单片机第1章单片机硬件结构和原理.ppt

《单片机第1章单片机硬件结构和原理.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第1章单片机的硬件结构和原理概述在一块芯片上集成了ＣＰＵ、存储器、I/O接口，构成一个完整的微型计算机。单片机1.1单片机的发展简史1.4位单片机（1971～1974）Intel40042.低档8位单片机（1974～1978）Intel8048(无串行I/O口、寻址范围4KB）3.高档8位单片机（1978～1982）Intel8051(含串行I/O口、多级中断处理、16位定时/计数器、寻址范围64KB）4.16位单片机（1982～1990）Intel8096（速度、控制功能、分辨率高）5.新一代单片机（

2、90年代以来）(1)双CPU(2)内部流水线(3)20MHz时钟频率(4)PWM输出(5)监视定时器WDT(6)可编程计数器阵列PCA(7)DMA传输(8)Modem总而言之，向着高集成度、低功耗方向发展。两个发展方向：高精度、多功能；专一功能1.2单片机的应用1.单机应用（1）测控系统。（2）智能仪表。（3）机电一体化产品。（单片机用于机械产品）（4）智能接口。（含单片机的接口）（5）智能民用产品。2.多机应用（1）功能集散系统。（2）并行多控制系统。并行数据采集，处理系统、实时图象处理系统等。（3）

3、局部网络系统。分布式测控系统，单片机负责系统中的通信控制，或构成各种子系统。3.嵌入式计算机系统（1）嵌入式计算机系统内部包含微计算机用于完成特定任务的电子系统。由嵌入式微处理器、外围硬件设备、潜入式操作系统以及用户的应用程序组成。以应用为中心，以计算机技术为基础，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的应用领域。具有良好的控制效果和极高的控制效率。对精通嵌入式系统的设计人员有很大的需求（2）嵌入式系统的设计；需要计算机技术（软、硬件设计、数字信号处哩、计算机网络等）电子技术、半导体技术及相应

4、行业的应用技术。单片机：将组成计算机的各部分集成于一个芯片。是嵌入式系统计算机的最加选择。嵌入式计算机系统：对象的智能化控制能力，对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。4.网络与通信（1)网络通信设备(如:程控交换机、路由器、网关、网桥等）。（2）网络增值服务（如VOIP）VoiceOvorInternetProtocol,（如：基于Internet的网络电话）第2章MCS-51单片机硬件结构2.1MCS-51单片机总体结构2.1.1MCS-51单片机的内部结构图及应用P23图2.2805

5、1单片机系统结构框图2.3中央处理器CPU2.3.1运算器算术逻辑单元ALU①二进制数算术、逻辑运算；②位处理。2.累加器ACC（Accumulator）最活跃！3.寄存器B①用于乘、除运算；②通用4.程序状态字PSW（ProgrameStateWord）CyACF0RS1RS0OV…PD7D6D5D4D3D2D1D0PSW表2.2RS1、RS0与片内工作寄存器组的对应关系RS1RS0寄存器组片内PAM地址通用寄存器名称000组00H~07HR0~R7011组08H~0FHR0~R7102组10H~17

6、HR0~R7013组18H~1FHR0~R7提请注意：P（PSW.0)奇/偶标志若ACC中的1的个数为”奇”数,P=1ACC中的1的个数为”偶”数,P=02.3.2控制1.时钟电路图2.2单片机时钟电路（a）内部时钟电路；（b）外部振荡源外接定时元件，内部电路自激振荡外接振荡器频率低于12MHz通常选6MHz器包括:控制逻辑，指令寄存、译码器，PC，SP，DPTR及控制部件。2.复位电路使单片机内各寄存器值变为初始状态的操作。图2.3单片机复位电路（a）上电复位电路；(b)开关复位电路需要：在RESE

7、T引脚上持续两个机器周期的高电平。表2.3复位后内部寄存器状态3.指令寄存器和指令译码器指令寄存器中存放指令代码。CPU执行指令时,由程序存储器中读取的指令代码送入指令存储器,经译码器译码后由定时与控制电路发出相应的控制信号,完成指令所指定的操作。4.程序计数器PC（ProgramCounter）PC用于存放CPU下一条要执行的指令地址,是一个16位的专用寄存器,可寻址范围是0000H~0FFFFH共64KB。在顺序执行程序中,当PC的内容被送到地址总线后,会自动加1,即(PC)←(PC)+1,又指

8、向CPU下一条要执行的指令地址。不能用指令修改PC值。5.堆栈指针SP（StackPointer）堆栈设在内部RAM中;向大地址方向生成；单字节操作；SP为8位堆栈指针，可用指令设置MCS-51系统复位后，SP=07H；在进行操作之前,先用指令给SP赋值,以规定栈区在RAM区的起始地址（栈底层）。当数据推入栈区后,SP的值也自动随之变化。SP初始化为07H。6.数据指针寄存器DPTR数据指针DPTR是一个16位的专用寄存器,其高位字节寄