《片机补充》PPT课件

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1、一、8位单片机发展之路8位单片机诞生已近30年，在众多单片机中，MCS-51以经典的体系结构、极好的兼容性保持着8051内核的生命延续，担当8位CPU内核的重任。1、嵌入式应用中的8位机现象8位单片机诞生至今，始终是嵌入式低端应用的主要机型，嵌入式系统主要是对外界物理参数进行采集、处理，对外界对象实现控制，并与操作者进行人机交互等。时间响应有限。而现代通信技术要求单片机提高运算速度。则可采用RISC结构实现并行流水线作业，CISC结构的C8051F采用CIP-8051结构，使单周期指令速度提高到原8051的1

2、2倍。鉴于嵌入式低端应用对象的有限响应要求、嵌入式系统低端应用的巨大市场以及8位机具有的速度潜力，可以预期在未来相当长的时间内，8位机仍然是嵌入式应用中的主流机型。2、8位单片机中的80C51现象及3次技术飞跃在8位单片机中，80C51系列历史最长，不断更新，形成了既具有经典性，又不乏生命力的一个单片机系列。总结80C51系列的发展历史，可以看出单片机的3次技术飞跃。2.1从MCS-51到MCU的第1次飞跃Intel公司于1980年推出的MCS-51奠定了单片机的经典体系结构，但不久就放弃了进一步发展计划，并

3、实施了8051的技术开放政策。无论从主观因素还是客观因素，都是明智之举。因为在创建一个完善的嵌入式计算机体系结构后，面临的是不断满足嵌入式对象要求的各种控制功能。在8051实现开放后，PHILIPS公司着力发展80C51的控制功能及外围单元。将MCS-51的单片微型计算机迅速地推进到80C51的MCU时代，形成了可满足大量嵌入式应用的单片机系列产品。2.2引领FlashROM潮流的第2次飞跃当前，单片机普遍采用FlashROM技术，加速了单片机技术的发展。基于Flash的ISP/IAP技术，极大地改变了单片机

4、应用系统的结构模式以及开发和运行条件；在单片机中最早实现FlashROM技术的是ATMEL公司的AT89Cxx系列。2.3内核化SoC的第3次飞跃当前嵌入式系统应用进入SoC模式，在这个技术潮流中，80C51又扮演了嵌入式系统内核的重要角色。在MCU向SoC过渡的数、模混合集成的过程中：ADI公司推出了ADμC8xx系列，Silabs公司则实现了完全SoC的C8051F系列。3、C8051F对80C51的技术突破当前Silabs公司的C8051F系列，采用了许多新技术，性能大大超出当前8位单片机水平，甚至低端

5、的16位DSP水平。3.1、采用CIP-51内核大力提升CISC结构运行速度普通MCS-51已成为8位机中运行最慢的系列。DALLAS公司和PHILIPS公司采用传统的改变总线速度的办法，将机器周期从12个缩短到4个和6个，速度提升有限。Silabs公司则设法在保持指令系统不变的情况下，实行指令流水作业，推出了CIP-51的CPU模式。在这种模式中，以时钟周期为指令运行单位。每个时钟可执行1条单周期指令，从而大大提高了指令运行速度。与8051相比，在相同时钟下单周期指令运行速度为原来的12倍；整个指令集平均运

6、行速度为原来的9.5倍，使8051兼容机系列进入了8位高速单片机行列。3.2、I/O从固定方式到交叉开关配置迄今为止，I/O端口大都是固定为某个特殊功能，可以是单功能或多功能，I/O端口可编程选择为单向/双向以及上拉、开漏等。固定方式的I/O端口，既占用引脚多，配置又不够灵活。为此，在Silabs公司的C8051F中，则采用开关网络以硬件方式实现I/O端口的灵活配置，在这种通过交叉开关配置的I/O端口系统中，单片机外部为通用I/O口，如P0口、P1口和P2口。内部则有输入/输出的电路单元通过相应的配置寄存器控

7、制的交叉开关配置到所选择的端口上。3.3、从单一时钟到多个时钟1、早期单片机都是用1个时钟控制片内所有时序。2、进入CMOS时代后，由于低功耗设计的要求，出现了在一个主时钟下CPU运行速度可选择在不同的时钟频率下操作；或设置成高、低两个主时钟，按系统操作要求选择合适的时钟速度，或关闭时钟。但时钟源还是1个。3、而C8051F则提供了一个完整而先进的时钟系统：(1)片内设置有一个可编程的时钟振荡器(无需外部器件);(2)片外振荡器可选择4种方式，如RC、无源、有源晶振等;(3)片内有PLL电路，可采用内、外振荡

8、源，进行倍频;(4)当程序运行时，可在线实现内外时钟的动态切换。(5)系统时钟除片内使用外，还可从随意选择的I/O端口输出3.4、从传统的仿真调试到基于JTAG接口的在系统调试C8051F在8位单片机中率先配置了标准的JTAG接口，引入JTAG接口将使8位单片机传统的仿真调试产生彻底的变革。在上位机软件支持下，通过串行的JTAG接口直接对产品系统进行仿真调试。C8051F的JTAG接口不仅支持Fla