单片机原理和应用实习指导书.doc

单片机原理与应用实习指导书编写：孙红亮?刘元永山东工业职业学院???2008年?10?月?30?日前 言一、目的和任务通过实习，主要达到以下目的：（1）使学生增进对单片机的理性认识，加深对单片机理论知识的理解。（2）使学生掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口、串行口通讯等。（3）使学生理解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。（4）通过实习学会查阅参考书、集成电路手册、科技期刊和网络等，能用计算机对设计电路仿真调试，掌握基本设计的方法、步骤和书写设计报告的格式。二、要求、内容与进度安排1. 要求（1）整个实习过程要严肃认真，科学严谨，确保实习质量。（2）在整个实习过程中要服从领导、听从指挥、遵守纪律。（3）认真及时完成实习的各阶段任务。（4）实习报告要求方案合理、原理可行、参数准确、结论正确。2. 内容（1）学习设计数字钟电路、水位控制电路、数字电压表电路、交通灯控制器、温度监测电路。（2）掌握以单片机为核心的硬件电路设计和软件编程的方法、步骤，书写设计报告。3. 进度安排本次实习时间为三周，具体进度安排如下： （1）第一周确定选题、查阅科技期刊、参考书和集成电路手册，明确设计思想、确定设计方案，阐述选用的器件及相关软件。（2）第二周设计原理图、计算电路参数和电路仿真。（3）第三周设计电路、调试程序、书写实习报告。4.本次实习请准备部分参考书如单片机、Protel软件、KEIL软件、C语言：可参考学生教材和图书馆借阅。实习室提供《单片微型机原理、应用与实验》（张友德等复旦大学出版社）、《微型计算机原理及应用》（郑学坚清华大学出版社第三版）、《单片机实验指导书》（西安唐都科教仪器公司）、《单片机原理》（北京航空航天大学出版社）、《单片机C语言设计》（）、《C＋＋语言与应用基础》（成岩科学出版社）、《数据结构》（严蔚敏等清华大学出版社）、《电子测量与仪器》（李明生高等教育出版社）、《电子测量与仪器》（徐杰机械工业出版社）等等。三、考核与成绩评定1. 实习成绩考核采用百分制记录；2. 实习设计报告占40％； 3. 演示自己设计的系统和进行答辩占45％；4. 实习表现及考勤占15％；5. 组织管理：每天上午、下午各点名一次。第1章 概述1.1 单片机及其发展概况随着电子技术的迅速发展，特别是随着大规模集成电路产生而出现的微型计算机，给人类生活带来了根本性的改变。单片微型计算机简称单片机。它是把组成微型计算机的各功能部件：中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等部件制作在一块集成芯片中，构成一个完整的微型计算机。由于它的结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的，故又叫单片微控制器(Single Chip Microcontroller)。目前国外已开始把它称作单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)。如果说微型计算机的出现使现代科学技术研究得到了质的飞跃，那么可以毫不夸张地说，单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。目前，单片机以其高可靠性、高性能价格比，在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到极为广泛的应用，并已走入家庭，从洗衣机、微波炉到音响、汽车，到处都可见到单片机的踪影。因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。由于单片机技术在各个领域正得到越来越广泛的应用，世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机。如单片机家族中的主流产品MCS—51系列，还有最近推出的PIC和凌阳系列都是比较优秀的单片机芯片，是构建我们不同的设计系统的最佳选择。本章我们将对其简要介绍一下。1.2 单片机技术的发展方向从半导体集成技术及微电子设计技术的发展，也可以预见到未来单片机技术的发展趋势。1 主流机型发展趋势 在未来较长一段时期内，8位单片机仍是主流机型，许多厂家还会不断改进与完善8位机，使8位机不断保持其活力；在满足高速数字处理方面，32位机会发挥重要作用；16位机空间有可能被8位机、32位机挤占。2 全盘CMOS化趋势 CMOS工艺很早就已出现，它具有十分优异的性能，只是运行速度慢，长期被冷落。HCMOS工艺出现后，HCMOS器件得到了飞速的发展。从第三代单片机起开始淘汰非CMOS工艺。全盘CMOS化是指在HCMOS基础上的CMOS化。如今，数字逻辑电路、外围器件都已普遍CMOS化。单片机CMOS化给单片机技术发展带来广阔天地。最显著的变革是低功耗管理技术的飞速发展。3 RISC体系结构的大发展 早期单片机大多是CISC结构体系，指令复杂，指令代码、周