单片机课程设计

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1、一、单片机的初步认识 1.单片机的概念 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写 MCU 表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不 是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片 机由运算器， 控制器， 存储器， 输入输出设备构成， 相当于一个微型的计算机 （最 小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成 了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便 利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是 被用在工业控制领域。 2

2、.单片机的特点 （1）高集成度，体积小，高可靠性 单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最 小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗工业噪音性 能优于一般通用的CPU。 单片机程序指令， 常数及表格等固化在ROM中不易破坏， 许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。 （2）控制功能强 为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转 移能力，I/O 口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。 （3）低电压，低功耗，便于生产便携式产品 为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机内的工作电压仅为 1.8V 3.6V，而工作电流

3、仅为数百微安。 （4）易扩展 片内具有计算机正常运行所必需的部件。 芯片外部有许多供扩展用的三总线 及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。 （5）优异的性能价格比 单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用 RISC 流 水线和 DSP 等技术。 单片机的寻址能力也已突破 64KB 的限制， 有的已可达到 1MB 和 16MB，片内的 ROM 容量可达 62MB，RAM 容量则可达 2MB。由于单片机的广泛使 用，因而销量极大，各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉，其性能价格比极 高。 二、单片机最小系统 MCU 最小系统是指可以使内部程序运行起来的所

4、必须的基本外围电路。 HC-EZ-XS128 扩展实验系统底板电路划分成 15 个区域， 以下简要说明每个区域的 功能。 MCU 区：核心板模块扩展区域。MCU 区中提供了 3 组插槽，可以扩展配套 MC9s12xs128 与 MC9s12dg128 核心板，并且每组插槽的所有引脚均可以引出用 做基础或者扩展实验。 POWER 区：电源模块。这里通过引入的 9V 或 12V 直流电源，为实验平台提 供 3.3V、5V、9V 或 12V 电源，并配有电源引出端子，方便为外接模块供电。 SEGLED 数码管显示区：6 位 8 段数码管模块。该区域提供动态扫描方式扩展 的 8 位 8 段 LED 数

5、码管，用于完成 GPIO 相关实验。 DA 区：D/A 实验扩展模块。该区域提供 1 个 LED 灯，用于完成 PWM 模块的 D/A 实验。 CAN 区：CAN 总线通讯模块。该区域提供了 1 路 CAN 总线通讯接口，可以 用于完成 CAN 总线通讯实验。 SD 区：Micro SD 卡扩展模块。该区域提供了 1 个 Micro SD 卡座，用于完成 基于 SPI 通讯协议的 SD 卡读写实验。 RS485 区：RS485 通讯模块。使用 MAX485 扩展 RS485 通讯总线，完成 RS485 通讯相关实验。 RS232 区：RS232 通讯模块。使用 MAX232 扩展 RS232

6、通讯总线，完成 RS232 通讯相关实验。 12x864LCD 区：12864 液晶模块扩展。提供 12864 液晶模块的扩展，接口完 全自主开放，可以扩展多种 12864 液晶模块，兼容带字库和不带字库的液晶。 KEY 区： 4x4 矩阵键盘模块。 该区域提供了 4x4 的矩阵键盘与四个功能按键， 可以利用 GPIO 扩展后完成程序编写，实现矩阵键盘扩展。四个功能按键，包括 IC，PLUSE，KBI，IRQ 该模块可以用于输入捕捉实验、脉冲累加模块、中断唤醒、 IRQ 中断实验实验等。 BELL 区：蜂鸣器模块。该区域提供了一个蜂鸣器，用以完成 GPIO 控制外设 实验。 AD 区：A/D 实验扩展模块。该区域通过两个电位器，提供可变模拟电压输 出，用于完成 A/D 模块实验。 TEMPER 区：18B20 温度检测模块，用于完成测温实验。 LED 区：8 位 LED 灯模块。该区域提供 8 位 LED 灯，实现 LED 灯的控制。 IIC 区： 串行总线扩展模块区域。 该区域提供了 IIC 器件， 外部 EEPROM-24C02 和 PCF8563 实时时钟。