與接口技術(shù)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)2第一講單片機(jī)概述3教學(xué)內(nèi)容和要求教學(xué)內(nèi)容：單片機(jī)的概念單片機(jī)的歷史發(fā)展單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)單片機(jī)主要生產(chǎn)廠家和機(jī)型單片機(jī)的應(yīng)用單片機(jī)開發(fā)語言、開發(fā)軟件、開發(fā)裝置教學(xué)要求：掌握單片機(jī)的特點(diǎn)、與微型機(jī)的聯(lián)系和區(qū)別熟悉單片機(jī)的定義、名稱、分類方法了解單片機(jī)的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍及發(fā)展歷史4電子計(jì)算機(jī)的誕生1945年底，世界上第一臺(tái)使用電子管制造的電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC在美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院研制成功，并在1946年2月15日舉行了計(jì)算機(jī)的正式揭幕典禮。這臺(tái)電子計(jì)算機(jī)總共用了18800個(gè)電子管，耗電140千瓦，占地150平方米，重達(dá)30噸，每秒鐘可進(jìn)行5000次加法運(yùn)算。電子計(jì)算機(jī)是人類最偉大的發(fā)明之一！5電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展第一代計(jì)算機(jī)是電子管計(jì)算機(jī)（1945-1954）。第二代計(jì)算機(jī)是晶體管計(jì)算機(jī)（1955-1964）。第三代計(jì)算機(jī)是集成電路計(jì)算機(jī)(1965-1971）。第四代計(jì)算機(jī)是超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)。第四代計(jì)算機(jī)按其規(guī)模、速度和功能等又可分為巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)。第五代計(jì)算機(jī)應(yīng)用生物技術(shù)、納米技術(shù)和量子技術(shù)非馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)。6傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)是信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱，它們分別是智能系統(tǒng)的“感官”、“神經(jīng)”和“大腦”。計(jì)算機(jī)技術(shù)的作用7TOP10SitesforJune2015RANKSITESYSTEMCORESRMAX(TFLOP/S)RPEAK(TFLOP/S)POWER(KW)1NationalSuperComputerCenterinGuangzhouTianhe-2(MilkyWay-2)

-TH-IVB-FEPCluster,IntelXeonE5-269212C2.200GHz,THExpress-2,IntelXeonPhi31S1P3,120,00033,862.7054,902.4017,808ChinaNUDT2DOE/SC/OakRidgeNationalLaboratoryTitan

-CrayXK7,Opteron627416C2.200GHz,CrayGeminiinterconnect,NVIDIAK20x560,64017,590.0027,112.508,209UnitedStatesCrayInc.3DOE/NNSA/LLNLSequoia

-BlueGene/Q,PowerBQC16C1.60GHz,Custom1,572,86417,173.2020,132.707,890UnitedStatesIBM4RIKENAdvancedInstituteforComputationalScienceKcomputer,SPARC64VIIIfx2.0GHz,Tofuinterconnect705,02410,510.0011,280.4012,660JapanFujitsu5DOE/SC/ArgonneNationalLaboratoryMira

-BlueGene/Q,PowerBQC16C1.60GHz,Custom786,4328,586.6010,066.303,945UnitedStatesIBM6SwissNationalSupercomputingCentrePizDaint

-CrayXC30,XeonE5-26708C2.600GHz,Ariesinterconnect,NVIDIAK20x115,9846,271.007,788.902,325SwitzerlandCrayInc.7KingAbdullahUniversityofScienceandTechnologyPizDaint

-CrayXC30,XeonE5-26708C2.600GHz,Ariesinterconnect,NVIDIAK20x196,6085,537.07,235.22,834SaudiArabiaCrayInc.8TexasAdvancedComputingCenter/Univ.ofTexasStampede

-PowerEdgeC8220,XeonE5-26808C2.700GHz,InfinibandFDR,IntelXeonPhiSE10P462,4625,168.108,520.104,510UnitedStatesDell9ForschungszentrumJuelich(FZJ)JUQUEEN

-BlueGene/Q,PowerBQC16C1.600GHz,CustomInterconnect458,7525,008.905,872.002,301GermanyIBM10DOE/NNSA/LLNLVulcan

-BlueGene/Q,PowerBQC16C1.600GHz,CustomInterconnect393,2164,293.305,033.201,972UnitedStatesIBM81,024,000GB、3,120,000個(gè)處理器核心、33,862.7TFlop/s9top10from2013.11to2015.6RANK2015.62014.112014.62013.111Tianhe-2,

ChinaTianhe-2

,ChinaTianhe-2,

ChinaTianhe-2

,ChinaNUDTNUDTNUDTNUDT2Titan,UnitedStatesTitan,UnitedStatesTitan,UnitedStatesTitan,UnitedStatesCrayInc.CrayInc.CrayInc.CrayInc.3Sequoia,UnitedStatesSequoia,UnitedStatesSequoia,UnitedStatesSequoia,UnitedStatesIBMIBMIBMIBM4K

computer,

JapanK

computer,

JapanK

computer,

JapanK

computer,

JapanFujitsuFujitsuFujitsuFujitsu5Mira,UnitedStatesMira,UnitedStatesMira,UnitedStatesMira,UnitedStatesIBMIBMIBMIBM6Piz

Daint,SwitzerlandPiz

Daint,SwitzerlandPiz

Daint,SwitzerlandPiz

Daint,SwitzerlandCrayInc.CrayInc.CrayInc.CrayInc.7ShaheenII,SaudiArabiaStampede,UnitedStatesStampede,UnitedStatesStampede,UnitedStatesCrayInc.DellDellDell8Stampede,UnitedStatesJUQUEEN,GermanyJUQUEEN,GermanyJUQUEEN,GermanyDellIBMIBMIBM9JUQUEEN,GermanyVulcan,UnitedStatesVulcan,UnitedStatesVulcan,UnitedStatesIBMIBMIBMIBM10Vulcan,UnitedStatesCray

XC30,UnitedStatesCray

XC30,UnitedStatesSuperMUC,GermanyIBMCrayInc.CrayInc.IBM1011微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用形態(tài)從應(yīng)用形態(tài)上，微機(jī)可以分成三種：◆多板機(jī)（系統(tǒng)機(jī)）將CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口電路和總線接口等組裝在一塊主機(jī)板（即微機(jī)主板）。各種適配板卡插在主機(jī)板的擴(kuò)展槽上并與電源、軟/硬盤驅(qū)動(dòng)器及光驅(qū)等裝在同一機(jī)箱內(nèi)，再配上系統(tǒng)軟件，就構(gòu)成了一臺(tái)完整的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（簡稱系統(tǒng)機(jī)）。PC機(jī)也屬于多板機(jī)。12微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用形態(tài)從應(yīng)用形態(tài)上，微機(jī)可以分成三種：

◆單板機(jī)

將CPU芯片、存儲(chǔ)器芯片、I/O接口芯片和簡單的I/O設(shè)備（小鍵盤、LED顯示器）等裝配在一塊印刷電路板上，再配上監(jiān)控程序（固化在ROM中），就構(gòu)成了一臺(tái)單板微型計(jì)算機(jī)（簡稱單板機(jī)）。單板機(jī)的I/O設(shè)備簡單，軟件資源少，使用不方便。早期主要用于微型計(jì)算機(jī)原理的教學(xué)及簡單的測(cè)控系統(tǒng)，現(xiàn)在已很少使用。13微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用形態(tài)從應(yīng)用形態(tài)上，微機(jī)可以分成三種：

◆單片機(jī)在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計(jì)算機(jī)，即單片機(jī)。單板機(jī)單片機(jī)系統(tǒng)機(jī)（多板機(jī)）單片機(jī)的出現(xiàn)微機(jī)發(fā)展方向PC(桌面應(yīng)用）主機(jī)（CPU+RAM+ROM+I/O+電源…）+外設(shè)（鍵盤、顯示器、打印機(jī)…）。專用于多功能、海量運(yùn)算單片機(jī)（嵌入式應(yīng)用）一個(gè)芯片上集成了完整的計(jì)算機(jī)——CPU+RAM+ROM+I/O+A/D+…，專用于測(cè)控、注重小型化單片機(jī)是計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制和大規(guī)模集成電路技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，融計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)和控制功能于一體。單片機(jī)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支。14單片機(jī)的定義單片機(jī)是指集成在一個(gè)芯片上的完整計(jì)算機(jī)，全稱單片微型計(jì)算機(jī)SCMC（SingleChipMicroComputer）.具有組成完整計(jì)算機(jī)的主要部件：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸出接口、輸入接口。同時(shí)，還可能集成定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等。15單片機(jī)的形態(tài)你接觸過單片機(jī)嗎?16單片機(jī)的歷史和發(fā)展誕生1976---Intel推出8位MCS-48系列單片機(jī)，體積小、功能全、價(jià)格低，贏得了市場(chǎng)和好評(píng)，為單片機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)初級(jí)階段SMU20世紀(jì)80年代---Intel公司在MCS-48基礎(chǔ)上推出MCS-51系列單片機(jī)。---Intel推出16位單片機(jī)MCS-96系列，字長外，增加了ADC。發(fā)展階段MCU20世紀(jì)90年代---性能不斷完善，性能價(jià)格比顯著提高，應(yīng)用深入且廣泛。SocARM(Cortex)

高速發(fā)展期171880C51系列概述（1）MCS-51是Intel公司生產(chǎn)的一個(gè)單片機(jī)系列名稱。屬于這一系列的單片機(jī)有多種，如：

﹡8051/8751/8031；

﹡8052/8752/8032；

﹡80C51/87C51/80C31

﹡80C52/87C52/80C32等

。

19（2）該系列生產(chǎn)工藝有兩種：CHMOS是CMOS和HMOS的結(jié)合，既保持了HMOS高速度和高密度的特點(diǎn)，還具有CMOS的低功耗的特點(diǎn)。在產(chǎn)品型號(hào)中凡帶有字母“C”的即為CHMOS芯片，CHMOS芯片的電平既與TTL電平兼容，又與CMOS電平兼容。一是HMOS工藝（高密度短溝道MOS工藝）。二是CHMOS工藝（互補(bǔ)金屬氧化物的HMOS工藝）。80C51系列概述20（3）在功能上，該系列單片機(jī)有兩大類：增強(qiáng)型：8052/8752/803280C52/87C52/80C32基本型：8051/8751/803180C51/87C51/80C3180C51系列概述2180C51系列概述（4）在片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的配置上，該系列單片機(jī)有三種形式，即掩膜ROM、EPROM和ROMLess(無片內(nèi)程序存儲(chǔ)器)。如：﹡80C51有4K字節(jié)的掩膜ROM；﹡87C51有4K字節(jié)的EPROM；﹡80C31在芯片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器。80C51單片機(jī)系列是在MCS-51系列的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，早期的80C51只是MCS-51系列眾多芯片中的一類，后來形成獨(dú)立的系列，并成為8位單片機(jī)的典型代表。我們以80C51為基礎(chǔ)來介紹單片機(jī)。最早推出80C51芯片的是Intel公司，并且作為MCS-51的一部分，按原MCS-51芯片的規(guī)則命名，例如，80C31、80C51、87C51、89C51。后來愈來愈多的廠商生產(chǎn)80C51系列芯片，例如：Philips、Atmel、LG、華邦等，這些芯片都是以80C51為核心并且與MCS-51芯片兼容，但它們又各具特點(diǎn)。2280C51系列主要生產(chǎn)廠家和機(jī)型美國Intel公司------MCS-48、MCS-51、MCS-96系列及其增強(qiáng)型、擴(kuò)展型。Motorola公司------68HC05、68HC08、68HC11；68HC12、68HC16；683××系列。荷蘭PHILIPS（菲力浦）公司-----8×C552系列日本TOSHIBA（東芝）公司-----TLCS470、TLCS870等系列。美國ATMEL公司-----AT89C51、AT89C52、AT89C5、AT89S51等。日本HITACHI（日立）公司-----H400Microchip----PIC系列Zilog--------Z8系列德國Siemens-----SAB80系列核日本NEC---------78系列Epson公司、AMD公司，等。宏晶科技---STC12C5410、STC12C2052等232480C51典型產(chǎn)品資源配置分類芯片型號(hào)存儲(chǔ)器類型及字節(jié)數(shù)片內(nèi)其他功能單元數(shù)量ROMRAM并行口串行口定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷源總線型基本型80C31無128412580C514K掩膜128412587C514KEPROM128412589C514KFlash1284125增強(qiáng)型80C32無256413680C528K掩膜256413687C528KEPROM256413689C528KFlash2564136非總線型89C20512KFlash128212589C40514KFlash12821252516位單片機(jī)性能表公司ThmsonIntelNSNEC型號(hào)682000MCS-96BPC16040783XX片內(nèi)ROM4KB8KB4KB8KB片內(nèi)RAM256K232K256K256K中斷源158815串行口異/同步異步異步異步A/D無無PWM輸出借用通用計(jì)數(shù)器有有有Watchdog定時(shí)器有有有計(jì)數(shù)器高速I/O無HSIO有有DMA無無無8個(gè)宏通道單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)不斷的發(fā)展的單片機(jī)低功耗化外圍電路內(nèi)裝存儲(chǔ)器CPU片內(nèi)I/O26單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)CPU采用雙CPU結(jié)構(gòu)，提高處理能力。增加數(shù)據(jù)總線寬度，內(nèi)部采用16位數(shù)據(jù)總線。行總線結(jié)構(gòu)，菲利浦公司I2C總線：用兩根信號(hào)線代替現(xiàn)行的8位數(shù)據(jù)總線。存儲(chǔ)器加大存儲(chǔ)容量。片內(nèi)EPROM采用E2PROM或閃爍（Flash）存儲(chǔ)器。程序保密化。27單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)片內(nèi)I/O（1）增加并行口驅(qū)動(dòng)能力，以減少外部驅(qū)動(dòng)芯片。有的單片機(jī)可以直接輸出大電流和高電壓，以便能直接驅(qū)動(dòng)LED和VFD（熒光顯示器）。（2）有些單片機(jī)設(shè)置了一些特殊的串行I/O功能，為構(gòu)成分布式、網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)提供方便條件。（3）引入數(shù)字交叉開關(guān)，改變了以往片內(nèi)外設(shè)與外部I/O引腳的固定對(duì)應(yīng)關(guān)系。28單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)片外資源內(nèi)裝（微型單片化）

眾多外圍電路集成在片內(nèi)，系統(tǒng)的單片化是目前發(fā)展趨勢(shì)之一。例如，美國Cygnal公司的C8051F0208位單片機(jī)，片上集成有8通道A/D、兩路D/A、兩路電壓比較器，內(nèi)置溫度傳感器、定時(shí)器、可編程數(shù)字交叉開關(guān)和64個(gè)通用I/O口、電源監(jiān)測(cè)、看門狗、多種類型的串行接口（兩個(gè)UART、SPI）等。一片芯片就是一個(gè)“測(cè)控”系統(tǒng)。低功耗化：COMS、CHMOSCMOS化，功耗小，配置有等待狀態(tài)、睡眠狀態(tài)、關(guān)閉狀態(tài)等工作方式。消耗電流僅在μA或nA量級(jí)，適于電池供電的便攜式、手持式的儀器儀表以及其它消費(fèi)類電子產(chǎn)品。2930單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)編程及仿真的簡單化目前大多數(shù)的單片機(jī)都支持程序的在線編程，也稱在系統(tǒng)編程（ISP—InSystemProgram），只需一條ISP并口下載線，就可以把仿真調(diào)試通過的程序從PC寫入單片機(jī)的Flash存儲(chǔ)器內(nèi)，省去編程器。某些機(jī)型還支持在線應(yīng)用編程（IAP），可在線升級(jí)或銷毀單片機(jī)的應(yīng)用程序，省去了仿真器。不斷推出新產(chǎn)品8位的C5081F系列

16位的凌陽系列MSP430系列

32位的Cortexm系列64位Cortex_A57,A53312013，華為宣布，與ARM簽署ARMv8架構(gòu)許可協(xié)議。AMD的首批ARM處理器于2014年問世，仍將披掛Opteron皓龍品牌。64位的多核心SoC、整合SeaMicroFreedom超級(jí)計(jì)算光纖互聯(lián)技術(shù)單片機(jī)的特點(diǎn)

單片機(jī)是集成電路技術(shù)與微型計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的產(chǎn)物。體積小、價(jià)格低、應(yīng)用方便、穩(wěn)定可靠，因此，給工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域帶來了一場(chǎng)重大革命和技術(shù)進(jìn)步。

由于體積小，很容易地嵌入到系統(tǒng)之中，以實(shí)現(xiàn)各種方式的檢測(cè)、計(jì)算或控制，這一點(diǎn)，一般微機(jī)根本做不到。

由于單片機(jī)本身就是一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，因此只要在單片機(jī)的外部適當(dāng)增加一些必要的外圍擴(kuò)展電路，就可以靈活地構(gòu)成各種應(yīng)用系統(tǒng)，如工業(yè)自動(dòng)檢測(cè)監(jiān)視系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、智能儀器儀表等。32單片機(jī)應(yīng)用廣泛

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2015(3361)、2014(7376)、2013(7473)據(jù)Motorola公司統(tǒng)計(jì)，1990年，平均每輛汽車使用12個(gè)單片機(jī)，到了2000年就增加到了35個(gè)，目前一般配備40多部?？梢院敛豢鋸埖卣f，任何設(shè)備和產(chǎn)品的自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化都離不開單片機(jī)，凡是電腦控制的設(shè)備和產(chǎn)品必有單片機(jī)嵌入其中。3334為什么應(yīng)用廣泛？具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）簡單方便，易于普及。單片機(jī)技術(shù)是易掌握技術(shù)。應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試已經(jīng)是容易的事情，工程技術(shù)人員通過學(xué)習(xí)可很快掌握其應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù)。（2）功能齊全，應(yīng)用可靠，抗干擾能力強(qiáng)。（3）發(fā)展迅速，前景廣闊。短短幾十年，單片機(jī)經(jīng)過4位機(jī)、8位機(jī)、16位機(jī)、32位機(jī)等幾大發(fā)展階段。尤其是集成度高、功能日臻完善的單片機(jī)不斷問世，使單片機(jī)在工業(yè)控制及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域獲得長足發(fā)展和大量應(yīng)用。目前，單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)愈加完美，片內(nèi)外圍功能部件越來越完善，一片芯片就是一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)。為更高層次和更大規(guī)模的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。35（4）嵌入容易，用途廣泛，體積小、性能價(jià)格比高，應(yīng)用靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)在嵌入式微控制系統(tǒng)中具有十分重要的地位。

單片機(jī)出現(xiàn)前，制作一套測(cè)控系統(tǒng)，大量的模擬電路、數(shù)字電路、分立元件完成，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算、判斷和控制功能。系統(tǒng)的體積龐大，線路復(fù)雜，連接點(diǎn)多，易出現(xiàn)故障。

單片機(jī)出現(xiàn)后，測(cè)控功能的絕大部分由單片機(jī)的軟件程序?qū)崿F(xiàn)，其它電子線路則由片內(nèi)的外圍功能部件來替代。361．工業(yè)檢測(cè)與控制主要應(yīng)用：工業(yè)過程控制、智能控制、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)采集和傳輸、測(cè)試、測(cè)量、監(jiān)控等。在工業(yè)自動(dòng)化的領(lǐng)域中，機(jī)電一體化技術(shù)將發(fā)揮愈來愈重要的作用，在這種集機(jī)械、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的綜合技術(shù)（如機(jī)器人技術(shù)）中，單片機(jī)發(fā)揮著非常重要的作用。幾種常見的工業(yè)控制系統(tǒng)組成方案的對(duì)比：PC＋DOS系統(tǒng)PC＋windows系統(tǒng)MCU系統(tǒng)（無OS）MCU＋嵌入式操作系統(tǒng)PLC系統(tǒng)37

通常采用通用PC機(jī)組成微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，是一個(gè)必然的選擇，但這里有一個(gè)問題：PC機(jī)的可靠性問題。工業(yè)控制應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境比較惡劣，有電磁干擾、電源波動(dòng)、沖擊震動(dòng)、高低溫，另外，有些場(chǎng)所條件惡劣，是無人值守的，這些對(duì)于穩(wěn)定性和可靠性就有了更高的要求。PC機(jī)經(jīng)常是不可靠的！可以采用工業(yè)PC，但是工業(yè)PC價(jià)格昂貴，需要選用可靠性更高的系統(tǒng)組成方案。38系統(tǒng)組成發(fā)展趨勢(shì)：以前，一般的看法是專用的、功能不很復(fù)雜的場(chǎng)合使用單片機(jī)（MCU）系統(tǒng)，而通用性的，功能復(fù)雜、要求人機(jī)界面友好的場(chǎng)合使用PC機(jī)＋windows結(jié)構(gòu)，因其資源豐富，開發(fā)簡單。但是，目前隨著單片機(jī)系統(tǒng)資源的逐漸豐富，以及嵌入式操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展，更重要的是出于對(duì)可靠性的追求，人們又更多的傾向于使用單片機(jī)（MCU）系統(tǒng)來取代PC機(jī)＋windows的工控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。而在一些必須使用圖形界面、大容量存儲(chǔ)等需要大量資源的系統(tǒng)中，則采用MCU＋嵌入式操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)逐漸成為趨勢(shì)。39單片機(jī)控制系統(tǒng)的一般模式

40412．儀器儀表目前對(duì)儀器儀表的自動(dòng)化和智能化要求越來越高。單片機(jī)的使用有助于提高儀器儀表的精度和準(zhǔn)確度，簡化結(jié)構(gòu)，減小體積而易于攜帶和使用，加速儀器儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化方向發(fā)展。3、家用電器方面家用電器智能化。生產(chǎn)廠家常標(biāo)榜“電腦控制”，如洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、微波爐、電視機(jī)和音像視頻設(shè)備等，“電腦”實(shí)際上就是“單片機(jī)”。智能化家用電器改善了人們的生活質(zhì)量，使生活更加舒適和方便，更加豐富多彩。424、醫(yī)療器械

醫(yī)用呼吸機(jī)、各種分析儀、監(jiān)護(hù)儀、超聲診斷設(shè)備、病床呼叫系統(tǒng)等等。435、信息和通信產(chǎn)品方面

在調(diào)制解調(diào)器、各類手機(jī)、傳真機(jī)、程控電話交換機(jī)、信息網(wǎng)絡(luò)及各種通訊設(shè)備中，單片機(jī)也已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。

446、軍事裝備方面軍用裝備：如飛機(jī)、軍艦、坦克、導(dǎo)彈、魚雷制導(dǎo)、智能武器裝備、航天飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)，都有單片機(jī)嵌入其中。45467．各種終端及計(jì)算機(jī)外部設(shè)備計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)終端（如銀行終端）以及計(jì)算機(jī)外部設(shè)備（如打印機(jī)、硬盤驅(qū)動(dòng)器、繪圖機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等）中都使用了單片機(jī)作為控制器。478．汽車電子設(shè)備已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種汽車電子設(shè)備中，如汽車安全系統(tǒng)、汽車信息系統(tǒng)、智能自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、衛(wèi)星汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車緊急請(qǐng)求服務(wù)系統(tǒng)、汽車防撞監(jiān)控系統(tǒng)、汽車自動(dòng)診斷系統(tǒng)以及汽車黑匣子等。9．分布式多機(jī)系統(tǒng)在較復(fù)雜多節(jié)點(diǎn)的測(cè)控系統(tǒng)中，常采用分布式多機(jī)系統(tǒng)。一般由若干臺(tái)功能各異的單片機(jī)組成，各自完成特定的任務(wù)，它們通過串行通信相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。在這種系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為一個(gè)終端機(jī)，安裝在系統(tǒng)的某些節(jié)點(diǎn)上，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量和控制。從工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)控制、智能儀器儀表、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等方面，直到國防尖端技術(shù)領(lǐng)域，單片機(jī)都發(fā)揮著十分重要的作用。單片機(jī)的名稱單片微型計(jì)算機(jī)（SCMC）SimpleChipMicroComputer微控制器（MCU）單片微控制器（SMCU）嵌入式微控制器(EMCU)MicroControlUnit嵌入式微處理器(EMP)EmbeddedMicroProcessingUnit用戶定義的集成電路(CSIC)CustomerSpecificIntegratedCircuit

片上系統(tǒng)（SoC）Systemonachip48單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)是為控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，該系統(tǒng)與控制對(duì)象結(jié)合在一起使用，是單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的結(jié)果。由于軟硬件資源有限，單片機(jī)系統(tǒng)本身不能實(shí)現(xiàn)自我開發(fā)，要進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)，必須使用專門的單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)和單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)49單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)50經(jīng)典的單片機(jī)開發(fā)方式單片機(jī)開發(fā)裝置51現(xiàn)在的單片機(jī)開發(fā)方式：1、ISP：insystemprogramming,在系統(tǒng)編程（AT89S系列單片機(jī)）2、IAP:inapplicatinprogramming,在應(yīng)用編程（STC、MPC單片機(jī)）單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程是以確定系統(tǒng)的功能和技術(shù)指標(biāo)開始的。首先要細(xì)致分析、研究實(shí)際問題，確定各項(xiàng)任務(wù)和要求。從考慮系統(tǒng)的先進(jìn)性、可靠性、可維護(hù)性和成本、經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，確定出合理可行的技術(shù)指標(biāo)。一般分為五個(gè)階段:確定任務(wù)

總體設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)(程序存儲(chǔ)器,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O接口,地址譯碼電路,總線驅(qū)動(dòng)能力系統(tǒng)速度匹配,

抗干擾措施)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)調(diào)試52單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)語言機(jī)器語言：單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中只可運(yùn)行二進(jìn)制代碼匯編語言：字符表示的指令。比機(jī)器語言容易理解，效率高，但可移植性差。匯編后成為二進(jìn)制的機(jī)器代碼。高級(jí)語言：(CPLM，PASCAL，BASIC等)，最常用的是C語言比機(jī)器