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时间:2018-07-19
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1、Proteus在MCS-51&ARM7系统中的应用百例第1章 嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统简介1.2 嵌入式处理器1.2.1单片机简介硬件1.概述8051系列微处理器基于简化的嵌入式控制系统结构,被广泛应用于从军事到自动控制再到PC机上的键盘上的各种应用系统上,仅次于Motorola68HC11在8位微控制器。市场上的销量很多制造商都可提供8051系列单片机。像IntelPhilipsSiemens等这些制造商给51系列单片机加入了大量的性能和外部功能,像I2C总线接口模拟量到数字量的转换,看门狗PWM输出等。不少
2、芯片的工作频率达到40M,工作电压下降到1.5V,基于一个内核的这些功能,使得8051单片机很适合作为厂家产品的基本构架,它能够运行各种程序,而且开发者只需要学习这一个平台。8051系列的基本结构如下:1.一个8位算术逻辑单元。2.32个I/O口4组8位端口可单独寻址。3.两个16位定时计数器。4.全双工串行通信。5.6个中断源两个中断优先级。6.128字节内置RAM。7.独立的64K字节可寻址数据和代码区。每个8051处理周期,包括12个振荡周期。每12个振荡周期,用来完成一项操作。如取指令和计算指令,执行时间可把时钟频率
3、除以12取倒数,然后指令执行所须的周期数。因此如果你的系统时钟是11.059MHz,除以12后就得到了每秒执行的指令个数为921583条,指令取倒数将得到每条指令所需的时间1.085ms。2.存储区结构8051结构提供给用户3个不同的存储空间,如图A-1。每个存储空间包括从0到最大存储范围的连续的字节地址空间。通过利用特定地址的寻址指令,解决了地址重叠的问题。三个地址空间的功能如图所示:2.1CODE区第一个存储空间是代码段用来存放可执行代码,被16位寻址空间可达64K,代码段是只读的,当要对外接存储器件如EPROM进行寻址
4、时,处理器会产生一个信号,但这并不意味着代码区一定要用一个EPROM。目前一般使用EEPROM作为外接存储器,可以被外围器件或8051进行改写,这使系统更新更加容易,新的软件可以下载到EEPROM中而不用拆开它。然后装入一个新的EEPROM,另外带电池的SRAMs也可用来代替EPROM。他可以像EEPROM一样进行程序的更新,并且没有像EEPROM那样读写周期的限制。但是当电源耗尽时存储在SRAMs中的程序也随之丢失,使用SRAMs来代替EPROM时允许快速下载新程序到目标系统中,这避免了编程/调试/擦写这样一个循环过程。不
5、再需要使用昂贵的在线仿真器。除了可执行代码,还可在代码段中存储查寻表,为达此目的,8051提供了通过数据指针DPTR或程序计数器加上由累加器提供的偏移量进行寻址的指令。这样就可以把表头地址装入DPTR中,把表中要寻址的元素的偏移量装入累加器中,8051在执行指令时的过程中把这两者相加,由此可节省不少指令周期。在以后的例子中我们会看到这点。2.2DATA区第二个存储区是8051内128字节的内部RAM或8052的前128字节内部RAM,这部分主要是作为数据段称为DATA区,指令用一个或两个周期来访问数据段。访问DATA区比访问
6、XDATA区要快。因为它采用直接寻址方式,而访问XDATA须采用间接寻址,必须先初始化DPTR。通常我们把使用比较频繁的变量或局部变量存储在DATA段中,但是必须节省使用DATA段,因为它的空间毕竟有限。在数据段中,也可通过R0和R1采用间接寻址,R0和R1被作为数据区的指针,将要恢复或改变字节的地址,放入R0或R1中。根据源操作数和目的操作数的不同执行指令,需要一个或两个周期。数据段中有两个小段,第一个子段包含四组寄存器组,每组寄存器组包含八个寄存器,共32个寄存器,可在任何时候通过修改PSW寄存器的RS1和RS0这两位来
7、选择四组寄存器的任意一组作为工作寄存器组,8051也可默认任意一组作为工作寄存器组。工作寄存器组的快速切换,不仅使参数传递更为方便,而且可在8051中进行快速任务转换。另外一个子段叫做位寻址段BDATA,包括16个字节共128位,每一位都可单独寻址。8051有好几条位操作指令,这使得程序控制非常方便,并且可帮助软件代替外部组合逻辑,这样就减少了系统中的模块数。位寻址段的这16个字节,也可像数据段中其它字节一样进行字节寻址。2.3特殊功能寄存器中断系统和外部功能控制寄存器,位于从地址80H开始的内部RAM中。这些寄存器被称做特
8、殊功能寄存器,简称SFR。其中很多寄存器都可位寻址,可通过名字进行引用,如果要对中断使能寄存器中的EA位进行寻址,可使用EA或IE.7或0AFH。SFRs控制定时/计数器、串行口中断源及中断优先级等,这些寄存器的寻址方式和DATA取中的其它字节和位一样,可位寻址。SFR如表A-1所示2.4
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