任課教師：袁月峰辦公室：仰儀中樓410電話：86914553手機箱：yuanyuefeng@yyfliu@163.comQQ:147629613微機原理及其應用教材：單片機原理及控制技術課程主要內容和性質主要內容：主要學習單片微型計算機的基本原理結構組成、匯編指令集和簡單的匯編程序開發(fā)、C語言單片機程序開發(fā)、內部功能單元的使用方法以及基本的外圍電路接口技術。課程性質：是信息自動化方向必需的基礎課程之一，與C語言、檢測技術、電工電子技術等課程結合緊密。C語言電工電子微機原理及其應用檢測技術/控制工程/學科競賽+課外科技活動+畢業(yè)設計等本課程相關課程的相互關系課程的計劃安排和學習技巧重視理論基礎知識的學習和掌握；但不拘泥于抽象理論的理解，而是極為重視理論知識在動手實踐中的應用；最佳的學習方法：1.重視反復動手嘗試摸索；2.多看相關書籍，拓展知識面課程計劃安排和考核：1.38學時理論教學2.18學時（9次上機實驗）考核方式：平時：10%實驗：45%（預習+操作+報告）期末綜合作業(yè)：45%課程內容目錄1.認識單片機2.MCS51單片機硬件結構3.匯編指令集和匯編程序4.C51語言程序設計5.定時器、中斷、串行口6.單片機人機接口技術7.單片機過程通道接口技術8.高級單片機初步（STM8S單片機初步）一、單片機基礎知識1.單片機是什么？單片機：全名“單片微型計算機”，常用名：微控制器（Microcontroller,MCU)單片機是一個結構完整的微型計算機；單片機是一顆IC芯片。2.單片機能做什么？小型工業(yè)控制器三表家用電器玩具MP5/平板電腦PSP/掌上游戲機變頻器/電機控制器單片機在汽車電子中的應用CPU程序存儲器ROM數(shù)據(jù)存儲器RAM輸入/輸出端口定時/計數(shù)器單元串行通信口中斷管理系統(tǒng)片上ADC單元脈寬調制/脈沖捕獲SPII2CCANLINUSB等通信接口單片機內部結構內部總線內部總線3.單片機的主要技術指標和發(fā)展趨勢1.主頻:反應CPU的運算處理速度的一個指標，常用單位MHz。一個更為科學的指標是MIPS，即指令平均執(zhí)行速度，每秒處理的百萬級的機器語言指令數(shù)。2.字長：CPU在單位時間內(同一時間)能一次處理的二進制數(shù)的位數(shù)叫字長。3.存儲器容量：ROM和RAM的大小。4.片內外設功能:ADC,DAC,PWM,CCP5.接口資源:GPIO,USART,SPI,I2C,LIN,CAN,LCD,TCP/IP單片機的發(fā)展趨勢：1.字長逐漸加大：8位32位機逐漸普及2.主頻快速提高：12MHz1GHz3.存儲器空間擴大：程序存儲器：4KB~2MBFLASHROM數(shù)據(jù)存儲器：256B~256KB片內外設和接口資源大大豐富成本降低顯著，芯片更新?lián)Q代快。功耗逐步降低

當前市場幾種主流單片機簡介1.Intel51系列單片機（AT89S51/STC89C52)全國大學生上課都在學。目前比較流行的是STC89C51/52系列。2.AtmelAVRmega系列，簡單易學，容易上手，比51略強，適合初學者；3.TI/MSP430系列：號稱超低功耗，性能略好，但性價比不高，主要用于三表計量，手持低功耗儀表。4.SilabsC8051F系列51兼容8位單片機：算是51兼容單片機中性能最優(yōu)秀的了，不過綜合評價不敢恭維。5.Microchip(微芯科技）PIC/dsPIC系列，8位，16位系列功能較強，性價比很高，在公司企業(yè)中應用較為廣泛，但目前高端32位系列不如人意。6.STM32F1/F2/F4(Cortex-M3ARM)系列：當前很紅，性價比很高，功能很強，主頻高至168MHz，算是目前單片機里主頻最高的了。7.TI/C2000系列：DSP的單片機化，典型產品TMS320F28035/F28335，功能強，應用比較廣泛，特別是運動控制系列。其他還有NXP(恩智浦）LPC系列ARM9～11，SUMSUNGARM9~11等。單片機最小系統(tǒng)板/開發(fā)板展示：淘寶某種STC51開發(fā)板STM32F103開發(fā)板MSP430F149開發(fā)板ARM9/2440開發(fā)板二、計算機處理問題的方法記?。河嬎銠C是把所有需要他解決的問題都先表示成數(shù)字，然后通過運算的方式解決！計算機的CPU本質上只能識別和處理二進制的整數(shù)。所有其他形式的數(shù)字量也必須表示成二進制整數(shù)后才能處理。數(shù)字能表示什么：身份證、電話、QQ、照片、語音、視頻（電影）、語言文字。。。。。總之，一切的一切都必須能表示成整數(shù)后才能交由計算機處理。數(shù)字如何表示世界1.一些量本身就是數(shù)字化的：開關的狀態(tài)(ON/OFF)；一箱礦泉水瓶的數(shù)量；每個人的身份張?zhí)柎a、QQ號。。。2.然而更多的信息（量）需要某種轉換手段才能表示為數(shù)字量：彩色照片、語音和視頻、氣溫的變化、工業(yè)中各種常見物理量（力、流量、溫度等等）。模擬信號和數(shù)字信號模擬信號：自變量為時間t,函數(shù)值表征某種物理量，自變量和函數(shù)值均為連續(xù)變化的信號稱為模擬信號。數(shù)字信號：自變量為離散的時間點tk，函數(shù)值為離散的整數(shù)值，此類信號即為數(shù)字信號用數(shù)字信號表示模擬信號的過程可以形象理解為：用一定范圍內的整數(shù)去細分表示模擬量的變化范圍，同時時間上的間隔也盡可能的小。這就是A/D轉換的基本原理

用數(shù)字表示問題的特點：一種統(tǒng)一、標準化的表示和處理方法、理論上可以做到無限精確，對任何問題可以做到精確描述。數(shù)字本身不但是離散分開的，而且時間上也是離散的，而現(xiàn)實世界絕大部分問題都是無法絕對細分的連續(xù)問題。思考？要想用計算機精確計算和表示現(xiàn)實世界的問題，就需要它具有極大的數(shù)字表示和計算能力以及足夠高的計算速度。2.2計算機電路中的數(shù)字表示方法。用電路的開關狀態(tài)表示一位數(shù)字（實質還是電壓的高低）表示數(shù)字。如0～0.8V表示0，3.5～5V表示1。數(shù)字電路中三極管工作在開關狀態(tài)。十進制 二進制 八進制 16進制

0 00011112102231133410044510155611066711177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F計算機中的數(shù)制---計算機中的數(shù)字都是二進制數(shù)！計算機中的數(shù)制及其相互轉換（參見教材）A）二、十六進制數(shù)轉換到十進制數(shù)1）二進制數(shù)轉換為十進制數(shù)

例：01100100換算成十進制用橫式計算為：0*20+0*21+1*22+1*23+0*24+1*25+1*26+0*27=1002）十六進制數(shù)轉換成十進制數(shù)

一個十六進數(shù)2AF5,如何換算成10進制呢？5*160

+F*161+A*162+2*163=109973)二、十六進制數(shù)互相轉換二進制和十六進制的互相轉換比較重要

僅4位的2進制數(shù)

快速計算方法

十進制值

十六進值1111

=8+4+2+1

=15

F1110

=8+4+2+0

=14

E1101

=8+4+0+1

=13

D

1100

=8+4+0+0

=12

C

1011

=8+4+0+1

=11

B

1010

=8+0+2+0

=10

A1001

=8+0+0+1

=9

9二進制數(shù)要轉換為十六進制，就是以4位一段，分別轉換為十六進制。如(上行為二制數(shù)，下面為對應的十六進制)：

11111101，10100101，10011011

F

D

，A

5

，

9

B

二進制B,十進制D，16進制H表示。例：64D=40H,98D=62H,80D=50H,255D=FFH32CH=812D，68H=104，100H=256D對計算機中各種數(shù)值轉換部分的學習要求：熟練掌握二、十、十六進制無符號整數(shù)（0和正數(shù)）之間的轉換。熟練無符號整數(shù)的加減法和邏輯與或非等的運算。熟練掌握常見的二進制、十六進制數(shù)例如：FFH,3FFH,FFFH,FFFFH00~FFH(0~255)0000~03FFH(0~1023)0000~0FFFH(0~4095)0000~FFFFH(0~65535)BCD碼：BinaryCodedDecimal，用二進制代碼“表示”十進制數(shù)，是一組逢十進一的二進制編碼，分壓縮BCD和非壓縮BCD。十進制D壓縮BCD非壓縮BCD0000000000000100010000000120010000000103001100000011401000000010050101000001016011000000110701110000011181000000010009