毕业论文 单片机系统可靠性设计(2)

2019-02-16 13:34

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。

3)、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。

4)、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、电话机、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电话,集群移动通信,无线电对讲机等。

5)、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单片机的发展历程及发展趋势

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: 1)、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

2

第1章 单片机概念及可靠性技术的发展

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。

2)、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。

3)、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理、高级通信系统、数字信号处理、复杂工业过程

3

控制、高级机器人以及局域网等方面得到大量应用。这类单片机有NEC公司的MPD7800,MITSUBISHI公司的M337700,REVKWELL公司的R6500。 1.4 80C51单片机的内部结构

图2-1为80C51单片机功能结构框图

80C51 芯片内部集成了 CPU、RAM、ROM、定时/计数器和I/O口等各功能部件,并由内部总线把这些不见连接在一起。

80C51单片机内部包含以下一些功能部件: (1)一个8位CPU;

(2)一个片内振荡器和时钟电路;

(3)4KB ROM(80C51有4KB掩膜ROM,87C51有4KB EPROM,80C31片内有无ROM); (4)128B内RAM;

(5)可寻址64KB的外ROM和外RAM控制电路; (6)两个16位定时/计数器; (7)21个特许功能寄存器;

(8)4个8位并行I/O口,共32条可编程I/O端线; (9)一个可编程全双工串行口;

(10)5个中断源,可设置成2个优先级。

4

第1章 单片机概念及可靠性技术的发展

外时钟源 程序存储器4KB ROM 数据存储器256B 外部事件计数 64K总线扩展控制器 可编程I/O 可编程全双工串行口 中断 控制 并 行 口 串行通信

图1-4 80C51单片机功能结构框图

1.5 80C51单片机的引脚功能

5

80C51单片机一般采用双列直插DIP封装,共40个引脚,图2-2为引脚排列图。图2-2b

为逻辑符号图。40个引脚大致可分为4类:电源、时钟、控制和I/O引脚。

图1-5 80C51引脚图

1)、电源

(1)Vcc——芯片电源,接5V; (2)GND——接地端。 2).时钟

6


毕业论文 单片机系统可靠性设计(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:2016-2022年中国石油树脂市场运营态势研究报告 - 图文

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: