單片微型計算機原理及應(yīng)用.ppt

1、關(guān)于單片微型計算機原理和應(yīng)用，第一章單片微型計算機概括了1-1現(xiàn)代計算機技術(shù)的兩大分支MPU微處理器(對大量數(shù)值修正運算的無限要求，數(shù)字模擬仿真、數(shù)字信號處理、圖像分析、自動智能等領(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 3264二進制位遷移，在指令系統(tǒng)上實現(xiàn)數(shù)字運算和邏輯運算MCU單片機(為迅速實時實現(xiàn)外部上通告、對象的信號采集、判斷、處理、殘奧儀表控制等要求，構(gòu)成工程系統(tǒng)，對應(yīng)各種對象的控制需要) 的重要指標(biāo)：高速I/O通訊端口，計數(shù)器的帽，1-2微型計算機單剎車器單片微型計算機1 .微型計算機將運算器和計算機支重輪集成到一片硅片上，將其芯片稱為中央處理機電腦C

2、PU或者MPU。 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器和I/O接口電路，構(gòu)成微機2。 單剎車器在印刷基板上安裝了電腦CPU、RAM、ROM、I/O接口時，成為單剎車器3。1-3單片微型計算機發(fā)展簡況和應(yīng)用一九七九年因特爾公司推出第一個8二進制位單片微型計算機系列(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， 第一代單片微型計算機以一九七九年為首，主要實現(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：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芯片上，使系

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

4、單片微型計算機系列，如摩托羅拉、飛利浦、 Intel等技術(shù)16二進制位單片微型計算機除電腦CPU 16二進制位外，芯片內(nèi)RAM/ROM容量進一步擴大，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，保證程序計程儀可靠運行的WDT，具有多通道10二進制位A/D轉(zhuǎn)換器有8段中斷，人機，1-4中國單板機的16年探索時期(80年代初)星空衛(wèi)視托時期(19861990 )開拓時期(19901995 )發(fā)展時期(1995年現(xiàn)在) 5新時代新理念，1-5單板機的構(gòu)造特征在MCS-51系列舉例21個在串行口、中斷等功能記憶結(jié)構(gòu)上：從空間中分離出普計程儀程序、數(shù)據(jù)存儲器，采用不同的地

5、址方式，使用兩個不同的地址指針。 PC-plum計程儀存儲器、DPTR-數(shù)據(jù)存儲器I/O接口的特點：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)的有專用的二進制位處理器。1-6單片微型計算機的開發(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，包括整個系統(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：微機化產(chǎn)品為軟件，硬件為此設(shè)置修訂了專業(yè)的微機開發(fā)系統(tǒng)MDS P3圖1-2，單片機開發(fā)系統(tǒng)一般應(yīng)具有四個方面的基本功能：硬件電路診斷，用戶執(zhí)行、調(diào)整計程儀程序，單步1-7單片

6、微型計算機應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)自動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、受時間限制的環(huán)境下工作，無需人工干預(yù)即可實時控制。 軟件用于實現(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有高性能和實時要求，這些個要求作為設(shè)備的一部分正在增加，其運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

7、移動通訊設(shè)備(大哥大)、電子數(shù)碼或通用相機、洗衣機嵌入系統(tǒng)的要求千變?nèi)f化，并對小型(如手機)、高性能(信號處理) 和安全可靠的(如核能發(fā)電廠)四嵌入式系統(tǒng)的主要特征實時性是嵌入式系統(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應(yīng)用開發(fā)或修訂機軟件設(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、實時性、安全可靠性等指標(biāo)) 思考題現(xiàn)代計算機技術(shù)的兩大分支是？ 各自適用的領(lǐng)域2單片微型計算機是什么？ 簡述微型計算機、單剎車器、單片微型計算機的不同之處。 世界上第一個單片微型計算機是什么系列？ 你什么

8、時候出生的？ 是誰家生產(chǎn)的？ 有多少數(shù)據(jù)？ 中國單片微型計算機的發(fā)展現(xiàn)狀是？ 我國主要從事什么樣的單片微型計算機生產(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應(yīng)用軟件開發(fā)或訂正機軟件設(shè)置修訂的不需要之處，第2章MCS-51單片微型計算機的構(gòu)成及構(gòu)造分析2-1 MCS-51單片微型計算機的內(nèi)部構(gòu)造分塊圖(以8031為例) 參見P8雙男低音：數(shù)據(jù)/地址時分傳輸8二進制位電腦CPU，片上震蕩器4K字節(jié)ROM，128字節(jié)RAM 21個特殊功能暫存器4個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、存儲器，程序計程儀程序存儲器空間2個16二進制位的定時/計數(shù)器， 5個中斷源，2個優(yōu)先級1個全雙工串行口可進行二進制位尋址，適用于布爾處理的二進制位處理器2-2 電腦CPU結(jié)構(gòu)單元板的電腦CPU是完成2 ALU操作：2#的四則運算和邏輯運算的ACC(A )是8二進制位的暫存器，也稱作累加器。 角色：通常在運算前暫時保存一個數(shù)，運算后保存結(jié)果。 也就是說，a可以存儲原代碼和所需的命令。 b是8二進制位的暫存器角色，用作乘法/除法或其他運算的暫存器。 PSW是普計程儀拉姆狀態(tài)標(biāo)志暫存器，8二進制位。 用來存儲運算結(jié)果的一些特性。 其含義如下表所示：注意： CY特性(無符號數(shù)/-，反映有無進位)。O

10、V (關(guān)于有符號數(shù))功能算術(shù)運算：1和BCD碼相加的10#調(diào)整邏輯運算： AND、OR、CLR、XRL、NOT移位運算：左/右移位、循環(huán)布爾處理器17二進制位操作指令具有自己的二進制位累加器二進制位地址的RAM二進制位I/o空間二進制位指令系統(tǒng)的操作都圍繞累加器c，其中二進制位操作指令可尋址：能夠進行內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM的128二進制位和SFR的二進制位地址空間、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，包括定時控制邏輯命令暫存器解碼器地址指針DPTR、程序計數(shù)器PC、棧內(nèi)存指針sp、r

11、am地址暫存器16、二進制位地址緩沖器，功能： 8031或51系列電腦CPU從程序存儲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的指令。 指令寄存器這些個的查詢密碼是在外部時鐘脈沖、電腦CPU時間節(jié)點和控制電路組合之后，形成以一定時間的節(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 :計程儀內(nèi)存指針，并對每一命令地址自動地取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：單片微型計算機重新定徑套后，SP=07H，如果不重新定義SP，則第一個新聞棧內(nèi)存的數(shù)據(jù)為08h UE針織面料DPTR :外部數(shù)據(jù)存儲器或I/O通訊端口的地址指針為16二進制

12、位，為2字節(jié)，字節(jié)DPH， 分為字節(jié)DPL 8031的時鐘的51系列(除8051/8051 )是4個物理上相互獨立的存儲器空間，即普通計程儀存儲器的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)計程儀程序存儲器，需要的片外計程儀程序的存儲器容量，用戶可以根據(jù)需要任意選擇，但片內(nèi)外的總?cè)萘亢嫌?4KB的存儲器數(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8031/8051/8751適用3空間分配圖，柱存儲器的作用是執(zhí)行的柱計程儀指令和存儲固定表的程序計數(shù)器： PC使用地址： 16二進制位地址范圍：

13、64K地址指令： MOVC對內(nèi)部ROM 外部程序存儲器的地址空間在1000HFFFFH之間為60KB。 EA (磁頭上有)連接高電平，執(zhí)行計程儀程序在PC0FFFH尋址內(nèi)部存儲器時，PC1000H自動轉(zhuǎn)向外部程序存儲器，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程儀程序存儲器8031由于沒有內(nèi)部plum存儲器，EA (磁頭上)請接地。 可根據(jù)需要擴展堆計程儀內(nèi)存容量。 地址空間原則上可以由用戶留心：單片微型計算機重新定徑套后的程序計數(shù)器內(nèi)容為0，單片微型計算機必須從0用戶針織面料取得指令，計程儀柱0003H 0023H是5個中斷服務(wù)子程序的入口地址，在很多情況下，確保這個

14、存儲空間，是0000H嗎用戶設(shè)定修改的普通堆計程儀程序從跳轉(zhuǎn)后的地址保存。單片微型計算機向外部計程儀程序存儲器網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫需要提供2種信號：地址信號選擇某個用戶針織面料的控制信號在ROM或EPROM數(shù)據(jù)行政許可輸出目的地的單片微型計算機上沒有專用的地址/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單片微型計算機的普通計程儀內(nèi)存是只讀的，是單片微型計算機的特征之一，數(shù)據(jù)內(nèi)存的作用：數(shù)據(jù)的存儲和讀取。數(shù)據(jù)存儲器在內(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)量過多的情況下擴展數(shù)據(jù)存儲器。 外部數(shù)據(jù)摩瑞亞訪問：采用16二進制位數(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8二進制位、P0通訊端口輸出地址下位8二進制位、ALE鎖存器地址信號、數(shù)據(jù)存儲器讀出/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， 可以對各用戶針織面料的8二進制位二進制代碼執(zhí)行以二進制位為單位的操作的SFR中，12個專用r是可以二進制位地址的修訂128=96二進制位，但除去

16、IP.7 IP.6 IE.6 (96-3 )則為93二進制位，在總內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器上可以進行的位操作為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)。 單片微型計算機的特點之一：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，按每個地址分割為4組工作暫存器，在各組中有8個工作暫存器，分別為R0 R7，進行了訂正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，用于臨時存儲運算的中間結(jié)果，并提高運算速度，此時具有最高8個二進制位地址的R0 R7也可用作計數(shù)器，因此，16個二進制位地址指針是3 )棧內(nèi)存點由于它是8二進制位，所以僅限于內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲區(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，因此用戶初始化計程儀程序必須對SP設(shè)定初始值。