单片机6第六章系统扩展讲解
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单片机系统扩展技术1. 引言单片机是一种集成了处理器、存储器和各种输入输出接口的微型计算机系统。
单片机系统的应用范围广泛,涵盖了从工业自动化到家电控制等多个领域。
然而,随着应用需求的不断增加,单片机系统的功能往往面临着限制。
为了满足更高的要求,需要使用扩展技术来增强单片机系统的功能。
本文将介绍一些常见的单片机系统扩展技术。
2. 外部存储器扩展技术在某些应用场景中,单片机的内部存储器容量可能不足以存储所有的数据和程序。
这时可以通过外部存储器扩展技术来扩大系统的存储容量。
常见的外部存储器包括SD卡、EEPROM和闪存等。
2.1 SD卡扩展SD卡是一种常用的便携式存储介质,具有容量大、速度快和易于移植的特点。
通过使用SD卡模块,可以将SD卡连接到单片机系统中,并使用相应的驱动程序实现对SD卡的读写操作。
这样可以使单片机系统具备更大的存储容量,以便存储更多的数据和程序。
2.2 EEPROM扩展EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)是一种可擦写的非易失性存储器。
通过使用外部连接的EEPROM芯片,可以在单片机系统中实现额外的存储容量。
EEPROM的读写速度相对较慢,但具有较高的可擦写次数和较低的功耗,适合存储一些需要长期保存的数据。
2.3 闪存扩展闪存是一种常见的存储介质,具有容量大、读写速度快和抗震动的特点。
通过使用外部连接的闪存芯片,可以在单片机系统中实现更大的存储容量。
闪存的读写速度相对较快,适合存储需要频繁读写的数据和程序。
3. 通信接口扩展技术在一些应用中,单片机系统需要与外部设备进行通信,例如传感器、执行器和其他单片机等。
为了实现与这些外部设备的通信,可以通过扩展通信接口来满足需求。
3.1 UART扩展UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是一种常见的串行通信接口。
单片机教案(讲稿)第一章:单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程介绍单片机的概念及其发展历程讲解单片机在我国的应用与发展现状1.2 单片机的组成与结构介绍单片机的组成结构,包括CPU、存储器、输入/输出接口等讲解单片机的硬件系统设计与应用1.3 单片机的特点与分类讲解单片机的主要特点,如体积小、成本低、功耗低等介绍单片机的分类及应用领域第二章:单片机编程基础2.1 计算机组成原理与数制转换讲解计算机组成原理,包括二进制、八进制、十六进制等数制转换方法介绍ASCII码、GB2312等字符编码标准2.2 单片机指令系统与编程语法讲解单片机的指令系统,包括数据传输、逻辑运算、算术运算等指令介绍单片机编程语法,如寄存器、立即寻址、间接寻址等2.3 程序设计方法与技巧讲解程序设计方法,包括顺序结构、分支结构、循环结构等介绍编程技巧,如变量命名、代码优化、模块化设计等第三章:单片机接口技术3.1 并行接口设计与应用讲解并行接口的原理与设计方法介绍并行接口在单片机中的应用案例,如键盘、LED显示等3.2 串行接口设计与应用讲解串行接口的原理与设计方法介绍串行接口在单片机中的应用案例,如串口通信、USB接口等3.3 其他接口技术介绍讲解ADC、DAC、PWM等接口技术的原理与应用介绍这些接口技术在单片机中的应用案例第四章:单片机应用系统设计4.1 系统设计流程与方法讲解单片机应用系统设计的流程,包括需求分析、硬件选型、软件设计等介绍系统设计方法,如模块化设计、层次化设计等4.2 硬件系统设计与调试讲解硬件系统设计的方法与技巧介绍硬件调试工具与方法,如示波器、逻辑分析仪等4.3 软件系统设计与调试讲解软件系统设计的方法与技巧介绍软件调试工具与方法,如调试器、仿真器等第五章:单片机项目实践5.1 项目实践概述讲解项目实践的目的与意义介绍项目实践的内容与要求5.2 项目实践案例一:温度控制系统讲解温度控制系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现温度控制的具体步骤与技巧5.3 项目实践案例二:智能家居系统讲解智能家居系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现智能家居的具体步骤与技巧5.4 项目实践案例三:小型讲解小型的原理与设计方法介绍使用单片机控制小型的具体步骤与技巧展望单片机技术在未来的发展趋势与应用前景第六章:单片机中断与定时器/计数器6.1 中断系统讲解单片机的中断系统概念、类型及优先级介绍中断服务程序的编写方法与中断响应过程6.2 定时器/计数器原理讲解定时器/计数器的结构、工作模式及编程方法介绍定时器/计数器在工业控制中的应用案例6.3 中断与定时器/计数器应用实例结合具体案例,讲解中断与定时器/计数器在实际项目中的应用第七章:单片机串行通信技术7.1 串行通信基础讲解串行通信的概念、分类及标准介绍串行通信的物理层、数据链路层及网络层协议7.2 单片机串行通信接口讲解单片机串行通信接口的原理与编程方法介绍单片机串行通信在各种应用场景中的案例7.3 串行通信技术应用实例结合具体案例,讲解串行通信技术在实际项目中的应用第八章:单片机接口扩展技术8.1 并行扩展技术讲解并行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍并行扩展在存储器、IO接口等方面的应用8.2 串行扩展技术讲解串行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍串行扩展在ADC、DAC、显示模块等方面的应用8.3 接口扩展技术应用实例结合具体案例,讲解接口扩展技术在实际项目中的应用第九章:单片机嵌入式系统设计9.1 嵌入式系统概述讲解嵌入式系统的概念、特点及分类介绍嵌入式系统的设计流程与方法9.2 嵌入式操作系统讲解嵌入式操作系统的概念、特点及分类介绍常见的嵌入式操作系统及其应用案例9.3 嵌入式系统设计实例结合具体案例,讲解嵌入式系统在实际项目中的应用第十章:单片机技术发展趋势与应用前景10.1 单片机技术发展趋势讲解单片机技术的发展趋势,如性能提升、集成度增加等介绍新兴的单片机技术,如片上系统(SoC)、物联网(IoT)等10.2 单片机应用前景探讨单片机技术在各个领域的应用前景,如工业控制、智能家居、医疗设备等分析单片机技术对我国经济社会发展的重要意义重点和难点解析重点环节一:单片机的定义与发展历程单片机作为微控制器的核心,其定义和发展历程是理解微控制器应用的基础。
单片机原理及应用知识点各章总结单片机原理及应用知识点各章总结第一章:单片机基础知识概述单片机是一种集成电路,包含中央处理器、存储器和输入输出设备。
它具有微型化、低功耗、可编程等特点,在现代电子设备中得到广泛应用。
该章节主要介绍了单片机的基本组成、工作原理和分类。
第二章:单片机内部结构单片机主要由中央处理器、内存和外设组成。
中央处理器负责指令执行和数据处理,内存用于存储程序和数据,外设用于与外界进行通信。
内部结构包括中央处理器的各个模块以及与之连接的总线和时钟。
第三章:单片机编程语言单片机编程语言包括汇编语言和高级语言。
汇编语言直接操作硬件,编程效率高;高级语言更易学习和使用,但运行效率相对低。
该章节介绍了常用的汇编语言指令和高级语言的编程方法。
第四章:单片机输入输出技术单片机输入输出技术是单片机与外界进行数据交换的重要方式。
该章节介绍了常见的输入输出方式,包括并行输入输出、串行输入输出、模拟输入输出和中断输入输出等。
同时介绍了GPIO口的工作原理和使用方法。
第五章:单片机中断技术中断技术是单片机实现多任务的一种重要方式。
该章节介绍了中断的概念、分类和工作原理。
同时介绍了中断优先级、中断屏蔽和中断向量表等相关知识。
还介绍了中断服务程序的编写方法和注意事项。
第六章:单片机定时器和计数器定时器和计数器是单片机中常见的计时和计数装置。
该章节介绍了定时器和计数器的工作原理和使用方法。
还介绍了定时器和计数器在实际应用中的常见用途,如延时、频率测量和PWM 控制等。
第七章:单片机串行通信接口串行通信接口是单片机与外界进行数据通信的一种常见方式。
该章节介绍了串行通信的基本概念和工作原理。
同时介绍了常用的串行通信协议,如UART、SPI和I2C等。
还介绍了串行通信在实际应用中的常见用途。
第八章:单片机模拟量输入输出模拟量输入输出是单片机处理模拟信号的一种重要方式。
该章节介绍了模拟量输入输出的基本概念和工作原理。
同时介绍了ADC和DAC等模拟量转换器的原理和使用方法。
单片机技术教案(综合版)第一章:单片机概述教学目标:1. 了解单片机的定义、发展历程和分类。
2. 掌握单片机的基本组成原理和应用领域。
3. 熟悉常见单片机的性能参数和选型原则。
教学内容:1. 单片机的定义和发展历程。
2. 单片机的分类和特点。
3. 单片机的基本组成原理。
4. 单片机的应用领域。
5. 常见单片机的性能参数和选型原则。
教学方法:1. 讲授法:讲解单片机的定义、发展历程和分类。
2. 案例分析法:分析单片机的应用领域和选型实例。
3. 讨论法:探讨单片机的组成原理和特点。
教学资源:1. 课件:介绍单片机的定义、发展历程、分类和应用领域。
2. 实例:展示单片机的应用实例和选型原则。
教学评估:1. 课堂问答:检查学生对单片机定义、发展历程和分类的掌握情况。
2. 小组讨论:评估学生对单片机应用领域和选型原则的理解程度。
教学目标:1. 掌握单片机编程的基本概念和流程。
2. 熟悉单片机的指令系统及其分类。
3. 学习单片机编程语言和开发工具。
教学内容:1. 单片机编程的基本概念和流程。
2. 单片机的指令系统:数据传送指令、逻辑操作指令、算术操作指令、控制指令等。
3. 单片机编程语言:汇编语言、C语言、Basic语言等。
4. 单片机开发工具:Keil、MPLAB、CCS等。
教学方法:1. 讲授法:讲解单片机编程的基本概念和流程。
2. 案例分析法:分析单片机指令系统的应用实例。
3. 实践操作法:练习单片机编程语言和开发工具的使用。
教学资源:1. 课件:介绍单片机编程的基本概念、指令系统和编程语言。
2. 实例:展示单片机指令系统的应用实例。
3. 开发工具:提供Keil、MPLAB、CCS等单片机开发工具的使用教程。
教学评估:1. 课堂问答:检查学生对单片机编程基本概念和流程的掌握情况。
2. 编程练习:评估学生对单片机指令系统和编程语言的应用能力。
教学目标:1. 掌握单片机接口技术的基本概念和分类。
2. 熟悉并行接口、串行接口、模拟接口等常见接口技术。
第六章单片机系统扩展通常情况下,采用MCS-51单片机的最小系统只能用于一些很简单的应用场合,此情况下直接使用单片机内部程序存储器、数据存储器、定时功能、中断功能,I/O端口;使得应用系统的成本降低。
但在许多应用场合,仅靠单片机的内部资源不能满足要求,因此,系统扩展是单片机应用系统硬件设计中最常遇到的问题。
在很多复杂的应用情况下,单片机内的RAM ,ROM 和 I/O接口数量有限,不够使用,这种情况下就需要进行扩展。
因此单片机的系统扩展主要是指外接数据存贮器、程序存贮器或I/O接口等,以满足应用系统的需要。
6.1 单片机应用系统按照单片机系统扩展与系统配置状况,单片机应用系统可以分为最小应用系统、最小功耗系统、典型应用系统等。
最小应用系统,是指能维持单片机运行的最简单配置的系统。
这种系统成本低廉、结构简单,常用来构成简单的控制系统,如开关状态的输入/输出控制等。
对于片内有ROM/EPROM 的单片机,其最小应用系统即为配有晶振、复位电路和电源的单个单片机。
对于片内无ROM/EPROM的单片机,其最小系统除了外部配置晶振、复位电路和电源外,还应当外接EPROM 或EEPROM作为程序存储器用。
最小应用系统的功能取决于单片机芯片的技术水平。
单片机的最小功耗应用系统是指能正常运行而又功耗力求最小的单片机系统。
单片机的典型应用系统是指单片机要完成工业测控功能所必须具备的硬件结构系统。
6.1.1 8051/8751最小应用系统MCS-51系列单片机的特点就是体积小,功能全,系统结构紧凑,硬件设计灵活。
对于简单的应用,最小系统即能满足要求。
8051/8751是片内有ROM/EPROM的单片机,因此,用这些芯片构成的最小系统简单、可靠。
图6-1 8051/8751最小应用系统用8051/8751单片机构成最小应用系统时,只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可,如图6-1所示。
由于集成度的限制,最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。