第0章-單片機原理與應(yīng)用-緒論-2014

單片機原理與應(yīng)用電子科學(xué)系遲正剛E-mail：chigang@.c639961)20140221課程介紹單片機的定義單片機的優(yōu)點單片機課程的主要內(nèi)容單片機課程的目標(biāo)單片機課程的重點與要求單片機課程的教學(xué)方法單片機課程的教材及參考書一、單片機的定義單片機全稱是單片微型計算機（SingleChipMicrocomputer,SCM），又稱微控制器MCU（MicroControllerUnit）。

區(qū)別：微處理器Microprocessor

=微型CPU所謂單片機，是指在一塊芯片上集成了中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、程序存儲器ROM或EEPROM、定時/計數(shù)器、中斷控制器以及串行口，并行I/O接口等部件，構(gòu)成的一個完整的微型計算機系統(tǒng)。實質(zhì)是比微型計算機還微型的計算機系統(tǒng)。二、單片機的優(yōu)點集成度高不太復(fù)雜的應(yīng)用場合，一片單片機就可以搞定。模塊化結(jié)構(gòu)使用方便，升級擴展容易?？煽啃愿呖偩€在片內(nèi)，不易受到干擾。體積小，易于屏蔽。功能強具有字處理器和位處理器。容易產(chǎn)品化嵌入式系統(tǒng)，智能儀器。三、單片機課程的主要內(nèi)容主要內(nèi)容分為以下4個模塊單片機基本結(jié)構(gòu)與基本原理

MCS-51單片機的硬件結(jié)構(gòu)；MCS-51單片機的指令系統(tǒng)；MCS-51單片機程序設(shè)計基礎(chǔ)（以匯編語言為主，兼顧C51

）MCS-51單片機的內(nèi)部硬件資源及應(yīng)用并行口；中斷系統(tǒng)；定時/計數(shù)器；串行口MCS-51單片機的總線與系統(tǒng)擴展存儲器、I/O、總線MCS-51單片機的應(yīng)用接口技術(shù)A/D、D/A、人機接口四、單片機課程的目標(biāo)目標(biāo)通過課堂理論學(xué)習(xí)、課堂研討、課程實驗以及課程設(shè)計活動，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握單片機的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)和各種接口設(shè)計，提高學(xué)生的軟硬件設(shè)計能力，使學(xué)生能夠根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)計出符合實際要求的單片機應(yīng)用系統(tǒng)。本課程也為學(xué)生將來進(jìn)一步學(xué)習(xí)DSP、嵌入式微處理器打下良好的基礎(chǔ)，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。核心目標(biāo)設(shè)計能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高不要把單純的制造（復(fù)制）能力當(dāng)成設(shè)計能力，山寨也是一種能力，但是，精英是山寨不出來的。課程重點單片機硬件系統(tǒng)及基本使用嵌入式系統(tǒng)的基本設(shè)計方法具體步驟熟悉硬件硬件資源的合理使用結(jié)構(gòu)化模塊化的系統(tǒng)設(shè)計方法成本約束下的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計課程內(nèi)容圍繞單片機硬件資源逐步展開，從模塊設(shè)計，到系統(tǒng)合成。軟件編程技術(shù)不是本課程訓(xùn)練的重點，但是要會用。編程語言以匯編為主，兼顧C51。五、單片機課程的重點與要求六、單片機課程的教學(xué)方法本課程以研討教學(xué)法為主展開課程學(xué)習(xí)，教學(xué)項目 學(xué)時 成績課堂講授 36學(xué)時研討(8次) 12學(xué)時 20%（包括研討報告）實驗(8個) 16學(xué)時 20%（包括實驗報告）期末考試 60%課程設(shè)計 單獨開設(shè)研討教學(xué)法的特點特點：合作學(xué)習(xí)：課堂研討以小組為單位

自主學(xué)習(xí)：課下，學(xué)生做，教師輔導(dǎo)； 課上，學(xué)生講，教師點評?？己耍阂孕〗M考核為主，兼顧個人表現(xiàn)。分組：

3~4人一組。每班16組。研討、實驗、設(shè)計同一組。研討教學(xué)法的實施研討方法：下達(dá)任務(wù)。提前一周下達(dá)課題，以小組為單位進(jìn)行準(zhǔn)備。課前輔導(dǎo)。在單片機實驗室，進(jìn)行交流輔導(dǎo)。課堂討論。小組成員介紹課題任務(wù)完成情況，解答疑問。提交報告。研討課后，每組提交1份該課題的研究報告。研討要求：獨立完成：每次課堂研討時，各組都要完成至少1個研討課題。所有任務(wù)都要求獨立完成。不允許出現(xiàn)copy報告（成績計0分）。積極參與：每組至少有2次機會在課堂上介紹自己的研討課題。研討題目：研討題目以教材內(nèi)容（包括習(xí)題、例題）為基礎(chǔ)，并做必要拓展。單片機課程實驗資源介紹目前電子系與單片機有關(guān)的實驗室有兩個。PROTUES仿真實驗室有40個節(jié)點，并可以通過校園網(wǎng)登陸服務(wù)器遠(yuǎn)程使用。單片機實驗室有16套實驗設(shè)備，（實驗箱+仿真器+PC機）。要求同學(xué)們自己裝備的實驗軟件與設(shè)備。每人一臺PC機，安裝星研仿真器的虛擬仿真軟件和PROTUES仿真軟件（7.2版本）。每組制作一個51單片機學(xué)習(xí)板。結(jié)合課程設(shè)計任務(wù)，材料及基本工具由實驗室統(tǒng)一提供，制作在實驗室完成。單片機實驗課基本原則

每個實驗都包括基本實驗內(nèi)容和拓展實驗內(nèi)容。實驗采用按小組考核方式?？己藘?nèi)容包括實驗完成情況和實驗結(jié)果分析即實驗報告?；緦嶒瀮?nèi)容必須完成?？裳a做實驗。不允許出現(xiàn)copy報告（成績計0分）。實驗成績占總成績的20%。實驗分班進(jìn)行，共8個實驗，每次做2個，即每班共有4次實驗課（一般安排下午）。七、單片機課程教材及參考書李群芳，《單片微型計算機與接口技術(shù)（第4版）》，電子工業(yè)出版社，2012。教材電氣教研室，《單片機原理與應(yīng)用實驗指導(dǎo)書》，惠州學(xué)院，2014。實驗用韓曉東，《單片機課程同步實驗指導(dǎo)》，清華大學(xué)出版社，2013。課程設(shè)計用參考書張毅剛，《單片機原理及應(yīng)用》（第二版），高等教育出版社，2010李強，《51系列單片機應(yīng)用軟件編程技術(shù)》，北京航空航天大學(xué)出版社，2009徐愛鈞，《8051單片機實踐教程——asm51匯編語言與C51高級語言應(yīng)用》，電子工業(yè)出版社，2009第0章緒論1計算機的發(fā)展與分類2嵌入式計算機系統(tǒng)的構(gòu)成3單片機及其特點附錄:微機原理基本概念復(fù)習(xí)1計算機的發(fā)展與分類1.1計算機技術(shù)的發(fā)展概述計算機的誕生

1945年底，世界上第一臺使用電子管制造的電子數(shù)字計算機在美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院研制成功（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator——ENIAC，即電子數(shù)字積分計算機），并在1946年2月15日舉行了計算機的正式揭幕典禮。這臺電子計算機總共用了18800個電子管，耗電140千瓦，占地150平方米，重達(dá)30噸，每秒鐘可進(jìn)行5000次加法運算。電子計算機的誕生是人類最偉大的發(fā)明之一計算機的發(fā)展按照組成計算機的元器件的技術(shù)發(fā)展水平作為分類的依據(jù)，計算機技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)走過了4代。第一代計算機是電子管計算機（1947-1958年）

以電子管（EVL）為基本邏輯元件。主存儲元件為汞延遲線，數(shù)字表示為定點數(shù)據(jù)，語言軟件為機器語言或匯編語言。第二代計算機是晶體管計算機（1958~1964年）以晶體管（TTL）為基本邏輯元件。主存儲元件為磁芯存儲器，數(shù)據(jù)表示有浮點數(shù)據(jù)與變址，語言軟件獲得了發(fā)展，有FORTRAN、BASIC、COBOL等第三代計算機是集成電路計算機（1964~1971年） 以中小規(guī)模集成電路（SSI、MSI）為基本邏輯元件。主存儲器為 半導(dǎo)體存儲器，系統(tǒng)采用微程序技術(shù)與虛擬存儲，并有多種高級 語言和成熟的操作系統(tǒng)。計算機的發(fā)展第四代計算機是大規(guī)模集成電路計算機（1971年~）。采用大規(guī)模集成電路（LSI、VLSI）為基本邏輯元件。主存儲器為大規(guī)模、高密度半導(dǎo)體存儲器，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用并行、多機、分布式及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并發(fā)展到了多媒體機型。第五代計算機？應(yīng)用生物技術(shù)、納米技術(shù)和量子技術(shù)。從應(yīng)用的角度來看發(fā)展趨勢：向小的方向發(fā)展：成本更低，使用更方便，更靈活向大的方向發(fā)展：超級計算機我國成功研制超百萬億次計算機曙光5000，（中新網(wǎng)2008-08-31）超級計算機是體現(xiàn)國家科技發(fā)展水平和綜合國力的重要標(biāo)志。局部突發(fā)性災(zāi)難預(yù)報(如洪水、海嘯)，納米技術(shù)領(lǐng)域的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析和功能預(yù)測、氣象領(lǐng)域的短期天氣預(yù)報等領(lǐng)域都需要超級計算機的協(xié)助。

微處理器的集成度每隔18個月就會翻一番，芯片的性能也隨之提高一倍

------摩爾定律GordonE.MooreIntel公司的創(chuàng)始人之一1.2計算機的分類計算機已經(jīng)廣泛地介入到人類的日常生活中。按照計算機的用途、性能的不同，存在不同的分類方法。對于最常見的PC（PersonalComputer）機，按照用途不同，可以分為3種類型：家用PC商用PC工業(yè)控制用PC家用和商用PC的性能差別不大，而工業(yè)控制用PC（工控機）則強調(diào)高可靠性。PC機最大特點就是通用性和兼容性，由此帶來低成本和高性能?，F(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中的計算機

以數(shù)控機床為例，現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

采用通用PC機組成微機數(shù)控系統(tǒng)的特點是便于實現(xiàn)，但通用PC機的可靠性不夠1）

采用工業(yè)PC（IPC）2）

采用可靠性更高的系統(tǒng)組成方案幾種常見的工業(yè)控制系統(tǒng)組成方案：PC＋DOS系統(tǒng)PC＋windows系統(tǒng)MCU系統(tǒng)（無OS）MCU＋嵌入式操作系統(tǒng)PLC系統(tǒng)MCU（MicroControllerUnit）微控制器PLC（ProgrammableLogicController

）可編程序控制器計算機的新分類以應(yīng)用為中心、按計算機的嵌入式應(yīng)用和非嵌入式應(yīng)用進(jìn)行分類，將其分為：嵌入式計算機通用計算機嵌入式計算機是以嵌入式系統(tǒng)的形式隱藏在各種裝置、產(chǎn)品和系統(tǒng)中。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件可裁剪、針對具體應(yīng)用系統(tǒng)，對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。注意：嵌入式系統(tǒng)雖為專用系統(tǒng)，但是，可以采用通用芯片組建而成。當(dāng)然嵌入式系統(tǒng)也可以采用專用芯片。采用專用芯片構(gòu)成的系統(tǒng)，其成本較高，目前只在少數(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用。2嵌入式計算機系統(tǒng)的構(gòu)成2.1嵌入式計算機硬件系統(tǒng)1）嵌入式處理器通用CPU微控制器（MCU，又稱為單片機）數(shù)字信號處理器（DSP,DigitalSignalProcessor）2）常規(guī)外設(shè)及接口3）專用外設(shè)及接口4）操作控制臺和報警設(shè)備2.2嵌入式計算機軟件系統(tǒng)1）嵌入式操作系統(tǒng)實時多任務(wù)操作系統(tǒng)——已經(jīng)產(chǎn)品化，適應(yīng)于大型系統(tǒng)windows是分時多任務(wù)的操作系統(tǒng)實時監(jiān)控程序——實現(xiàn)對用戶的任務(wù)進(jìn)行管理，對系統(tǒng)中的突發(fā)事件進(jìn)行實時響應(yīng)，適應(yīng)于中型系統(tǒng)。強調(diào)實時性，對多任務(wù)處理能力有限（即多中斷的處理能力）對照PLC的工作方式，其實時性如何滿足？無操作系統(tǒng)——系統(tǒng)的硬件資源的管理和對事件的實時響應(yīng)全部歸到用戶程序，適應(yīng)于小型系統(tǒng)。2）用戶程序?qū)崿F(xiàn)用戶的功能要求。必要時實現(xiàn)對系統(tǒng)資源的管理。2.3嵌入式計算機系統(tǒng)的發(fā)展趨勢：

在三、五年以前，一般的看法是專用的、功能不很復(fù)雜的場合使用無操作系統(tǒng)的MCU系統(tǒng)（單片機系統(tǒng)），而通用性的，功能復(fù)雜、要求人機界面友好的場合使用PC機＋windows結(jié)構(gòu)，因其資源豐富，開發(fā)簡單。但是，目前隨著單片機系統(tǒng)資源的逐漸豐富，以及嵌入式操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展，更重要的是出于對可靠性的追求，人們又更多的傾向于使用“單片機＋嵌入式操作系統(tǒng)”來取代“PC機＋windows”的工控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

注：無操作系統(tǒng)的MCU應(yīng)用于工業(yè)控制已經(jīng)有很久的歷史了，但嵌入式計算機系統(tǒng)的稱謂是隨著嵌入式操作系統(tǒng)的成熟而流行起來。本書以市場占有率最高的MCS-51單片機為核心，介紹嵌入式系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)和設(shè)計方法。但是在嵌入式操作系統(tǒng)方面，僅限于實時監(jiān)控程序。3單片機及其特點3.1單片機的定義：

單片機全稱是單片微型計算機（SingleChipMicrocomputer,SCM），又稱MCU（MicroControllerUnit）。

所謂單片機，是指在一塊芯片上集成了中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、程序存儲器ROM或EEPROM、定時/計數(shù)器、中斷控制器以及串行口，并行I/O接口等部件，構(gòu)成的一個完整的微型計算機系統(tǒng)。

2wyx回

顧：有關(guān)微型計算機的基礎(chǔ)知識

硬件：微處理器，存儲器，總線，I/O接口軟件：系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件計算機系統(tǒng)通常由多塊印刷電路板制成：

主板顯卡聲卡存儲器接口網(wǎng)卡輸入輸出接口內(nèi)存條CPUCPUCPU芯片內(nèi)存條存儲器接口存儲器芯片輸入輸出接口輸入輸出接口芯片定時計數(shù)器芯片A/D、D/A芯片單板機

印刷電路板

單硅晶片CPU存儲器控制電路定時器時鐘電路I/O口單片機3.2單片機的分類按用途可分為通用型和專用型兩大類：（1）通用型可開發(fā)的內(nèi)部資源：RAM、ROM、I/O等功能部件，全部提供給用戶。用戶根據(jù)需要，設(shè)計一個以通用單片機芯片為核心的測控系統(tǒng)。（2）專用型專門針對某些產(chǎn)品的特定用途而制作的單片機，針對性強且數(shù)量巨大。對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最簡化、可靠性和成本的最佳化等方面都作了全面的考慮?！皩Ｓ谩眴纹瑱C具有十分明顯的綜合優(yōu)勢。3.3單片機的發(fā)展簡史四個階段:第一階段(1974年～1976年)：單片機初級階段。雙片的形式，且功能比較簡單。第二階段（1976年～1978年）:低性能單片機階段。以Intel公司制造的MCS-48單片機為代表。第三階段(1978年～現(xiàn)在)：高性能單片機階段。Intel公司的MCS-51系列、Mortorola公司的6801系列等。第四階段(1982年～現(xiàn)在)：8位單片機鞏固發(fā)展及16位單片機、32位單片機推出階段。3.4單片機的應(yīng)用

單片機基本特點：體積小：SO-8封裝，3mm*3mm重量輕：小于1克價格便宜：常用型號低于￥5.00功耗低：工作電流<5uA功能強：低端夠用，高端超過PC使用溫度：民品：

0°C—+70°C工業(yè)品：-40°C—+85°C軍品：

-65°C—+125°C單片機卓越的性能，得到了廣泛的應(yīng)用，已深入到各個領(lǐng)域

1.工業(yè)自動化 5.武器裝備

2.智能儀器儀表 6.終端及外部設(shè)備控

3.消費類電子產(chǎn)品 7.多機分布式系統(tǒng)

4.通訊

3.5單片機的發(fā)展趨勢1）CPU的改進(jìn)（1）采用雙CPU結(jié)構(gòu)，提高處理能力（2）增加數(shù)據(jù)總線寬度，內(nèi)部采用16位數(shù)據(jù)總線。（3）串行總線結(jié)構(gòu)，菲利浦公司的I2C總線（Inter－Icbus）。用兩根信號線代替現(xiàn)行的8位數(shù)據(jù)總線。2）存儲器的發(fā)展（1）加大存儲容量。（2）片內(nèi)EPROM采用E2PROM或閃爍（Flash）存儲器（3）程序保密化。3）片內(nèi)I/O的改進(jìn)（1）增加并行口的驅(qū)動能力，能直接輸出大電流和高電壓。（2）增加I/O口的邏輯控制功能。（3）設(shè)置了一些特殊的串行接口功能，構(gòu)成分布式、網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)。4）外圍電路內(nèi)裝化器件集成度的不斷提高，把眾多的外圍功能部件集成在片內(nèi)－－系統(tǒng)的單片化。5）低功耗化CMOS化CHMOS工藝?？傊蚋咝阅?、高速、低壓、低功耗、低價格、外圍電路內(nèi)裝化方向發(fā)展。3.6MCS-51系列單片機20世紀(jì)80年代后期:Intel公司以專利的形式把8051內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給廠家。如：ATMEL、PHILIPS、ANALOGDEVICES、DALLAS公司。這些廠家生產(chǎn)的兼容單片機，與8051的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同，采用CMOS工藝。80C51系列：所有具有8051指令系統(tǒng)的單片機不應(yīng)直接稱為MCS-51系列單片機，MCS只是Intel公司專用的單片機系列符號。MCS-51系列單片機及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類：（1）基本型、（2）增強型、（3）低功耗型、（4）專用型、（5）超8位型、（6）片內(nèi)閃爍存儲器型51系列單片機分類（1）基本型

典型產(chǎn)品：8031/8051/8751（2）增強型

典型產(chǎn)品：8032/8052/8752

內(nèi)部RAM增到256字節(jié)，8052、8752的內(nèi)部程序存儲器擴展到8KB，16位定時器/計數(shù)器增至3個。（3）低功耗型

典型產(chǎn)品：80C31/87C51/80C51。采用CMOS工藝，適于電池供電或其它要求低功耗的場合。（4）專用型

8044/8744，用于總線分布式多機測控系統(tǒng)。美國Cypress公司的EZUSR-2100單片機－USB接口。51系列單片機分類（5）超8位型

典型產(chǎn)品：PHILIPS公司80C552/87C552/83C552系列單片機。將MCS-96系列（16位單片機）I/O部件如：高速輸入/輸出（HSI/HSO）、A/D轉(zhuǎn)換器、脈沖寬度調(diào)制（PWM）、看門狗定時器（WDT）等移植進(jìn)來構(gòu)成新一代MCS-51產(chǎn)品。功能介于MCS-51和MCS-96之間。目前已得到了較廣泛的使用。（6）片內(nèi)閃爍存儲器型

美國ATMEL公司的AT89C51單片機，受到應(yīng)用設(shè)計者的歡迎。MCS-51系列以及80C51系列單片機有多種類型，但掌握好MCS-51的基本型（8031、8051、8751或80C31、80C51、87C51）是十分重要的。它們是具有MCS-51內(nèi)核的各種型號單片機的基礎(chǔ)，也是各種增強型、擴展型等衍生品種的核心。3.7單片機系統(tǒng)開發(fā)條件單片機芯片以80C51為主開發(fā)工具PROTEUS仿真軟件——EDA軟件，基于原理圖的虛擬仿真星研仿真器——替代目標(biāo)板的CPU，進(jìn)行實際系統(tǒng)仿真資料手冊單片機實驗指導(dǎo)書（惠州學(xué)院2014）詳細(xì)資料：網(wǎng)絡(luò)：下載使用手冊圖書館：借閱相關(guān)參考書籍3.8其他單片機簡介精簡指令集簡介：

1997年ATMEL公司挪威設(shè)計中心的A先生與V先生共同研發(fā)出的精簡指令集(RISC—ReducedInstructionSetComputer)的高速8位單片機，簡稱AVR。

AVR單片機拋棄復(fù)雜指令計算機(CISC)追求指令完備的做法。采用精簡指令集，以字作為指令長度單位，將操作數(shù)與操作碼安排在一字之中，指令長度固定、指令格式與種類相對較少、尋址方式也相對較少，絕大部分指令都為單周期指令。取指周期短，又可預(yù)取指令，實現(xiàn)流水作業(yè)，故可高速執(zhí)行指令。有多種單片機采用RISC方式現(xiàn)介紹幾種1）

PIC系列單片機美國Microchip公司的產(chǎn)品。特性如下：（1）最大的特點是從實際出發(fā)，重視性能價格比，已經(jīng)開發(fā)出多種型號來滿足應(yīng)用需求。PIC系列從低到高有幾十個型號。PIC12C508單片機僅有8個引腳，是世界最小的單片機。有512字節(jié)ROM、25字節(jié)RAM、一個8位定時器、一根輸入線、5根I/O線，價格非常便宜。用在摩托車點火器非常適合。PIC16C74有40個引腳，其內(nèi)部資源為4KB

ROM、192BRAM、8路A/D、3個8位定時器、3個串行口、1個并行口、11個中斷源、33個I/O腳。（2）其他特點：精簡指令集使執(zhí)行效率提高、其引腳具有防瞬態(tài)能力、保密性好、片內(nèi)集成了看門狗定時器、設(shè)有休眠和省電工作方式。422）EM78系列單片機臺灣義隆公司推出的八位EM78系列單片機已有多年，并廣泛應(yīng)用在家用電器、工業(yè)控制、儀器等方面，其優(yōu)良的單片機結(jié)構(gòu)和性能為用戶所認(rèn)同?！M(jìn)入內(nèi)地較晚EM78系列單片機將眾多功能集于一身，這其中包括ALU、ROM、RAM、I/O、堆棧、中斷控制器、定時/計數(shù)器、看門狗、電壓檢測器、復(fù)位電路、振蕩電路等?！c51系列類似EM78系列單片機指令系統(tǒng)采用與大家熟知的MCS-51指令風(fēng)格設(shè)計，共計58條指令，大家通過較短的時間便能掌握運用。EM78系列單片機有二十種之多，用戶可根據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品的要求，選擇合適的EM78單片機。以外部封裝為例，有以下幾種：型號引腳數(shù)型號引腳數(shù)p15314

p156E18

p44728、32p45140、42、44

p45820、243.9嵌入式微處理器嵌入式微處理器(EmbeddedMicroProcessorUnit，

EMPU)的基礎(chǔ)是通用計算機中的CPU。在應(yīng)用設(shè)計中，將嵌入式微處理器裝配在專門設(shè)計的電路板上，只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的母板功能，可大幅減小系統(tǒng)體積和功耗。為滿足嵌入式應(yīng)用的特殊要求，嵌入式微處理器雖然在功能上和標(biāo)準(zhǔn)微處理器基本是一樣的，但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強。代表性產(chǎn)品為ARM系列，ARM是AdvancedRISCMachines的縮寫，其中RISC是精簡指令集計算機的縮寫。同時ARM也是設(shè)計ARM處理器的美國公司的簡稱。ARM家族主要有5個產(chǎn)品系列：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10和SecurCore。443.10飛思卡爾單片機概述

1）低端8位單片機——MC9RS08KA8位微控制器正逐漸向小型化應(yīng)用發(fā)展。飛思卡爾籍著MC9RS08KA進(jìn)入超低端市場?！鬗C9RS08KA特性高達(dá)2KB的第三代Flash，可以按字節(jié)極快速地寫入程序靈活的時鐘選項具有8位預(yù)標(biāo)量的8位模數(shù)定時器模擬比較器，輸入信號僅需使用1個引腳具有3位預(yù)標(biāo)量的實時中斷觸發(fā)器4條雙向輸入/輸出（I/O）線路系統(tǒng)保護(hù)，包括低壓檢測（LVD）功能后臺調(diào)試系統(tǒng)提供6引腳DFN、8引腳塑料雙列直插引腳（PDIP）和8引腳窄體小外形集成電路（NB-SOIC）封裝2）高端8位單片機——MC9S08AWMC9S08AW系列單片機可應(yīng)用在家電、汽車、安全系統(tǒng)、工業(yè)控制與照明控制等。

◆MC9S08AW特性增強型掉電檢測?？偩€頻率最高可達(dá)20MHz第三代Flash存儲器可選：16K、32K和60K片上調(diào)試接口內(nèi)部時鐘發(fā)生器帶有用8個可編程通道的定時器10位、16通道ADC廣泛的串行信口56條I/O線允許的溫度范圍為：-40°C~+125°C4種封裝選項：64QFP、64LQFP、48QFN和44LQFP。3）16位單片機系列——汽車電子專用

飛思卡爾（Motorola）有著30多年汽車電子的領(lǐng)導(dǎo)地位。飛思卡爾提供所有16位汽車電子解決方案。——有針對性的多產(chǎn)品系列。例如：面向儀表板應(yīng)用；面向底盤節(jié)點中執(zhí)行器和傳感器應(yīng)用；面向汽車車身電子應(yīng)用；面向通用低端；面向通用高端等一系列產(chǎn)品。以管腳封裝為例：低端產(chǎn)品提供48到80個管腳的封裝形式，中端產(chǎn)品提供64到112個管腳的封裝。高端產(chǎn)品提供80到208個管腳的封裝。4）微控制器MC9S12DG128

MC9S12DGl28微控制單元是一個16位的單片機，包含有：一個16位的中央處理單元(HCSl2CPU)，16位的數(shù)據(jù)線128KB的FlashE2PROM，8KB的RAM，2KB的E2PROM，2個異步串行通訊接口(SCI)，2個同步串行外圍接口(SPI)，1個含8個輸入捕捉通道或輸出19比較通道的增強型捕捉定時器，2個8路10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。1個8路的脈寬調(diào)制模塊(PWM)，1個字節(jié)數(shù)據(jù)鏈路控制器(BDLC)，29個獨立的數(shù)字I／O口(通道A，通道B，通道K，通道E)，20個獨立的帶有中斷和喚醒功能的數(shù)字I／O口，3個兼容CAN2．0A／B協(xié)議的單元(MSCANl2)，1個Byteflight單元和1個12C總線接口。LQFP-112和QFP-80封裝選擇

MC9S12DGl28結(jié)構(gòu)圖MC9S12DGl28封裝圖5）微控制器MC9S12XS128MC9S12XS128單片機較MC9S12DG128有很多改進(jìn)。速度更快、性能更高，操作簡化，可靠性提高。是當(dāng)前Freescale最先進(jìn)的單核16位單片機。增加一個全局寄存器，實現(xiàn)對整個尋址空間的連續(xù)尋址。CPU指令增減。將原來只有累加器A、B或D可進(jìn)行的算術(shù)和邏輯運算指令擴展到X、Y寄存器也能進(jìn)行。累加器D則增加了擴展到32位的加、減運算指令。還增加了一套擴展比較指令，將C標(biāo)志、Z標(biāo)志擴展到32位數(shù)的比較。不可中斷的讀-改-寫指令原來是對字節(jié)的8位操作，在S12X系列CPU中擴展為16位操作。不通過CPU寄存器，從存儲器直接到存儲器的Move指令也由原來的單一尋址方式，擴展到所有尋址方式。S12XSCPU不再支持模糊邏輯指令

A/D變換精度從10位提高到12位閃存讀寫、容錯與糾錯增加了一個片內(nèi)溫度傳感器。6）32位單片機系列飛思卡爾32位處理器系列不斷豐富創(chuàng)新功能，并為今后多種行業(yè)的控制應(yīng)用確立了標(biāo)準(zhǔn)。

１、PowerArchitecture處理器２、68K/ColdFire３、ARM?

處理器４、MCORE處理器

52（1）總線(BUS)

總線是連接CPU與各功能部件并進(jìn)行信息傳遞的公共通道?？偩€通常分為三種，即數(shù)據(jù)總線(DB)