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河海大学单片机PPT (1).ppt

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1,单片机原理及应用,机电工程学院 河海大学常州校区,第一章 微型计算机基础知识,2,§1-1 概述,§1-2 计算机中的数和编码,一、电子计算机 ,二、微型计算机 ,三、单片机 ,一、数制及其转换 ,二、二进制数的运算 ,三、符号数的表示法 ,四、常用编码 ,五、几个概念 ,3,§1-1 概述一、电子计算机以存储程序的方式、自动地进行算术和逻辑运算的数字电子装置称电子计算机。1、历史1946年2月15日,世界上第一台数字式电子计算机是在美国费城宾夕法尼亚大学莫尔学院研制成功并运行,名为(ENIAC)。1955年10月切断电源。从公元10世纪中国古代的算盘到现代计算机的问世经历了一个漫长的阶段。,4,2、发展ENIAC: 5千次/秒,18000个电子管电子管式→晶体管式→中小规模集成电路→↑1946 ↑1958 ↑1965 →大、超大规模集成电路(微机时代)四代。↑1971 Intel4004: 6万次/秒,2300个,10微米→人工智能计算机。模拟人的智能和交流方式。↑1981 3、基本结构引例:,5,(1)硬件:基本组成: 运算器、控制器、存储器、输入/输出设备及接口。— 冯 · 诺依曼结构中心思想是存储程序原则:指令和数据一起以二进制的形式存放在存储器中。 结构如图所示:,6,7,(2)软件是计算机上运行的程序,是计算机系统中的逻辑部件而不是物理部件,是人的思维结果,它总是要通过某种物理介质来存储和表示的。其分类如下:,8,,二、微机 1、微处理器、微型计算机、微型计算机系统 (1) 中央处理器Central Processing Unit-CPU负责取指,执指,实现操作的核心部件,包括运算器和控制器两大组成部分。如果中央处理器的电路集成在一片或少数几片大规模集成电路芯片上,就为微处理器(MPU)。 (2) 微型计算机、微型计算机系统以微处理器为核心,加配存储部件和输入输出部件而成为微型计算机。,9,以微型计算机为基础,加上外围设备、电源、系统软件等就构成微型计算机系统微机系统的组成可小结如下:,10,2、微型计算机的分类* 独立使用式微机:PC机* 嵌入式微机:(1) 单片机:CPU、存储器、I/O接口等集成在一 块硅片上(2) 单板机:CPU、存储器、I/O接口等装配在一块电路板上(3) 多板机:CPU、存储器、I/O接口等分做在多块电路板上,,11,3、微型计算机的发展1971年,美国Intel公司研制出了Intel4004微处理器芯片,以它为核心的MCS-4计算机,由该公司年轻工程师马西安·霍夫研制,标志了世界上第一台微机的诞生,至今,已经历了五代: 第一代:1971~1973,4位和低档8位机,典型代表Intel4004,Intel8008。 第二代:1974~1978,中档8位机,典型代表Intel8080,MC6800,ZILOGZ80APPLE 6502等。 第三代:1978~1981,16位机,1981年,IBM公司推出了以Intel8088为CPU的PC个人电脑。,12,第四代:1981~1992,32位微机,如Intel80386,Motorola MC68020 第五代:1993~至今,64位微机,奔腾微处理器芯片Intel 推出了Core 2(双核、四核、八核),13,三、单片机单片微型计算机:Single-Chip Microcomputer One-Chip Microcomputer在一片集成电路芯片上集成CPU、存储器(RAM、ROM)、I / O接口等组成一台完整的微型计算机。现在的单片机还集成了A/D、D/A、USB等接口部件。单片机作为工业控制和数据处理的计算机,也被称为“微控制器”、 “微处理器” (Micro-controller Unit, Micro-Processor)。主要有:4位、8位、16位、32位等,14,1、单片机特点和应用特点:体积小、功耗低、成本低,性价比高。应用领域:现在几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。 家用电器上的应用 智能仪器仪表上的应用 工业控制上的应用 计算机网络和通信领域上的应用 医用设备上的应用,15,1. 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、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。,■ 家用电器上的应用,16,数字式测角仪,交直流电压电流表,位移传感器,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。 采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路
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