嵌入式控制系统及应用2樊卫华

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1、AUTOMATIONDEPARTMENTOFNUST嵌入式控制系统及应用樊卫华南京理工大学自动化学院课堂讲授内容1嵌入式系统概述2ARM微处理器基础3嵌入式系统开发基础4嵌入式系统接口技术5嵌入式控制系统及其应用第二章ARM微处理器基础2.0微处理器的基础知识2.1嵌入式微处理器概述2.2ARM微处理器特性简介2.3ARM处理器的编程模式32.0微处理器的基础知识微处理器（又称为CPU或中央处理单元）是装配在单颗芯片上的一个完整的计算引擎。简化微处理器的内部结构微处理器的工作原理微处理器的三种基本操作：•（1）通

2、过使用ALU（算术/逻辑单元），微处理器可以执行数学计算；•（2）将数据从一个内存位置移动到另一个位置；•（3）做出决定，并根据这些决定跳转到一组新指令。微处理器根据指令执行操作，控制一个庞大而复杂的电脑系统。这些CPU用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合，就称为指令集。微处理器的工作原理指令集通过位模式的方式实现，每一个位模式在加载到指令寄存器中后都有不同的含义。由于很难记住这些位模式，定义了一些简短的符号来表示不同的位模式，称为汇编语言。汇编程序可以将这些符号翻译成它们的位模式，然后会将汇编程序的输出放在内

3、存中供处理器执行。微处理器的工作原理汇编指令指令含义LOADAmem将某个内存地址的数据加载到寄存器A中LOADBmem将某个内存地址的数据加载到寄存器B中CONBcon将一个常量值加载到寄存器B中SAVEBmem将寄存器B的内容保存到某个内存地址SAVECmem将寄存器C的内容保存到某个内存地址ADD将A和B相加并将结果保存在C中SUB将A和B相减并将结果保存在C中MUL将A和B相乘并将结果保存在C中DIV将A和B相除并将结果保存在C中COM将A和B进行比较并将结果保存在测试寄存器中JUMPaddr跳转到某个地址

4、JEQaddr如果相等则跳转到某个地址JNEQaddr如果不相等则跳转到某个地址JGaddr如果大于则跳转到某个地址JGEaddr如果大于或等于则跳转到某个地址JLaddr如果小于则跳转到某个地址JLEaddr如果小于或等于则跳转到某个地址STOP停止执行微处理器的工作原理#include//编译所需包含的头文件声明#includeintifactorial()//函数声明，函数命名法则采用匈牙利命名法{intidata=1;//声明变量并赋初值，变量命名采用匈牙利命名法intir

5、esult=1;while(idata<=5){iresult=iresult*idata;//计算过程idata=idata+1;}returniresult;//返回计算结果}微处理器的工作原理//假定idata位于地址128处，假9LOADB128定iresult位于地址129处10MUL11SAVEC1290CONB1//idata=1;12LOADA128；idata=idata+1;1SAVEB12813CONB12CONB1//iresult=1;14ADD3SAVEB12915SAVEC1284LO

6、ADA128//如果idata>516JUMP4；进行循环，返回到比较部分，则跳转到1717STOP5CONB56COM7JG178LOADA129//iresult=iresult*idata;微处理器的工作原理03//CONB1151//LOADA1291116129172//LOADB12824//SAVEB128181283128198//MUL43//CONB1205//SAVEC129512112964//SAVEB129221//LOADA128231287129243//CONB181//LOADA

7、1282519128266//ADD103//CONB5275//SAVEC128115281282911//JUMP41210//COM3081314//JG173118//STOP1431微处理器的工作原理ADD指令执行过程Step1：在第一个时钟周期，需要实际载入该指令。因此，指令解码器需要：激活程序计数器的激活data-in（读入将指令锁存在指令激活RD线路；三态缓冲区；数据）三态缓冲区；寄存器中。Step2：在第二个时钟周期中，对ADD指令进行解码。需要做的工作：将ALU的操作设置为加法；将ALU的输出锁

8、存到C寄存器中。Step3：在第三个时钟周期中，程序计数器会进行递增。2.1嵌入式微处理器概述根据嵌入式微处理器的配置情况，可以分为：嵌入式微处理器（EMPU）片上多核处理器（ChipMulti-微控制器Processor，CMP）（MCU）片上系统数字信号处理（SOC）器（DSP）2.1嵌入式微处理器概述嵌入式微处理器（EMPU）来自于通用处理器，核心只保