选题背景、依据、意义、研究内容及现状分析

《选题背景、依据、意义、研究内容及现状分析》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、背景：从20世纪中叶的无线电时代，到21世纪以计算机技术为中心的智能化加信息化的现代电子时代，电子系统发生了巨大的变化。现代电子系统愈发庞大和复杂，很多应用要求能够在现场进行实时的高速运算，并对系统进行有效地控制。作为这一需求的解决方案，嵌入式计算机应用系统（EmbeddedSystem）已成为现代电子系统的核心技术。早期的嵌入式系统是将通用计算机经改装后嵌入到被测控对象去，实现数据采集、分析处理、状态显示、输出控制等功能。随着大规模集成电路技术的发展，中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出端口I/O等主要的计

2、算机功能部件可以集成在一块集成电路芯片上，这颗芯片就被称为单片机。与改装普通计算机相比，单片机具有性能高、速度快、体积小、价格低、稳定可靠、应用广泛、通用性强等突出优点，因此迅速成为最普及的嵌入式应用系统方案。起初的单片机只是按嵌入式应用技术要求而实现的普通计算机单芯片化。为了满足嵌入式应用要求，单片机不断地增强其控制功能与外围接口功能，尤其是突出控制能力，即满足实时控制方面的需求。现代的单片机更多的时候被称为微控制器（MCU），与普通的微型计算机相比，在硬件结构、指令系统、I/O端口、功率消耗及可靠性等方面均已有了很大的差别。随着嵌入式计

3、算应用大潮的到来，单片机已经在电信、家用电器、工业自动化控制、商用电子、仪器仪表、汽车电子、军用电子等嵌入式自动控制领域得到了广泛的应用。作为最典型、最广泛、最普及的嵌入式计算机应用系统，单片机的应用必将导致传统控制技术发生巨大变革，加速人类从工业社会到信息社会的转变。依据：意义：研究内容：指令译码器（IDEC）一条指令从指令寄存器读出后，就被送到IDEC模块译码。IDEC将指令按不同的字段分解为操作码和操作数两部分，操作码通过译码电路生成微控制信号决定ALU等模块进行的运算，操作数则需要首先判断是RAM地址还是立即数：如果是RAM地址，就

4、在S1节拍对该地址进行读操作，将其所存储的数据发到数据总线DB上；如果是立即数在S1节拍就直接将其发到DB上。指令译码器是MCU的核心模块之一，对操作码进行集中的分析处理，具有较复杂的运算控制功能。IDEC采用了分步译码的结构。从IRA读取指令后，首先对IRA[13]、IRA[12]两位译码，确定该指令的类别。11对应立即数操作类指令，01对应位操作类指令，10对应GOTO和CALL两条控制类指令（这是两条影响PC的程序分支指令），00对应字节操作类指令，以及剩下的5条控制类指令：CLRWDT、SLEEP、NOP、RETFIE、RETURN

5、，这5条控制类指令的特点是高7位全为0。IRA高两位译码完成后就可以判断指令的类别，然后分类继续进行译码。在后面的译码过程中也采用了这种先对高位译码判断类别再分类处理的译码结构。译码完成后对应的微控制信号即传送至ALU、CONTROLLER等模块进行操作。IDEC的主要部分是组合逻辑构成的译码电路，组合逻辑电路由于电路的传输延迟，会导致一些微控制信号产生毛刺。大部分指令不受毛刺的影响，唯一例外的是SLEEP信号。因为SLEEP信号是某些触发器的时钟信号，如果产生毛刺，则会造成这些触发器的误触发。为此专门为SLEEP设计了一个触发器，在MC0

6、为高电平的S1节拍系统时钟上升沿触发，此时译码信号已足够稳定，这样就消除了可能出现的毛刺。触发器在下一周期S0被清零。下面是指令和微控制信号的对照表，等号左边表示微控制信号，右边表示会产生该信号的指令。//加使能指令组ENADD=ADDWF

7、SUBWF

8、INCF

9、INCFSZ

10、DECF

11、DECFSZ

12、ADDLW

13、SUBLW,//与使能指令组ENAND=ANDWF

14、BCF

15、BTFSC

16、BTFSS

17、ANDLW,//或使能指令组ENOR=IORWF

18、BSF

19、IORLW,//面向位的指令组DCtK=BCF

20、BSF

21、BTFSC

22、BTFSS,//涉及到

23、W寄存器的指令组AtK=H0

24、IORWF

25、ANDWF

26、XORWF

27、ADDWF

28、SUBWF

29、IORLW

30、ANDLW

31、XORLW

32、ADDLW

33、SUBLW,//需要取补码或反码的指令组，其中前三条指令需要取补码，后两条//需要取反码INVK=DECF

34、COMF

35、DECFSZ

36、BCF

37、SUBWF

38、SUBLW,//需要在运算中加1的指令组CIN=INCFSZ

39、INCF

40、SUBWF

41、SUBLW,//影响进位标志位的算术运算类指令组ENCF=ADDWF

42、SUBWF

43、ADDLW

44、SUBLW,ENCFRL=RRF

45、RLF,//影响零标志位的指令组ENZF=A

46、DDWF

47、SUBWF

48、DECF

49、IORWF

50、ANDWF

51、XORWF

52、COMF

53、INCF

54、IORLW

55、ANDLW

56、XORLW

57、MOVF

58、CLR

59、ADDLW

60、SUBLW,//执行结果