初学单片机PPT
单片机简介单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术，将具有数据处理能力的中央处理器CPU、...
单片机简介单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术，将具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上，构成一个小而完善的微型计算机系统。单片机由运算器和控制器组成，有些单片机中还包括了存储器。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是根本做不到的。一个单片机里面就有相当于一个电脑的功能但是体积很小，价格也很便宜，往往作为一个控制核心使用。单片机的发展历程单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。传统的SCM单片机都是基于芯片内部固定程序来实现不同的控制功能，因此功能单一、灵活性差，很难适应日新月异的应用需求。1. SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。2. MCU即微控制器（Microcontroller Unit）阶段主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。3. SoC即系统级芯片（System on a Chip）阶段从纯技术角度讲，SoC是用一块芯片完成一个电子系统的全部功能。从狭义角度讲，它是信息系统核心的芯片集成，是将系统所需芯片集成到一块或几块芯片上的微型计算机。从广义角度讲是指一个微型系统（或子系统）的完整解决方案，用单片集成系统代替以往一个由多块芯片完成的功能。它标志着嵌入式系统技术已经发展到更高级的阶段，也是嵌入式系统未来发展的必然趋势。单片机的分类单片机分类方法有很多，通常按照单片机的体系结构，将单片机分为四大类：1. 通用型/专用型这是按单片机应用范围来区分的。例如，专为控制电机而设计的单片机，可以为电机提供各种控制算法；为智能仪表设计的单片机，会集成各种适合于仪表工作的算法。不过，很多单片机也都可以通用，如8051，可以用于各种应用场合。2. 总线型/非总线型这是按单片机是否提供并行总线来区分的。提供并行总线的单片机方便构成各种规模的计算机系统。3. 控制器型/运算器型这是按照单片机强调的功能进行区分的。4. 嵌入式/非嵌入式通常，单片机靠应用程序来实现其控制功能。被嵌入到对象体系中的专用单片机，称为嵌入式单片机。一般来说，非嵌入式的单片机都提供较为完备的并行I/O口、定时器/计数器、外部中断、串行口等，适用于各种通用的应用系统。单片机的特点单片机体积比较小，内部芯片作为计算机系统，其结构简单，但是功能完善，使用起来十分方便，可以模块化应用，有着较高的集成度，可靠性比较强。单片机有着较强的控制能力，主要控制对象是模拟量、数字量和智能I/O接口。单片机有着较多的寻址方式，程序存储器空间和数据存储器空间较大，同时，很多单片机都设置了并行I/O口，还有全双工串行通信口，有的单片机还有A/D转换口、D/A转换口、脉宽调制口（PWM）和捕捉/比较单元等，使单片机的应用更加广泛。此外，很多单片机设置了静态逻辑，静态逻辑不需要使用振荡器，只需要通过外部脉冲信号驱动，就可以使单片机运行。单片机的学习内容1. 基础知识在学习单片机之前，需要掌握一些基础知识，包括数字电路和模拟电路的基本原理、计算机组成原理、汇编语言或C语言编程基础等。这些知识将为后续的单片机学习打下坚实的基础。2. 单片机硬件结构了解单片机的硬件结构是学习单片机的重要一环。需要掌握单片机的中央处理器（CPU）、内存、I/O端口、定时器/计数器等硬件资源的功能和使用方法3. 单片机指令系统单片机的指令系统是单片机编程的基础。学习单片机的指令系统，需要了解各种指令的功能、寻址方式以及使用方法。通过学习指令系统，可以掌握单片机的基本操作，如数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移等。4. 编程与调试掌握单片机的编程语言是单片机学习的重要一环。常用的单片机编程语言有汇编语言和C语言。汇编语言更接近硬件，执行效率高，但编写复杂；C语言编写简单，可读性强，但执行效率略低。学习编程的同时，还需要学习如何进行程序的调试，包括使用仿真器和调试器进行程序的调试和单步执行。5. 外设接口与扩展单片机通常需要与各种外设进行接口和扩展，如LED显示器、键盘、ADC/DAC转换器、电机驱动器等。学习单片机需要了解如何与这些外设进行接口，包括接口电路的设计、数据的传输方式等。6. 应用系统设计单片机的最终目的是用于各种应用系统的设计和开发。在学习单片机的过程中，需要了解如何根据实际应用需求，进行单片机的选型、系统设计、程序编写和调试等。7. 实战项目练习理论学习是基础，但实战项目练习是巩固和提升学习成果的关键。通过参与一些实际的项目，如温度控制系统、智能小车、电机控制等，可以将所学的理论知识应用到实践中，加深对单片机的理解和应用能力。单片机的学习方法1. 理论学习与实践相结合单片机的学习需要理论与实践相结合。在理论学习的基础上，通过实践项目来巩固和加深对理论知识的理解。2. 自学与参加培训相结合单片机的学习可以通过自学的方式进行，也可以通过参加培训机构或大学课程的方式进行学习。自学需要较强的自律性和自我管理能力，而参加培训则可以得到系统的指导和帮助。3. 多看多练单片机的学习需要多看多练，通过不断的实践来提升自己的编程和系统设计能力。4. 交流与分享单片机的学习过程中，可以加入一些学习交流群或社区，与其他学习者进行交流和分享，共同探讨问题，互相帮助，共同进步。单片机的学习资源1. 教材与参考书籍市面上有很多关于单片机的教材和参考书籍，如《单片机原理与应用》、《51单片机C语言程序设计》等。这些书籍详细介绍了单片机的原理、编程、应用系统设计等方面的知识，是学习单片机的重要资源。2. 在线教程与视频教程互联网上有很多关于单片机的在线教程和视频教程，如B站上的UP主分享的单片机学习经验、教程等。这些教程以视频或文字的形式详细介绍了单片机的各个方面，方便学习者随时随地学习。3. 仿真软件与开发工具单片机的学习过程中，需要使用到一些仿真软件和开发工具，如Keil C51、IAR Embedded Workbench等。这些工具可以帮助学习者进行程序的编写、调试和烧录等操作。4. 实验板与开发板实验板和开发板是学习单片机的重要硬件资源。通过这些板子，学习者可以进行实际的电路搭建、程序烧录和调试等操作，加深对单片机的理解和应用能力。以上是单片机学习的一些基本内容、方法和资源。希望这些内容能对初学者有所帮助，为学习单片机提供一个良好的起点。
