单片机原理与应用电子教案9.pptx
单片机原理及应用电子教案课件
单片机原理及应用电子教案课件第一章：单片机概述1.1 单片机的定义和发展历程1.2 单片机的特点和应用领域1.3 单片机的分类和主要性能指标1.4 单片机的发展趋势和前景第二章：单片机的基本组成原理2.1 单片机的硬件组成2.2 单片机的软件组成2.3 单片机的工作原理2.4 单片机的时序和工作状态第三章：单片机的指令系统3.1 单片机的指令格式和分类3.2 单片机的寻址方式3.3 单片机的常用指令及其功能3.4 单片机的特殊指令及其功能第四章：单片机的编程技术和应用4.1 单片机的编程语言和工具4.2 单片机的编程步骤和技巧4.3 单片机的程序调试和优化4.4 单片机的应用领域及实例第五章：单片机的接口技术和扩展应用5.1 单片机接口技术的基本概念5.2 单片机的并行接口和串行接口5.3 单片机的外设接口及驱动电路5.4 单片机的扩展应用及实例第六章：单片机的中断系统6.1 中断系统的概念和分类6.2 单片机中断系统的工作原理6.3 单片机中断系统的编程和应用6.4 外部中断源的识别和应用实例第七章：单片机的定时器和计数器7.1 定时器和计数器的基本概念7.2 单片机定时器和计数器的工作原理7.3 单片机定时器和计数器的编程和应用7.4 定时器和计数器应用实例第八章：单片机的串行通信接口8.1 串行通信的基本概念和标准8.2 单片机串行通信接口的工作原理8.3 单片机串行通信的编程和应用8.4 串行通信接口应用实例第九章：单片机的人机交互接口9.1 人机交互接口的基本概念9.2 单片机与显示器接口的编程和应用9.3 单片机与键盘接口的编程和应用9.4 单片机与鼠标和触摸屏接口的编程和应用第十章：单片机的开发工具和环境10.1 单片机开发工具的分类和功能10.2 单片机编程软件的使用和操作10.3 单片机仿真器和调试器的工作原理和使用方法10.4 单片机开发环境和项目的创建与管理第十一章：单片机在工业控制中的应用11.1 工业控制中的单片机概述11.2 单片机在工业现场的作用与地位11.3 工业控制中单片机的典型应用案例11.4 工业控制中单片机的选型与设计要点第十二章：单片机在嵌入式系统中的应用12.1 嵌入式系统的基本概念12.2 单片机在嵌入式系统中的应用12.3 嵌入式系统设计的基本原则与步骤12.4 嵌入式系统应用实例分析第十三章：单片机在物联网中的应用13.1 物联网的基本概念与发展趋势13.2 单片机在物联网中的作用与地位13.3 物联网中单片机的应用案例分析13.4 物联网中单片机的选型与设计要点第十四章：单片机在消费电子中的应用14.1 消费电子中的单片机概述14.2 单片机在常见消费电子产品中的应用14.3 消费电子中单片机的选型与设计要点14.4 消费电子中单片机的最新发展趋势第十五章：单片机实验与实践15.1 单片机实验的重要性与目的15.2 单片机实验设备与材料15.3 单片机实验项目与步骤15.4 单片机实验结果分析与总结重点和难点解析本教案主要介绍了单片机原理及应用，内容涵盖了单片机的基本概念、硬件组成、指令系统、编程技术、接口技术、中断系统、定时器和计数器、串行通信接口、人机交互接口、开发工具和环境、工业控制应用、嵌入式系统应用、物联网应用、消费电子应用以及实验与实践等方面。
《单片机原理与应用》电子教案
《单片机原理与应用》电子教案一、课程概述本节课将介绍单片机的基本原理和应用。
主要包括单片机的基本结构和工作原理、单片机的编程和调试方法、以及单片机的应用领域等内容。
通过本节课的学习，学生将掌握单片机的基本原理和应用技巧。
二、教学目标1.了解单片机的基本结构和工作原理。
2.掌握单片机的编程和调试方法。
3.熟悉单片机的应用领域和相关技术。
三、教学内容1.单片机的基本结构和工作原理1.1单片机的组成部分：中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出(I/O)等。
1.2单片机的工作原理：时钟信号、指令执行、存储器访问等。
2.单片机的编程和调试方法2.1编程语言：汇编语言、高级语言(C、C++)等。
2.2编程开发环境：编译器、集成开发环境等。
2.3调试工具：仿真器、调试器等。
3.单片机的应用领域和相关技术3.1嵌入式系统：定义、特点、应用领域等。
3.2单片机在工业控制、通信、家电等领域的应用。
3.3单片机的相关技术：串口通信、并行通信、中断技术等。
四、教学方法1.理论讲解：通过讲解PPT和示意图，介绍单片机的基本原理和应用。
2.实例演示：通过实际案例，演示单片机的编程和调试方法。
3.实验操作：设计一系列的实验，让学生亲自操作单片机进行编程和调试。
五、教学评估1.课堂练习：布置一些课后习题，让学生进行自主学习。
2.实验报告：要求学生编写实验报告，总结实验过程和结果。
3.课程作业：布置一些小项目，要求学生利用单片机完成一定的任务。
六、教学资源1.教材：《单片机原理与应用》。
2.PPT和示意图：包括单片机的基本原理和应用案例。
3.实验装置：提供一套单片机实验装置，供学生进行编程和调试实验。
七、教学进度安排第一课时：介绍单片机的基本结构和工作原理。
第二课时：讲解单片机的编程和调试方法。
第三课时：介绍单片机的应用领域和相关技术。
第四课时：进行实验操作和评估。
八、教学反思通过本节课的学习，学生对单片机的基本原理和应用有了更深的理解。
《单片机原理及应用》ppt课件
外围设备配置原则与选型建议
常用外围设备类型
如键盘、显示器、打印机、A/D和D/A转换器等。
选型注意事项
关注设备的性能指标、接口类型、尺寸大小及价格等因素。
典型外围设备配置案例分析
案例一
基于单片机的温度监控系统
外围设备配置
温度传感器、A/D转换器、LCD 显示器等。
典型应用系统设计案例分析
智能家居控制系统
以单片机为核心，实现对家居 环境的监测和控制，如温度、
湿度、光照等。
工业自动化控制系统
通过单片机实现对工业设备的 自动化控制，提高生产效率和 产品质量。
物联网终端设备
将单片机作为物联网终端设备 的核心控制器，实现数据采集 、处理和传输等功能。
医疗电子设备
利用单片机实现医疗电子设备 的智能化和便携化，如血压计
子程序的定义、参数传递、局部 变量与全局变量的使用等。
典型汇编语言程序实例分析
逻辑运算程序
与、或、非等基本逻辑运算的 汇编实现。
控制转移程序
条件转移、无条件转移等控制 转移的汇编实现。
算术运算程序
加法、减法、乘法、除法等基 本算术运算的汇编实现。
数据传送程序
内存与寄存器之间、寄存器与 寄存器之间数据传送的汇编实 现。
如医疗监护仪、便携 式医疗设备等。
作为物联网终端设备 的核心控制器，实现 数据采集、传输和控 制等功能。
常见单片机类型及特点
8051系列
PIC系列
具有高性能、低功耗、易于编程和调试等 特点，广泛应用于工业控制和智能家居等 领域。
具有高性能、低功耗、丰富的外设接口和 强大的中断处理能力等特点，适用于各种 复杂的应用场景。
单片机原理及应用(课件)
输出接口
实现单片机向外部设备输出信号的功能。
输入输出接口的扩展
通过I/O口的扩展，可以实现更多设备的控 和信号的采集。
03 单片机编程语言与开发环 境
单片机编程语言概述
单片机编程语言分类
根据单片机的特性和应用需求，单片机编程语言可分为机器语言、汇 编语言和高级语言。
机器语言
机器语言是直接用二进制代码编写的语言，是单片机能够直接识别的 唯一语言。
物联网时代单片机的应用前景
1 2
智能感知
单片机作为物联网感知层的重要组件，能够实现 各种传感器数据的采集和处理，为上层应用提供 可靠的数据支持。
无线通信
单片机集成无线通信模块，可以实现远程数据传 输和控制，为物联网应用提供了便利的通信手段。
3
边缘计算
单片机具备强大的计算能力，可以实现边缘计算 功能，减轻云端负担，提高数据处理速度和实时 性。
汇编语言
汇编语言是一种低级语言，使用助记符表示指令，易于理解和记忆。
高级语言
高级语言是一种更接近自然语言的编程语言，如C、C等，具有更高 的编程效率和可移植性。
C语言在单片机开发中的应用
C语言的优势
C语言具有高效、可移植性强、易于维护等优点，适合用于单片 机开发。
C语言的移植性
由于C语言是一种高级语言，其代码可以在不同的单片机平台上 进行移植，提高了代码的可重用性。
按键输入是单片机应用中常 见的输入方式之一，通过按 键可以实现对单片机程序的
触发和控制。
具体实现方法：将按键的一 端连接到单片机的I/O端口，
另一端接地。当按键被按下 时，I/O端口会收到一个低电
平信号，单片机程序通过检 测这个信号的变化可以判断
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目录
• 课程介绍与目标 • 单片机基本原理 • 单片机外部扩展技术 • 单片机接口技术 • 单片机应用系统设计实例分析 • 实验教学内容安排与考核方式 • 课程总结与展望
01 课程介绍与目标
课程背景与意义
信息技术发展迅速， 单片机作为嵌入式系 统核心，应用广泛
适应社会对单片机应 用人才的需求，提高 学生就业竞争力
新能源与节能环保
在新能源和节能环保领域，单片机将应用于太阳能、风能 等可再生能源的转换和控制，以及能源管理和节能控制等 方面。
工业自动化与智能制造
在工业自动化领域，单片机将作为控制器和执行器广泛应 用于各种自动化设备中，提高生产效率和产品质量。
人工智能与机器人
随着人工智能技术的不断发展，单片机将作为机器人的核 心控制单元，实现机器人的感知、决策和执行等功能。
内部结构和工作原理
内部结构
主要包括中央处理器（CPU）、 存储器（ROM、RAM）、I/O接 口、定时器/计数器、中断系统
等。
工作原理
单片机通过执行存储在存储器中 的程序，实现对外部设备的控制 和数据处理。程序由一系列指令 组成，指令在CPU中执行，完成
各种操作。
时序与复位
单片机的时序是指各部件之间协 调工作的时间顺序。复位操作是 将单片机恢复到初始状态，以便
D
简易计算器设计
设计目标
实现基本的数学运算功能，包括加、 减、乘、除等。
设计思路
采用单片机作为核心控制器，通过按 键输入数字和运算符，经过处理后在 显示屏上显示结果。
硬件组成
单片机、按键、显示屏、电阻、电容 等。
软件设计
编写程序实现按键输入识别、数学运 算处理、结果显示等功能。
《单片机原理与应用》课件
2 嵌入式系统
探索单片机在嵌入式系统 开发中的作用，如智能家 居和智能交通系统。
3 物联网
讨论单片机在物联网设备 中的应用，如传感器节点 和无线通信。
单片机实验案例
通过一些具体的实验案例，展示单片机在实际应用中的灵活性和强大功能。
1
LED闪烁
讲解如何使用单片机控制LED灯的闪烁频率和模式。
2
温度检测
介绍如何设计一个基于单片机的温度检测系统，并显示实时温度值。
3
无线通信
示范如何使用无线模块在单片机之间进行数据通信和传输。
单片机开发工具
介绍一些常用的单片机开发工具，如集成开发环境（IDE）、仿真器和调试器。
集成开发环境
仿真器
展示一些流行的单片机开发环境， 如Keil和Arduino IDE。
探索使用仿真器进行单片机程序 调试和测试的好处。
调试器
介绍单片机调试器的功能和使用 方法，帮助开发人员快速定位和 修复错误。
总结与问题解答
总结课程内容，并提供一个问题解答环节，以帮助学生更好地理解和应用所学知识。
单片机编程语言
探索用于编写单片机应用程序的编程语言，如C语言和汇编语言，并了解它们的优缺点。
C语言
介绍使用C语言进行单片机编程的好处和应用领域。
汇编语言
讨论使用汇编语言编写程序的优越性和适用性。
单片Байду номын сангаас应用领域
展示单片机在各个领域的应用，包括自动控制、嵌入式系统、物联网和无人机等。
1 自动控制
介绍单片机在工业自动化 和家庭自动化中的应用， 如温度控制和电机驱动。
《单片机原理与应用》PPT课 件
单片机基础概念
介绍单片机基础知识，包括什么是单片机、单片机的组成部分以及其基本工作原理。
《单片机原理及应》课件
中断的基本概念
中断的产生、优先级和向量地址等。
中断处理过程
中断请求、中断响应、中断处理和中断返回等阶段。
中断服务程序的编写
如何编写中断服务程序以及中断服务程序的入口地址。
03
CHAPTER
单片机开发流程
03
选择合适的单片机
基于应用需求和单片机特点，选择最适合项目的单片机型号。
01
无线通信技术的引入，使得单片机能够实现远程控制和数据传输，提高了应用的灵活性。
单片机可以作为智能家居的核心控制芯片，实现家电的远程控制和智能化管理。
智能家居
通过单片机和物联网技术的结合，可以实现物流过程的实时追踪和监控。
物流追踪
单片机可以应用于农业智能化领域，如智能灌溉、温室控制等，提高农业生产效率。
总结词：应用范围
详细描述：单片机在各个领域都有广泛的应用，如智能家居、工业控制、汽车电子、医疗器械等。通过单片机，可以实现智能化控制和远程监控等功能。
总结词：发展轨迹
详细描述：单片机的发展经历了多个阶段，从最早的4位单片机到8位、16位、32位等更高性能的单片机，其功能和性能不断提升。同时，单片机的开发平台和编程语言也在不断演进，使得开发更加便捷高效。
烧录程序到单片机
使用烧录器将可执行文件烧录到单片机中。
04
CHAPTER
单片机应用实例
05
CHAPTER
单片机发展趋势与展望
嵌入式系统
单片机正逐渐向嵌入式系统发展，通过集成更多的功能和接口，实现更复杂的应用。
低功耗设计
随着节能环保意识的提高，低功耗设计成为单片机的一个重要发展方向。
无线通信技术
明确应用需求
根据项目需求，确定单片机的功能和性能要求。
2024版单片机原理及应用电子版教材pptx
输入输出端口（I/O端 口）：用于与外部设备进 行数据交换
存储器：包括程序存储器、 数据存储器等，用于存储 程序和数据
定时/计数器：提供精确 的定时或计数功能
9
单片机工作原理
指令系统
单片机所能执行的全部指令的集合
可靠性设计
采取多种措施提高单片机的抗干扰能力和 可靠性
寻址方式
确定操作数地址的方法
低功耗设计
PIC系列
高性能、低功耗的单片机，具有丰富 的外设接口和强大的中断处理能力。
2024/1/25
AVR系列
高速、低功耗的单片机，具有先进的 指令集和丰富的外设接口。
ARM系列
高性能、低功耗的32位单片机，具 有强大的计算能力和丰富的外设接口， 适用于高端应用场合。
6
02
单片机基本原理
2024/1/25
2024/1/25
29
汽车电子控制系统设计
发动机控制
通过单片机控制点火、喷油、气门等执行器，实现对发动 机性能的优化和燃油消耗的降低。
01
车身控制
通过单片机控制车灯、车窗、门锁等车 身部件，提高驾驶的便捷性和安全性。
02
2024/1/25
03
车载信息系统
通过单片机控制车载导航、音响、蓝 牙等设备，提供丰富的车载信息娱乐 功能。
2024/1/25
16
I/O端口扩展
I/O端口类型
包括并行I/O端口、串行I/O端口等，用于与外部设备 或传感器进行数据传输。
扩展方式
通过数据线、控制线与单片机连接，实现I/O端口的 扩展。
端口地址分配
根据单片机的地址空间和I/O端口数量，合理分配端 口地址，确保访问正确。
2024版《单片机原理及应用》PPT课件全集
设计继电器驱动电路，实 现开关量控制。
06
人机交互界面设计实践
键盘输入设备接口电路设计
键盘工作原理
了解键盘输入设备的基本 工作原理，包括按键识别、
扫描方式等。
接口电路设计
掌握单片机与键盘输入设 备的接口电路设计，包括 硬件连接、电平转换等。
编程实践
通过编程实践，掌握如何 读取键盘输入并进行相应
复杂接口设计。
串行通信接口原理及实现方式
串行通信基本概念
介绍串行通信的数据传输方式、传输速率和传输距离等。
RS-232C标准接口
详细讲解RS-232C接口的电气特性、信号线定义和通信协议。
单片机串行通信接口
介绍单片机内置的串行通信接口及其与外部设备的通信方式。
中断系统原理及应用举例
中断系统基本概念
I/O接口
单片机与外部设备进行数据传输的通道， 包括并行接口、串行接口等。
指令系统与寻址方式
指令系统
单片机所能执行的全部指令的集合，包括算术运算指令、逻辑运算指令、数据传送 指令、控制转移指令等。
寻址方式
单片机在执行指令时确定操作数地址的方式，包括立即寻址、直接寻址、间接寻址、 寄存器寻址等。不同的寻址方式可以实现对不同存储空间的访问，提高单片机的灵 活性和效率。
关键器件选型
根据项目需求和性能指标，选择合适 的单片机型号、传感器型号、执行器 型号等关键器件。
软件系统架构规划及模块划分
软件系统架构规划
设计智能小车的软件系统架构，包括主程序、中断服务程序、功能模块等。
模块划分
根据功能需求，将软件系统划分为多个模块，如传感器数据采集模块、路径规划模块、执行器控制模块等。
Microchip公司推出的8位单片机，采用精简指令集（RISC） 和哈佛总线结构，具有高速度、低电压、低功耗、I/O口驱 动能力强等特点。
单片机原理与应用电子教案9
9.1 干扰源及其分类 9.2 9.3 9.4 软件抗干扰技术 9.5 数字滤波
9.1 干扰源及其分类
一、 所谓干扰, 一般是指有用信号以外的噪声, 在信号输入、 传输和输出过程中出现的一些有害的电气变化现象。这些变 化迫使信号的传输值、 指示值或输出值出现误差, 出现假像。 干扰对电路的影响, 轻则降低信号的质量, 影响系统的稳 定性; 重则破坏电路的正常功能, 造成逻辑关系混乱, 控制失灵。
图 9.6 可控硅感性负载开关电路
二、 硬件滤波电路 图 9.7 四种滤波器的结构图
三、 过压保护电路
在输入通道上采用一定的过压保护电路, 以防引入高压, 损坏系统电路。 过压保护电路由限流电阻和稳压管组成, 稳压值以略高于最高传送信号电压为宜。 （0.2 V 以下）, 采用两支反并联的二极管, 也可起到过压 保护作用。
一、 光电隔离
图 9.5 二极管、三极管光电耦合器
1. 输入输出隔离
1)
门电路将不同电位的信号, 加到光电耦合器上, 构成简单的 逻辑电路, 可方便地用于各种逻辑电路相连的输入端, 能把信 号送到输出端, 而输入端的噪声不会送出。
2)
在测量微弱电流时, 常常采用由光电耦合器构成的整形放 大器。若放大器中使用机械换流器(或场效应管)时, 响应速度 慢, 有尖峰干扰, 影响电路工作。采用光电耦合器就没有这样 的问题, 尖峰噪声可以去掉。
四、 调制解调技术
有时, 有效信号的频谱与干扰的频谱相互交错, 使用一 般硬件滤波很难分离, 可采用调制解调技术。先用已知频率 的信号对有效信号进行调制, 调制后的信号频谱应远离干扰 信号的频谱区域。传输中各种干扰信号很容易被滤波器滤 除, 被调制的有效信号经解调器解调后,恢复原状。有时, 不 用硬件解调, 运用软件中的相关算法, 也可达到解调的目的。
单片机原理及应用电子教案
单片机原理及应用电子教案第一章：单片机概述教学目标：1. 了解单片机的定义、发展历程和分类。
2. 掌握单片机的基本组成原理和特点。
3. 熟悉单片机在现代工业中的应用领域。
教学内容：1. 单片机的定义和发展历程。
2. 单片机的分类及特点。
3. 单片机的基本组成原理。
4. 单片机在现代工业中的应用领域。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解单片机的定义、发展历程和分类。
2. 采用演示法，展示单片机的组成原理和特点。
3. 采用案例分析法，介绍单片机在现代工业中的应用实例。
教学评估：2. 课堂讨论：组织学生就单片机在现代工业中的应用进行课堂讨论，分享各自的观点。
第二章：单片机的基本组成原理教学目标：1. 了解单片机的基本组成原理。
2. 掌握单片机的核心部件及其功能。
3. 熟悉单片机的输入/输出接口。
教学内容：1. 单片机的基本组成原理。
2. 单片机的核心部件：中央处理器（CPU）、存储器、定时器/计数器、中断控制器等。
3. 单片机的输入/输出接口。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解单片机的基本组成原理。
2. 采用实物展示法，展示单片机的核心部件及其功能。
3. 采用实验法，让学生动手操作单片机的输入/输出接口。
教学评估：1. 课后作业：要求学生绘制单片机的基本组成原理图。
2. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力和对输入/输出接口的理解程度。
第三章：单片机的编程语言及编程方法教学目标：1. 了解单片机的编程语言。
2. 掌握单片机编程的基本方法。
3. 熟悉单片机编程技巧及常见问题解决方法。
教学内容：1. 单片机的编程语言：汇编语言、C语言等。
2. 单片机编程的基本方法：顺序编程、分支编程、循环编程等。
3. 单片机编程技巧及常见问题解决方法。
教学方法：1. 采用讲授法，讲解单片机的编程语言及编程方法。
2. 采用案例教学法，分析单片机编程技巧及常见问题。
3. 采用上机实践法，让学生动手编写单片机程序。
教学评估：1. 课后作业：要求学生编写简单的单片机程序。
单片机原理与应用教学课件(完整版)
03
指令系统与汇编语言程序设计
Chapter
指令格式及寻址方式
指令格式
通常由操作码和操作数组成，操作码指明操作性质 ，如数据传送、算术运算、逻辑运算等；操作数指 定参与操作的数据及数据所在地址。
寻址方式
包括立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址 、相对寻址等。不同的寻址方式适用于不同的场合 ，具有不同的特点和优势。
可移植性
C语言具有良好的跨平台特性，编写的程序可轻松 移植到不同型号的单片机上。
丰富的库函数
C语言提供了丰富的库函数，可大大简化单片机程 序的开发过程。
Keil C51编译器使用教程
01
02
03
04
05
安装Keil C51编 …
创建工程文件
编写源代码
编译与链接
调试与仿真
下载并安装Keil C51编译器 ，配置相关环境变量。
中断概念
中断是指CPU在执行程序的过程中，由 于外部或内部事件（如输入/输出操作、 定时器溢出等）的请求，暂时停止当前 程序的执行，转而去处理该事件，处理 完毕后再返回原程序继续执行的过程。
VS
中断处理过程
中断处理过程包括中断请求、中断响应、 中断服务和中断返回四个阶段。在中断请 求阶段，外部或内部事件向CPU发出中断 请求信号；在中断响应阶段，CPU响应中 断请求，保存现场信息并转入中断服务程 序；在中断服务阶段，CPU执行中断服务 程序，处理中断事件；在中断返回阶段， CPU恢复现场信息并返回原程序继续执行 。
数据传送类指令详解
MOV指令
用于在内部RAM、特殊功能寄存器SFR、累 加器A之间或它们与数据存储器RAM之间进 行数据传送。
MOVC指令
《单片机原理及应用》电子教案
《单片机原理及应用》电子教案第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程1.2 单片机的特点与应用领域1.3 单片机的发展趋势第二章：单片机的基本组成与工作原理2.1 单片机的硬件组成2.1.1 中央处理器（CPU）2.1.2 存储器2.1.3 输入输出接口（I/O）2.1.4 定时器/计数器2.1.5 串行通信接口2.2 单片机的工作原理2.2.1 指令执行过程2.2.2 程序执行流程2.2.3 时序与时钟第三章：单片机编程基础3.1 单片机指令系统3.1.1 指令分类3.1.2 指令格式3.1.3 指令编码3.2 汇编语言编程3.2.1 汇编语言的基本语法3.2.2 汇编语言的指令集3.2.3 汇编语言程序设计实例3.3 C语言编程3.3.1 C语言的基本语法3.3.2 单片机C语言编程要点3.3.3 C语言程序设计实例第四章：单片机应用系统设计与开发4.1 硬件设计4.1.1 选择合适的单片机4.1.2 硬件电路设计原则4.1.3 常用硬件电路4.2 软件设计4.2.1 软件设计流程4.2.2 程序调试与烧录4.2.3 软件优化与升级4.3 系统调试与测试4.3.1 调试方法4.3.2 测试内容4.3.3 故障排查与解决第五章：单片机在不同领域的应用实例5.1 家电控制领域5.2 工业控制领域5.3 嵌入式系统领域5.4 物联网领域5.5 智能交通领域第六章：单片机中断系统与定时器/计数器6.1 中断系统6.1.1 中断源6.1.2 中断优先级6.1.3 中断处理程序的编写与调用6.2 定时器/计数器6.2.1 定时器/计数器的功能6.2.2 定时器/计数器的编程方法6.2.3 定时器/计数器应用实例第七章：串行通信与USART7.1 串行通信基本概念7.1.1 串行通信的定义与分类7.1.2 串行通信的接口标准7.1.3 串行通信的波特率7.2 USART的组成与工作原理7.3 USART编程与应用7.3.1 USART初始化配置7.3.2 发送与接收数据7.3.3 串行通信应用实例第八章：ADC与DAC8.1 模拟量输入与数字量输出8.1.1 ADC的作用与原理8.1.2 ADC的编程方法8.1.3 模拟量输入应用实例8.2 数字量输入与模拟量输出8.2.1 DAC的作用与原理8.2.2 DAC的编程方法8.2.3 模拟量输出应用实例第九章：单片机与外部设备接口技术9.1 I/O接口设计9.1.1 I/O接口的功能与分类9.1.2 I/O接口的驱动方式9.1.3 I/O接口应用实例9.2 键盘与显示器接口9.2.1 键盘接口设计9.2.2 显示器接口设计9.3 其他常用接口技术9.3.1 温湿度传感器接口9.3.2 电机驱动接口9.3.3 传感器接口第十章：单片机项目实战与创新10.1 项目选择与分析10.1.1 项目选择的考虑因素10.1.2 项目分析与需求确定10.2 项目设计与开发10.2.1 硬件设计与选型10.2.2 软件设计与编程10.2.3 项目测试与调试10.3 项目创新与优化10.3.1 创新思路与方法10.3.2 项目优化与升级10.4 项目案例解析10.4.1 智能家居控制系统10.4.2 智能车竞速系统10.4.3 环境监测系统重点和难点解析一、单片机的定义与发展历程：了解单片机的基本概念及其发展历程，理解单片机在不同领域的应用和未来发展趋势。
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第9章 单片机系统的抗干扰技术
图 9.1 内部和外部干扰示意图
第9章 单片机系统的抗干扰技术
① 装置开口或隙缝处进入的辐射干扰(辐射) ② 电网变化干扰(传输) ③ 周围环境用电干扰(辐射、 传输、 感应) ④ 传输线上的反射干扰(传输) ⑤ 系统接地不妥引入的干扰(传输、 感应) ⑥ 外部线间串扰(传输、 感应) ⑦ 逻辑线路不妥造成的过渡干扰(传输) ⑧ 线间串扰(感应、 传输) ⑨ 电源干扰(传输) 10 强电器引入的接触电弧和反电动势干扰(辐射、 传输、 感应) 11 内部接地不妥引入的干扰(传输) 12 漏磁感应(感应) 13传输线反射干扰(传输) 14 漏电干扰(传输)
1. 输入输出隔离
1) 门电路将不同电位的信号, 加到光电耦合器上, 构成简单的 逻辑电路, 可方便地用于各种逻辑电路相连的输入端, 能把信 号送到输出端, 而输入端的噪声不会送出。
2) 在测量微弱电流时, 常常采用由光电耦合器构成的整形放 大器。若放大器中使用机械换流器(或场效应管)时, 响应速度 慢, 有尖峰干扰, 影响电路工作。采用光电耦合器就没有这样 的问题, 尖峰噪声可以去掉。
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图 9.8 抗干扰稳压电源
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六、 干扰源作用于高阻线路上, 容易形成较大幅度的干扰 信号, 而对低阻线路影响要小一些。在数字系统中, 输出 低电平时内阻较小, 输出高电平时内阻较大。如果我们采 用负逻辑传输, 就可以减少干扰引起的误动作, 提高数字 信号传输的可靠性。
13F4 A274 MOV C, 2EH.4 13F6 E544 MOV A, 44H 13F8 3402 ADDC A, ＃2 13FA 13 RRC A 13FB F544 MOV 44H, A 13FD 9274 MOV 2EH.4, C
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如果干扰使程序计数器PC出错, 在某时刻变第9章 单片机系统的抗干扰技术
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9.1 干扰源及其分类 9.2 干扰对单片机系统的影响 9.3 9.4 软件抗干扰技术 9.5 数字滤波
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9.1 干扰源及其分类
一、 所谓干扰, 一般是指有用信号以外的噪声, 在信号输入、 传输和输出过程中出现的一些有害的电气变化现象。这些变 化迫使信号的传输值、 指示值或输出值出现误差, 出现假像。 干扰对电路的影响, 轻则降低信号的质量, 影响系统的稳 定性; 重则破坏电路的正常功能, 造成逻辑关系混乱, 控制失灵。
13F5 74E5 MOV A, ＃0E5H 13F7 4434 ORL A, ＃34H 13F9 02113F5 LJMP 13F5H
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9.3 硬件抗干扰技术
9.3.1 串模干扰的抑制方法
一、 光电隔离
图 9.5 二极管、三极管光电耦合器
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二、
1. 1) 内部干扰是应用系统本身引起的各种干扰, 包括固定干 扰和过渡干扰两种。固定干扰是指信号间的相互串扰、长 线传输阻抗失配时反射噪声、负载突变噪声以及馈电系统 的浪涌噪声等。过渡干扰是指电路在动态工作时引起的干 扰。
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2) 外部干扰是由系统外部窜入到系统内部的各种干扰。 包括某些自然现象（如闪电、 雷击、地球或宇宙辐射等） 引起的自然干扰和人为干扰（如电台、车辆、家用电器、 电器设备等发出的电磁干扰, 以及电源的工频干扰）。 一 般来说, 自然干扰对系统影响不大, 而人为干扰则是外部干 扰的关键。
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2. 按干扰出现的规律划分 1) 固定干扰 2) 2) 半固定干扰 3) 3) 随机干扰
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3. 从干扰与输入信号的关系划分 1) 串模干扰 2) 3) 2) 共模干扰
图 9.2 (a) 串模干扰；(b) 共模干扰
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四、 调制解调技术
有时, 有效信号的频谱与干扰的频谱相互交错, 使用一 般硬件滤波很难分离, 可采用调制解调技术。先用已知频率 的信号对有效信号进行调制, 调制后的信号频谱应远离干扰 信号的频谱区域。传输中各种干扰信号很容易被滤波器滤 除, 被调制的有效信号经解调器解调后,恢复原状。有时, 不 用硬件解调, 运用软件中的相关算法, 也可达到解调的目的。
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图 9.6 可控硅感性负载开关电路
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二、 硬件滤波电路
图 9.7 四种滤波器的结构图
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三、 过压保护电路 在输入通道上采用一定的过压保护电路, 以防引入高压, 损坏系统电路。 过压保护电路由限流电阻和稳压管组成, 稳压值以略高于最高传送信号电压为宜。 （0.2 V 以下）, 采用两支反并联的二极管, 也可起到过压 保护作用。
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9.3.2 共模干扰的抑制方法
一、 平衡对称输入
在设计信号源时尽可能做到平衡和对称,否则会产生附 加的共模干扰。
二、 要求差动放大器具有高增益、低噪声、低漂移、宽频 带等特点, 以便获得足够高的共模抑制比。 三、 接地不良时将形成较明显的共模干扰。如没有条件进 行良好接地, 不如将系统浮置起来, 再配合采用合适的屏蔽 措施, 效果也不错。
图9.3 串模干扰与共模干扰波形 (a) 直流信号； (b) 串模干扰； (c) 共模干扰； (d) 串模干扰与共模干扰共同作用
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表 9.1 常见干扰的种类
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9.2 干扰对单片机系统的影响
图 9.4 干扰入侵单片机系统的途径
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五、 抗干扰稳压电源 (1) 应用系统的供电线路和产生干扰的用电设备分开供电。 (2) 通过低通滤波器和隔离变压器接入电网, 如图 9.8 所示。 (3) 整流组件上并接滤波电容。滤波电容选用1 000 pF ~ 0.01 μF的瓷片电容, 接法参见图 9.8。 (4) 采用高质量的稳压电源。