单片机基础35566

1、1倪建云倪建云234 5单片机基础6本学时就单片机的基础知识进行介绍。从数制的介绍到单片机原理、基本概念，告诉初学者什么是单片机。本学时还将简单介绍凌阳科技的十六位单片机内核nSPnSP。7首先，单片机（单片微型计算机）是计 算机的一个重要的分支。l数据表示数据表示研究的是计算机硬件能够直接识别的、可以被指令系统直接调用的那些数据类型。 常用的、简单的、容易实现计算机：二进制的数据表示方式人类生活中：十进制的数据表示方式为了更清楚地理解计算机/单片机工作原理，首先要了解计算机中常用的数制，以及数制间的转换。8微型计算机中常用的数制： 十进制 二进制 八进制 十六进制十进制十进制 100 100

2、二进制二进制 0110 0100 0110 0100B B十六进制十六进制 0 x640 x64八进制八进制 144 144OO9十进制特点： 共有09，十个不同的数码作为基本符号。 逢10进位。十进制展开成幂级数形式：123 = 1x10 +2x10 +3x10 21012310 计算机内部一般都是由晶体管集成的，而二进制数只有0和1两个数码，采用晶体管的导通和截止、脉冲电平的高和低电平等都很容易表示它。 此外，二进制数的运算简单，便于用电子线路实现。 二进制数特点： 共有0和1两个数码； 逢2进1的进位计数原则；二进制数展开成幂级数：10111B = 1x2 + 0 x2 +1x2 + 1

3、x2 +1x243210= 16 + 0 +4 + 2 + 1= 16 + 0 +4 + 2 + 1= 23= 2311十六进制是我们学习和研究计算机二进制数的一种最常用的工具。 共有09、A、B、C、D、E、F十六个数码； 逢16进1的进位原则；十六进制数展开幂级数：0 x4D2 = 4x16 + Dx16 + 2x1621013= 1024 + 208 + 2= 1024 + 208 + 2= 1234= 123412二进制数转十进制数：10111B = 1x2 +0 x2 +1x2 +1x2 +1x2十进制数转二进制数： 43210= 16 + 0 +4 + 2 + 1= 16 + 0

4、+4 + 2 + 1= 23= 23 十进制数转二进制数：除2取余法232余 11152余 122余 12余 01余 1最低位最高位10111B13二进制数转十六进制数 1000 1011 1001 0011十六进制数转二进制数8B930 x8B930 x57D15 7 D 101010111110100010101011111010001B14二进制数的运算；计算机中数的表示方式（原码、补码等）；计算机中数和字符的编码形式；15二进制的运算可以非常方便地表示计算机最基础的逻辑运算；计算机在工作时就是通过最基础的逻辑运算来完成所有的数据处理、运算；计算机与单片机在本质上是一样的；学习单片机原理

5、可从计算机入手，学习进制等相关的计算机基础知识入门。16 所谓单片机(Single Chip Microcomputer)，是指在一块芯片中集成有中央处理器(CPU)、存储器(RAM和ROM)、基本I/O接口以及定时器、计数器等部件，并具有独立指令系统的智能器件，即在一块芯片上实现一台微型计算机的基本功能。特点是：体积小，控制功能强，性价比高等什么是单片机什么是单片机17中央处理器（CPU）定时器/计数器串行I/O接口并行I/O接口系统时钟ROMRAM复位中断电源TTXDRXD内内部部总总线线1、中央处理器（CPU）2、系统时钟（SystemClock）3、存储器4、输入输出口（I/O）5、功

6、能模块6、内部总线18中央处理器（CPU）又称为内核 运算器 控制器ALU：算述逻辑单元PSW:程序状态字PC：程序计数器ALUALUPSW累加器暂存器通用寄存器指令寄存器（IR）指令译码器（ID）时序部件微操作控制器PCPC地址编码器+1+1地址线数据线ALUALUPSW累加器暂存器通用寄存器指令寄存器（IR）指令译码器（ID）时序部件微操作控制器PCPC地址编码器+1+1地址线数据线19C CP PU U处处理理器器运运行行预预先先规规定定的的程程序序程程序序代代码码在在哪哪里里？运运算算的的中中间间数数据据、结结果果数数据据等等存存在在什什么么地地方方？RAM：(Random Acces

7、s Memory)随机存取存储器 主要用于存放运算中间数据、运算结果数据或作为通用寄存器、数据堆栈和数据缓冲器之用。ROM：(Read Only Memory)只读存储器 主要用于存放应用程序，故又称为程序存储器。 也常用于存放常量数据，如一些数据表等。掩模ROM PROM（OTP ROM）EPROM EEPROMFlash ROM20内部总线： CPU连接各主要部件的纽带，是各类信息传送的公共通道； 由：地址线、数据线、控制/状态线组成。输入输出口（I/O）： I/O是计算机输入输出的简称；是计算机主机与被控对象进行信息交换的纽带。换言之，主机通过I/O与外部设备进行数据交换。特殊功能模块：

8、 特殊功能模块一般包括：定时器/计数器、ADC、DAC、DMA通道、系统时钟等电路。21单片机初级阶段（19711974） 1971年Intel公司推出4004的4位微处理器，1974年仙童公司推出8位单片机F8。低性能单片机阶段（19741978） 以Intel公司推出MCS-48单片机为标志，把CPU和机关的计算机外围模块做到一块芯片上，大大地促进了单片机的变革，但这个阶段的单片机仍处于低性能阶段。22高性能单片机发展阶段(19781983) 1978年Zilog公司推出Z8单片机，面Intel公司推出了MCS-48为基础的MCS-51；它们都使单片机的应用跃上了一个新台阶，此后各公司的8

9、位单片机迅速发展起来。发展、巩固、提高阶段(1983现在) 1983年Intel公司推出MCS-96系列的16位单片机，而在这个时期，Motorola、Intel、ATMEL、TI、三菱、日立、飞利浦等公司推出了许多增强型的8位单片机、16位单片机，甚至32位单片机，出了非常多的新型单片机，极大地推动了单片机的应用。出现了单片机市场百家争鸣的场面。23微型单片化（SOC单片机） 减少产品设计、系统加工的复杂性 减少开发成本，缩短产品开发时间 单芯片集成电路可以降低系统功耗 加快了数据传输和处理的速度 减少甚至避免电路板信号传送所造成的信号系统串扰24从控制型突围突出数据处理 微控制器越来越突出

10、微处理器的特色，而微也在体现微控制器的特点。占据特色领域 很多单片机都在极力体现与众不同的特色，以期的激烈的竞争中寻求突破口。25为适应单片机的高度集成化的发展趋势，凌阳科技推出了高性能的16位单片机，它的CPU内核采用凌阳最新推出的nSP（Microcontroller and Signal Processor）16位微处理器芯片（以下简称unSPunSP）。26 高性能价格比的单片机CPU 16X16位硬件乘法器 DSP核所具有的内积运算 8位芯片的价格 高集成度以致力于单芯片应用 （SOCSOC） 低功耗、低电压 具有较强的中断处理能力 功能强、效率高的指令系统27IRunSP内核RAM

11、&ROMT/CSIO并行I/OLVD/LVRADCWatchDogUARTDAC & PWMLCD 控制/驱动DTMF 围绕unSPunSP所形成的16位unSPunSP系列单片机采用的是模块式集成结构，它以unSPunSP内核为中心，集成不同规模的ROM、RAM和功能丰富的各种外设接口部件。28SPL16XXXX16位unsp内核SPMCXXXSPGXXXSPT660XSPFXX/XSPCEXXXSPCE500ASPCE060ASPCE061ASPF32SPF64SPF8SPL161001SPL162001SPMC701SPMC75FSPG200SPG220SPT6602SP

12、T6605SPT660829R2 R3R1R4 BP(R5)SPSR PCMUXSHIFTERA AL LU UCSNZSCDS0 5 69 10 15MUXADDRGENADDR21:06 66 66 61 16 61 16 6数据总线地址总线16位数据总线22位地址总线算数逻辑单元ALU 16位算术逻辑运算 带移位操作的算术逻辑运算 16位X16位的乘法和内积运算3031v16位位 nSP微处理器；微处理器；v工作电压：工作电压：VDD为为2.6-3.6V(cpu), VDDH为为VDD- 5.5V(I/O)vCPU时钟：时钟：0.32MHz-49.152MHz ；v内置内置2K字字SRA

13、M；v内置内置32K字字FLASH；v可编程音频处理；可编程音频处理；v晶体振荡器；晶体振荡器；v系统处于备用状态下系统处于备用状态下(时钟处于停止状态时钟处于停止状态)，耗电小，耗电小 于于2 A/3.6V；32v2个个16位可编程定时器位可编程定时器/计数器计数器(可自动预置初始计数值可自动预置初始计数值)；v2个个10位位DAC(数数-模转换模转换)输出通道；输出通道；v32位通用可编程输入位通用可编程输入/输出端口；输出端口；v14个中断源可来自定时器个中断源可来自定时器A / B，时基，时基，2个外部时钟源个外部时钟源输入，键唤醒；输入，键唤醒；v 具备触键唤醒的功能；具备触键唤醒的

14、功能；v使用凌阳音频编码使用凌阳音频编码SACM_S240方式方式(2.4K位位/秒秒)，能，能容纳容纳210秒的语音数据；秒的语音数据；v锁相环锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号；振荡器提供系统时钟信号；33v32768Hz实时时钟；实时时钟；v7通道通道10位电压模位电压模-数转换器数转换器(ADC)和单通道声音模和单通道声音模-数转数转换器；换器；v声音模声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制制(AGC)功能；功能；v具备串行设备接口；具备串行设备接口；v具有低电压复位具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测功能和低电压监测(L

15、VD)功能；功能；v内置在线仿真电路内置在线仿真电路ICE（In- Circuit Emulator）接口；接口； v具有保密能力；具有保密能力；v具有具有WatchDog功能（由具体型号决定）。功能（由具体型号决定）。34通用型寄存器R1R4R1R4 在unSP CPU（ISA1.1）中，集成了一组（4个）16位的通用寄存器：R1R4R1R4 数据运算或传送的源及目标寄存器 配对组成一个32位的乘法结果寄存器MR 配对组成一个32位的内积结果寄存器MR35专用型寄存器 堆栈指针寄存器SPSP基址指针寄存器BP(R5)BP(R5)程序计数器PCPC段寄存器SRSRCSCS：代码选择字段 DSD

16、S：数据选择字段 C C：进位标志位 Z Z：零标志位 N N：负标志位 S S：符号标志位 361234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:11-Sep-2002Sheet of File:E:061实 验 指 导 书 061PCBspce061_v1.2.ddbDrawn By:OSC32O12OSC32I13XTEST14VDD15XICE16XICECLK17XICESDA18VSS19PVIN20DAC121DAC222VREF223VSS24AGC25OPI26MICOUT27MICN28PFUSE29M ICP33V CM34V R

17、TPA D35V D D36V M IC37V SS38IO A 041IO A 142IO A 243IO A 344IO A 445IO A 546IO A 647IO A 748V SS49V SS50V D D H51V D D H52IO A 853N C39N C40NC30NC31NC32IOA954IOA1055IOA1156IOA1257IOA1358IOA1459IOA1560XROMT61VSS62XSLEEP63IOB1564IOB1465IOB1366IOB1267IOB1168PVPP69V D D H75IO B1076IO B977NC70NC71NC72NC7

18、3NC74IO B878IO B779IO B680IO B581IO B41IO B32IO B23N C82N C83N C84IO B14IO B05X RESB6V D D7V CP8V SS9N C10N C1137381234ABCD4321DCBAT itleN u m b e rR e v isio nS iz eA 4D a te :1 1 -S e p -2 0 0 2S h e e t o f F ile :E :0 6 1 实 验 指 导 书 0 6 1 P C B sp c e 0 6 1 _ v 1 .2 .d d bD ra w n B y :O SC OO SC

19、 IIC E_ ENIC E_ SC KIC E_ SD APVIND AC 1D AC 2VR EF 2VSSAAG CO PIM IC O U TM IC NPF U SEIO B1 1IO B1 2IO B1 3IO B1 4IO B1 5SL EEPVSSIO A1 5IO A1 4IO A1 3IO A1 2IO A1 1IO A1 0IO A9IO B 10IO B 9IO B 8IO B 7IO B 6IO B 5IO B 4IO B 3IO B 2IO B 1IO B 0R E S _BV C PIO A 8V D D HV S SIO A 7IO A 6IO A 5IO A

20、3IO A 1IO A 2IO A 4IO A 0V C MV MICMIC PVSSV D D HVSSV R TV S SV D D _PVSSAVC PVSSO SC IO SC OV S SV D D HV D D _AXT ESTVSSAVSSPVSSV S S PVSSAVD DO S C 3 2 O1 2O S C 3 2 I1 3X T E S T1 4V D D1 5X IC E1 6X IC E C L K1 7X IC E S D A1 8V S S1 9P V IN2 0D A C 12 1D A C 22 2V R E F 22 3V S S2 4A G C2 5O P I2 6M IC O U T2 7M IC N2 8P F U S E2 9MICP33VCM34VRTPAD35VDD36VMIC37VSS38IOA041IOA142IOA243IOA344IOA445IOA546IOA647IOA748VSS49VSS50VDDH51VDDH52IOA853NC39NC40N C3 0N C3 1N C3 2IO A 95 4IO A 1 05 5IO A