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单片机毕业论文
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2016年6月X日
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绪论
暂略
暂略
1.绪论
二十世纪跨越了三个"电"的时代,即电气时代,电子时代和现已进入的电脑时代.不过,这种电脑,通常是指个人计算机,简称PC机.它由主机,键盘,显示器等组成.还有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉.这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机(亦称微控制器).顾名思义,这种计算机的最小系统只用了一片集成电路,即可进行简单运算和控制.它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑,因为它体积小,通常都藏在被控机械的"肚子"里.它在这个装置中,起着有如人类头脑的作用,它出了毛病,整个装置就瘫痪了.
单片机具有体积小,功能强,应用面广等优点,目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统,蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地.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,学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择.
现在,这种单片机的使用领域已十分广泛.彩电,冰箱,空调,录像机,VCD,遥控器,游戏机,电饭煲等无处不见单片机的影子,单片机早已深深地融入我们每个人的生活之中.
单片机能大大地提高这些产品的智能性,易用性及节能性等主要性能指标,给我们的生活带来舒适和方便的同时,在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量.单片机按用途大体上可分为两类,一种是通用型单片机,另一种是专用型单片机.
1.1单片机基础知识
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.概括的讲,一块芯片就成了一台计算机.
MCS-51单片机是美国INTEL公司于1980年推出的产品,与MCS-48单片机相比,它的结构更先进,功能更强,在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令,指令数达111条,MCS-51单片机可以算是相当成功的产品,一直到现在,MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品,各高校及专业学校的培训教材仍与MSC-51单片机作为代表进行理论基础学习.
MCS-51系列单片机主要包括8031,8051和8751等通用产品.
DP-51S单片机仿真实验仪是由广州致远电子有限公司设计的DP系列单片机仿真实验仪之一,是一种功能强大的单片机应用技术学习,调试.
1.2单片机的应用领域
单片机广泛应用于仪器仪表,家用电器,医用设备,航空航天,专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分为如下几个范畴:
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一,在智能仪器仪表的应用
单片机具有体积小,功耗低,控制功能强,扩展灵活,微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压,功率,频率,湿度,温度,流量,速度,厚度,角度,长度,硬度,元素,压力等物理量的测量.采用单片机控制使得仪器仪表数字化,智能化,微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大.例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪).
二,在家用电器中的应用
可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭煲,洗衣机,电冰箱,空调机,彩电,其他音响视频器材,再到电子秤量设备,五花八门,无所不在.
三,在工业控制中的应用
用单片机可以构成形式多样的控制系统,数据采集系统.例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制,各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等.
四,在计算机网络和通信领域中的应用
现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,机,小型程控交换机,楼宇自动通信呼叫系统,列车无线通信,再到日常工作中随处可见的移动,集群移动通信,无线电对讲机等.
五,单片机在医用设备领域中的应用
单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等.
此外,单片机在工商,金融,科研,教育,国防航空等领域都有着十分广泛的用途.
1.3单片机的发展趋势
单片机现在可以说是百花齐放,百家争鸣的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位,16位到32位,数不胜数,应有尽有,有与主流C51系列兼容的,也有不兼容的,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供了广阔的天地.
纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势,大致有:
一,微型单片化
现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU),随机存取数据存储(RAM),只读程序存储器(ROM),并行和串行通信接口,中断系统,定时电路,时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器,PMW(脉宽调制电路),WDT(看门狗),有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大.甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片.
此外,现在的产品普遍要求体积小,重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小.现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展.
二,低功耗CMOS化
MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺).像80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺).CMOS虽然功耗低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于要求低功耗像电池供电的应用场合.所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径.
三,主流与多品种共存
现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心的单片机占主流,兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品,ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机.所以80C51占据了半壁江山.而Microchip公司的PIC精简指令集合(RISC)也有着强劲的发展势头,中国台湾的HOLTEX公司近年的单片机产量与日俱增,与其底价质优的优势,占据一定的市场份额.此外还有MOTOROLA公司的产品,日本几大公司的专用单片机.在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成,共同发展的道路.
九十年代以后,单片机在结构上采用双CPU或内部流水线,CPU位数有8位,16位,32位,时钟频率高达20MHZ,片内带有PWM输出,监视定时器WDT,可编程计数器阵列PCA,DMA传输,调制解调器等.芯片向高度集成化,低功耗方向的发展,使得单片机在大量数据的实时处&#
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