廉价单片机原理及应用

　　内容简介单片机在工业控制、汽车、仪器、家用电器、玩具、计算机外部设备、航空航天、交通运输、通信等领域都有广泛的应用。在众多形式的单片机中，廉价单片机的用量最大。它们主要用于控制任务不复杂、体积小、功能简单、经济性好的产品和场合，尤其在家用电器、玩具、通信产品和某些仪器及设备上的应用是十分有效的。本书所介绍的MOTOROLA公司J，K系列单片机是该公司结构最简单、引脚最少、价格便宜的单片机。书中介绍了这两个系列单片机的结构原理，并且给出了各种很有实用价值的例子。本书可供从事单片机应用、智能产品开发的科技人员阅读，也可作为有关单片机控制、家电产品或设备设计人员的参考书，还可作为有关专业学生的参考书。片断：（4）声音报警器；（5）显示器，包括LED，LCD显示器；（6）A/D或D/A转换器；（7）其他器件或功能部件。如果应用系统包含有上述器件或I/O方式，那么，必须考虑单片机内是否有能满足这些I/O方式或外部器件的电路部件。如果单片机不含有所需的电器部件或不满足所需的I/O方式，那么就无法满足系统需要。如果单片机含有比需要还多的部件或I/O方式，则该单片机超出了需要。3.单片机的CPU是否有合适的吞吐量这是一个有关单片机计算功能的问题。针对应用系统的需要，必须认真考虑单片机对系统执行控制时的处理能力。如果单片机的处理能力过强，则浪费了单片机的资源；如果处理能力不足，就无法正常进行工作。单片机的处理能力主要表现在CPU的运行速度，指令的功能，指令周期的长短，中断能力，堆栈大小等指标上。4.单片机的极限性能是否能满足要求一个应用系统有其特定的应用环境，功耗和电压状态。单片机的极限性能一般包括最高使用温度、最低使用温度，最高使用电压、最低使用电压，最大功耗，最大电流等。例如，一个单片机给出的极限参数如下：最大温度使用范围：－55℃～十125℃；最大电压使用范围：2.7V～6V；最大电流：150mA；最大功耗：1W。很明显，必须考虑应用系统的使用温度是否在单片机最大温度范围之内，使用电压、电流和功耗是否在单片机极限指标之内。如果不是，那么单片机便不能满足应用系统的需要。这时，应该选择能满足应用系统需要的另一种型号的单片机。二、单片机的可购买性在单片机能够适合应用系统时，还应考虑这种型号的单片机的可购买性。可购买性包括下列几点。1.单片机是否可直接购买到这是指单片机能否直接从厂家或其代理商处买到。购买的途径是否顺畅。2.单片机是否有足够的供应量作为产品上使用的单片机，一般是用作产品的控制器，因此，单片机的需求量和产品数量是相一致的。这时，要求能购买到足够数量的单片机。这样，所选择的单片机才能满足产品的生产。3.单片机是否仍然在生产之中选择单片机，应该选择那些仍然在生产之中的型号。已经停产的单片机是不能选用的，因为它已无后续供货能力，直接影响到产品的继续生产和生命力；同时，也会给人以一种过时的感觉，从而影响产品的新颖性。4.单片机是否在改进之中这主要是看某种型号的单片机是否有新的版本推出或准备推出，这样才有利于产品的升级换代。也就是说，这种单片机仍然有着旺盛的生命力，并且在一定时期可以采用新版本对产品升级，从而达到事半功倍的效果。显然，对于准备推出新版本或有新版本的单片机，选择用于应用系统或产品具有较强的后劲。三、单片机的可开发性这是一个十分重要的因素。所选择的单片机是否有足够的开发手段，直接影响到单片机能否顺利开发，并且较快地应用于被控对象中。如果没有足够的开发手段，则相应的单片机型号是不宜选择用于有关应用系统的。对于被选择的单片机，应考虑下列开发工具。1.汇编程序2.编译程序3.调试工具（1）评价模块EVM（EvaluationModule）；（2）在线仿真器；（3）逻辑分析工具；（4）调试监视程序；（5）源码级调试监视程序。4.在线示范板服务BBS（BulletinBoardService）（1）实时执行；（2）应用例子；（3）缺陷故障报告；（4）实用软件，包括自由汇编程序；（5）样本源码。5.应用支持（1）考虑是否存在专职的应用支持机构；（2）考虑是否存在应用工程师、应用技术人员或应用销售人员的支持；（3）应考虑支持人员的学识水平，以及支持人员是否真正对解决有关开发问题感兴趣；（4）支持人员和机构是否有便利的通信工具，能否及时得到支持。四、单片机制造商历史对于单片机制造商，主要应考虑如下几点。（1）胜任单片机设计的实证；（2）生产的优点和可靠性；（3）按时供货情况；（4）多年的营销情况；（5）财经报告。根据上面四个原则对单片机进行选择，就可以选择出最能适用于应用系统的单片机，从而保证应用系统有最高的可靠性，最优的性能价格比，最长的使用寿命和最好的升级换代性。本书前言前言在产品、特别是智能产品设计中，通常把经济效益放在十分重要的位置，这就需要设计人员在开发和设计中不断提高单片机应用的水平。充分利用单片机的内部资源，在达到同一技术指标的前提下选用简单、廉价的单片机，无论从经济性亦或从科学性上来讲，都是一种明智的选择；另外，也反映了研究设计人员的学术水准和综合能力。廉价单片机往往是一种面大量广的器件。在应用方面，它可以适应各种用途；在用量上，由于它用于很多廉价通用的产品，故用量极大。廉价单片机最大的应用场合一般是在家用电器和玩具等领域；另外，在交通、控制、仪器上也会发现它们的踪迹。廉价单片机之所以便宜，首先在于它的制造过程简单及所用材料较省。这就意味着它的结构不会太复杂。显然，对于初步涉足单片机领域的人来说，它是一种利于学习和使用的器件。其次，由于它的产量较大，在工业化生产中就有较低的制造成本，故而其价格不高。低价格就容易被选中用于产品控制。再者，廉价也源于其工艺的成熟。生产单片机的集成电路工艺成熟，成品率就高，从而其价格较低。工艺的成熟，也使单片机有高度的可靠性，这十分有利于大批量、产业化产品的开发。过去，人们虽然对单片机也给予重视，但对廉价单片机并没有一种明确而恰当的认识。为了使人们在工作中提高开发设计的水平，使所开发的产品更加经济、可靠，我们专门写了这本介绍廉价单片机的书。我们所遵从的宗旨是：在达到同一技术指标的条件下，最简单的结构是最科学的结构。本书分为六章。第一章介绍廉价单片机的概况；第二章介绍68HC05K系列单片机；第三章介绍68HC05J系列单片机；第四章介绍廉价单片机的开发系统；第五、六章分别介绍J，K系列单片机的应用。书中给出了一些十分实际、有效的应用例子。同时，为了使读者能用好廉价单片机，我们还专门介绍了一些特殊的技术方法。例如，采用RC电路配合软件完成A/D转换的技术，这些技术可以弥补廉价单片机内部没有A/D转换器的不足，同时又解决了实际中需要A/D转换的问题。本书由余永权统筹，并且编写了第一、二章和第六章，林伟编写了第三、四章和第五章。笔者在编写本书的过程中，还要兼顾教学和科研工作，所以，在繁忙之中不可避免会存在各种错误和不足，诚切希望广大读者批评指正。作者于广东工业大学1997年12月8日

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