【大学课件】单片机工作方式及时序

单片机工作方式及时序欢来单时课课将讨单迎大家到片机工作方式及序的程本程深入探片机的工作原结应们将础开级题理、构和用我从基始，逐步深入到高主单片机简介定义特点单储积应片机是集成了处理器、存器体小、功耗低、性能强、用计和外设的微型算机广泛应用领域疗工业控制、家电、汽车电子、医设备等单片机的基本结构中央处理器（）CPU1存储器（和）2ROM RAM输入输出接口3/定时器计数器4/中断系统5单片机的工作原理取指令1储读从程序存器中取指令译码2释解指令的含义执行3执行指令指定的操作写回4将结写储果入寄存器或存器单片机程序的运行过程上电复位内初始化寄存器和存主程序循环执码行主要功能代中断处理应响外部事件低功耗模式闲时进状态在空入休眠单片机的硬件资源核心内存单元CPU执数储数行指令和据处理存程序和据端口时钟系统I/O时与外部设备交互提供系统序单片机的指令系统数据传送指令算术运算指令逻辑运算指令控制转移指令如MOV、PUSH、POP等如ADD、SUB、MUL等如AND、OR、XOR等如JMP、CALL、RET等单片机的中断机制中断源中断向量表时储断外部事件、定器溢出、串口接存各中服务程序的入口地址收等中断优先级中断服务程序断时时断码决定多个中同发生的处理处理具体中事件的程序代顺序单片机的外设接口单片机的定时器功能定时器初始化1时设置定器模式和初值定时器运行2计数器递增或递减定时器中断3计数断器溢出触发中中断处理4执应时行相的定任务单片机的串行通信UART I2C线异步串行通信两制同步串行通信SPI CAN络全双工同步串行通信控制器局域网通信单片机的模数转换模拟信号输入1传感器或其他模拟设备信号调理2滤放大、波等处理采样保持3暂时压存瞬电值量化编码4将压转换为数电值字量单片机的输入输出操作输入操作输出操作读键状态显•取按•控制LED示传数驱转•采集感器据•动电机运单片机的存储器管理程序存储器数据存储器储码为读储储数为访存程序代，通常只存存变量和据，通常随机问储器（ROM）存器（RAM）外部存储器EEPROM储数数扩储存需要掉电保存的参和据展存容量，如外接Flash或SRAM单片机程序设计流程需求分析确定系统功能和性能要求硬件设计选择单围合适的片机和外电路软件设计编写码现程序代实所需功能仿真调试验证使用仿真器程序正确性实机测试标在目硬件上运行并优化程序单片机的软件编程单片机程序调试技巧使用仿真器设置断点12虚环测试节关键码暂执检在拟境中程序，省在代处停行，查时间和成本变量值单步执行日志输出34执观为过调试逐条指令行，察程序行通串口打印信息，跟踪程序运行单片机电路设计要点电源设计时钟电路稳选择频确保定可靠的供电合适的晶振和分复位电路接口电路证计保系统正常启动设合理的输入输出电路单片机系统的集成应用智能家电汽车电子工业控制调产线空、洗衣机等家电控制系统发动机管理、车身控制等系统机器人、生自动化控制单片机系统的性能优化代码优化中断优化存储优化内数级内•使用联函•合理设置优先•合理分配存环数缩断•减少循次•短中服务程序•使用位操作单片机关键技术介绍低功耗技术实时操作系统过态频调应通多种休眠模式和动率提高系统响速度和任务管理能节现实力无线通信安全加密蓝线内数集成WiFi、牙等无模块，置硬件加密引擎，保护据安现远实程控制全单片机系统的扩展性外部存储器接口1通信接口扩展2外设功能模块3多核心协处理器4单片机系统的可靠性看门狗定时器冗余设计监关键控程序运行，防止死机部件采用双重或三重冗余抗干扰设计故障诊断检时现报EMI/EMC防护，提高抗电磁干扰自功能，及发并告故障能力单片机系统的安全性代码保护数据加密访问控制安全更新读数对关键资权访问级防止程序被非法取或修改保护敏感据的安全性限制源的非授支持固件安全升机制单片机系统的工业应用单片机系统的未来趋势高性能化断处理能力不提升低功耗化续时更长的电池航间智能化习集成AI和机器学功能物联网化络连更强的网接能力单片机系统的局限性处理能力有限存储容量受限计较内储较相比通用处理器，算能力弱部存器容量通常小功能专一性开发难度较高难杂计较软识以胜任复的通用算任务需要强的硬件和件知单片机系统的发展历程年19711单问Intel4004，第一个片机世年代19802单应8位片机广泛用年代19903单现16位和32位片机出年代20004单ARM架构片机兴起现在5单物联网和AI片机蓬勃发展单片机系统的技术标准硬件标准软件标准通信标准调试编码规线协议•JTAG接口•MISRA C范•CAN总调试软线协议•SWD接口•AUTOSAR件架构•LIN总单片机系统的前景展望智能家居可穿戴设备智能汽车单将为单单将单将驾驶挥关键片机成智能家居设备的核心控制元低功耗片机推动可穿戴设备的发展高性能片机在自动中发作用总结与问答课程回顾技术展望们习单单将领我学了片机的工作原理、片机在物联网和人工智能结应挥构和用域发更大作用实践建议问答环节励践单项欢们问题讨论鼓动手实，参与片机目迎同学提出，互相开发。