單片機原理嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)PPT課件

1、電子計算機技術(shù)的發(fā)展，相繼經(jīng)歷了五個時代：電子管計算機；晶體管計算機；集成電路計算機；大規(guī)模集成電路計算機；超大規(guī)模集成電路計算機。計算機的結(jié)構(gòu)仍然沒有突破馮諾依曼提出的計算機的經(jīng)典結(jié)構(gòu)框架。第1頁/共435頁1 11 1 微型計算機概述微型計算機概述一、發(fā)展一、發(fā)展二、分類二、分類三、特點三、特點四、應(yīng)用四、應(yīng)用五、發(fā)展趨勢五、發(fā)展趨勢第2頁/共435頁一、微型計算機的發(fā)展一、微型計算機的發(fā)展 六個時期： 第一時期（19711973年） 4位或8位低檔微處理器和微機； 第二時期（19731977年） 8位中高檔微處理器和微機； 第三時期（19781984年） 16位微處理器和微機；第3頁/共

2、435頁 第四時期（19851992年） 32位微處理器和微機； 第五時期（19931999年） 超級32位Pentium微處理器和微機第六時期（2000年以后） 新一代64位微處理器Merecd和微機第4頁/共435頁二、二、MCMC的分類的分類共有4種分類方法。1 1 按微處理器的位數(shù)（字長）分按微處理器的位數(shù)（字長）分 4位機、8位機、16位機、32位機、64位機2 2 按微型計算機的用途分按微型計算機的用途分 通用機和專用機兩類第5頁/共435頁3 3、按微型計算機的檔次分、按微型計算機的檔次分 低檔機、中檔機和高檔機 4 4、按微型計算機的組裝形式和系、按微型計算機的組裝形式和系統(tǒng)規(guī)

3、模分統(tǒng)規(guī)模分 單片機、單板機、個人計算機 第6頁/共435頁 從應(yīng)用形態(tài)上，微機可以分成三種： 多板機（系統(tǒng)機） 將CPU、存儲器、I/O接口電路和總線接口等組裝在一塊主機板（即微機主板）。各種適配板卡插在主機板的擴展槽上并與電源、軟/硬盤驅(qū)動器及光驅(qū)等裝在同一機箱內(nèi)，再配上系統(tǒng)軟件，就構(gòu)成了一臺完整的微型計算機系統(tǒng)（簡稱系統(tǒng)機）。工業(yè)PC機 也屬于多板機。第7頁/共435頁 單板機 將CPU芯片、存儲器芯片、I/O接口芯片和簡單的I/O設(shè)備（小鍵盤、LED顯示器）等裝配在一塊印刷電路板上，再配上監(jiān)控程序（固化在ROM中），就構(gòu)成了一臺單板微型計算機（簡稱單板機）。單板機第8頁/共435頁 單

4、片機是將中央處理器（CPUCPU）, ,隨機存儲器（RAMRAM），只讀存儲器（ROMROM或EPROMEPROM）, ,定時器/ /計數(shù)器芯片和一些輸入/ /輸出接口電路集成在一個芯片上的微型計算機，有的甚至包含A/DA/D、D/AD/A轉(zhuǎn)換器?？偠灾?，一塊單片機芯片，就相當(dāng)于一臺微型計算機。又稱為微控制器（MicrocontrollerMicrocontroller）。 它是專為工業(yè)控制和智能儀器設(shè)計的一種集成度很高的微型計算機。 單片機 第9頁/共435頁 三種應(yīng)用形態(tài)的比較 ：單板機單片機系統(tǒng)機（多板機） 系統(tǒng)機（桌面應(yīng)用）屬于通用計算機，主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理、辦公自動化及輔助設(shè)計。

5、單片機（嵌入式應(yīng)用）屬于專用計算機，主要應(yīng)用于智能儀表、智能傳感器、智能家電、智能辦公設(shè)備、汽車及軍事電子設(shè)備等應(yīng)用系統(tǒng)。第10頁/共435頁圖1-1 微處理器、微計算機和微計算機系統(tǒng)的關(guān)系微計算機系統(tǒng)概念第11頁/共435頁單片機的發(fā)展 單片機技術(shù)發(fā)展過程可分為三個主要階段： 單芯片微機形成階段 1976年，Intel公司推出了MCS-48系列單片機 。8位CPU、1K字節(jié)ROM、64字節(jié)RAM、27根I/O線和1個8位定時/計數(shù)器。 特點是：存儲器容量較小，尋址范圍?。ú淮笥?K），無串行接口，指令系統(tǒng)功能不強。 第12頁/共435頁 性能完善提高階段 1980年，Intel公司推出了MC

6、S-51系列單片機：8位CPU、4K字節(jié)ROM、128字節(jié)RAM、4個8位并口、1個全雙工串行口、2個16位定時/計數(shù)器。尋址范圍64K，并有控制功能較強的布爾處理器。 特點是：結(jié)構(gòu)體系完善，性能已大大提高，面向控制的特點進一步突出?，F(xiàn)在，MCS-51已成為公認(rèn)的單片機經(jīng)典機種 。第13頁/共435頁 微控制器化階段 特點是：片內(nèi)面向測控系統(tǒng)，外圍電路增強，使單片機可以方便靈活地用于復(fù)雜的自動測控系統(tǒng)及設(shè)備?！拔⒖刂破鳌钡姆Q謂更能反應(yīng)單片機的本質(zhì)。 1982年，Intel推出MCS-96系列單片機。 芯片內(nèi)集成：16位CPU、8K字節(jié)ROM、232字節(jié)RAM、5個8位并口、1個全雙工串行口、2

7、個16位定時/計數(shù)器。尋址范圍64K。片上還有8路10位ADC、1路PWM輸出及高速I/O部件等。第14頁/共435頁三、三、MCMC特點特點 （1）體積小、重量輕、功耗低 （2）可靠性高、使用環(huán)境條件要求低 （3）結(jié)構(gòu)簡單靈活、系統(tǒng)設(shè)計方便、適應(yīng)性強 （4）性能價格比高 第15頁/共435頁四、四、MCMC應(yīng)用應(yīng)用 （1）科學(xué)計算 （2）數(shù)據(jù)處理和與信息管理 （3）CAD、CAM、CAA和CAI的應(yīng)用 （4 4）過程控制和儀器儀表智能化）過程控制和儀器儀表智能化 （5）軍事領(lǐng)域的應(yīng)用 （6）多媒體系統(tǒng)和信息高速公路 （7）家用電器和家庭自動化 （8）人工智能的應(yīng)用 第16頁/共435頁五、五

8、、MCMC發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢 多級流水線結(jié)構(gòu) 芯片上存儲器管理技術(shù) 虛擬存儲技術(shù) 并行處理的哈佛結(jié)構(gòu) RISC結(jié)構(gòu) 整片集成技術(shù) 第17頁/共435頁1 12 2 微型計算機系統(tǒng)微型計算機系統(tǒng)一、微型計算機基本結(jié)構(gòu)一、微型計算機基本結(jié)構(gòu) 二、微處理器、微型計算機、微型計算機系統(tǒng)二、微處理器、微型計算機、微型計算機系統(tǒng)三、微型計算機的主要術(shù)語及性能指標(biāo)三、微型計算機的主要術(shù)語及性能指標(biāo) 第18頁/共435頁一、微型計算機基本結(jié)構(gòu)一、微型計算機基本結(jié)構(gòu) MC機是由硬件硬件和軟件軟件兩大部分組成。 硬件硬件是指為組成計算機而有機聯(lián)系的電子、電磁、機械、光學(xué)的元件、部件或裝置的總和，它是有型的物理實體。

9、 軟件軟件是相對于硬件而言的，從狹義的角度看，軟件包括計算機運行所需要的各種程序；而從廣義角度講，軟件還包括手冊、說明書和有關(guān)資料。第19頁/共435頁1 1、硬件基本結(jié)構(gòu)、硬件基本結(jié)構(gòu) MC由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備及輸出設(shè)備五大部分組成。第20頁/共435頁運算器+控制器+存儲器=主機主機；輸入+輸出設(shè)備則稱為計算機的外圍設(shè)備（簡稱“外設(shè)外設(shè)”）；運算器+控制器=中央處理單元中央處理單元CPU（Central Process Unit）。第21頁/共435頁2 2微型計算機的軟件微型計算機的軟件 計算機能夠脫離人的直接控制而自動地操作與運算，還必須要有軟件。 軟件是指使用和管理計算

10、機的各種程序（Program），而程序是由一條條指令指令（Instruction）組成的。 程序的集合構(gòu)成了計算機中的軟件系統(tǒng)。 第22頁/共435頁（1 1）指令）指令 控制計算機完成各種操作的命令稱為指令。 例如： ADDA，#38 指令分成操作碼和操作數(shù)兩大部分。 操作碼表示該指令執(zhí)行何種操作，操作數(shù)表示參加運算的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)所在的地址。第23頁/共435頁（2 2）程序）程序 為了計算一個數(shù)學(xué)式，或者要控制一個生產(chǎn)過程，需要事先制定計算機的計算步驟或操作步驟。計算步驟是由一條條指令來實現(xiàn)的。這種一系列指令的有序集合稱為程序。編制程序的過程稱為程序設(shè)計：例如，計算63+56+36+14=？

11、 編制的程序如下：MOVA，#63ADDA，#56ADDA，#36 ADDA，#14第24頁/共435頁（3 3）匯編語言、高級語言和機器語言）匯編語言、高級語言和機器語言 匯編語言與機器語言的對照：MOV A，#63 0111 0100 0011 1111 ADD A，#56 0010 0100 0011 1000 ADD A，#36 0010 0100 0010 0100 ADD A，#14 0010 0100 0000 1110第25頁/共435頁（4 4）匯編、編譯與解釋程序）匯編、編譯與解釋程序第26頁/共435頁3 3硬件和軟件的關(guān)系硬件和軟件的關(guān)系 微機系統(tǒng)是硬件和軟件有機結(jié)合的

12、整體。計算機的硬件和軟件是密可不分但又相互獨立的。 硬件是基礎(chǔ) 軟件是靈魂第27頁/共435頁二、微處理器、二、微處理器、MCMC、MCMC系統(tǒng)系統(tǒng) 微處理器、微型計算機、微型計算機系統(tǒng)微處理器、微型計算機、微型計算機系統(tǒng)是不同的概念，有必要對它們加以說明。第28頁/共435頁1 1、微處理器、微處理器-CPU-CPU 微處理器是利用微電子技術(shù)將計算機的核心部件（運算器和控微處理器是利用微電子技術(shù)將計算機的核心部件（運算器和控制器）集中做在一塊集成電路上的一個獨立芯片。它具有解釋制器）集中做在一塊集成電路上的一個獨立芯片。它具有解釋指令、執(zhí)行指令和與外界交換數(shù)據(jù)的能力。指令、執(zhí)行指令和與外界交

13、換數(shù)據(jù)的能力。 無論那種無論那種CPUCPU，其內(nèi)部基本組成總是大同小異，其內(nèi)部包括三部，其內(nèi)部基本組成總是大同小異，其內(nèi)部包括三部分：運算器、控制器、內(nèi)部寄存器陣列（工作寄存器組）分：運算器、控制器、內(nèi)部寄存器陣列（工作寄存器組） 第29頁/共435頁典型微處理器結(jié)構(gòu)圖典型微處理器結(jié)構(gòu)圖 ：第30頁/共435頁 （1）運算器： 算術(shù)邏輯運算單元和累加器、標(biāo)志寄存器、二十進制調(diào)整電路 （2）控制器： 控制器包括指令寄存器IR、指令譯碼器ID和定時與控制電路三部分。 （3）內(nèi)部寄存器陣列 （4）程序計數(shù)器第31頁/共435頁功能：功能： 可以進行算術(shù)和邏輯運算； 可保存小量數(shù)據(jù)； 能對指令進行譯

14、碼并執(zhí)行規(guī)定的動作； 能和存儲器、外設(shè)進行數(shù)據(jù)交換； 提供整個系統(tǒng)所需要的定時和控制； 可以響應(yīng)其他部件發(fā)來的中斷請求 第32頁/共435頁使用：使用：內(nèi)部的寄存器-名字（符號）、大小、特殊性名字（符號）、大小、特殊性（關(guān)鍵是使用）（關(guān)鍵是使用）第33頁/共435頁2 2、微型計算機、微型計算機 由：CPU、存儲器、輸入/輸出（I/O）口電路構(gòu)成，各部分之間通過總線（Bus）連接。第34頁/共435頁（1 1）CPUCPU： CPU是微型計算機的核心，它的性能決定了整個微型計算的各項關(guān)鍵指標(biāo)。 微處理器本身不能構(gòu)成獨立工作的系統(tǒng)，也不能獨立執(zhí)行程序，必須配上存儲器、外部輸入/輸出接口構(gòu)成一臺微

15、型計算機方能工作。第35頁/共435頁（2 2）存儲器）存儲器 存儲器是微型計算機的重要組成部分，是用來存放程序和數(shù)據(jù)的，計算機有了存儲器才具備記憶的能力。計算機有了存儲器才具備記憶的能力。 存儲器是由存儲器單元組成的存儲器是由存儲器單元組成的由地址確定。由地址確定。 從應(yīng)用的角度講，計算機工作時，CPU對存儲器的操作只有“讀讀”和和“寫寫”操作。 第36頁/共435頁（3 3）輸入）輸入/ /輸出接口電路輸出接口電路 輸入/輸出接口作橋梁，起到信息轉(zhuǎn)換與協(xié)調(diào)的作用。 從應(yīng)用的角度講，計算機工作時，CPU對I/O口的操作只有“讀”和“寫” 。 操作時對端口號的操作。 第37頁/共435頁（4

16、4）總線）總線 所謂總線，就是在微型計算機各芯片之間或芯片內(nèi)部各部件之間傳輸信息的一組公共通信線 。 微型計算機總線的種類非常多，可分為內(nèi)部總線、元件級總線、系統(tǒng)總線、外部總線四大類。 在微型計算機中使用比較多的是元件級總線。 計算機元件級總線包括地址總線地址總線ABAB（Address BusAddress Bus）、數(shù)據(jù)總）、數(shù)據(jù)總線線DBDB（Data BusData Bus）、控制總線）、控制總線CBCB（Control BusControl Bus）三種。第38頁/共435頁 地址線總線： 三態(tài)單向 A15A0 1K=1024 數(shù)據(jù)線： 三態(tài)雙向 D7D0 控制線： /RD、/WR、

17、 三態(tài)門第39頁/共435頁3 3、微型計算機系統(tǒng)、微型計算機系統(tǒng)以微型計算機為主體，配上外部輸入/輸出設(shè)備、外圍設(shè)備、電源、系統(tǒng)軟件一起構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)，稱為微型計算機系統(tǒng)微型計算機系統(tǒng)第40頁/共435頁第41頁/共435頁三、常用的術(shù)語三、常用的術(shù)語 二進制、十進制、十六進制 位、字節(jié)、半字節(jié)、字 字長 CPU、存儲器、I/O口 總線：AB、DB、CB 地址空間、I/O口口地址第42頁/共435頁1 13 3 數(shù)字電路基礎(chǔ)數(shù)字電路基礎(chǔ) 計算機由大量的數(shù)字電路組成，它所處理的是二進制數(shù)字信號，即只有0和1兩種狀態(tài)信號。 所有的數(shù)據(jù)、程序和各種邏輯控制部分都是由大量能記錄這兩種狀態(tài)的電子器件和能

18、實現(xiàn)0、1基本邏輯控制的單元組成的。 這種基本的邏輯控制電路包括邏輯門電路、組合邏輯電路（編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器等）和時序電路（觸發(fā)器、寄存器、計數(shù)器等）。第43頁/共435頁包括：包括：一、基本的門電路一、基本的門電路 二、三態(tài)門與緩沖器二、三態(tài)門與緩沖器 三、觸發(fā)器與鎖存器三、觸發(fā)器與鎖存器 第44頁/共435頁一、基本的門電路一、基本的門電路 在數(shù)字電路中，所謂“門”就是實現(xiàn)一些基本邏輯關(guān)系的電路。 最基本的邏輯關(guān)系可歸納為與、或、非與、或、非三種，所以最基本的邏輯門為與門、或門和非門與門、或門和非門。第45頁/共435頁 1 1“與與”邏輯關(guān)系及與門電路邏輯關(guān)系及與門電路 2 2“

19、或或“邏輯關(guān)系及或門電路邏輯關(guān)系及或門電路 3 3“非非”邏輯關(guān)系及非門（反相器）邏輯關(guān)系及非門（反相器）第46頁/共435頁二、三態(tài)門與緩沖器二、三態(tài)門與緩沖器 三態(tài)門有三種輸出狀態(tài)，即高電平（1），低電平（0）和高阻態(tài)，其中高阻態(tài)也稱為浮空狀態(tài)。 第47頁/共435頁第48頁/共435頁典型的典型的TTLTTL三態(tài)門集成電路三態(tài)門集成電路 ： 常用的三態(tài)門芯片有74LS240、241、242、244、245、366、367等。 如：74LS244、74LS245第49頁/共435頁第50頁/共435頁第51頁/共435頁三、觸發(fā)器與鎖存器三、觸發(fā)器與鎖存器 觸發(fā)器是一種具有記憶功能的器件，

20、有兩種穩(wěn)定狀態(tài)，分別表示1和0。 在數(shù)字電路中，常用來構(gòu)成寄存器、計數(shù)器等部件。 觸發(fā)器有多種形式，常用的有R-S觸發(fā)器、D觸發(fā)器、J-K觸發(fā)器及T觸發(fā)器等。以計算機中常用的D D觸發(fā)器觸發(fā)器為例說明觸發(fā)器的工作原理。第52頁/共435頁三態(tài)鎖存器 對于輸出設(shè)備的接口電路，一定要通過三態(tài)鎖存器。當(dāng)允許接收輸出數(shù)據(jù)時閂鎖打開，當(dāng)不允許接收輸出數(shù)據(jù)閂鎖關(guān)閉。常用的三態(tài)鎖存器是74LS373， 74LS377， 74LS273。第53頁/共435頁1 14 4 計算機中的數(shù)制和編碼計算機中的數(shù)制和編碼 計算機在工作過程中就是對數(shù)據(jù)的處理。 計算機是一個典型的數(shù)字化設(shè)備，它只能識別0和1，所有的計算機

21、都是以二進制數(shù)的形式進行算術(shù)運算和邏輯操作的。一、一、計算機中的數(shù)制及轉(zhuǎn)換計算機中的數(shù)制及轉(zhuǎn)換 二、二、帶符號數(shù)的表示帶符號數(shù)的表示 三、三、計算機中常用的編碼計算機中常用的編碼 第54頁/共435頁一、數(shù)制及轉(zhuǎn)換一、數(shù)制及轉(zhuǎn)換 1 1、 計算機中的數(shù)制計算機中的數(shù)制 二進制：0、1 十六進制：0-9、A-F 十進制：0-9 分別后綴 B、H、D 運算時分別為: 逢2進1、逢10進1、逢16進1 三者的關(guān)系：P19 P19 表表1-41-4第55頁/共435頁2 2 不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 （1 1）二進制數(shù)和十六進制數(shù)）二進制數(shù)和十六進制數(shù) 非常方便。P19表1-4 4位二進制

22、數(shù)可用1位十六進制數(shù)表示。如： 1111111000111B=1FC7H 第56頁/共435頁（2 2）十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)）十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù) 十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)十分簡單，只需將十六進制數(shù)按權(quán)展開即可。如： 1F3DH=1163+15162+3161+13160 =14096+15256+316+131 =4096+3840+48+13 =7997第57頁/共435頁（3 3）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù) 十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)：十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)： 可用除除1616取余數(shù)法取余數(shù)法，即用16不斷去除待轉(zhuǎn)換的十進制數(shù)，直到商等于零為止。將所得

23、的各次余數(shù)，依倒序倒序排列排列，即可得到所轉(zhuǎn)換的十六進制數(shù)。如將38947轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)，其方法及算式如下：第58頁/共435頁即38947=9823H。第59頁/共435頁 十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進制小數(shù)： 采用乘16取整的方法進行 。 0.7875十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)，其方法和算式如下：第60頁/共435頁可得可得0.7875D=0.C99H 0.7875D=0.C99H 第61頁/共435頁二、帶符號數(shù)的表示二、帶符號數(shù)的表示1機器數(shù)與真值2機器數(shù)的原碼、反碼、補碼3帶符號數(shù)溢出及其判斷方法第62頁/共435頁1 1機器數(shù)與真值機器數(shù)與真值 在計算機中，用二進制數(shù)表示有符號數(shù)，用最高

24、位表示符號，其余的為數(shù)值位，這樣一組連同符號也編碼化的二進制數(shù)稱為機器數(shù)；機器數(shù)； 對于正數(shù)，最高位規(guī)定為“0”，對于負數(shù)，最高位為“1”， 機器數(shù)所代表的數(shù)值大小稱為機器數(shù)的真值。真值。 如：如：P21 P21 例例第63頁/共435頁2 2機器數(shù)的原碼、反碼、補碼機器數(shù)的原碼、反碼、補碼 （1 1）原碼：）原碼：對于帶符號數(shù)來說，用最高位表示數(shù)的正負，其余各位表示數(shù)的絕對值，這種表示方法稱為原碼原碼表示法表示法，即僅將符號位數(shù)字化表示為0或1，數(shù)的絕對值與符號一起編碼，或者稱為“符號符號- -絕對值絕對值”的編碼。第64頁/共435頁原碼表示的特點：原碼表示的特點： 最高位為符號位，正數(shù)為

25、0，負數(shù)為1； 8位二進制原碼表示數(shù)的范圍是-127+127，十六位二進制原碼表示數(shù)的范圍是-32767+32767； 0的原碼有兩種表示方法，即+0和-0，設(shè)字長為8位：+0原=00000000B-0原=10000000B第65頁/共435頁（2 2）反碼：）反碼：正數(shù)的反碼與原碼相同，負數(shù)的反碼符號位為1，其數(shù)值部分按位取反。 求-56H反碼的過程如下： 對應(yīng)的原碼為1 101 0110B；按位求反后為1 010 1001B，即-56H的反碼為1010 1001B。 第66頁/共435頁反碼的特點：反碼的特點： 反碼表示法中，最高位仍為符號位，正數(shù)為0，負數(shù)為1； “0”有兩種表示方法：

26、當(dāng)字長是8位時，+0反=00000000B，-0反=11111111B 8位二進制反碼表示數(shù)的范圍是-127+127。 正數(shù)的反碼與原碼相同，負數(shù)的反碼符號位為1，其數(shù)值部分按位取反。 第67頁/共435頁（3 3）補碼：）補碼： 在計算機內(nèi)，帶符號數(shù)并不是用反碼表示，而是用補碼表示 。 例：56H-23H=56H-23H+100H =56H+100H-23H =56H+0DDH =1 33H =33H第68頁/共435頁正數(shù)的補碼與反碼、原碼相同；負數(shù)的補碼等于它的反碼加1。補碼的特點：補碼的特點： 補碼表示中，最高位仍為符號位，正數(shù)為0，負數(shù)為1； 0僅有一種表示方法，即+0補=-0補；第

27、69頁/共435頁 8位二進制補碼表示數(shù)的范圍是-128+127，十六位二進制補碼表示數(shù)的范圍是-32768+32767；對于同一個數(shù)，作為8位二進制數(shù)的補碼和作為16位二進制數(shù)的補碼不同，這一點要特別注意。 注意：對于8位二進制數(shù)10000000B，若為補碼表示為-128補，若為原碼表示-0原，若為反碼表示為-127反；第70頁/共435頁 P24 表1-5 從表1-5可以看出，8位二進制數(shù)， 無符號數(shù)表示范圍是0255； 有符號數(shù)： 原碼表示范圍-127+127； 反碼表示范圍是-127+127； 補碼表示范圍是-128+127。第71頁/共435頁3 3帶符號數(shù)溢出及其判斷方法帶符號數(shù)溢

28、出及其判斷方法 如前所述，帶符號數(shù)表示方法都有一定的范圍，對于8位的原碼、反碼和補碼表示的范圍分別為： 原碼 -127+127（0FFH7FH） 反碼 -127+127（80H7FH） 補碼 -128+127（80H7FH） 當(dāng)8位帶符號數(shù)的運算結(jié)果超過以上范圍時，就會出生溢出溢出。第72頁/共435頁 在微型計算機中所有帶符號的數(shù)都是用補碼表示的。 所謂溢出所謂溢出，是指帶符號數(shù)的補碼加、減運算的結(jié)果超出了補碼表示的范圍。若發(fā)生了溢出，則帶符號數(shù)的運算結(jié)果必然是錯誤的。 第73頁/共435頁（2 2）判斷溢出的方法）判斷溢出的方法 兩種方法： 結(jié)果分析；結(jié)果分析；X=01000000B，Y=

29、01000001B X+Y=？ 利用最高位和次高位的進位利用最高位和次高位的進位/ /借位狀態(tài)進行借位狀態(tài)進行“異或異或”來判斷的來判斷的。 在微機中，可用多字節(jié)表示更大的數(shù)，避免產(chǎn)生溢出錯誤。第74頁/共435頁四、計算機中常用的編碼四、計算機中常用的編碼 目前計算機中最常用的兩中編碼：目前計算機中最常用的兩中編碼： 美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（ASCIIASCII碼碼） 二二十進制編碼（十進制編碼（BCDBCD碼碼）。）。第75頁/共435頁1 1美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（ASCIIASCII碼）碼） P311 P311 附錄附錄A A 如“8”的7位AS

30、CII碼 0111000B 奇校驗ASCII碼為00111000B； 偶校驗ASCII碼為10111000B；第76頁/共435頁2 2、BCDBCD碼碼 二進制編碼的十進制數(shù) 09 A F非法 一個字節(jié)-8位 壓縮與非壓縮第77頁/共435頁強調(diào)：強調(diào)： 計算機只認(rèn)二進制數(shù)，并不認(rèn)什么十六、十、ASCII、BCD碼等 其他數(shù)的大小和性質(zhì)需要人來分析 1111 1111B 多大？什么性質(zhì)的數(shù)？ 無符號：255 帶符號：負數(shù)-1 ASCII碼： “DEL”鍵的ASCII碼第78頁/共435頁總結(jié)：總結(jié)： 本章從微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展開始，對微機的基本概念、硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、系統(tǒng)組成、應(yīng)用特點等知

31、識作了相應(yīng)的概述；介紹了計算機中數(shù)據(jù)的表示方法，重點介紹了二進制數(shù)、十進指數(shù)、十六進制數(shù)的相關(guān)概念及各類數(shù)制之間相互轉(zhuǎn)換的方法、無符號數(shù)和有符號數(shù)的機器內(nèi)部表示、BCD碼和ASCII碼等。通過本章的學(xué)習(xí)，要重點掌握以下幾個方面： 微型計算機的硬件結(jié)構(gòu)：CPU、存儲器、I/O口、總線； 微型計算機的軟件：源程序、匯編（編譯）程序、目標(biāo)程序； 計算機的數(shù)值及轉(zhuǎn)換：二進制數(shù)、十進制數(shù)、十六進制數(shù)； 帶符號數(shù)的表示：原碼、反碼、補碼； 計算機中的常用的編碼：ASCII碼、BCD碼。 本章是微型計算機的基礎(chǔ)。第79頁/共435頁第第2 2章章 半導(dǎo)體存儲器基礎(chǔ)半導(dǎo)體存儲器基礎(chǔ) 半導(dǎo)體存儲器是用來存儲二進

32、制信息的器件，是微機系統(tǒng)中的重要組成部分。計算機的工作依賴于存儲器中的程序和數(shù)據(jù)。包括： 2 21 1 存儲器系統(tǒng)存儲器系統(tǒng) 2 22 2 半導(dǎo)體存儲器概述半導(dǎo)體存儲器概述 2 23 3 典型存儲器芯片介紹典型存儲器芯片介紹 2 24 4 堆棧堆棧 第80頁/共435頁2 21 1 存儲器系統(tǒng)存儲器系統(tǒng)第81頁/共435頁2 22 2 半導(dǎo)體存儲器概述半導(dǎo)體存儲器概述一、分類一、分類 二、存儲器芯片的一般結(jié)構(gòu)二、存儲器芯片的一般結(jié)構(gòu)三、主要性能指標(biāo)三、主要性能指標(biāo)四、存儲器地址空間的結(jié)構(gòu)形式四、存儲器地址空間的結(jié)構(gòu)形式 第82頁/共435頁一、分類一、分類1 1按用途分按用途分 內(nèi)部存儲器內(nèi)部

33、存儲器 外部存儲器外部存儲器 2 2按存儲器性質(zhì)分按存儲器性質(zhì)分 隨機存取存儲器隨機存取存儲器RAMRAM 只讀存儲器只讀存儲器ROMROM 第83頁/共435頁第84頁/共435頁二、存儲器芯片的一般結(jié)構(gòu)二、存儲器芯片的一般結(jié)構(gòu) 由存儲體、地址譯碼器、控制邏輯電路、數(shù)據(jù)緩沖器4部分組成 第85頁/共435頁三、主要性能指標(biāo)三、主要性能指標(biāo) 存儲容量、存取速度、功耗 、可靠性 、性能/價格比 存儲容量：存儲容量： 存儲單元個數(shù)每個單元的存儲位數(shù)第86頁/共435頁四、存儲器地址空間的結(jié)構(gòu)形式四、存儲器地址空間的結(jié)構(gòu)形式 存儲器用于存放程序與數(shù)據(jù)。 半導(dǎo)體存儲器由一個個單元組成，每個單元有一個編

34、號（稱為地址），一個單元存放一個8位的二進制數(shù)（一個字節(jié)）。 計算機的存儲器地址空間有兩種結(jié)構(gòu)形式：普林斯頓結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu)普林斯頓結(jié)構(gòu)和哈佛結(jié)構(gòu) 。第87頁/共435頁第88頁/共435頁2 23 3 典型存儲器芯片介紹典型存儲器芯片介紹一、靜態(tài)隨機存取存儲器一、靜態(tài)隨機存取存儲器 (SRAM) (SRAM) 二、紫外線擦除可編程二、紫外線擦除可編程ROM(EPROMROM(EPROM） 三、電擦除可編程三、電擦除可編程ROM(EEPROM)ROM(EEPROM) 第89頁/共435頁一、靜態(tài)隨機存取存儲器一、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)(SRAM)第90頁/共435頁二、紫外線擦除二、紫外

35、線擦除可編程可編程ROM(EPROMROM(EPROM 第91頁/共435頁三、電擦除可編程三、電擦除可編程ROM(EEPROM)98C64ROM(EEPROM)98C64第92頁/共435頁 A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 可用十六進制數(shù)表示為： 0000H0000H1FFFH1FFFH。第93頁/共435頁2 24 4 堆棧堆棧微型計算機中的堆棧是讀寫存儲器RAM中的一個特殊區(qū)域，是一組按照“先進后出先進后出”的方式工作的、用于暫存信息的存儲單元。所謂堆棧堆棧

36、是在存儲器中開辟一個區(qū)域，用來存放需要暫時保存的數(shù)據(jù)。 第94頁/共435頁1 1堆棧的作用堆棧的作用第95頁/共435頁2 2堆棧操作堆棧操作 堆棧有兩種操作方式。 將數(shù)據(jù)送入堆棧稱為推入操作推入操作，又叫壓入操作壓入操作，如推入指令PUSH A執(zhí)行把累加器A內(nèi)容推入堆棧的操作。 把堆棧中內(nèi)容取出來的操作稱為彈出操作，彈出操作，如彈出指令POP A執(zhí)行把棧頂內(nèi)容送回A的操作。 第96頁/共435頁3 3堆棧指針堆棧指針第97頁/共435頁4 4注意注意 （1）先進入的內(nèi)容要后彈出，保證返回寄存器的內(nèi)容不發(fā)生錯誤。如： PUSHA PUSHB POPA POPB第98頁/共435頁 （2）PU

37、SH和POP的指令要成對，若不匹配的話，會造成返回主程序的地址出錯。如： PUSHA PUSHB POPBRET第99頁/共435頁本章小結(jié)本章小結(jié) 半導(dǎo)體存儲器的分類：SRAM、EPROM、EEPROM、Flash Memory； 存儲器的主要指標(biāo)：存儲器容量、存儲容量和地址線的關(guān)系； 典型的存儲器芯片：SRAM6264、EPROM2764、并行EEPROMNMC98C64A； 堆棧：作用、操作、堆棧指針。第100頁/共435頁第第3 3章章 輸入輸入/ /輸出接口基礎(chǔ)輸出接口基礎(chǔ) 3 31 MC1 MC接口與接口技術(shù)接口與接口技術(shù) 3 32 CPU2 CPU與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送方式與外設(shè)的數(shù)據(jù)

38、傳送方式 3 33 3 串行通信串行通信 3 34 4 中斷中斷 3 35 5 可編程的定時器可編程的定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器第101頁/共435頁3 31 1 微型計算機接口與接口技術(shù)微型計算機接口與接口技術(shù) MCMC中接口是必須的。中接口是必須的。 MCMC接口包括硬件接口的設(shè)計和編制使這些電路按要求工作的驅(qū)動程序。接口包括硬件接口的設(shè)計和編制使這些電路按要求工作的驅(qū)動程序。 一、接口的基本概念一、接口的基本概念 二、二、I/OI/O接口的端口及編址接口的端口及編址 三、三、I/OI/O接口的發(fā)展接口的發(fā)展第102頁/共435頁一、接口的基本概念一、接口的基本概念 所謂接口，就是指兩臺計算

39、機之間、所謂接口，就是指兩臺計算機之間、計算機與外設(shè)之間計算機與外設(shè)之間、計算機內(nèi)部各部件之間起連接作用的邏輯電路，、計算機內(nèi)部各部件之間起連接作用的邏輯電路，是是CPUCPU與外界進行信息交換的中轉(zhuǎn)站。與外界進行信息交換的中轉(zhuǎn)站。 接口是連接接口是連接CPUCPU和外設(shè)之間的一個和外設(shè)之間的一個橋梁橋梁。第103頁/共435頁1 1MCMC接口和接口和I/OI/O設(shè)備之間的信號設(shè)備之間的信號把計算機與外設(shè)間的這種交換數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制把計算機與外設(shè)間的這種交換數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制命令的過程統(tǒng)稱為通信命令的過程統(tǒng)稱為通信（CommunicationCommunication）。）。MCMC與外設(shè)間的

40、信號：與外設(shè)間的信號： 數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息、控制信息。數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息、控制信息。 第104頁/共435頁 （1 1）數(shù)據(jù)信息）數(shù)據(jù)信息 ： 數(shù)字量數(shù)字量 、模擬量、模擬量 、開關(guān)量、開關(guān)量 （2 2）狀態(tài)信息：）狀態(tài)信息： 外設(shè)提供的外設(shè)提供的 （3 3）控制信息：）控制信息： MCMC提供給外設(shè)的提供給外設(shè)的 數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息的含義不同，但都是數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息的含義不同，但都是數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)；第105頁/共435頁 在接口中，這三種信息進入不同的寄存器：在接口中，這三種信息進入不同的寄存器：數(shù)據(jù)緩沖器、狀態(tài)寄存器、控制寄存器。數(shù)據(jù)緩沖器、狀態(tài)寄存器、控制寄存器。第106

41、頁/共435頁3 3設(shè)置設(shè)置I/OI/O接口的原因接口的原因 （1 1）速度的不匹配）速度的不匹配 （2 2）時序的不匹配）時序的不匹配 （3 3）信息格式不匹配）信息格式不匹配 （4 4）信息類型與電平的不匹配）信息類型與電平的不匹配第107頁/共435頁4 4接口的功能接口的功能 （1 1）對輸入）對輸入/ /輸出數(shù)據(jù)進行緩沖、隔離和鎖存輸出數(shù)據(jù)進行緩沖、隔離和鎖存 （2 2）對信號的形式和數(shù)據(jù)格式進行交換與匹配）對信號的形式和數(shù)據(jù)格式進行交換與匹配 （3 3）提供信息相互交換的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號）提供信息相互交換的應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號 （4 4）根據(jù)尋址信息選擇相應(yīng)的外設(shè)）根據(jù)尋址信息選擇相應(yīng)的外設(shè)第

42、108頁/共435頁二、二、I/OI/O接口的端口及編址接口的端口及編址 1 1端口端口 所謂端口，是指所謂端口，是指I/OI/O接口中供接口中供CPUCPU直接存取訪問的那些寄存器或某些硬件特定電路。直接存取訪問的那些寄存器或某些硬件特定電路。 一個一個I/OI/O接口總要包括若干個端口。接口總要包括若干個端口。 2 2端口編址方式端口編址方式 （1 1）端口統(tǒng)一編址）端口統(tǒng)一編址 (2) (2) 端口獨立編址端口獨立編址第109頁/共435頁三、三、I/OI/O接口的發(fā)展接口的發(fā)展 （1 1）簡單接口）簡單接口 （2 2）可編程接口）可編程接口 （3 3）智能接口和通用外圍接口）智能接口和

43、通用外圍接口 （4 4）功能接口板）功能接口板 總之，總之，MCMC接口技術(shù)發(fā)展較快，正沿著提高集成度、增強功能、接口技術(shù)發(fā)展較快，正沿著提高集成度、增強功能、加大靈活性、適應(yīng)性、提高智能化程度的道路發(fā)展，將給用戶加大靈活性、適應(yīng)性、提高智能化程度的道路發(fā)展，將給用戶帶來更大的方便。帶來更大的方便。第110頁/共435頁3 32 CPU2 CPU與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送方式與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送方式 外圍設(shè)備與微機之間的信息傳送實際上是外圍設(shè)備與微機之間的信息傳送實際上是CPUCPU與接口之間的信息傳送。傳送的方式不同，與接口之間的信息傳送。傳送的方式不同，CPUCPU對外設(shè)的控制對外設(shè)的控制方式不同，從而

44、使接口電路的結(jié)構(gòu)及功能也不同。方式不同，從而使接口電路的結(jié)構(gòu)及功能也不同。 MCMC和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送有四種方式，即和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送有四種方式，即無條件方式、查詢方式、中斷方式、直接存儲器存取方式（無條件方式、查詢方式、中斷方式、直接存儲器存取方式（DMADMA方式）。方式）。第111頁/共435頁一、無條件傳輸方式一、無條件傳輸方式 第112頁/共435頁二、程序查詢傳輸方式二、程序查詢傳輸方式 對應(yīng)條件傳送，一個數(shù)據(jù)傳送過程由個環(huán)節(jié)組成：對應(yīng)條件傳送，一個數(shù)據(jù)傳送過程由個環(huán)節(jié)組成： CPUCPU從接口中讀出狀態(tài)字；從接口中讀出狀態(tài)字； CPUCPU檢測狀態(tài)字的對應(yīng)位是否滿足檢測狀態(tài)字

45、的對應(yīng)位是否滿足“就緒就緒”條件，如果不滿足，則回到前一步讀出狀態(tài)字；條件，如果不滿足，則回到前一步讀出狀態(tài)字； 如果狀態(tài)字表明外設(shè)已處于如果狀態(tài)字表明外設(shè)已處于“就緒就緒”狀態(tài)，則傳送數(shù)據(jù)。狀態(tài)，則傳送數(shù)據(jù)。第113頁/共435頁 第114頁/共435頁三、中斷傳輸方式三、中斷傳輸方式 在中斷傳送方式下，外設(shè)具有申請在中斷傳送方式下，外設(shè)具有申請CPUCPU服務(wù)的主動權(quán)，當(dāng)輸入設(shè)備將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好或者輸出設(shè)備可以接收數(shù)據(jù)服務(wù)的主動權(quán)，當(dāng)輸入設(shè)備將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好或者輸出設(shè)備可以接收數(shù)據(jù)時，便可以向時，便可以向CPUCPU發(fā)中斷請求，使發(fā)中斷請求，使CPUCPU暫時停下目前的工作而和外設(shè)進行一次數(shù)據(jù)傳輸

46、，等輸入操作或者輸暫時停下目前的工作而和外設(shè)進行一次數(shù)據(jù)傳輸，等輸入操作或者輸出操作結(jié)束以后，出操作結(jié)束以后，CPUCPU繼續(xù)進行原來的工作繼續(xù)進行原來的工作。第115頁/共435頁四、四、DMADMA傳輸方式傳輸方式 DMADMA方式也要利用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線來傳送方式也要利用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線來傳送數(shù)據(jù)。原先這些總線是由數(shù)據(jù)。原先這些總線是由CPUCPU管理的，但當(dāng)外設(shè)需要利用管理的，但當(dāng)外設(shè)需要利用DMADMA方方式進行數(shù)據(jù)傳送時，接口電路可以向式進行數(shù)據(jù)傳送時，接口電路可以向CPUCPU提出請求，要求提出請求，要求CPUCPU讓讓出對總線的控制權(quán)，用一種

47、稱為出對總線的控制權(quán)，用一種稱為DMADMA控制器的專用硬件接口電路控制器的專用硬件接口電路來取代來取代CPUCPU臨時接管總線，控制外設(shè)和存儲器之間直接進行高速臨時接管總線，控制外設(shè)和存儲器之間直接進行高速的數(shù)據(jù)傳送，而不要的數(shù)據(jù)傳送，而不要CPUCPU進行干預(yù)。進行干預(yù)。第116頁/共435頁第117頁/共435頁3 33 3 串行通信串行通信并行通信與串行通信：并行通信與串行通信：第118頁/共435頁包括：包括：一、串行通信數(shù)據(jù)傳送的方向一、串行通信數(shù)據(jù)傳送的方向 二、串行通信的方式二、串行通信的方式 三、串行接口芯片三、串行接口芯片UARTUART和和USARTUSART四、調(diào)制解調(diào)

48、器四、調(diào)制解調(diào)器第119頁/共435頁一、串行通信數(shù)據(jù)傳送的方向一、串行通信數(shù)據(jù)傳送的方向單工、半雙工、全雙工單工、半雙工、全雙工第120頁/共435頁二、串行通信的方式二、串行通信的方式 常用的通信方式有兩種：同步方式和異步方式，也稱同步通信和異步通信。常用的通信方式有兩種：同步方式和異步方式，也稱同步通信和異步通信。 1 1異步通信異步通信第121頁/共435頁 例如，傳送一個例如，傳送一個7 7位的位的ASCIIASCII碼字符，再加上一個起始位、一個奇偶校驗位和一個停止位組成的一幀共碼字符，再加上一個起始位、一個奇偶校驗位和一個停止位組成的一幀共1010位。位。傳輸字符傳輸字符“E E

49、”的的ASCIIASCII碼的波形。碼的波形。第122頁/共435頁2 2同步通信同步通信第123頁/共435頁3 3 比較比較 從硬件設(shè)備的要求看從硬件設(shè)備的要求看 從數(shù)據(jù)的傳輸效率看從數(shù)據(jù)的傳輸效率看 第124頁/共435頁4 4串行傳送速率串行傳送速率-波特率波特率 所謂的所謂的波特率，波特率，是指每秒鐘內(nèi)所傳送二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)，單位是指每秒鐘內(nèi)所傳送二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)，單位為波特（為波特（BdBd），實際上它是傳送每一位信息所用時間內(nèi)的倒數(shù)。），實際上它是傳送每一位信息所用時間內(nèi)的倒數(shù)。 如果一個串行字符由個起始位，個數(shù)據(jù)位，個奇偶校驗如果一個串行字符由個起始位，個數(shù)據(jù)位，個奇偶校驗位和

50、個停止位等位和個停止位等1010個數(shù)位構(gòu)成，每秒鐘傳送個數(shù)位構(gòu)成，每秒鐘傳送120120個字符，則實個字符，則實際傳送的波特率為：際傳送的波特率為： 1010位位/ /字符字符120120字符字符/ /秒秒12001200位位/ /秒秒12001200波特波特 傳送每位信息所占用的時間：傳送每位信息所占用的時間： 秒秒/1200/12000.8330.833毫秒毫秒第125頁/共435頁常用的標(biāo)準(zhǔn)波特率：常用的標(biāo)準(zhǔn)波特率： 110110、300300、600600、10001000、12001200、24002400、48004800、96009600和和1920019200波特。它也是國際上

51、規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)波特率。同步波特。它也是國際上規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)波特率。同步傳送的波特率高于異步方式，可達到傳送的波特率高于異步方式，可達到6400064000波特。波特。 第126頁/共435頁三、串行接口芯片三、串行接口芯片UARTUART和和USARTUSART 由于計算機是按并行方式傳送數(shù)據(jù)的，當(dāng)它采用串行方式與外由于計算機是按并行方式傳送數(shù)據(jù)的，當(dāng)它采用串行方式與外部通信時，必須進行串并行變換。發(fā)送數(shù)據(jù)時，需通過并行輸部通信時，必須進行串并行變換。發(fā)送數(shù)據(jù)時，需通過并行輸入、串行輸出移位寄存器將入、串行輸出移位寄存器將CPUCPU送來的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)送來的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)后，再從串行

52、數(shù)據(jù)線上發(fā)送出去；接收數(shù)據(jù)時，則需經(jīng)串行輸后，再從串行數(shù)據(jù)線上發(fā)送出去；接收數(shù)據(jù)時，則需經(jīng)串行輸入、并行輸出移位寄存器，將接收到的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)入、并行輸出移位寄存器，將接收到的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)后送到據(jù)后送到CPUCPU去。去。 異步收發(fā)器異步收發(fā)器 UART UART 、 通用同步異步收發(fā)器通用同步異步收發(fā)器 USART USART 。第127頁/共435頁3 34 4 中斷中斷 中斷技術(shù)是中斷技術(shù)是MCMC在實時處理和實時控制中不可缺少的一個很重要的技術(shù)。而中斷系統(tǒng)是為在實時處理和實時控制中不可缺少的一個很重要的技術(shù)。而中斷系統(tǒng)是為MCMC具有對外界異步具有對外界異步發(fā)生的事件

53、能夠及時處理的功能而設(shè)置的。發(fā)生的事件能夠及時處理的功能而設(shè)置的。 一臺一臺MCMC的中斷系統(tǒng)是否完善，是反映其功能強弱的一個重要標(biāo)志。的中斷系統(tǒng)是否完善，是反映其功能強弱的一個重要標(biāo)志。 一、概述一、概述 二、中斷處理過程二、中斷處理過程第128頁/共435頁一、概述一、概述 （1 1）中斷）中斷-過程（主程序與中斷程序）過程（主程序與中斷程序） （2 2）中斷源：內(nèi)部與外部（硬件）中斷源：內(nèi)部與外部（硬件） （3 3）中斷申請（中斷請求）、中斷響應(yīng)）中斷申請（中斷請求）、中斷響應(yīng) （4 4）中斷服務(wù)程序、中斷服務(wù)程序入口地址）中斷服務(wù)程序、中斷服務(wù)程序入口地址 （5 5）可屏蔽中斷與非屏蔽

54、中斷）可屏蔽中斷與非屏蔽中斷 （6 6）中斷的開放與禁止）中斷的開放與禁止 （7 7）中斷優(yōu)先級與中斷嵌套）中斷優(yōu)先級與中斷嵌套第129頁/共435頁二、中斷處理過程二、中斷處理過程 （1 1）中斷請求）中斷請求 （2 2）中斷優(yōu)先權(quán)判別）中斷優(yōu)先權(quán)判別 （3 3）中斷響應(yīng)）中斷響應(yīng) （4 4）中斷處理）中斷處理 （5 5）中斷返回）中斷返回第130頁/共435頁3 35 5 可編程的定時器可編程的定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器計算機在工作過程，需要知道從某個時間開始經(jīng)計算機在工作過程，需要知道從某個時間開始經(jīng)過多長時間之后做什么；或從某個時間開始，記過多長時間之后做什么；或從某個時間開始，記幾個數(shù)

55、之后做什么。幾個數(shù)之后做什么。 一、概述一、概述 二、可編程定時器二、可編程定時器/ /計數(shù)器工作原理計數(shù)器工作原理 第131頁/共435頁一、一、概述概述 1 1定時和計數(shù)是同一回事定時和計數(shù)是同一回事 都是一個計數(shù)的問題。都是一個計數(shù)的問題。 2 2系統(tǒng)定時的分類系統(tǒng)定時的分類 （1 1）軟件定時）軟件定時 （2 2）不可編程的硬件定時）不可編程的硬件定時 （3 3）可編程的硬件定時）可編程的硬件定時第132頁/共435頁二、可編程定時器二、可編程定時器/ /計數(shù)器工作原理計數(shù)器工作原理 核心部件：計數(shù)器（加法或減法）核心部件：計數(shù)器（加法或減法）第133頁/共435頁第第4 4章章 單片

56、機概述單片機概述一、概述一、概述二、常用的單片機產(chǎn)品二、常用的單片機產(chǎn)品 三、單片機應(yīng)用系統(tǒng)三、單片機應(yīng)用系統(tǒng)四、單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)概述四、單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)概述 第134頁/共435頁一、概述一、概述 1.1.定義：定義： 采用一定的采用一定的工藝手段工藝手段將將CPUCPU、存儲器、存儲器、I/OI/O口集成口集成在一個芯片上。在一個芯片上。 2.2.特點：特點： 抗干擾性強，工作溫度范圍寬抗干擾性強，工作溫度范圍寬 ； 可靠性高；可靠性高； 控制功能很強，數(shù)值計算能力較差；控制功能很強，數(shù)值計算能力較差； 指令系統(tǒng)比通用微機系統(tǒng)簡單；指令系統(tǒng)比通用微機系統(tǒng)簡單； 更新?lián)Q代速度比通用微機處

57、理器慢多。更新?lián)Q代速度比通用微機處理器慢多。第135頁/共435頁3.3.應(yīng)用：應(yīng)用： 智能儀表中的應(yīng)用智能儀表中的應(yīng)用 機電一體化中的應(yīng)用機電一體化中的應(yīng)用 實時控制中的應(yīng)用實時控制中的應(yīng)用 軍工領(lǐng)域的應(yīng)用軍工領(lǐng)域的應(yīng)用 分布式多機系統(tǒng)中的應(yīng)用分布式多機系統(tǒng)中的應(yīng)用 民用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用民用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用 第136頁/共435頁4.4.發(fā)展趁勢發(fā)展趁勢 CPUCPU的改進的改進 存儲器的發(fā)展存儲器的發(fā)展 片內(nèi)片內(nèi)I/OI/O的改進的改進 外圍電路內(nèi)裝化外圍電路內(nèi)裝化 低功耗與工作電壓范圍加寬低功耗與工作電壓范圍加寬 低噪聲與高可靠性技術(shù)低噪聲與高可靠性技術(shù) ISPISP及及IAP IAP

58、第137頁/共435頁二、常用的單片機產(chǎn)品二、常用的單片機產(chǎn)品 MCSMCS單片機單片機 AVRAVR單片機單片機 PICPIC單片機單片機 MSPMSP單片機單片機 ARMARM處理器處理器 DSPDSP處理器處理器 第138頁/共435頁三、單片機應(yīng)用系統(tǒng)三、單片機應(yīng)用系統(tǒng)第139頁/共435頁第140頁/共435頁四、單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)概述四、單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)概述 開發(fā)環(huán)境的軟硬件構(gòu)成開發(fā)環(huán)境的軟硬件構(gòu)成 第141頁/共435頁 單片機的在線編程單片機的在線編程 ISP-ISP-在線系統(tǒng)編程在線系統(tǒng)編程 IAP-IAP-在線應(yīng)用編程在線應(yīng)用編程第142頁/共435頁嵌入式系統(tǒng)概述 定義

59、 特點第143頁/共435頁第第5 5章章 MCS-51MCS-51系列單片機硬件結(jié)構(gòu)系列單片機硬件結(jié)構(gòu) 5.1 5.1 總體結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)5.2 CPU5.2 CPU5.3 5.3 存儲器存儲器5.4 5.4 硬件資源硬件資源5.5 5.5 輔助電路及時序輔助電路及時序第144頁/共435頁2.1 2.1 總體結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)一、系列問題一、系列問題二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)三、外部引腳三、外部引腳四、總線圖四、總線圖第145頁/共435頁一、系列問題一、系列問題 講到單片機都有個系列問題講到單片機都有個系列問題 MCS-51MCS-51： 基本型基本型 5151子系列子系列(80318051875

60、1)(803180518751) 增強型增強型 5252子系列子系列(803280528752)(803280528752) 特殊型特殊型 所有的基礎(chǔ)都是所有的基礎(chǔ)都是基本型。基本型。第146頁/共435頁二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)二、內(nèi)部結(jié)構(gòu) P87P87第147頁/共435頁CPU內(nèi)存儲器RAMROM I/O接口I/O接口 I/O設(shè)備 I/O設(shè)備ABDBCB微型計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖復(fù)習(xí)第148頁/共435頁 8 8位的位的CPUCPU； 128128個字節(jié)的片內(nèi)個字節(jié)的片內(nèi)RAMRAM； 4 4K K字節(jié)的片內(nèi)字節(jié)的片內(nèi)ROMROM程序存儲器程序存儲器(8031(8031無無) ) 外部的外部的RAMRAM