單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用.ppt

1、關(guān)于單片微型計(jì)算機(jī)原理和應(yīng)用，第一章單片微型計(jì)算機(jī)概括了1-1現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的兩大分支MPU微處理器(對(duì)大量數(shù)值修正運(yùn)算的無限要求，數(shù)字模擬仿真、數(shù)字信號(hào)處理、圖像分析、自動(dòng)智能等領(lǐng)域重要指標(biāo)：數(shù)據(jù)男低音寬度和外圍尋址功能。 數(shù)據(jù)男低音寬度從816 3264二進(jìn)制位遷移，在指令系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字運(yùn)算和邏輯運(yùn)算MCU單片機(jī)(為迅速實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)外部上通告、對(duì)象的信號(hào)采集、判斷、處理、殘奧儀表控制等要求，構(gòu)成工程系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)各種對(duì)象的控制需要) 的重要指標(biāo)：高速I/O通訊端口，計(jì)數(shù)器的帽，1-2微型計(jì)算機(jī)單剎車器單片微型計(jì)算機(jī)1 .微型計(jì)算機(jī)將運(yùn)算器和計(jì)算機(jī)支重輪集成到一片硅片上，將其芯片稱為中央處理機(jī)電腦C

2、PU或者M(jìn)PU。 用男低音結(jié)構(gòu)連接由大規(guī)模IC集成電路制作的主存儲(chǔ)器和I/O接口電路，構(gòu)成微機(jī)2。 單剎車器在印刷基板上安裝了電腦CPU、RAM、ROM、I/O接口時(shí)，成為單剎車器3。1-3單片微型計(jì)算機(jī)發(fā)展簡況和應(yīng)用一九七九年因特爾公司推出第一個(gè)8二進(jìn)制位單片微型計(jì)算機(jī)系列(MCS-48 )以來，經(jīng)歷了外圍集成、男低音完善、功能集成、全方位發(fā)展階段，經(jīng)歷了三代發(fā)展的歷史， 第一代單片微型計(jì)算機(jī)以一九七九年為首，主要實(shí)現(xiàn)了單一的典型產(chǎn)品：因特爾公司MCS-48系列、摩托羅拉公司6801系列、Zilog公司Z8系列的特點(diǎn)：采用專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)置修訂，將電腦CPU和外圍用戶針織面料集成到一個(gè)芯片上，使系

3、統(tǒng)設(shè)置修訂面向控制功能的要求，增強(qiáng)8二進(jìn)制位電腦CPU、殘奧級(jí)I/O通訊端口、8二進(jìn)制位時(shí)間節(jié)點(diǎn)/計(jì)數(shù)器、RAM等。 無串行I/O通訊端口，地址范圍在4K以下。 第二代單片微型計(jì)算機(jī)19781983。 高性能單片微型計(jì)算機(jī)的階段。 典型代表：因特爾的MCS-51系列特點(diǎn)：完善了外部男低音，建立了單片微型計(jì)算機(jī)的基本控制功能。 單片微型計(jì)算機(jī)都具有串行I/O通訊端口，具有多級(jí)中斷處理系統(tǒng)，具有16二進(jìn)制位的時(shí)間節(jié)點(diǎn)/計(jì)數(shù)器，地址范圍達(dá)64K，第三代單片微型計(jì)算機(jī)1983的8個(gè)單片微型計(jì)算機(jī)完善， 16位單片微型計(jì)算機(jī)發(fā)布了普及應(yīng)用，32位單片微型計(jì)算機(jī)也使用了典型的產(chǎn)品：各大公司相繼推出了自己的

4、單片微型計(jì)算機(jī)系列，如摩托羅拉、飛利浦、 Intel等技術(shù)16二進(jìn)制位單片微型計(jì)算機(jī)除電腦CPU 16二進(jìn)制位外，芯片內(nèi)RAM/ROM容量進(jìn)一步擴(kuò)大，芯片內(nèi)RAM增加到232B，ROM增加到8KB，芯片內(nèi)具有高速I/O零配件，保證程序計(jì)程儀可靠運(yùn)行的WDT，具有多通道10二進(jìn)制位A/D轉(zhuǎn)換器有8段中斷，人機(jī)，1-4中國單板機(jī)的16年探索時(shí)期(80年代初)星空衛(wèi)視托時(shí)期(19861990 )開拓時(shí)期(19901995 )發(fā)展時(shí)期(1995年現(xiàn)在) 5新時(shí)代新理念，1-5單板機(jī)的構(gòu)造特征在MCS-51系列舉例21個(gè)在串行口、中斷等功能記憶結(jié)構(gòu)上：從空間中分離出普計(jì)程儀程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，采用不同的地

5、址方式，使用兩個(gè)不同的地址指針。 PC-plum計(jì)程儀存儲(chǔ)器、DPTR-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器I/O接口的特點(diǎn)：通道通訊端口導(dǎo)線在plum控制下也可以具有第二種功能，用戶可以靈活使用。 內(nèi)部有全雙工串行接口，可以向云同步收發(fā)數(shù)據(jù)的有專用的二進(jìn)制位處理器。1-6單片微型計(jì)算機(jī)的開發(fā)和開發(fā)工具的開發(fā)：提出任務(wù)定型生產(chǎn)投入使用的過程來開發(fā)微機(jī)，包括整個(gè)系統(tǒng)(產(chǎn)品)的方案論證、設(shè)置修訂硬件、軟件研發(fā)、目標(biāo)手板模型的調(diào)整等。開發(fā)過程的明顯特點(diǎn)：微機(jī)化產(chǎn)品為軟件，硬件為此設(shè)置修訂了專業(yè)的微機(jī)開發(fā)系統(tǒng)MDS P3圖1-2，單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一般應(yīng)具有四個(gè)方面的基本功能：硬件電路診斷，用戶執(zhí)行、調(diào)整計(jì)程儀程序，單步1-7單片

6、微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)自動(dòng)化智能校正器和集成智能傳感器家電領(lǐng)域OA五汽車，航空航天電子系統(tǒng)，18嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)一定義：將電腦軟件與硬件結(jié)合，構(gòu)成專用的校準(zhǔn)裝置，完成特定的功能或任務(wù)。 是大型系統(tǒng)或大型電子設(shè)備的一部分，在與外部交互、受時(shí)間限制的環(huán)境下工作，無需人工干預(yù)即可實(shí)時(shí)控制。 軟件用于實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，并使系統(tǒng)具有適應(yīng)性和靈活性。硬件可以滿足性能和保密工作需求。) 2特性： 1單一或一組密切相關(guān)的特定功能2有高性能和實(shí)時(shí)要求，這些個(gè)要求作為設(shè)備的一部分正在增加，其運(yùn)行一般不需要人工干預(yù)， 系統(tǒng)的電源可靠性和安全性通常影響設(shè)置修訂的重要因素處理器的選擇是嵌入式系統(tǒng)設(shè)置修訂的重要一頭地應(yīng)用：如對(duì)

7、移動(dòng)通訊設(shè)備(大哥大)、電子數(shù)碼或通用相機(jī)、洗衣機(jī)嵌入系統(tǒng)的要求千變?nèi)f化，并對(duì)小型(如手機(jī))、高性能(信號(hào)處理) 和安全可靠的(如核能發(fā)電廠)四嵌入式系統(tǒng)的主要特征實(shí)時(shí)性是嵌入式系統(tǒng)的主要特征。 五嵌入式開發(fā)嵌入式開發(fā)或設(shè)定修訂與一般意義修訂機(jī)應(yīng)用開發(fā)或修訂機(jī)軟件設(shè)定修訂有很大不同，不僅考慮軟件，還考慮硬件設(shè)定修訂，不僅考慮功能設(shè)定修訂(例如完成怎樣的功能)，而且還考慮性能設(shè)定修訂(例如精度、實(shí)時(shí)性、安全可靠性等指標(biāo)) 思考題現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的兩大分支是？ 各自適用的領(lǐng)域2單片微型計(jì)算機(jī)是什么？ 簡述微型計(jì)算機(jī)、單剎車器、單片微型計(jì)算機(jī)的不同之處。 世界上第一個(gè)單片微型計(jì)算機(jī)是什么系列？ 你什么

8、時(shí)候出生的？ 是誰家生產(chǎn)的？ 有多少數(shù)據(jù)？ 中國單片微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀是？ 我國主要從事什么樣的單片微型計(jì)算機(jī)生產(chǎn)、制造企業(yè)，每種產(chǎn)品的性能和特征是什么？5嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)是什么？ 嵌入式系統(tǒng)的主要特征是什么？ 嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)或設(shè)置修訂與一般意義訂正機(jī)應(yīng)用軟件開發(fā)或訂正機(jī)軟件設(shè)置修訂的不需要之處，第2章MCS-51單片微型計(jì)算機(jī)的構(gòu)成及構(gòu)造分析2-1 MCS-51單片微型計(jì)算機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造分塊圖(以8031為例) 參見P8雙男低音：數(shù)據(jù)/地址時(shí)分傳輸8二進(jìn)制位電腦CPU，片上震蕩器4K字節(jié)ROM，128字節(jié)RAM 21個(gè)特殊功能暫存器4個(gè)p通訊端口的糾正32條I/O線分別是64K的外部數(shù)據(jù)

9、存儲(chǔ)器，程序計(jì)程儀程序存儲(chǔ)器空間2個(gè)16二進(jìn)制位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器， 5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)1個(gè)全雙工串行口可進(jìn)行二進(jìn)制位尋址，適用于布爾處理的二進(jìn)制位處理器2-2 電腦CPU結(jié)構(gòu)單元板的電腦CPU是完成2 ALU操作：2#的四則運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的ACC(A )是8二進(jìn)制位的暫存器，也稱作累加器。 角色：通常在運(yùn)算前暫時(shí)保存一個(gè)數(shù)，運(yùn)算后保存結(jié)果。 也就是說，a可以存儲(chǔ)原代碼和所需的命令。 b是8二進(jìn)制位的暫存器角色，用作乘法/除法或其他運(yùn)算的暫存器。 PSW是普計(jì)程儀拉姆狀態(tài)標(biāo)志暫存器，8二進(jìn)制位。 用來存儲(chǔ)運(yùn)算結(jié)果的一些特性。 其含義如下表所示：注意： CY特性(無符號(hào)數(shù)/-，反映有無進(jìn)位)。O

10、V (關(guān)于有符號(hào)數(shù))功能算術(shù)運(yùn)算：1和BCD碼相加的10#調(diào)整邏輯運(yùn)算： AND、OR、CLR、XRL、NOT移位運(yùn)算：左/右移位、循環(huán)布爾處理器17二進(jìn)制位操作指令具有自己的二進(jìn)制位累加器二進(jìn)制位地址的RAM二進(jìn)制位I/o空間二進(jìn)制位指令系統(tǒng)的操作都圍繞累加器c，其中二進(jìn)制位操作指令可尋址：能夠進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM的128二進(jìn)制位和SFR的二進(jìn)制位地址空間、可定徑套、可翻轉(zhuǎn)、滿足條件轉(zhuǎn)變等操作。 功能：指令完成可以利用硬件邏輯完成功能為用戶設(shè)置標(biāo)志。 /放1還是放0的意思是？ 控制支重輪是電腦CPU的大腦中樞，包括定時(shí)控制邏輯命令暫存器解碼器地址指針DPTR、程序計(jì)數(shù)器PC、棧內(nèi)存指針sp、r

11、am地址暫存器16、二進(jìn)制位地址緩沖器，功能： 8031或51系列電腦CPU從程序存儲(chǔ)器中取出的命令字節(jié)命令寄存器。 解析、執(zhí)行中一直控制著這些個(gè)的指令。 指令寄存器這些個(gè)的查詢密碼是在外部時(shí)鐘脈沖、電腦CPU時(shí)間節(jié)點(diǎn)和控制電路組合之后，形成以一定時(shí)間的節(jié)拍變化的電平和脈沖控制信息，在電腦CPU內(nèi)部協(xié)調(diào)各部分的工作PC :計(jì)程儀內(nèi)存指針，并對(duì)每一命令地址自動(dòng)地取1 SP:8位堆棧指針。 表示當(dāng)前棧內(nèi)存棧內(nèi)存的起始地址。 注：單片微型計(jì)算機(jī)重新定徑套后，SP=07H，如果不重新定義SP，則第一個(gè)新聞棧內(nèi)存的數(shù)據(jù)為08h UE針織面料DPTR :外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或I/O通訊端口的地址指針為16二進(jìn)制

12、位，為2字節(jié)，字節(jié)DPH， 分為字節(jié)DPL 8031的時(shí)鐘的51系列(除8051/8051 )是4個(gè)物理上相互獨(dú)立的存儲(chǔ)器空間，即普通計(jì)程儀存儲(chǔ)器的8051芯片內(nèi)有4K ROM 8751芯片內(nèi)有4 k eprom 8052，8051芯片內(nèi)有8K字節(jié)沒有8032芯片內(nèi)計(jì)程儀程序存儲(chǔ)器，需要的片外計(jì)程儀程序的存儲(chǔ)器容量，用戶可以根據(jù)需要任意選擇，但片內(nèi)外的總?cè)萘亢嫌?jì)64KB的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)的RAM容量超過256字節(jié)則要不得。 片外RAM一般是64KB，它對(duì)8031/8051/8751適用3空間分配圖，柱存儲(chǔ)器的作用是執(zhí)行的柱計(jì)程儀指令和存儲(chǔ)固定表的程序計(jì)數(shù)器： PC使用地址： 16二進(jìn)制位地址范圍：

13、64K地址指令： MOVC對(duì)內(nèi)部ROM 外部程序存儲(chǔ)器的地址空間在1000HFFFFH之間為60KB。 EA (磁頭上有)連接高電平，執(zhí)行計(jì)程儀程序在PC0FFFH尋址內(nèi)部存儲(chǔ)器時(shí)，PC1000H自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序存儲(chǔ)器，其間的內(nèi)容EA (磁頭上有)連接低電平或接地，取得地址的是外部計(jì)程儀程序存儲(chǔ)器8031由于沒有內(nèi)部plum存儲(chǔ)器，EA (磁頭上)請(qǐng)接地。 可根據(jù)需要擴(kuò)展堆計(jì)程儀內(nèi)存容量。 地址空間原則上可以由用戶留心：單片微型計(jì)算機(jī)重新定徑套后的程序計(jì)數(shù)器內(nèi)容為0，單片微型計(jì)算機(jī)必須從0用戶針織面料取得指令，計(jì)程儀柱0003H 0023H是5個(gè)中斷服務(wù)子程序的入口地址，在很多情況下，確保這個(gè)

14、存儲(chǔ)空間，是0000H嗎用戶設(shè)定修改的普通堆計(jì)程儀程序從跳轉(zhuǎn)后的地址保存。單片微型計(jì)算機(jī)向外部計(jì)程儀程序存儲(chǔ)器網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫需要提供2種信號(hào)：地址信號(hào)選擇某個(gè)用戶針織面料的控制信號(hào)在ROM或EPROM數(shù)據(jù)行政許可輸出目的地的單片微型計(jì)算機(jī)上沒有專用的地址/數(shù)據(jù)男低音，常用的P2通訊端口輸出高位8位地址。 網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫命令為MOVC單片微型計(jì)算機(jī)的普通計(jì)程儀內(nèi)存是只讀的，是單片微型計(jì)算機(jī)的特征之一，數(shù)據(jù)內(nèi)存的作用：數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在內(nèi)部RAM地址空間為00H FFH、網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫指令為MOV外部RAM地址空間為0000H FFFFH、網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫指令為MOVX的一般狀況下利用內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，僅

15、在數(shù)據(jù)收集、處理或數(shù)據(jù)量過多的情況下擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 外部數(shù)據(jù)摩瑞亞訪問：采用16二進(jìn)制位數(shù)據(jù)內(nèi)存地址指針： DPTR地址分配： P2通訊端口輸出地址上位8二進(jìn)制位、P0通訊端口輸出地址下位8二進(jìn)制位、ALE鎖存器地址信號(hào)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀出/寫入、內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM外部數(shù)據(jù)RAM、 內(nèi)部數(shù)據(jù)內(nèi)存地址：由兩部分構(gòu)成內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM00H 7FH (包括二進(jìn)制位地址空間)特殊功能暫存器80H FFH，在內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM中，一部分用戶針織面料可以執(zhí)行字節(jié)單位的操作， 可以對(duì)各用戶針織面料的8二進(jìn)制位二進(jìn)制代碼執(zhí)行以二進(jìn)制位為單位的操作的SFR中，12個(gè)專用r是可以二進(jìn)制位地址的修訂128=96二進(jìn)制位，但除去

16、IP.7 IP.6 IE.6 (96-3 )則為93二進(jìn)制位，在總內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器上可以進(jìn)行的位操作為221位地址(121位) 您還可以利用提供的工作庫快速交換和處理數(shù)據(jù)。 單片微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)之一：內(nèi)部工作登記區(qū)由RAM形式構(gòu)成。 在RAM的00H FFH區(qū)域中，按每個(gè)地址分割為4組工作暫存器，在各組中有8個(gè)工作暫存器，分別為R0 R7，進(jìn)行了訂正44 2 )作用： R0，R1，它可網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫到256字節(jié)搖滾樂中的用戶針織面料，用于臨時(shí)存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，并提高運(yùn)算速度，此時(shí)具有最高8個(gè)二進(jìn)制位地址的R0 R7也可用作計(jì)數(shù)器，因此，16個(gè)二進(jìn)制位地址指針是3 )棧內(nèi)存點(diǎn)由于它是8二進(jìn)制位，所以僅限于內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域，原則上用戶可以分配給像條內(nèi)的任意區(qū)域，只要對(duì)SP賦予不同的初始值就可以指定不同的棧內(nèi)存區(qū)域。 注：具體的操作時(shí)棧內(nèi)存空間設(shè)置應(yīng)與RAM分配統(tǒng)一考慮。 也就是說，在分配了工作暫存器和二進(jìn)制位地址區(qū)域后，指定棧內(nèi)存區(qū)域。 8031重新定徑套后人為創(chuàng)建的SP為07H，指向工作暫存器區(qū)域0，因此用戶初始化計(jì)程儀程序必須對(duì)SP設(shè)定初始值。