第2章微控制器的结构

1、第第2章章 微控制器的结构、时序和工作方式微控制器的结构、时序和工作方式 本章主要内容本章主要内容2.1 微控制器结构微控制器结构 2.2 微控制器时序微控制器时序2.3 微控制器工作方式微控制器工作方式2.3 典型微控制器的特点典型微控制器的特点2.1 微控制器的结构微控制器的结构2.1.1 微控制器常用封装微控制器常用封装(a)双列直插封装（双列直插封装（DIP: Dual In-line Package）(b)塑料双列直插封装（塑料双列直插封装（PDIP: Plastic Dual In-line Package）(c)超小型双列直插封装（超小型双列直插封装（SDIP: Shrink D

2、ual In-line Package） （d） （e） （f）(d)塑料有引线芯片载体（塑料有引线芯片载体（PLCC: Plastic Leaded Chip Carrier）(e)四边引出扁平封装（四边引出扁平封装（QFP: Quad Flat Package）(f)薄形四边引出扁平封装薄形四边引出扁平封装 （LQFP: Low Quad Flat Package） （g） （h） （i） (g)薄小外形封装薄小外形封装 (TSOP: Thin Small Outline Package)(h)小外形集成电路封装小外形集成电路封装 (SOIC: Small Outline Integrat

3、ed Circuit Package) (i) 底触点无引脚扁平封装底触点无引脚扁平封装（ HVQFN : heatsink very thin quad flat pack no leads ）2.1.2 微控制器的体系结构微控制器的体系结构 具备了通用微型计算机的全部特征具备了通用微型计算机的全部特征 仍属于经典的仍属于经典的冯冯诺依曼诺依曼计算机体系结构计算机体系结构 程序存储和程序控制程序存储和程序控制的基本思想是：将程序和数据都存的基本思想是：将程序和数据都存放在计算机的存储器内，当用户启动存放在存贮器中的放在计算机的存储器内，当用户启动存放在存贮器中的程序后，由位于存储器内的程序自

4、动控制计算机的运行。程序后，由位于存储器内的程序自动控制计算机的运行。即计算机按照程序中规定的次序和步骤逐条地执行该计即计算机按照程序中规定的次序和步骤逐条地执行该计算机程序中的指令，处理存放在存储器中的数据、由算机程序中的指令，处理存放在存储器中的数据、由I/OI/O设备提供的数据及用户在运行时刻随机提供的少量设备提供的数据及用户在运行时刻随机提供的少量数据。数据。图图2-2 MCU 的基本结构的基本结构1. 存储器与存储器与CPU的连接的两种方案的连接的两种方案 有程序存储器与数据存储器，一般情况下前者使有程序存储器与数据存储器，一般情况下前者使用用ROM，后者使用，后者使用RAM。（1）

5、哈佛体系）哈佛体系 存储单元的地址采用各自独立编址。存储单元的地址采用各自独立编址。 Intel公司的公司的MCS-5196微处理器采用这种结构。这微处理器采用这种结构。这种独自分离编址结构的优点是能生成双倍空间，例如种独自分离编址结构的优点是能生成双倍空间，例如使用使用16位地址线即能寻址位地址线即能寻址64KB程序存储器与程序存储器与64KB数数据存储器，总计获得了据存储器，总计获得了128KB存储器容量。此外，分存储器容量。此外，分离的总线通道还提高了访问的速率。离的总线通道还提高了访问的速率。（2）普林斯顿体系）普林斯顿体系 程序存储器与数据存储器统一编址在一个空间内。程序存储器与数据

6、存储器统一编址在一个空间内。Freescale公司的微处理器采用此种结构。如使用公司的微处理器采用此种结构。如使用16位地址线获得位地址线获得64KB统一空间结构，由程序存储器与数统一空间结构，由程序存储器与数据存储器共享，按需分配，分段使用。据存储器共享，按需分配，分段使用。注意：注意：哈佛结构的存储器地址出现重叠，但通过不同的哈佛结构的存储器地址出现重叠，但通过不同的控制线并配合不同的指令就可以区分开来。例如，在控制线并配合不同的指令就可以区分开来。例如，在Intel的的MCS-51指令系统中，用指令系统中，用MOVC指令访问程序指令访问程序存储器，用存储器，用MOVX指令访问数据存储器。

7、普林斯顿结指令访问数据存储器。普林斯顿结构则可以使用同一指令访问两种存储器，仅由指令中构则可以使用同一指令访问两种存储器，仅由指令中的地址参数寻址不同的单元即可。的地址参数寻址不同的单元即可。2. IO端口的编址的两种方案端口的编址的两种方案（1）分离编址方案）分离编址方案 为为IO端口再独立开辟一个空间，用专门的端口再独立开辟一个空间，用专门的IO访问控制线与指令实现访问控制线与指令实现IO操作。例如，操作。例如，Intel的的80 x86指令系统中就使用指令系统中就使用IN指令与指令与OUT指令。指令。Intel的的MCU将将IO端口作为内部寄存器处理，独立于程序存端口作为内部寄存器处理，

8、独立于程序存储器和外部数据存储器空间，类似哈佛结构的分离编储器和外部数据存储器空间，类似哈佛结构的分离编址。址。（2）统一编址方案）统一编址方案 Freescale的的MCU则将则将IO地址与存储器地址统地址与存储器地址统一在一个空间，仅仅分配不同的单元地址而已。因而，一在一个空间，仅仅分配不同的单元地址而已。因而，与普林斯顿结构类似。与普林斯顿结构类似。3. 寄存器的结构寄存器的结构 在在80 x86与与Pentium系列的微处理器中，大量的系列的微处理器中，大量的CPU寄存器都有各自专门的命名符号，它们都与存储寄存器都有各自专门的命名符号，它们都与存储器或器或IO地址没有关系。地址没有关系

9、。Intel的的MCU使用内部使用内部RAM作作为寄存器，它们独立于程序存储器和外部数据存储器，为寄存器，它们独立于程序存储器和外部数据存储器，用用MOV指令访问，类似分离编址的哈佛型结构。指令访问，类似分离编址的哈佛型结构。 Freescale微控制器中的寄存器则占用存储器资源，微控制器中的寄存器则占用存储器资源，为它们分配了一些专用的地址空间。为它们分配了一些专用的地址空间。 结论：结论：各厂家在各厂家在MCU的设计上还有许多不同之处，都形的设计上还有许多不同之处，都形成了自己的风格，而且体系结构上的区别自然会造成成了自己的风格，而且体系结构上的区别自然会造成指令集的明显不同。指令集的明显

10、不同。2.1.3 微控制器的组成微控制器的组成 微控制器在同一块芯片集成了微控制器在同一块芯片集成了CPU（中央处理单（中央处理单元）、存储器、并行和串行元）、存储器、并行和串行I/O端口、定时器端口、定时器/计数器和计数器和中断系统等功能部件，如图中断系统等功能部件，如图2-2所示。所示。1CPU CPU是微控制器的核心部件，它通常由运算器、是微控制器的核心部件，它通常由运算器、控制器和中断电路等组成。控制器和中断电路等组成。CPU进行算术运算和逻辑进行算术运算和逻辑操作的字长同样有操作的字长同样有4位、位、8位、位、16位和位和32位之分，字长位之分，字长越长运算速度越快，数据处理能力也就

11、越强。越长运算速度越快，数据处理能力也就越强。8位位CPU 的内部基本结构如图的内部基本结构如图2-3所示。所示。图图2-3 8位位CPU 的内部基本结构的内部基本结构（1）运算器）运算器运算器用于对二进制数进行算术运算和逻辑操作；运算器用于对二进制数进行算术运算和逻辑操作；由操作控制器控制其操作顺序。由算术逻辑单元由操作控制器控制其操作顺序。由算术逻辑单元ALU、累加器累加器A、通用寄存器、通用寄存器GR、暂存器、暂存器TR和程序状态字寄和程序状态字寄存器存器PSW等五部分组成。等五部分组成。 累加器累加器A (Accumulator)暂存器暂存器TR (Temporary Register

12、) 算术逻辑单元算术逻辑单元ALU (Arithmetic and Logical Unit)，主，主要由加法器、移位电路和判断电路等组成，用于对累加要由加法器、移位电路和判断电路等组成，用于对累加器器A和暂存器和暂存器TR中两个操作数进行四则运算和逻辑操中两个操作数进行四则运算和逻辑操作。作。程序状态字寄存器程序状态字寄存器PSW (Program Status Word) 通用寄存器通用寄存器GR (Generalpurpose Register)（2）操作控制器）操作控制器 发布操作命令的指挥中心，由指令部件、时序部件发布操作命令的指挥中心，由指令部件、时序部件和微操作控制部件等三部分组

13、成。和微操作控制部件等三部分组成。 指令部件指令部件：是一种能对指令进行分析、处理和产生控：是一种能对指令进行分析、处理和产生控制信号的逻辑部件，也是控制器的核心。通常，指令制信号的逻辑部件，也是控制器的核心。通常，指令部件由程序计数器部件由程序计数器PC (Program Counter)、指令寄存、指令寄存器器IR (Instruction Register)和指令译码器和指令译码器ID (Instruction Decoder)等三部分组成。等三部分组成。 时序部件时序部件：由时钟系统和脉冲分配器组成，用于产生：由时钟系统和脉冲分配器组成，用于产生微操作控制部件所需的定时微操作控制部件所

14、需的定时 脉冲信号。其中，时钟脉冲信号。其中，时钟系统系统(Clock System)产生机器的时钟脉冲序列，脉冲产生机器的时钟脉冲序列，脉冲分配器分配器(Pulse Distributor)又称又称“节拍发生器节拍发生器”，用，用于产生节拍电位和节拍脉冲。于产生节拍电位和节拍脉冲。微操作控制部件微操作控制部件：可以为：可以为ID输出信号配上节拍电位和节输出信号配上节拍电位和节拍脉冲，也可与外部进来拍脉冲，也可与外部进来 的控制信号组合，共同形成的控制信号组合，共同形成相应的微操作控制序列，以完成规定的操作。相应的微操作控制序列，以完成规定的操作。2存储器存储器 (1) RAM (Random

15、 Access Memory) 的内容可读、可写，的内容可读、可写，掉电后内容消失。主要用来存放实时数据或作为通用寄掉电后内容消失。主要用来存放实时数据或作为通用寄存器、数据堆栈和数据缓冲器之用。存器、数据堆栈和数据缓冲器之用。 (2) ROM (Read Only Memory)一般用于存放应用程序，一般用于存放应用程序，故又称为程序存储器。控制系统研制成功后，其硬件和故又称为程序存储器。控制系统研制成功后，其硬件和应用程序均已定型。应用程序均已定型。 存储容量存储容量2n 其中，其中，n为地址线条数。为地址线条数。 例如，对于一个有例如，对于一个有16条地址线和条地址线和8条数据线的条数据

16、线的ROM存储存储器，其存储容量的地址范围为器，其存储容量的地址范围为0000HFFFFH，共，共64KB。 特点特点：在微控制器内部，只读存储器：在微控制器内部，只读存储器ROM和随机存取存储和随机存取存储器器RAM存储器是分开制造的。通常，存储器是分开制造的。通常，ROM存储器容量较存储器容量较大，大，RAM存储器的容量较小。存储器的容量较小。3内部总线内部总线 微控制器内部总线是微控制器内部总线是CPU连接片内各主要部件的纽连接片内各主要部件的纽带，是各类信息传送的公共通道。带，是各类信息传送的公共通道。 内部总线主要由三种不同性质的连线组成内部总线主要由三种不同性质的连线组成:地址线、

17、地址线、数据线和控制状态线。数据线和控制状态线。 地址线地址线主要用来传送存储器所需要的地址码或外部设备主要用来传送存储器所需要的地址码或外部设备的设备号，通常由的设备号，通常由CPU发出并被存储器或发出并被存储器或IO接口电接口电路所接收。路所接收。 数据线数据线用来传送用来传送CPU写入存储器或经写入存储器或经IO接口送到输接口送到输出设备的数据，也可以传送从存储器或输入设备经出设备的数据，也可以传送从存储器或输入设备经IO接口读入的数据。因此，数据线通常是双向信号线接口读入的数据。因此，数据线通常是双向信号线 控制状态线控制状态线有两类：一类是有两类：一类是CPU发出的控制命令，如读发出

18、的控制命令，如读命令、写命令、中断响应等；另一类是存储器或外设的状命令、写命令、中断响应等；另一类是存储器或外设的状态信息，如外设的中断请求、存储器忙和系统复位信号等。态信息，如外设的中断请求、存储器忙和系统复位信号等。4IO端口端口 微控制器通过微控制器通过IO端口对外部实现控制、信息交换、过端口对外部实现控制、信息交换、过程中的速度匹配、隔离和增强负载能力。程中的速度匹配、隔离和增强负载能力。 通常，微控制器都有几个通常，微控制器都有几个并行并行IO端口端口，通过其中的任何一，通过其中的任何一个，个，CPU输出数据时可以被锁存，输入数据时可以得到缓冲。输出数据时可以被锁存，输入数据时可以得

19、到缓冲。 还有一个以上全双工的可编程还有一个以上全双工的可编程串行串行IO端口端口，可以把，可以把CPU的的并行数据变成串行数据一位一位地从发送数据线并行数据变成串行数据一位一位地从发送数据线TxD发送出发送出去，也可以把接收线去，也可以把接收线RxD串行接收到的数据变成八位并行数串行接收到的数据变成八位并行数据送给据送给CPU。发送和接收可以同时也可以单独地进行。发送和接收可以同时也可以单独地进行。趋势趋势：随着微控制器时钟频率的提高，串行传输的速度越来越：随着微控制器时钟频率的提高，串行传输的速度越来越快，其占用引脚少、对外布线方便的优点越来越受到重视，快，其占用引脚少、对外布线方便的优点

20、越来越受到重视，各种不同功能、不同总线的串行接口已成为微控制器各种不同功能、不同总线的串行接口已成为微控制器IO端端口的一大特色。口的一大特色。5定时器定时器/计数器计数器 微控制器内部还至少有一个可编程序的定时器微控制器内部还至少有一个可编程序的定时器计数器，在计数器，在定时器模式定时器模式下，计数脉冲由微控制器时钟下，计数脉冲由微控制器时钟脉冲经分频后提供，定时时间和微控制器时钟频率有脉冲经分频后提供，定时时间和微控制器时钟频率有关。在关。在计数器模式计数器模式下，计数脉冲由引脚输入。下，计数脉冲由引脚输入。. 中断系统中断系统 CPU 接受中断请求，接受中断请求， 暂停原程序执行，暂停原

21、程序执行， 转而执行中断服转而执行中断服务程序，务程序， 并在服务完后回到断点，并在服务完后回到断点， 继续执行原程序的过程继续执行原程序的过程称为称为中断中断。 处理上述中断过程所需要的电路称为处理上述中断过程所需要的电路称为中断系统中断系统。 产生中断请求信号的来源称为产生中断请求信号的来源称为中断源中断源。 通常通常外部中断源外部中断源是外部设备，是外部设备， 产生的中断请求信号可以产生的中断请求信号可以从引脚输入，从引脚输入， 有电平或边沿两种触发方式。有电平或边沿两种触发方式。内部中断源内部中断源有定时器计数器和串行口等多种，有定时器计数器和串行口等多种， 定时器计数器当定时器计数器

22、当计数溢出时自动提出中断请求；计数溢出时自动提出中断请求； 串行口则在每发送完或串行口则在每发送完或接收到一个数据后自动提出中断请求。为了满足实时控制接收到一个数据后自动提出中断请求。为了满足实时控制的要求，的要求， 微控制器可以对多个中断请求信号进行排队和微控制器可以对多个中断请求信号进行排队和控制，控制， 并响应其中并响应其中优先权优先权最高的中断请求。最高的中断请求。 中断系统还包括中断允许控制器和中断优先级控制器。中断系统还包括中断允许控制器和中断优先级控制器。. 微控制器时序微控制器时序2.2.1时钟周期、机器周期和指令周期时钟周期、机器周期和指令周期. 时钟周期时钟周期 时钟周期时

23、钟周期T 又称为振荡周期，又称为振荡周期， 是振荡电路产生的时钟是振荡电路产生的时钟脉冲频率脉冲频率fOSC 的倒数，是计算机的基本工作脉冲，的倒数，是计算机的基本工作脉冲， 常用常用作时序中的最小时间单位。作时序中的最小时间单位。. 机器周期机器周期 机器周期是实现特定功能所需的时间，机器周期是实现特定功能所需的时间， 由多个时钟周由多个时钟周期组成。期组成。. 指令周期指令周期 指令周期是执行一条指令所需的时间。不同指令所包含指令周期是执行一条指令所需的时间。不同指令所包含的机器周期数也不相同。的机器周期数也不相同。提高指令执行速度的两种方法：提高指令执行速度的两种方法：（）（） 提高时钟

24、频率提高时钟频率 典型的典型的MCS-1 时钟频率上限是时钟频率上限是12 MHz ，目前微控，目前微控制器已可达到制器已可达到 MHz 甚至更高。甚至更高。（）（） 提高总线速度提高总线速度 典型的典型的MCS-1 的机器周期为时钟频率的的机器周期为时钟频率的12分频，分频，即在即在 MHz 时钟频率下，时钟频率下， 单周期指令速度为单周期指令速度为 MIPS （ 每秒百万条指令，每秒百万条指令，million instructions per second）。）。CCPU 总线结构的改进可以将机器总线结构的改进可以将机器周期缩短到时钟频率的分频或周期缩短到时钟频率的分频或 分频。分频。RI

25、SC 结构、结构、单字长指令、流水线操作的单字长指令、流水线操作的AT90SXXXX 等，则达到了等，则达到了单周期指令速度与时钟脉冲频率之比为单周期指令速度与时钟脉冲频率之比为 的极限状态。的极限状态。2. 2. 2 取指令和执行指令时序取指令和执行指令时序 执行任何一条指令，执行任何一条指令， 都可以分为取指令阶段和执行都可以分为取指令阶段和执行指令阶段。在取指令阶段，指令阶段。在取指令阶段， 根据程序计数器根据程序计数器PC 中指示的中指示的地址，地址， 从程序存储器中取出需要执行指令的操作码和操从程序存储器中取出需要执行指令的操作码和操作数；作数； 在指令执行阶段，在指令执行阶段， 对

26、指令操作码进行译码，对指令操作码进行译码， 产生产生一系列控制信号以完成指令的执行。不同指令的字节数和一系列控制信号以完成指令的执行。不同指令的字节数和机器周期数不同，机器周期数不同， 取指令操作也随之不同。取指令操作也随之不同。 可以按照可以按照指令字节数指令字节数和和机器周期数机器周期数将指令分类，将指令分类， 例例如，如， 的指令可分为六类，的指令可分为六类， 分别对应于六种基本分别对应于六种基本时序：时序： 单字节单周期指令、单字节双周期指令、单字节单字节单周期指令、单字节双周期指令、单字节四周期指令、双字节单周期指令、双字节双周期指令和三四周期指令、双字节单周期指令、双字节双周期指令

27、和三字节双周期指令，字节双周期指令， 其中几种主要的指令时序如图其中几种主要的指令时序如图- 所所示。示。图图- MCS-51 指令的取指执行时序指令的取指执行时序. 微控制器工作方式微控制器工作方式微控制器的工作方式通常包括微控制器的工作方式通常包括复位方式复位方式、程序执行方程序执行方式式、节电方式节电方式以及以及程序的写入和校验程序的写入和校验方式四种。方式四种。2. 3. 1 复位方式复位方式 微控制器都具备复位功能，微控制器都具备复位功能， 以保证微控制器的以保证微控制器的CPU 及其他功能部件都从一个确定的初始状态开始或重新开及其他功能部件都从一个确定的初始状态开始或重新开始工作。

28、复位可以人工进行，始工作。复位可以人工进行， 也可以自动实现。也可以自动实现。 自动上电复位、人工按钮复位和系统同步复位电路自动上电复位、人工按钮复位和系统同步复位电路分别如图分别如图- （a）、（）、（b） 、（、（c）所示。）所示。图图- MCS-51 复位电路复位电路2. 3. 2程序执行方式程序执行方式 程序执行通常可以分为单步执行和连续执行两种程序执行通常可以分为单步执行和连续执行两种工作方式。工作方式。 单步执行方式单步执行方式是指给一次单步执行脉冲，是指给一次单步执行脉冲， 微控制微控制器就执行一条指令的方式。通常用于用户程序的调试。器就执行一条指令的方式。通常用于用户程序的调试

29、。 连续执行方式连续执行方式是微控制器的实际工作方式，是微控制器的实际工作方式， 被执被执行程序可以放在片内或片外行程序可以放在片内或片外ROM 的任何区域，的任何区域， 但但MCS-51 必须在必须在0000H 处放一条转移指令，处放一条转移指令， 指向被执指向被执行程序的起始地址。以便微控制器复位后跳转到被执行行程序的起始地址。以便微控制器复位后跳转到被执行程序入口。而程序入口。而M68HC08则必须将用户自己定义的中断则必须将用户自己定义的中断向量地址放在向量地址放在$FFFE $FFFF，以便复位后送到程序计，以便复位后送到程序计数器数器PC 中。中。2. 3. 3 节电工作方式节电工

30、作方式 节电工作方式是节电工作方式是CHMOS 型微控制器特有的低功耗应型微控制器特有的低功耗应用方式，用方式， 有空闲等待和掉电停机两种。有空闲等待和掉电停机两种。. 掉电停机方式掉电停机方式 掉电时微控制器进入停机方式，掉电时微控制器进入停机方式， 振荡器和片内所有功振荡器和片内所有功能部件停止工作，能部件停止工作， 但片内但片内RAM 和和SFR 中内容保持不变。中内容保持不变。在掉电停机期间，在掉电停机期间， 电源电源VCC 可以降到可以降到RAM 保持电压（由保持电压（由后备电源如电池供电）后备电源如电池供电） 。. 空闲等待方式空闲等待方式 程序执行过程中，程序执行过程中， 不需要

31、不需要CPU 工作时可以让它进入等工作时可以让它进入等待状态。微控制器进入等待状态时，待状态。微控制器进入等待状态时， CPU 停止工作。但停止工作。但中断、串行口和定时器计数器可以继续工作。此时，中断、串行口和定时器计数器可以继续工作。此时， CPU 现场、片内现场、片内RAM 和和SFR 中内容均维持不变。中内容均维持不变。节电工作方式的退出：节电工作方式的退出： CHMOS 型器件退出节电工作方式的方法有两种：型器件退出节电工作方式的方法有两种： 一种是让被允许中断的中断源发出中断请求（例如定一种是让被允许中断的中断源发出中断请求（例如定时器时间到）时器时间到） ， 中断系统响应后，中断

32、系统响应后， CPU 便可继续执便可继续执行程序；行程序； 另一种是硬件复位，另一种是硬件复位， 例如，例如， 在在C 的的RST 引脚上外加一个足够宽的复位正脉冲。引脚上外加一个足够宽的复位正脉冲。节电工作方式下的功耗：节电工作方式下的功耗： 例如，例如， MCS-51 的的CHMOS 型微控制器正常工作型微控制器正常工作时消耗电流为时消耗电流为11 20mA ，空闲状态时电流为，空闲状态时电流为 1.7 5mA ， 掉电状态时电流仅为掉电状态时电流仅为 5 50A 。2. 3. 4 程序的写入、校验和擦除程序的写入、校验和擦除写入是指将代码写入微控制器程序存储器，写入是指将代码写入微控制器

33、程序存储器， 校验校验是对刚刚写入的代码进行读出验证。微控制器的程序存是对刚刚写入的代码进行读出验证。微控制器的程序存储器有：储器有： 掩模掩模ROM 、一次性编程（、一次性编程（ one time programmable ， OTP） ROM 、EPROM 、E2PROM 及闪速存储器（及闪速存储器（Flash Memory） 。 掩模掩模ROM 的写入必须在制造厂进行，的写入必须在制造厂进行， 其他几种可其他几种可由用户在专用的编程器中进行写入、校验或保密写入，由用户在专用的编程器中进行写入、校验或保密写入， 应当注意的是，应当注意的是， 在每种工作状态下，在每种工作状态下， 各引脚的输

34、入电各引脚的输入电平各不相同，平各不相同， 特别是编程电源电压不能超过规定，特别是编程电源电压不能超过规定， 以以免造成器件的永久性损坏。免造成器件的永久性损坏。掩模掩模ROM 适于大批量定制，适于大批量定制， 可以降低成本、提高可可以降低成本、提高可靠性，靠性， 但上市周期长、市场风险大。但上市周期长、市场风险大。 OTP 芯片的低端价格已经接近掩模芯片的低端价格已经接近掩模ROM ， 适于小适于小批量试制和生产，批量试制和生产， 可以对市场需求作出灵活反应。近年可以对市场需求作出灵活反应。近年来，来， 基于基于EPROM 的的OTP 技术取代了可靠性较差的技术取代了可靠性较差的“熔熔丝式丝

35、式” 一次性编程一次性编程PROM ， 可以整合产品生命周期中的可以整合产品生命周期中的开发、采购、生产、市场拓展、营销各个环节，开发、采购、生产、市场拓展、营销各个环节， 大大提大大提高了市场竞争力。高了市场竞争力。 EPROM 中的程序代码可在专用的紫外线擦除器中中的程序代码可在专用的紫外线擦除器中擦除后改写，擦除后改写， 适于开发研制和小批量试制，适于开发研制和小批量试制， 但成本较高。但成本较高。一旦信息被擦除，一旦信息被擦除， 存储器中代码均变为存储器中代码均变为“” 。E2PROM 原理与原理与EPROM 相似，相似， 特点是用电擦除特点是用电擦除器擦除后可以在线编写和修改程序，器

36、擦除后可以在线编写和修改程序， 但写入周期较长但写入周期较长（几毫秒）（几毫秒） ， 重复改写的次数也有限制。重复改写的次数也有限制。 Flash Memory 可按字节读和写，可按字节读和写， 块擦除功能能够块擦除功能能够擦掉任何一个擦掉任何一个Flash 字节块，字节块， 片内擦除操作可以擦掉整片内擦除操作可以擦掉整个程序存储器。读出数据传输率高于其他存储器。它是个程序存储器。读出数据传输率高于其他存储器。它是固有非易失性、廉价的高密度存储容量、可直接与固有非易失性、廉价的高密度存储容量、可直接与CPU 连接存取的固态器件，连接存取的固态器件， 特别适合于便携式系统。特别适合于便携式系统。

37、 注意注意：E2PROM 和和Flash Memory 均属电可改写器件，均属电可改写器件， 应注意它们在强干扰环境下的可靠性。应注意它们在强干扰环境下的可靠性。. 典型微控制器的特点典型微控制器的特点2.4.1 P89LPC936 的特点的特点 Intel 公司的公司的MCS-51系列微控制器在我国被广系列微控制器在我国被广泛应用，泛应用， 该系列的核心电路是该系列的核心电路是80C51 。其他公司也在。其他公司也在此基础上开发了制造工艺和性能特点各不相同、具有此基础上开发了制造工艺和性能特点各不相同、具有各种功能的多种型号微控制器。例如，各种功能的多种型号微控制器。例如， Philips

38、公司公司的的LPC900系列微控制器采用增强型系列微控制器采用增强型80C51为内核，为内核， 有多种封装形式（有多种封装形式（DIP TSSOP PLCC HVQFN） （封装和引脚见图（封装和引脚见图-） ， 片内集成了许片内集成了许多系统级功能模块，多系统级功能模块， 可靠性和集成度高，可靠性和集成度高， 大大降低了大大降低了系统外围元器件数目、电路面积和系统花费。具有先系统外围元器件数目、电路面积和系统花费。具有先进的进的Flash 工艺（低功耗的工艺（低功耗的V Flash 存储器，集成存储器，集成的的E2PROM ，128256768 字节的字节的SRAM） 等强等强大性能。大性能

39、。图图- LPC900系列封装和引脚系列封装和引脚 图图- P89LPC936 功能框功能框图图P89LPC936 的主要特点的主要特点:. 存储器存储器 16KB 可字节擦除的可字节擦除的Flash 程序存储器，程序存储器， 组织架构为组织架构为KB扇区和扇区和 字节页；字节页；256 字节字节RAM 数据存储数据存储器和一个器和一个512 字节的附加片内字节的附加片内RAM ；512 字节片内用户字节片内用户数据数据E2 PROM 存储区，存储区， 可用来存放器件序列码及设置参可用来存放器件序列码及设置参数。数。. 定时计数器定时计数器 个个16 位定时计数器（每一个定时器均可设置为溢位定

40、时计数器（每一个定时器均可设置为溢出时触发相应端口输出或作为出时触发相应端口输出或作为PWM 输出）输出） 和和 个个 位的系统定时器，位的系统定时器， 系统定时器可用作实时时钟。系统定时器可用作实时时钟。. 输入输出输入输出 28 脚脚TSSOP 、PLCC 和和HVQFN 封装。最少有封装。最少有23 个个IO 口，口， 当选择片内振荡器和片内复位时当选择片内振荡器和片内复位时IO 口可高达口可高达26 个。个。 4 个中断优先级。个中断优先级。8 个键盘中断输入，另加个键盘中断输入，另加2路外部中断路外部中断输入。输入。 2个个4路输入的路输入的8 位位AD 转换器；转换器； 2个模拟比较器，个模拟比较器， 可选可选择输入和参考源。择输入和参考源。 捕获比较单元（捕获比较单元（CCU） 提供提供PWM ， 输入捕获和输出输入捕获和输出比较功能。比较功能。 I2C 总线通信端口和总线通信端口和SPI 通信端口。通信端口。. 电压与频率电压与频率 选择片内高精度选择片内高精度RC 振荡器时不需要外接振荡器件。可振荡器时不需要外接振荡器件。可选择选择RC 振荡器选项并且其频率可进行很好的调节。通过用户振荡器选项并且其频率可进行很好的调节。通过用户可编程可编程Flash 配置位可选择片内振荡器及其频率范围。振荡配置位可选择片内振荡器及其