mcu01微控制器概述
单片机课件以MCU为核心的嵌入式系统的设计与调试
C语言在MCU开发中的应用
C语言在MCU开发中具有广泛的 应用，其丰富的库函数和结构化 编程方式使得开发过程更加高效。
C语言可以通过标准库和第三方 库来实现各种硬件操作和控制， 例如GPIO操作、定时器控制、
串口通信等。
C语言还可以用于编写中断服务 程序、实现实时操作系统等复杂
应用。
MCU开发工具的使用与选择
硬件设计
根据需求分析结果，设计嵌入式系 统的硬件结构，包括微控制器 （MCU）、存储器、接口电路等。
软件设计
根据硬件结构和需求分析，设计 嵌入式系统的软件程序，包括操 作系统、驱动程序和应用软件。
系统集成与测试
将硬件和软件集成在一起，进 行系统测试和调试，确保系统
功能和性能符合要求。
嵌入式系统硬件设计
MCU开发工具包括IDE（集成开 发环境）、编译器、调试器等。
常用的MCU开发工具有Keil、 IAR、Eclipse等，这些工具支 持多种MCU芯片和操作系统。
选择MCU开发工具时需要考虑 工具的易用性、功能、稳定性 以及支持的芯片种类等因素。
使用MCU开发工具可以大大提 高开发效率，减少错误，方便 调试和测试。
嵌入式系统将广泛应用于工业自动化 设备中，提高生产效率和产品质量。
嵌入式系统将应用于汽车电子控制系 统和智能驾驶辅助系统中，提高汽车 的安全性和舒适性。
智能家居
工业自动化
医疗电子
汽车电子
嵌入式系统将应用于各种智能家居设 备中，实现设备的互联互通和智能化 控制。
嵌入式系统将应用于各种医疗电子设 备中，如智能医疗诊断仪器、远程监 控设备等。
单片机课件：以MCU为核心的嵌 入式系统的设计与调试
contents
mcu硬件启动原理
MCU硬件启动原理简介MCU（Microcontroller Unit，微控制器单元）是一种集成了处理器核心、存储器、输入/输出接口和各种外设功能的单芯片微型计算机系统。
MCU广泛应用于各种电子设备中，如智能家居、汽车电子、工业自动化等领域。
在使用MCU之前，需要对其进行启动，以使其进入工作状态。
本文将详细解释与MCU硬件启动原理相关的基本原理。
MCU硬件启动流程MCU的硬件启动流程通常包括以下几个步骤：1.复位：当MCU上电或复位信号触发时，MCU会进入复位状态。
在复位状态下，MCU的所有寄存器和内部逻辑电路都会被初始化为默认值。
2.时钟初始化：MCU需要一个稳定的时钟信号来驱动其内部运算和外设工作。
在启动过程中，需要配置时钟源，并初始化时钟分频器等相关设置。
3.设置引脚功能：根据具体应用需求，需要设置引脚的功能模式（如输入、输出、模拟输入等），并配置相应的引脚属性（如上拉/下拉电阻、施密特触发器等）。
4.初始化外设：根据具体应用需求，需要初始化和配置MCU内部的各种外设，如串口、SPI、I2C、定时器等。
这些外设可以与其他硬件设备进行通信和交互。
5.启动主程序：完成上述步骤后，MCU进入正常工作状态，开始执行主程序。
主程序是用户编写的一段代码，用于实现具体的功能和逻辑。
MCU硬件启动原理复位复位是MCU启动过程中的第一步。
当MCU上电或复位信号触发时，复位电路会将MCU的所有寄存器和内部逻辑电路重置为默认值。
这样可以确保MCU处于一个可控的初始状态，并清除之前可能存在的错误状态。
在复位过程中，通常会对一些关键寄存器进行初始化设置，如时钟源选择寄存器、引脚功能设置寄存器等。
这些设置将为后续启动过程提供必要的基础条件。
时钟初始化MCU需要一个稳定的时钟信号来驱动其内部运算和外设工作。
在启动过程中，需要对时钟进行初始化设置。
首先，需要选择合适的时钟源。
常见的时钟源包括晶振（Crystal Oscillator）、外部时钟输入（External Clock Input）和内部振荡器（Internal Oscillator）等。
mcu-1
32位机
继16 位单片机出现后不久，各芯片厂先后推出了高性能的32 位单 片机系列。
The main motivations to migrate to 32bit are (1) the cost between 8/16 and 32bit are decreasing (2) the need in increasing performence (3) the need for connectivity (TCP/IP) (4) the need for good GUI, hence (4.1) advanced OPEN OS, such as WindowsCE, Symbian, PalmOS, embedded Linux etc
8X9X
8X9X片内I/8-pin、64-pin和68-pin三种。 48-pin 为 DIP 封 装 ， 68-pin 有 PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)封装、PGA(Pin Grid Array)等封装。
64-pin为shrink-Dip封装
Zilog Z8
【1】
由于高性能8位单片机应用领域极其广泛，各大公司都大力改进 其结构与性能。 该系列的各类产品目前仍是国内外产品的主流。 MCS-51作为高性能8位单片机的代表，奠定了典型总线型MCU 体系结构：
完善的总线结构
外部并行总线：数据总线、地址总线及相应的控制总线； 串行总线（UART）
1.2 单片机发展历史
Intel 公司1971年生产出第一片4 位微处理器Intel 4004， 集成度为2250只晶体管；随后又研制成了8位微处理器Intel
8008。
标志着微处理器、微机时代到来。 几乎与此同时（1970年代末期），随着嵌入式应用对象 需求的不断扩大，单片机开始出现。 现代计算机技术开始朝着两个分支发展： 通用计算机和嵌入式计算机。
mcu调速器说明书
mcu调速器说明书一、产品概述MCU调速器是一种基于微控制器单元(MCU)技术的调速器，用于控制电机的转速，广泛应用于工业自动化领域。
本调速器具有高性能、可靠性强、操作简便等特点，可以满足各种复杂环境下的需求。
二、产品特点1.高性能：MCU调速器采用高性能的微控制器单元，具有强大的处理能力和高速运算能力，可以实现精确的转速控制和运动控制。
2.可靠性强：调速器内置多种故障保护机制，如过压保护、过流保护、短路保护等，有效保护电机和调速器的安全运行。
3.操作简便：调速器采用用户友好界面，可以通过触摸屏或按钮进行参数设置，操作简单方便。
4.多种控制方式：调速器支持多种控制方式，包括外部模拟信号控制、PID闭环控制、速度预设控制等，可以满足不同场景下的控制需求。
三、产品参数1.输入电源：AC220V或AC380V，根据实际情况选择。
2.输出电压：根据电机的额定电压设定输出电压。
3.输出电流：根据电机的额定电流设定输出电流。
4.控制方式：支持外部模拟信号控制，输入信号范围为0-10V；支持PID闭环控制，可以设置比例、积分和微分参数；支持速度预设控制，可以设置预设速度。
5.工作温度：-10℃至60℃，在此温度范围内可正常工作。
6.存储温度：-20℃至80℃，在此温度范围内可安全存放。
四、使用方法1.接线：将输入电源和输出电机正确接入调速器的对应接口，确认接线无误后进行下一步操作。
2.参数设置：按下调速器上的设置按钮，进入参数设置界面。
根据电机的额定电压和额定电流，设置输出电压和输出电流的数值；根据控制方式的选择，设置相应的参数，如比例、积分和微分参数。
设置完成后，保存参数并返回主界面。
3.控制方式选择：根据实际需求选择控制方式，如外部模拟信号控制、PID闭环控制或速度预设控制。
通过触摸屏或按钮选择控制方式。
4.运行控制：选择好控制方式后，按下启动按钮，调速器开始运行。
根据控制方式需要，输入相应的控制信号，调速器将根据信号控制电机的转速。
名词解释mcu
名词解释mcu
MCU是指微控制器单元（Microcontroller Unit），是一种集成了微
处理器、存储器、输入输出端口和定时器等功能于一体的芯片。
它通
常被用于嵌入式系统中，以实现各种控制和计算任务。
MCU具有体积小、功耗低、成本低等特点，因此在许多领域得到广泛应用，如家电、汽车电子、医疗设备、工业自动化等。
MCU内部包含一个或多个CPU核心，可以运行预先编写好的程序。
它还集成了闪存/EEPROM/FRAM等存储器，用于存储程序代码和数据。
同时，MCU还提供了多个输入输出端口（GPIO）和通信接口（如UART、SPI、I2C等），以实现与外部设备的交互。
另外，MCU 还具有丰富的定时器和计数器资源，可以实现各种精确的计时和测量
任务。
在设计MCU时需要考虑很多因素，如处理能力、存储容量、功耗、
接口类型和数量等。
不同厂商生产的MCU也有着不同的特点和优势。
例如STMicroelectronics公司生产的STM32系列MCU以高性能和
丰富外设资源著称；Atmel公司生产的AVR系列MCU则以低功耗和易于开发为优势。
总之，MCU是一种集成了微处理器、存储器、输入输出端口和定时器
等功能于一体的芯片，具有体积小、功耗低、成本低等特点，在嵌入式系统中得到广泛应用。
【详解】单片机、ARM、DSP、模块、CPU 之间的区别对比
【详解】单片机、ARM、DSP、模块、CPU之间的区别对比单片机01什么是单片机单片机已广泛称作微控制器（MCU），单片机是一块类似PC的芯片，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；只是没PC强大，但它可以嵌入到其它设备中从而对其进行操控。
概括的讲：一块芯片就成了一台计算机单片机的多机应用系统可分为功能集散系统、并行多机处理及局部网络系统。
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。
03应用单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等；ARM01什么是ARMARM是微处理器行业中一家知名企业，研发了RISC处理器、有关技能及软件。
ARM既能够认为是一个公司的名称，也能够认为是对一类微处理器的通称，本文主要指ARM架构面向低核算商场规划的第一款RISC微处理器。
ARM内核是一个嵌入式系统。
RISC架构的指令，寄存器和流水线特征使它非常适合于并02优点耗电少节能、高功能、16位/32位双指令集、价格低、协作伙伴多；嵌入式片上资源丰富；03应用应用领域大多为小家电，终端设备；DSP01什么是DSPDSP是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件,它不仅具有可编程性，而且运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。
02优点强大数据处理能力和高运行速度03应用目前DSP应用主要应用图形与图像仪器仪表自动控制医疗家用电器信号处理通信语音等无线模块01什么是无线模块物联网中涉及到的模块大多数是无线通信模块，简称无线模块。
无线通信模块的原理是将电磁波信号发送或者接收且转换成我们能理解的信息。
无线通信模块的作用是将物于物之间联系起来，让各类物联网终端设备实现信息传输能力，也让各种智能设备有一个物联网的信息接口。
汽车mcu简介介绍
02
汽车mcu核心功能与技术
核心功能介绍
实时控制
汽车MCU具有实时控制功能，能 够精确地控制车辆的各种系统和 部件，如发动机、变速器、制动
系统等。
故障诊断与处理
MCU具有故障诊断和处理功能， 能够实时监测车辆的运行状态，及 时发现并处理故障，确保车辆的安 全和稳定运行。
智能化决策
MCU能够根据车辆的运行状态和驾 驶员的操作意图，进行智能化决策 ，提高车辆的驾驶性能和舒适性。
作用
汽车MCU在汽车中发挥着核心控 制作用，负责管理车辆的各项功 能，如发动机控制、底盘控制、 车身控制、安全系统等。
发展历程与趋势
发展历程
自20世纪70年代初，随着汽车电子化 的快速发展，MCU逐渐成为汽车电子 控制系统的核心部件。随着技术进步 ，MCU的处理能力、存储容量和功能 不断增强。
发展趋势
产业链协同发展助力产业升级
产业链合作
01
汽车MCU产业链涉及芯片设计、制造、封装测试等多个环节，
需要产业链上下游企业紧密合作，共同推动产业升级。
跨界合作
02
汽车MCU企业可以与互联网、人工智能等企业进行跨界合作，
共同推动汽车智能化、电动化发展。
政策支持
03
政府可以出台相关政策，鼓励和支持汽车MCU产业的发展，推
5G技术
5G技术的应用将为汽车MCU提 供更快速、更稳定的数据传输和 处理能力，推动汽车智能化和电
动化发展。
智能化、电动化趋势引领变革
要点一
智能化趋势
要点二
电动化趋势
随着消费者对汽车安全、舒适和便捷性的需求不断提高， 汽车MCU将不断升级，实现更高级别的智能化。
随着环保意识的提高和政策的推动，电动汽车市场将持续 扩大，汽车MCU将面临更多的电动化挑战。
多点控制单元MCU操作规范指南规范
添加文档副标题
汇报人：
01
添加目录项标题
02
MCU概述
04
MCU的基本操作
03
MCU操作前的准备工作
MCU的安全操作规范
05
MCU的高级操作
06
目录
添加章节标题
01
MCU概述
02
MCU的定义和作用
MCU（Microcontroller Unit）：微控制器单元，是一种集成电路芯片，包含CPU、内存和输入输出设备等。
保证稳定供电和避免过热
确保电源电压稳定，避免电源波动对MCU造成影响
使用合适的电源线，避免电源线过细导致电压降过大
定期检查电源线连接，确保连接牢固，避免接触不良
避免MCU长时间工作在高温环境下，定期检查散热风扇和散热片是否正常工作
避免在MCU附近放置其他发热设备，以免影响MCU的散热效果
定期检查MCU的运行状态，及时发现和处理异常情况，避免过热导致的损坏
解决措施：检查系统设置、硬件和软件是否正常
解决措施：检查数据备份、硬件和软件是否正常
解决措施：检查通信线路、硬件和软件是否正常
THANK YOU
汇报人：
MCU的作用：控制和协调各种电子设备，如家电、汽车、工业自动化等，实现智能化、自动化控制。
MCU的特点：体积小、功耗低、可靠性高、可编程性强，适合在各种电子设备中使用。
MCU的分类：根据结构和功能不同，MCU可以分为8位、16位、32位等不同类型，每种类型都有其特定的应用领域。
MCU的组成和原理
MCU主要由CPU、RAM、ROM、I/O接口等部分组成
数据传输错误及解决方案
单击此处输入(你的)智能图形项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
© 江苏师范大学物理与电子工程学院 陈斯 chensism@
作业
利用20分钟上网搜索资料，完成下列任务：
U厂商的Web 网页 登录其网站，了解其MCU的型号、特点等信息 搜索至少两个公司，每个公司一个型号的MCU信息 把公司网址、MCU型号、特点简介（中英文皆可） 两个公司中其中一个必须为Freescale
chensism@
1.4 新型S08微控制器优势
1. 技术成熟、高可靠、高性能、抗干扰和电磁 兼容性强、内部资源丰富，且种类齐全，选择 余地大、新产品多； 2. 开发技术先进且费用低廉，可提供免费的集 成开发环境和免费的开发调试器； 3. 支持C高级语言开发，并进行了硬件和软件 优化，效率较高 4. 可平滑完成从8位MCU到32位MCU核心的 转移，它们的管脚兼容、开发环境不变。
汇编 or C语言?
汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符 号语言，是最接近机器码的一种语言。其主要优点是 占用资源少、程序执行效率高。但是不同的CPU，其汇 编语言可能有所差异，所以不易移植。 C语言是一种结构化的高级语言。其优点是可读性好 ，移植容易，是普遍使用的一种计算机语言。缺点是 占用资源较多，执行效率没有汇编高。 用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的 必然趋势。所以作为一个技术全面并涉足较大规模 的软件系统开发的单片机开发人员最好能够掌握基本 的C语言编程。
1.2 国内外微控制器现状
根据研调机构iSuppli统计资料， 2012年MCU全球市场排名中，车用电子 大厂瑞萨(Renesas)以4.05亿美元稳坐 MCU市场第一名宝座，飞思卡尔 (Freescale)则以2.34亿美元位居第二， 至于以8位元MCU为主的MicroChip， 2012年营收达2.10亿元，名列第三，意 法半导体MCU营收则达1.32亿美元，晋 升全球第四大MCU厂，而触控厂爱特梅 尔(Atmel)则列居第五位，营收达到1.20 亿美元。 而英飞凌(Infineon)、恩智浦(NXP) 、德州仪器(TI)、东芝(Toshiba)及三星 电子(SamsungElectronics)则分别盘据 全球MCU厂排行榜中的六到十名。
MCU微控制器－主要的作用就是
© 江苏师范大学物理与电子工程学院 陈斯
控制
chensism@
与FPGA的区别
单片机属于CPU类型的，FPGA是数字
电路。
FPGA是操控层次更低,所以自由度更大的芯片，对 FPGA的编程在编译后是转化为FPGA内的连线表 ，相当于FPGA内提供了大量的与非门、或非门、 触发器等基本数字器件，编程决定了有多少器件被 使用以及它们之间的连接。它是在PAL、GAL、 EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。 是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电 路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了 原有可编程器件门电路数有限的缺点。 FPGA在抗 干扰，速度上有很大优势。
© 江苏师范大学物理与电子工程学院
陈斯
chensism@
匈牙利籍数学家冯· 诺依曼在方案的设计上做出 了重要的贡献。1946年6月，他又提出了“程序 存储”和“二进制运算”的思想，进一步构建
了 计算机 由运算器、控制器、存
储器、输入设备和输出设备组 成这一计算机的经典结构。
输入设备 存储器 输出设备
陈斯 chensism@
© 江苏师范大学物理与电子工程学院
与FPGA的区别
单片机可以理解为集成在单一芯片上的微型 计算机系统，麻雀虽小可是五脏俱全，也有 运算器、控制器、存储器、总线及输入输出 设备，采用也是存储程序执行的方式，对单 片机的编程就是对其中的ROM写入程序， 在加电后ROM中的程序会像计算机内存中 的程序一样得到逐条的执行。单片机计算速 度和性能有限，但在一些基本控制上搓绰绰 有余。
© 江苏师范大学物理与电子工程学院
陈斯
chensism@
学习误区及建议
软件还是硬件？
嵌入式系统 与硬件紧密相关，是软件与硬 件的综合体，没有对硬件的理解就不可能写 好嵌入式软件；同样，没有对软件的理解也 不可能设计好嵌入式硬件。
© 江苏师范大学物理与电子工程学院
陈斯
chensism@
© 江苏师范大学物理与电子工程学院
陈斯
chensism@
与FPGA的区别
FPGA的使用非常灵活，同一片FPGA通过不同的 编程数据可以产生不同的电路功能。FPGA在通信 、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空 航天等众多领域得到了广泛应用。随着功耗和成本 的进一步降低，FPGA还将进入更多的应用领域。 价格有十几块钱，也有几十块钱的。 单片机是诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围 设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音 、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯 片上。产品可选范围大 、低成本 、高可靠、高安 全 、易于编程 、低功耗。价格大概在5-8块钱左右 。
MCU型号、特点需要包括以下信息
– MCU的名称 – MCU的位数：8/16/32 – MCU的管脚数目 – MCU的最高工作频率 – MCU片内RAM和ROM/FLASH的容量大小
© 江苏师范大学物理与电子工程学院
陈斯
chensism@
控制器
运算器
© 江苏师范大学物理与电子工程学院
陈斯
chensism@
什么是MCU？
在一片集成电路芯片上集 成微处理器、存储器、I/O 接口电路，从而构成了单 芯片微型计算机，即MCU
© 江苏师范大学物理与电子工程学院
陈斯
chensism@
嵌入式系统与MCU的关系
单片机或者说MCU其实 就是一个嵌入式系统！ MCU的特点：
© 江苏师范大学物理与电子工程学院
陈斯
chensism@
1.1 微控制器
微控制器（MCU）
实际上就是常说的单片机，早期译为Singlechip Microcomputer,现在大多译为MCU（ Micro-controller Unit). 基本含义:
在一块芯片上集成了中央处理单元（CPU）、 存储器（RAM/ROM等）、定时器/计数器及多 种输入输出（I/O）接口的比较完整的数字处理 系统。
IEEE（国际电气和电子工程师 协会）的定义： 嵌入式系统是“用于控制、监 视或者辅助操作机器和设备的 装置”（原文为devices used to control, monitor, or assist the 体积小、价格低、稳定可 operation of equipment, 靠 machinery or plants）。 大部分嵌入式系统以 可以看出此定义是从应用 上考虑的，嵌入式系统是软件 MCU为核心进行设计 和硬件的综合体，还可以涵盖 机电等附属装置。
© 江苏师范大学物理与电子工程学院
陈斯
chensism@
为什么要学习单片机
从点亮一个发光二极管开始
© 江苏师范大学物理与电子工程学院
陈斯
chensism@
A simple example…
点亮一个发光二极管
VCC 1 R?A RE SPACK2 16 R? LED1 R? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST/VPD P3.0/RxD P3.1/TxD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD XT AL2 XT AL1 GND 89C51 VCC P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA/Vpp AL E/PROG PSE N P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
© 江苏师范大学物理与电子工程学院
陈斯
chensism@
与FPGA的区别
总结起来，用单片机要消耗时间，用
FPGA要占用空间；用单片机就是用软 件，用FPGA就是用硬件。FPGA在时钟 上要比单片机灵活得多。用哪个芯片看 个人习惯和爱好。
© 江苏师范大学物理与电子工程学院
陈斯
chensism@
嵌入式微控制 器S08AW原理 与实践
陈斯 chensism@
1. 微控制器概述
© 江苏师范大学物理与电子工程学院 陈斯 chensism@
教学安排
理论教学
实验 课程设计（单独答辩） 考核方式
平时成绩（出勤、作业、回答问题20％） 实验成绩（实验操作、报告10％） 理论笔试（期中20％、期末考试50％）