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1、主要参考资料：单片机原理与实践陈连坤，北京交通大学出版社，2009年11月单片机原理及接口技术（C语言版）陈连坤，北京交通大学出版社，2010年2月 CT201单片机综合训练板使用说明书嵌入式系统的设计与开发陈连坤，北京交通大学出版社，2005年7月陈连坤（北京交通大学计算机与信息技术学院）手机：13701118314E_mail：,51内核单片机的原理与设计开发,51内核单片机的原理与设计开发,51内核单片机的原理与设计开发,单片机,单片机,STM32,51内核单片机CPU以MCS-51/52为基础系统结构兼容存储器总线中断系统相应时间不同指令集兼容开发环境通用执行时间不同NT,51内核单片
2、机的应用基础,C8051F12X,单片机系统硬件的设计内容,选择MCU类型字长、运行速度、工作环境型号内部资源、扩充能力继承性节省开发成本,单片机系统硬件的设计内容,系统扩展内部资源不能满足系统要求时，在片外扩展RAM SRAM、EEPROM、flash、铁电ROM flash定时器/计数器、中断系统、I/O选择适当的芯片，设计相应的电路类型接口,单片机系统硬件的设计内容,存储器及扩展存储器RAMSRAM（静态）/DRAM（动态）ROMFLASH（闪存）/OTP（一次编程）非易失性存储器EEPROM、FLASH、铁电,单片机系统硬件的设计内容,扩展标准总线扩展存储和运行程序、存储数据FLASH
3、一般为NOR FLASH非标准总线扩展存储程序/数据FLASH一般采用NAND FLASH并行一般采用分时复用端口，简化芯片封装，GIO软件实现串行SPI、I2C，内部模块或GIO软件实现,单片机系统硬件的设计内容,系统的I/O配置按照系统功能要求配置外围设备键盘（专用/通用）、触摸屏、A/D、传感器显示灯/器/屏、D/A、打印机（针/热敏）、执行器各种OEM模块,OEM模块举例,USBCAN、RS485,OEM模块举例,录放音模块,OEM模块举例,红外收发模块,OEM模块举例,电话线MODEM,OEM模块举例,无线数传模块,OEM模块举例,GSM/GPRS模块,OEM模块举例,GPS模块1,
4、OEM模块举例,GPS模块2,单片机系统硬件的设计内容,数模混合,计算机（数字系统）,模数转换,数模转换,精度（位数）转换时间通道数集成或外扩,单片机系统软件设计的特点,高效率代码长度执行时间 代码长度与执行时间之间没有必然的关系控制硬件内联汇编in line assembler，在C代码中插汇编语句 嵌入式汇编Embedded Assembler is included，在C程序中插入使用汇编语言编写的函数混合编程，高级语言模块与汇编模块,单片机系统软件设计的特点,低功耗设计交叉编译操作系统EOS（Embedded Operation System）RTOS（Real Time Operat
5、ion System）开发的关键点开发工具的应用特定硬件、软件环境下的开发任务的定义和调度,单片机系统软件的编程方法,基于操作系统的编程基于处理器的直接编程功能简单的系统系统资源有限一般采用前后台方法,前后台系统（超循环系统）,单片机系统软件的编程方法,单片机系统软件的设计要点,存储器、I/O标准总线扩展存储器空间程序空间（闪存、ROM、RAM）数据空间（RAM、E2PROM、闪存）堆栈（RAM）编址方式字编址（PIC）字节编址,单片机系统软件的设计要点,数据顺序大端格式（big-endian）（51，ARM）小端格式（little-endian）（x86，ARM）,高字节,高字节,单片机系统
6、软件的设计要点,哈佛结构（Harvard architecture）,冯诺伊曼结构（von Neumann architecture）普林斯顿结构（Princetion architecture）,存储器空间编址方式,单片机系统软件的设计要点,IO空间编址方式数据和IO独立编址指令系统中有专门的输入输出指令（x86）数据空间和IO空间统一编址指令系统中无专门的输入输出指令（51）ARM采用地址映射技术将所有以地址访问的单元映射为统一的空间,单片机系统软件的设计要点,控制硬件访问I/O地址绝对定位高性能的影响防止编译器对I/O操作语句的优化RAM和IO统一编址注意cache的特点，以免影响对I/
7、O的正常操作片内硬件与外扩硬件类似：状态寄存器、控制寄存器和数据寄存器位操作（布尔操作）,单片机系统软件的设计要点,函数的可重入性可重入函数的系统开销大不允许重复调用不可重入函数使用库函数或第三方的函数，必须确认可重入性,单片机系统软件的设计要点,中断与中断服务例程（ISR）中断屏蔽中断优先权和优先级中断入口的获取固定入口（51）向量表（x86，ARM）现场的保护和恢复,WDT,单片机系统软件的设计要点,单片机系统软件的设计要点,固态化存储程序编写和编译要优化程序存储器空间（长度）实时性的要求（时间）程序的发布方法随产品一起发布存储在ROM中库函数IAP方式ROM只存放启动装入程序，用来下载最
8、新的软件映像IP模块化（IP OEM方式）,单片机系统的调试方法,Keil Software公司的单片机开发工具简介,Keil Software公司的单片机开发工具简介,单片机的开发过程,IDE的建立（程序安装）建立工程新建源文件交叉编译、链接仿真硬件调试配置向导,Keil Software公司的单片机开发工具的使用,单片机系统的调试方法ROM调试,在PC机上运行模拟器/仿真软件进行软件调试将软件下载至系统进行实际运行判断程序的问题进行修改,单片机系统的调试方法PROTEUS仿真,单片机系统的调试方法PROTEUS仿真,单片机系统的调试方法Vision仿真,单片机系统的调试方法Vision仿真
9、,编程器（烧写器、下载器）,单片机系统的调试方法调试器,2.调试器调试DEB是与应用无关的特殊软件MON51、ISD51、FlashMon等STC单片机调试器出厂时已固化,网络接口，支持远端调试,RS232接口，支持仿真终端,ICE,仿真头,CPU插座,单片机系统的调试方法在线仿真器,接PC，运行IDE,目标系统,仿真CPU2,通信、监控CPU1,单片机系统的调试方法片上调试器,接PC机USB，运行IDE,ICD,JTAG,OCD,单片机系统的调试方法片上调试器,接PC机USB，运行IDE,ICD,JTAG,OCD,接PC机USB，供电、运行主机应用程序,单片机系统的调试方法片上调试器,接PC
10、机USB，运行IDE,OCD,非标准的哈佛结构数据总线和地址总线共用片内总线，连接单片机内部的部件片外总线，提供扩展外部器件的总线接口,51内核单片机的应用要点总线,ROM与RAM独立编址（两个独立的存储器空间）内部RAM外部RAM和I/O有些51内核单片机已集成部分外部RAM，称之为片内RAM，而称通过外部总线扩展的外部RAM为片外RAMROMSFR,51内核单片机的应用要点存储器,应用要点存储器体系结构与寻址方式,P0P3四个8位其中大部分都有第二功能准双向接口，数据通过引脚直接输入输出一般采用漏极开路（Open Drain，OD），输出的高电平由上拉电阻（pull-up risistor
11、）实现,MCS-51单片机的应用要点GI/O,MCS-51单片机的应用要点中断系统,固定中断入口地址：中断号*8+3,中断请求的清除：硬件自动清除软件手动清除,中断优先权（polling priorty）中断优先级相同且同时产生中断时起作用,MCS-51单片机的应用要点中断系统,MCS-51单片机的应用要点中断系统,中断响应时间MCS-51单片机，38个机器周期其他的51内核单片机的中断响应时间的计算方法类似，计算的结果可能是不一样的，因为指令的执行时间可能不一样,51系列：两个16位的定时器计数器（0/1）52系列：三个16位的定时器计数器（2）定时器计数器的信号引脚与端口3（0/1）和端口
12、1（2）的某些位共用,MCS-51单片机的应用要点定时器/计数器,一种同步模式三种异步模式,MCS-51单片机的应用要点UART,为兼容避免使用定时器2作为波特率发生器,UART的模式1/3,模式1：8位波特率可变模式3：9位波特率可变第9位可用于校验（奇/偶校验）或多机通信,UART的模式1/3的波特率发生器,K=216=32,K=1221-SMOD16=19221-SMOD,UART的模式1/3的波特率发生器,计数初值=(系统时钟频率K)波特率使用定时器计数器2时，K=32使用定时器计数器1时，K=19221-SMOD,单片机训练平台资源介绍,超声波发射,继电器,蜂鸣器,温度传感接口,AD
13、转换,方波发生器,LED数码管,AT24C02,USB接口,51系列单片机,AVR单片机,音频放大,光敏电阻,8155,信号放大,88LED点阵,USB桥,超声波接收,DA转换,霍尔器件接口,电机驱动,CPU模块介绍,AT89S52单片机简介,与Intel8752兼容8kB Flash片内ROM256B内部RAM84准双向I/O端口6个中断入口（8个中断源）2级中断优先级3个16位可编程定时器/计数器1个UARTWDT复位后关闭双数据指针,下载器、USBUART桥、电源模块介绍,下载器、USBUART桥、电源模块介绍,CH341A板载下载器USBUART1-wire扩展I2C总线SPI总线USB或外接电源供电,
