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文档简介
第1章微型计算机基础
主要介绍微型计算机的基本问题(MicroComputer---MC)1.1微型计算机概述1.2微型计算机系统1.3数字电路基础1.4计算机中的数制和编码
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第1页!匈牙利籍数学家冯·诺依曼在1946年提出了“程序存储”和“二进制运算”的思想,进一步构建了计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成这一计算机的经典结构。(EDVAC-ELECTRONICDISCRETEVARIABLEAUTOMATICCOMPUTER)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第2页!电子计算机技术的发展,相继经历了五个时代:﹡电子管计算机;﹡晶体管计算机;﹡集成电路计算机;﹡大规模集成电路计算机;﹡超大规模集成电路计算机。计算机的结构仍然没有突破冯·诺依曼提出的计算机的经典结构框架。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第3页!一、微型计算机的发展六个时期:时期(1971~1973年)4位或8位低档微处理器和微机;
第二时期(1973~1977年)8位中高档微处理器和微机;
第三时期(1978~1984年)16位微处理器和微机;单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第4页!二、MC的分类共有4种分类方法。1按微处理器的位数(字长)分4位机、8位机、16位机、32位机、64位机2按微型计算机的用途分通用机和专用机两类单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第5页!从应用形态上,微机可以分成三种:
◆多板机(系统机)将CPU、存储器、I/O接口电路和总线接口等组装在一块主机板(即微机主板)。各种适配板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光驱等装在同一机箱内,再配上系统软件,就构成了一台完整的微型计算机系统(简称系统机)。工业PC机也属于多板机。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第6页!
单片机是将中央处理器(CPU),随机存储器(RAM),只读存储器(ROM或EPROM),定时器/计数器芯片和一些输入/输出接口电路集成在一个芯片上的微型计算机,有的甚至包含A/D、D/A转换器。总而言之,一块单片机芯片,就相当于一台微型计算机。又称为微控制器(Microcontroller)。
它是专为工业控制和智能仪器设计的一种集成度很高的微型计算机。
◆单片机
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第7页!图1-1微处理器、微计算机和微计算机系统的关系微计算机系统概念 单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第8页!
◆性能完善提高阶段
1980年,Intel公司推出了MCS-51系列单片机:8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K,并有控制功能较强的布尔处理器。
特点是:结构体系完善,性能已大大提高,面向控制的特点进一步突出。现在,MCS-51已成为公认的单片机经典机种。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第9页!三、MC特点(1)体积小、重量轻、功耗低(2)可靠性高、使用环境条件要求低(3)结构简单灵活、系统设计方便、适应性强(4)性能价格比高单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第10页!五、MC发展趋势多级流水线结构芯片上存储器管理技术虚拟存储技术并行处理的哈佛结构RISC结构整片集成技术单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第11页!一、微型计算机基本结构MC机是由硬件和软件两大部分组成。硬件是指为组成计算机而有机联系的电子、电磁、机械、光学的元件、部件或装置的总和,它是有型的物理实体。软件是相对于硬件而言的,从狭义的角度看,软件包括计算机运行所需要的各种程序;而从广义角度讲,软件还包括手册、说明书和有关资料。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第12页!运算器+控制器+存储器=主机;输入+输出设备则称为计算机的外围设备(简称“外设”);运算器+控制器=中央处理单元CPU(CentralProcessUnit)。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第13页!(1)指令控制计算机完成各种操作的命令称为指令。例如:ADD A,#38指令分成操作码和操作数两大部分。操作码表示该指令执行何种操作,操作数表示参加运算的数据或数据所在的地址。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第14页!(3)汇编语言、高级语言和机器语言汇编语言与机器语言的对照:MOVA,#630111010000111111ADDA,#560010010000111000ADDA,#360010010000100100ADDA,#14
0010010000001110单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第15页!3.硬件和软件的关系微机系统是硬件和软件有机结合的整体。计算机的硬件和软件是密可不分但又相互独立的。硬件是基础软件是灵魂单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第16页!1、微处理器--CPU微处理器是利用微电子技术将计算机的核心部件(运算器和控制器)集中做在一块集成电路上的一个独立芯片。它具有解释指令、执行指令和与外界交换数据的能力。无论那种CPU,其内部基本组成总是大同小异,其内部包括三部分:运算器、控制器、内部寄存器阵列(工作寄存器组)
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第17页!(1)运算器:算术逻辑运算单元和累加器、标志寄存器、二十进制调整电路(2)控制器:控制器包括指令寄存器IR、指令译码器ID和定时与控制电路三部分。(3)内部寄存器阵列(4)程序计数器单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第18页!使用:内部的寄存器---名字(符号)、大小、特殊性(关键是使用)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第19页!(1)CPU:CPU是微型计算机的核心,它的性能决定了整个微型计算的各项关键指标。微处理器本身不能构成独立工作的系统,也不能独立执行程序,必须配上存储器、外部输入/输出接口构成一台微型计算机方能工作。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第20页!(3)输入/输出接口电路输入/输出接口作桥梁,起到信息转换与协调的作用。从应用的角度讲,计算机工作时,CPU对I/O口的操作只有“读”和“写”。操作时对端口号的操作。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第21页!地址线总线:三态单向A15~A01K=1024数据线:三态双向D7~D0控制线:/RD、/WR、三态门单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第22页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第23页!1.3数字电路基础计算机由大量的数字电路组成,它所处理的是二进制数字信号,即只有0和1两种状态信号。所有的数据、程序和各种逻辑控制部分都是由大量能记录这两种状态的电子器件和能实现0、1基本逻辑控制的单元组成的。这种基本的逻辑控制电路包括逻辑门电路、组合逻辑电路(编码器、译码器、数据选择器等)和时序电路(触发器、寄存器、计数器等)。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第24页!一、基本的门电路在数字电路中,所谓“门”就是实现一些基本逻辑关系的电路。最基本的逻辑关系可归纳为与、或、非三种,所以最基本的逻辑门为与门、或门和非门。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第25页!二、三态门与缓冲器三态门有三种输出状态,即高电平(1),低电平(0)和高阻态,其中高阻态也称为浮空状态。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第26页!典型的TTL三态门集成电路:常用的三态门芯片有74LS240、241、242、244、245、366、367等。如:74LS244、74LS245单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第27页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第28页!三态锁存器对于输出设备的接口电路,一定要通过三态锁存器。当允许接收输出数据时闩锁打开,当不允许接收输出数据闩锁关闭。常用的三态锁存器是74LS373,74LS377,74LS273。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第29页!一、数制及转换1、计算机中的数制二进制:0、1十六进制:0-9、A-F十进制:0-9分别后缀B、H、D运算时分别为:逢2进1、逢10进1、逢16进1三者的关系:P19表1-4单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第30页!(2)十六进制数转换成十进制数十六进制数转换为十进制数十分简单,只需将十六进制数按权展开即可。如:1F3DH=1×163+15×162+3×161+13×160 =1×4096+15×256+3×16+13×1=4096+3840+48+13=7997单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第31页!即38947=9823H。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第32页!可得0.7875D=0.C99H单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第33页!1.机器数与真值在计算机中,用二进制数表示有符号数,用最高位表示符号,其余的为数值位,这样一组连同符号也编码化的二进制数称为机器数;对于正数,最高位规定为“0”,对于负数,最高位为“1”,机器数所代表的数值大小称为机器数的真值。如:P21例单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第34页!原码表示的特点:①最高位为符号位,正数为0,负数为1;②8位二进制原码表示数的范围是-127~+127,十六位二进制原码表示数的范围是-32767~+32767;③0的原码有两种表示方法,即+0和-0,设字长为8位:
[+0]原=00000000B [-0]原=10000000B单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第35页!反码的特点:①反码表示法中,最高位仍为符号位,正数为0,负数为1;②“0”有两种表示方法:当字长是8位时,[+0]反=00000000B,[-0]反=11111111B③8位二进制反码表示数的范围是-127~+127。④正数的反码与原码相同,负数的反码符号位为1,其数值部分按位取反。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第36页!正数的补码与反码、原码相同;负数的补码等于它的反码加1。补码的特点:①补码表示中,最高位仍为符号位,正数为0,负数为1;②0仅有一种表示方法,即[+0]补=[-0]补;单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第37页!P24表1-5从表1-5可以看出,8位二进制数,无符号数表示范围是0~255;有符号数:原码表示范围-127~+127;反码表示范围是-127~+127;补码表示范围是-128~+127。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第38页!在微型计算机中所有带符号的数都是用补码表示的。所谓溢出,是指带符号数的补码加、减运算的结果超出了补码表示的范围。若发生了溢出,则带符号数的运算结果必然是错误的。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第39页!四、计算机中常用的编码
目前计算机中最常用的两中编码:美国信息交换标准代码(ASCII码)二—十进制编码(BCD码)。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第40页!2、BCD码二进制编码的十进制数0~9A~F非法一个字节---8位压缩与非压缩单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第41页!总结:本章从微处理器的产生和发展开始,对微机的基本概念、硬件结构、工作原理、系统组成、应用特点等知识作了相应的概述;介绍了计算机中数据的表示方法,重点介绍了二进制数、十进指数、十六进制数的相关概念及各类数制之间相互转换的方法、无符号数和有符号数的机器内部表示、BCD码和ASCII码等。通过本章的学习,要重点掌握以下几个方面:①微型计算机的硬件结构:CPU、存储器、I/O口、总线;②微型计算机的软件:源程序、汇编(编译)程序、目标程序;③计算机的数值及转换:二进制数、十进制数、十六进制数;④带符号数的表示:原码、反码、补码;⑤计算机中的常用的编码:ASCII码、BCD码。本章是微型计算机的基础。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第42页!2.1存储器系统单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第43页!一、分类1.按用途分内部存储器外部存储器
2.按存储器性质分随机存取存储器RAM只读存储器ROM
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第44页!二、存储器芯片的一般结构由存储体、地址译码器、控制逻辑电路、数据缓冲器4部分组成单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第45页!四、存储器地址空间的结构形式存储器用于存放程序与数据。半导体存储器由一个个单元组成,每个单元有一个编号(称为地址),一个单元存放一个8位的二进制数(一个字节)。计算机的存储器地址空间有两种结构形式:普林斯顿结构和哈佛结构。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第46页!2.3典型存储器芯片介绍一、静态随机存取存储器(SRAM)二、紫外线擦除可编程ROM(EPROM)三、电擦除可编程ROM(EEPROM)
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第47页!二、紫外线擦除
可编程
ROM(EPROM
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第48页!A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A000000000000001111111111111可用十六进制数表示为:0000H~1FFFH。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第49页!1.堆栈的作用单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第50页!3.堆栈指针单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第51页!(2)PUSH和POP的指令要成对,若不匹配的话,会造成返回主程序的地址出错。如:PUSH APUSH B···POP B RET单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第52页!第3章输入/输出接口基础
3.1MC接口与接口技术3.2CPU与外设的数据传送方式3.3串行通信3.4中断3.5可编程的定时器/计数器单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第53页!一、接口的基本概念所谓接口,就是指两台计算机之间、计算机与外设之间、计算机内部各部件之间起连接作用的逻辑电路,是CPU与外界进行信息交换的中转站。接口是连接CPU和外设之间的一个桥梁。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第54页!(1)数据信息:
数字量、模拟量、开关量(2)状态信息:外设提供的(3)控制信息:
MC提供给外设的数据信息、状态信息和控制信息的含义不同,但都是数据;单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第55页!3.设置I/O接口的原因(1)速度的不匹配(2)时序的不匹配(3)信息格式不匹配(4)信息类型与电平的不匹配单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第56页!二、I/O接口的端口及编址1.端口所谓端口,是指I/O接口中供CPU直接存取访问的那些寄存器或某些硬件特定电路。一个I/O接口总要包括若干个端口。2.端口编址方式(1)端口统一编址
(2)端口独立编址单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第57页!3.2CPU与外设的数据传送方式外围设备与微机之间的信息传送实际上是CPU与接口之间的信息传送。传送的方式不同,CPU对外设的控制方式不同,从而使接口电路的结构及功能也不同。MC和外设之间的数据传送有四种方式,即无条件方式、查询方式、中断方式、直接存储器存取方式(DMA方式)。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第58页!二、程序查询传输方式对应条件传送,一个数据传送过程由3个环节组成:①CPU从接口中读出状态字;②CPU检测状态字的对应位是否满足“就绪”条件,如果不满足,则回到前一步读出状态字;③如果状态字表明外设已处于“就绪”状态,则传送数据。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第59页!三、中断传输方式
在中断传送方式下,外设具有申请CPU服务的主动权,当输入设备将数据准备好或者输出设备可以接收数据时,便可以向CPU发中断请求,使CPU暂时停下目前的工作而和外设进行一次数据传输,等输入操作或者输出操作结束以后,CPU继续进行原来的工作。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第60页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第61页!包括:一、串行通信数据传送的方向二、串行通信的方式三、串行接口芯片UART和USART四、调制解调器单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第62页!二、串行通信的方式常用的通信方式有两种:同步方式和异步方式,也称同步通信和异步通信。1.异步通信单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第63页!2.同步通信单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第64页!4.串行传送速率--波特率所谓的波特率,是指每秒钟内所传送二进制数据的位数,单位为波特(Bd),实际上它是传送每一位信息所用时间内的倒数。如果一个串行字符由1个起始位,7个数据位,1个奇偶校验位和1个停止位等10个数位构成,每秒钟传送120个字符,则实际传送的波特率为:10位/字符×120字符/秒=1200位/秒=1200波特传送每位信息所占用的时间: 1秒/1200=0.833毫秒单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第65页!三、串行接口芯片UART和USART由于计算机是按并行方式传送数据的,当它采用串行方式与外部通信时,必须进行串并行变换。发送数据时,需通过并行输入、串行输出移位寄存器将CPU送来的并行数据转换成串行数据后,再从串行数据线上发送出去;接收数据时,则需经串行输入、并行输出移位寄存器,将接收到的串行数据转换成并行数据后送到CPU去。异步收发器UART、通用同步异步收发器USART。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第66页!一、概述(1)中断---过程(主程序与中断程序)(2)中断源:内部与外部(硬件)(3)中断申请(中断请求)、中断响应(4)中断服务程序、中断服务程序入口地址(5)可屏蔽中断与非屏蔽中断(6)中断的开放与禁止(7)中断优先级与中断嵌套单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第67页!3.5可编程的定时器/计数器计算机在工作过程,需要知道从某个时间开始经过多长时间之后做什么;或从某个时间开始,记几个数之后做什么。一、概述二、可编程定时器/计数器工作原理单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第68页!二、可编程定时器/计数器工作原理核心部件:计数器(加法或减法)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第69页!一、概述1.定义:采用一定的工艺手段将CPU、存储器、I/O口集成在一个芯片上。2.特点:抗干扰性强,工作温度范围宽;可靠性高;控制功能很强,数值计算能力较差;指令系统比通用微机系统简单;更新换代速度比通用微机处理器慢多。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第70页!4.发展趁势
CPU的改进存储器的发展片内I/O的改进外围电路内装化低功耗与工作电压范围加宽低噪声与高可靠性技术ISP及IAP单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第71页!三、单片机应用系统单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第72页!四、单片机应用系统开发概述
开发环境的软硬件构成单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第73页!嵌入式系统概述定义特点单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第74页!2.1总体结构一、系列问题二、内部结构三、外部引脚四、总线图单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第75页!二、内部结构P87单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第76页!8位的CPU;128个字节的片内RAM;4K字节的片内ROM程序存储器(8031无)外部的RAM和ROM的寻址范围为64K21个字节的专用寄存器4个8位并行I/O口1个全双工的串行口2个16位的定时器/计数器5个中断源、2个中断优先级111条指令。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第77页!MCS-51系列单片机大都采用40个引脚的双列直插式塑料封装的芯片,其中管脚可分为四部分:电源管脚2个,外接晶振管脚2个,I/O管脚32个,控制信号引脚4个。三、外部引脚及说明(P88):单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第78页!
EA是一个复用引脚,称为“读外部ROM允许端”。
当EA=0时,允许读片外ROM芯片;
当EA=1时,将访问内部ROM,但地址范围超过内部ROM的地址范围时,将自动转向外部ROM取指。
ALE引脚称为“低8位地址锁存信号输出端”。
个功能是:从该引脚输出的高电平转向低电平的下降沿,可使P0口输出的低8位地址锁存在外接地址锁存器中。
PSEN称为“外部ROM读选通信号输出端”,低电平有效。该引脚一般接在外EPROM芯片OE端,当PSEN有效时,EPROM中被选中的存储单元的内容将出现在数据总线上,然后被读入到CPU中。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第79页!第二功能
P3口各个管脚同时具有第二功能:单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第80页!逻辑符号
将上述40管脚分成四部分画在图2-4中,便是其逻辑符号图P0VccVssXTAL1XTAL2P1P2P3EA/VppALE/PROGPSENRST+5V控制总线晶振电路I/OI/OI/OI/O单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第81页!有关的寄存器累加器ACC寄存器B程序状态字PSW(P91)布尔处理器C程序计数器PC数据指针DPTR堆栈指针SP单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第82页!一、程序存储器
程序存储器通常存放程序指令、常数及表格等,系统在运行过程中不能修改其中的数据。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第83页!
8051型单片机共有4KB掩膜ROM,这些只读存储器用于存放程序、原始数据或表格,称为程序存储器,或称为片内ROM。而8031型的单片机内没有ROM单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第84页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第85页!二、数据存储器
数据存储器则存放缓冲数据,系统在运行过程中可修改其中的数据。包括:
1、编址与访问2、片内数据存储器3、特殊功能寄存器块单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第86页!1.编址与访问(P94)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第87页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第88页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第89页!3、特殊功能寄存器块(P96)特殊功能寄存器又称为专用寄存器专用于控制、管理片内算术逻辑部件、并行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、中断系统等功能模块的工作。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第90页!5.4硬件资源一、并行口二、中断系统三、定时器/计数器四、串行接口单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第91页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第92页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第93页!2、P3口:单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第94页!4、P2口:单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第95页!中断的基本概念由于某种随机事件发生,计算机暂停现行程序的运行,转去执行另一程序(中断服务程序),以处理发生的事件,处理完后又自动根据断点地址返回“主程序”。中断源?主程序?子程序?内部中断?外部中断?中断请求?中断响应?...单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第96页!中断的优点单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第97页!2.中断控制设置了4个专用寄存器用于中断控制,用户通过设置其状态来管理中断系统。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第98页!SCON寄存器单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第99页!IP寄存器单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第100页!3、中断优先级结构优先级排列如下(从高到低):外部中断0定时器/计数器0溢出外部中断1定时器/计数器1溢出串行口中断单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第101页!中断响应中断服务
中断返回中断处理过程分为三个阶段:4、中断处理过程单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第102页!中断服务程序入口地址:外部中断00003H定时器/计数器0溢出000BH外部中断10013H定时器/计数器1溢出001BH串行口0023H单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第103页!SFR单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第104页!三、定时器/计数器包括2个16位的定时器/计数器1、结构2、控制寄存器3、工作方式单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第105页!2、控制寄存器—3个(1)定时器控制寄存器(TCON)
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第106页!SFRTCONTMOD溢出信号位查询中断单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第107页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第108页!TH0单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第109页!四、串行接口1个全双工的串行口。1、结构2、控制寄存器3、工作方式单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第110页!二、控制寄存器单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第111页!5.5辅助电路及时序一、时钟电路二、复位电路三、时序单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第112页!二、复位电路单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第113页!第6章MCS-51单片机指令系统
6.1概述6.2指令系统基础6.3指令系统6.4伪指令单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第114页!一、指令和指令系统单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第115页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第116页!二、程序与程序设计编程问题;编译问题;机器码的存放问题;通过例子说明:完成:30H+45H=?单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第117页!6.2指令系统基础一、概述二、指令描述约定三、寻址方式单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第118页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第119页!二、指令描述约定Rn、@Ridirect#data、#data16addr16、addr11、relbit、/bitDPTR、A、B、C(X)、((X))单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第120页!2、寻址方式说明
立即寻址寄存器器寻址直接寻址寄存器间接寻址基寄存器加变址寄存器间接寻址相对寻址位寻址单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第121页!MCS-51一共有7种寻址方式单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第122页!2.
直接寻址符号SFRMOVA,20HMOVRn,20HMOVDirect,30HMOV@Ri,30H88H20H88H......内部RAMAMOVA,20H单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第123页!4.
寄存器间接寻址符号SFR可以用作间接寻址的寄存器只有:R0、R1和DPTRMOVA,@R0MOVXA,@DPTR单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第124页!6.
相对寻址符号SFR程序存储器ROMSJMP03H单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第125页!6.3指令系统111条指令,42种操作助记符,描述33种操作功能。从功能讲:一、数据传送(29)二、算术运算(24)三、逻辑操作(24)四、控制转移(17)五、位操作(17)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第126页!符号SFR取数据送数据单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第127页!符号SFR单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第128页!应用举例:1、把片内RAM6AH单元内容传送到片外RAM300H单元。2、把片外I/O口2000H数据读入片内RAM40H单元。3、把片外I/O口2000H数据读入片外RAM4000H单元。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第129页!6、试说明下述程序中每一条指令的作用,已知A中内容为34H。MOVR6,#29H XCHA,R6 SWAPA XCHA,R6单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第130页!符号SFR——
加1减1类(9条)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第131页!应用举例:1、将片内RAM40H和41H单元内容相加,结果放42H。2、将片外RAM2000H和2001H单元两BCD码内容相加,结果放2002H。3、试编写计算1234H+0FE7H的程序,将和的高8位存入片内RAM41H,低8位存入40H。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第132页!7、试编写计算17H×68H的程序,将乘积的高8位存入31H,低8位存入30H。8、设被减数和减数均为压缩的BCD码,分别存入R3、R4中,其差值也存入R3中。9、4位BCD码减法。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第133页!符号SFR——
逻辑或类(6条)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第134页!符号SFR——
累加器A清零和取反指令(2条)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第135页!应用举例:1、把累加器A中低4位(高4位清0)送入外部数据存储器的3000H单元。2、将累加器A的低4位的状态通过P1口的高4位输出。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第136页!4.
控制转移类符号SFR——
无条件转移(4条)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第137页!符号SFR单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第138页!符号SFR单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第139页!符号SFR单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第140页!3、延时程序DL:MOV 30H,#03HDL0:MOV 31H,#0F0HDL1:DJNZ31H,DL1DJNZ30H,DL0
RET单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第141页!符号SFR单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第142页!应用举例:1、将累加器的ACC.5与00H位相与后,通过P1.4输出。2、比较片内RAM40H、50H中两个无符号数的大小,若40H中的数小则把片内RAM中的位地址40H置1;若50H中数小,则把片内RAM中的位地址50H置1;若相等则把片内RAM中的位地址20H置1。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第143页!ORG定位伪指令DB定义字节伪指令DW定义字伪指令EQU赋值伪指令END汇编结束伪指令单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第144页!7.1程序设计概述
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第145页!例:将片内RAM20H单元中的数拆成两段,每段4位,并将其分别存入21H、22H单元中。低4位存在21H单元,高4位存在22H单元单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第146页!7.3分支结构的程序
分支结构程序是利用条件转移指令,使程序执行到某一指令时,根据条件是否满足,来改变程序执行的顺序。编写分支结构的程序主要在于正确使用转移指令。编写分支结构的程序的关键是确定好分支条件。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第147页!例:编制程序使y按下式赋值:单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第148页!例:
空调机在制冷时,若排出空气比吸入空气温度低8℃,则认为工作正常,否则认为工作故障,并设置故障标志。设片内RAM40H中存放吸入空气温度值,41H中存放排除空气温度值。若(40H)-(41H)≥8℃,则空调机制冷正常,在42H单元中存放“0”。否则在42H单元中存放“FFH”,以示故障(在此42H单元被设定为故障标志)。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第149页!7.4循环结构的程序
循环程序是强制CPU重复执行某一指令序列的一种程序结构形式。循环结构的程序一般由5部分组成:初始化,循环体(处理部分)、循环修改、循环控制(继续循环吗?)和结束部分。关键:循环体(做什么)-变化量--如何变化—初始化、控制与判断单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第150页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第151页!例:多重循环设计软件延时:12MHZ,1ms冒泡程序。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第152页!7.5查表程序
查表法是对一些复杂的函数运算如sinx等,事先把其全部可能范围的函数值按一定的规律编成表格存放在计算机的程序存储器中。当用户程序中需要用到这些函数时,直接按编排好的索引值(或程序号)寻找答案。在控制应用场合或智能仪器仪表中,经常使用查表法。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第153页!例:某智能化仪器的键盘程序中,根据命令的键值(0、1、2、···、9)转换成相应的双字节16位命令操作入口地址,其键值与对应入口地址关系如下:键值(入口地址):
0(0123H);1(0186H);
2(0234H);3(0316H);4(0415H);5(0520H);6(0626H);7(0710H);8(0818H);9(0929H)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第154页!7.6子程序设计在实际问题中,常常会遇到在一个程序中有许多相同的运算或操作。因此在实际应用中,通常把这些多次使用的程序段,按一定结构编好,存放在内存中,当需要时,程序可以去调用这些独立的程序段。通常将这种可以被调用的程序段称为子程序。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第155页!例:1、用程序实现c=a2+b2。设a、b均小于10,a存在片内RAM31H单元中,b存在32H单元中,把c存入33H单元中。2、求两个无符号数据块中的最大值。数据块的首地址分别为片内RAM60H和70H,每个数据块的第1个字节都存放数据块的长度,结果存入5FH单元。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第156页!8.1并行口的应用在MCS-51单片机内部包含有四个并行的I/O口P0口、P1口、P2口和P3口一、结构二、应用基础二、应用举例
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第157页!1、P1口:单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第158页!3、P0口:单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第159页!二、应用基础
1、P0、P1、P2、P32、两种基本操作:输入操作输出操作
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第160页!应用举例--2电路如所示。编制一个灯光循环闪烁程序,通过P3口连接8个发光二极管。其中一个发光二极管闪烁3次后,转移到下一个发光二极管闪烁3次,如此循环不止。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第161页!8.2MCS-51的中断系统
一、中断系统结构与控制二、中断优先级结构三、中断响应四、中断系统应用举例单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第162页!1.中断源外部中断:外部中断0/INT0外部中断1/INT1定时器/计数器溢出中断:定时器/计数器0TF0定时器/计数器1TF1串行口中断:串行口RI、TI单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第163页!(3)中断允许控制寄存器(IE)(4)中断优先级控制寄存器(IP)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第164页!三、中断响应
中断服务程序入口地址:外部中断00003H定时器/计数器0溢出000BH外部中断10013H定时器/计数器1溢出001BH串行口0023H单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第165页!例1:外部中断在本实例中,首先通过P1.7口点亮发光二极管,然后外部输入一脉冲串,则发光二极管亮、暗交替。电路如图所示。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第166页!例3利用外部中断和查询相结合的方法扩展外部中断单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第167页!例2利用定时器/计数器扩展外部中断(放在下一节讲)。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第168页!一、结构单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第169页!二、控制寄存器
与定时器/计数器应用有关的控制寄存器有三个,分别为TCON、TMOD、IE。(1)定时控制寄存器(TCON)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第170页!三、应用举例使用时应重点考虑下面的问题:结构、有关的寄存器、工作方式(重点是方式1、方式2)、初始化(工作方式、计数初值、中断管理、启动定时器/计数器)计数初值的计算:方式1:
16位计数器的最大计数值为216=65536;方式2:
8位计数器的最大计数值为28=256。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第171页!例1设系统时钟频率为12MHz,用定时器/计数器T0编程实现从P1.0输出周期为500μs的方波。(中断、查询)(10ms可以采用方式1)(更长呢?)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第172页!例4用定时器/计数器T0监视一生产线,每生产100个工件,发出一包装命令,包装成一箱,并记录其箱数。
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第173页!一、结构二、控制寄存器三、工作方式四、波特率的设定五、串行口的应用六、RS-232C串行口标准及应用单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第174页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第175页!三、串行口的工作方式1.串行口工作方式0串行口工作方式0为同步移位寄存器输入/输出模式,可外接移位寄存器,以扩展I/O口。2.串行口工作方式1串行口工作于方式1时,为波特率可变的8位异步通信接口。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第176页!四、波特率的设定串行口每秒钟发送或接收数据位数称为波特率。假设发送一位数据所需时间位T,则波特率为1/T。方式0的波特率是固定的,等于单片机晶振频率的1/12,即每个机器周期接收或发送一位数据。方式2的波特率与电源控制器PCON的最高位SMOD的值有关: 方式2的波特率=晶振频率×2SMOD/64单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第177页!五、串行口的应用①按选定串行口的操作方式设定SCON的SM0、SM1两位二进制编码。②对于方式2或3,应根据需要在TB8中写入待发送的第9位数据。③若选定的操作方式不是方式0,还需设定发送的波特率:设定SMOD的状态,以控制波特率是否加倍。若选定操作方式1或3,则应对定时器T1进行初始化以设定其溢出率。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第178页!第9章存储器扩展技术
9.1
概述9.2扩展举例单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第179页!ROM的扩展单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第180页!一、三总线的产生单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第181页!二、扩展能力是指扩展的存储器容量。16条地址线。ROM单独;RAM和I/O口统一单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第182页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第183页!8031扩展片外EPROM实例单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第184页!1.线译码单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第185页!译码器
所谓译码法就是使用译码器对系统的高位地址进行译码,以其译码输出作为存储芯片的片选信号。译码电路可以使用现有的译码器芯片。常用的译码芯片有:74LS139(双2-4译码器)74LS138(3-8译码器)74LS154(4-16译码器)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第186页!9.2存储器扩展技术一、存储器扩展时有关信号的连接控制、数据、地址二、存储器扩展举例
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第187页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第188页!2.数据存储器扩展举例单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第189页!3.存储器综合扩展举例单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第190页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第191页!10.1并行I/O口扩展技术一、单片机的口线直接作I/O口
二、简单I/O接口的扩展
三、利用8255A扩展并行I/O口单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第192页!二、简单I/O接口的扩展不可编程的并行口扩展一般包括使用锁存器扩展、使用三态门扩展、使用总线驱动器扩展等。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第193页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第194页!1.使用锁存器扩展并行口单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第195页!例:电路如图所示,用74LS373扩展一个输出口,分别接8个LED显示器L0~L7,用74LS244扩展一个输入口,分别接8个开关K0~K7,编程实现将开关K0~K7的状态通过LED显示出来。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第196页!三、利用8255A可编程芯片扩展并行I/O口1、8255的内部结构2、外部引脚3、控制字4、工作方式5、应用举例单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第197页!2、外部引脚单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第198页!PC口的按位置位/复位控制字:单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第199页!5、应用举例单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第200页!10.1键盘接口技术一、概述
二、独立式按键接口技术三、行列式键盘接口技术单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第201页!(1)硬件部分应保证键开关状态的可靠输入单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第202页!二、独立式按键接口技术单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第203页!软件管理(三步):(1)判断整个键盘是否有键按下采用粗扫描的办法。让所有的行为0,读列的数值。(2)判断被按键的具体位置采用细扫描的办法。逐行输出0,读列的数值。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第204页!10.3显示接口技术在单片机应用系统中,常用的显示设备有单个发光二极管、八段LED显示器、液晶显示器(LCD)、屏幕显示器(CRT)等。本节讨论八段数码显示器与单片机的接口问题。包括:一、概述二、LED静态显示三、LED动态显示四、键盘综合应用举例单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第205页!2.显示器的驱动问题
段驱动与位驱动
3.显示内容与显示代码的转换问题
查表法单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第206页!三、LED动态显示单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第207页!10.4D/A转换器接口技术
将数字量转变为模拟量的器件。一、概述
二、8位并行D/A转换器DAC0832单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第208页!2.主要指标(1)分辨率(2)建立时间(3)转换精度单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第209页!2.内部结构及外部引脚单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第210页!3.和8051单片机的连接单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第211页!10.5A/D转换器接口技术
将模拟量转变为数字量的器件。一、概述二、ADC0809三、AD574四、串行A/D转换器TLC2543五、V/F式A/D转换电路的应用单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第212页!2.双斜率积分式A/D转换器单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第213页!4.A/D器件的主要性能指标转换时间分辨率转换精度。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第214页!2.结构与外部引脚单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第215页!4.与单片机的接口设计实例单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第216页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第217页!四、串行A/D转换器TLC2543
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第218页!应用举例:单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第219页!1.1微型计算机概述一、发展二、分类三、特点四、应用五、发展趋势单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第220页!
第四时期(1985~1992年)32位微处理器和微机;
第五时期(1993~1999年)超级32位Pentium微处理器和微机第六时期(2000年以后)新一代64位微处理器Merecd和微机单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第221页!3、按微型计算机的档次分低档机、中档机和高档机4、按微型计算机的组装形式和系统规模分单片机、单板机、个人计算机
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第222页!
◆单板机将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备(小键盘、LED显示器)等装配在一块印刷电路板上,再配上监控程序(固化在ROM中),就构成了一台单板微型计算机(简称单板机)。单板机单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第223页!
◆三种应用形态的比较:单板机单片机系统机(多板机)系统机(桌面应用)属于通用计算机,主要应用于数据处理、办公自动化及辅助设计。单片机(嵌入式应用)属于专用计算机,主要应用于智能仪表、智能传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等应用系统。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第224页!单片机的发展单片机技术发展过程可分为三个主要阶段:
◆单芯片微机形成阶段
1976年,Intel公司推出了MCS-48系列单片机。8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根I/O线和1个8位定时/计数器。
特点是:存储器容量较小,寻址范围小(不大于4K),无串行接口,指令系统功能不强。
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第225页!
◆微控制器化阶段
特点是:片内面向测控系统,外围电路增强,使单片机可以方便灵活地用于复杂的自动测控系统及设备。“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
1982年,Intel推出MCS-96系列单片机。芯片内集成:16位CPU、8K字节ROM、232字节RAM、5个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K。片上还有8路10位ADC、1路PWM输出及高速I/O部件等。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第226页!四、MC应用(1)科学计算(2)数据处理和与信息管理(3)CAD、CAM、CAA和CAI的应用(4)过程控制和仪器仪表智能化
(5)军事领域的应用(6)多媒体系统和信息高速公路(7)家用电器和家庭自动化(8)人工智能的应用单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第227页!1.2微型计算机系统一、微型计算机基本结构二、微处理器、微型计算机、微型计算机系统三、微型计算机的主要术语及性能指标
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第228页!1、硬件基本结构
MC由运算器、控制器、存储器、输入设备及输出设备五大部分组成。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第229页!2.微型计算机的软件计算机能够脱离人的直接控制而自动地操作与运算,还必须要有软件。软件是指使用和管理计算机的各种程序(Program),而程序是由一条条指令(Instruction)组成的。程序的集合构成了计算机中的软件系统。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第230页!(2)程序为了计算一个数学式,或者要控制一个生产过程,需要事先制定计算机的计算步骤或操作步骤。计算步骤是由一条条指令来实现的。这种一系列指令的有序集合称为程序。编制程序的过程称为程序设计:例如,计算63+56+36+14=?编制的程序如下:
MOV A,#63 ADD A,#56 ADD A,#36 ADD A,#14 单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第231页!(4)汇编、编译与解释程序单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第232页!二、微处理器、MC、MC系统微处理器、微型计算机、微型计算机系统是不同的概念,有必要对它们加以说明。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第233页!典型微处理器结构图:单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第234页!功能:可以进行算术和逻辑运算;可保存小量数据;能对指令进行译码并执行规定的动作;能和存储器、外设进行数据交换;提供整个系统所需要的定时和控制;可以响应其他部件发来的中断请求单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第235页!2、微型计算机由:CPU、存储器、输入/输出(I/O)口电路构成,各部分之间通过总线(Bus)连接。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第236页!(2)存储器存储器是微型计算机的重要组成部分,是用来存放程序和数据的,计算机有了存储器才具备记忆的能力。存储器是由存储器单元组成的—由地址确定。从应用的角度讲,计算机工作时,CPU对存储器的操作只有“读”和“写”操作。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第237页!(4)总线所谓总线,就是在微型计算机各芯片之间或芯片内部各部件之间传输信息的一组公共通信线。微型计算机总线的种类非常多,可分为内部总线、元件级总线、系统总线、外部总线四大类。在微型计算机中使用比较多的是元件级总线。计算机元件级总线包括地址总线AB(AddressBus)、数据总线DB(DataBus)、控制总线CB(ControlBus)三种。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第238页!3、微型计算机系统以微型计算机为主体,配上外部输入/输出设备、外围设备、电源、系统软件一起构成应用系统,称为微型计算机系统单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第239页!三、常用的术语二进制、十进制、十六进制位、字节、半字节、字字长CPU、存储器、I/O口总线:AB、DB、CB地址空间、I/O口口地址单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第240页!包括:一、基本的门电路二、三态门与缓冲器三、触发器与锁存器
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第241页!1.“与”逻辑关系及与门电路2.“或“逻辑关系及或门电路3.“非”逻辑关系及非门(反相器)单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第242页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第243页!单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第244页!三、触发器与锁存器触发器是一种具有记忆功能的器件,有两种稳定状态,分别表示1和0。在数字电路中,常用来构成寄存器、计数器等部件。触发器有多种形式,常用的有R-S触发器、D触发器、J-K触发器及T触发器等。以计算机中常用的D触发器为例说明触发器的工作原理。单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第245页!1.4计算机中的数制和编码计算机在工作过程中就是对数据的处理。计算机是一个典型的数字化设备,它只能识别0和1,所有的计算机都是以二进制数的形式进行算术运算和逻辑操作的。一、计算机中的数制及转换二、带符号数的表示三、计算机中常用的编码
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第246页!2不同数制之间的转换(1)二进制数和十六进制数非常方便。P19表1-44位二进制数可用1位十六进制数表示。如:1111111000111B=1FC7H
单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第247页!(3)十进制数转换成十六进制数十进制整数转换为十六进制数:可用除16取余数法,即用16不断去除待转换的十进制数,直到商等于零为止。将所得的各次余数,依倒序排列,即可得到所转换的十六进制数。如将38947转换为十六进制数,其方法及算式如下:单片机原理嵌入式系统基础》共436页,您现在浏览的是第248页!十进制小数转换成十六进制小数:采用乘16取整的方法进行。0.7875十进制数转换为十六进制数,其方法和算式如下:单片机原理嵌入式系统基础》共436
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