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时间:2019-06-17
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1、单片机的发展及应用摘要:本文将从单片机的基本概念讲起,将单片机的基本原理、单片机技术支持、单片机的特点、单片机的发展背景和历程、单片机的应用领域、单片机在国内外的发展趋势等一一道来。关键词:单片机、发展、应用引言:我国开始使用单片机是在1982年,短短五年时间里发展极为迅速。1986年在上海召开了全国首届单片机开发与应用交流会,有的地区还成立了单片微型计算机应用协会,那是全国形成的第一次高潮。截止今日,单片机应用技术飞速发展,我们上因特网输入一个“单片机”的搜索,将会看到上万个介绍单片机的网站,这还不包括国外的。与它相应的专业杂志现在也
2、有很多,比如由单片机界的权威何立民主编的《单片机与嵌入式系统应用》杂志现已风靡电子界,在2003年7月,91student.com(91猎头网)在上海、广州、北京等大城市所做的一次专业人才需求报告中,单片机人才的需求量位居第一。一块小小的片子,为何有这样的魔力?1、单片机简介1.1、单片机的概念在通用微机中央处理器基础上,将输入/输出(I/o)接口电路、时钟电路以及一定容量的存储器等部件集成在同一芯片上,再加上必要的外围器件,如晶体振荡器,就构成了一个较为完整的计算机硬件系统。由于这类计算机系统的基本部件均集成在同一芯片内,因此被称为单
3、片微控制器(Single-Chip-MicroController,简称单片机)或微控制单元(Micro.ControllerUnit,简称MCU)[1]。1.2、单片机的结构单片机仍保持着经典计算机的体系结构,由5大基本部分所组成。下面结合80C51的具体结构作说明。1.2.1、中央处理器CPU中央处理器简称CPU(CentralProcessingUnit),是单片机的核心,用于完成运算和控制操作。中央处理器包括运算器和控制器两部分电路。(1)运算电路运算电路是单片机的运算部件,用于实现算术和逻辑运算。运算电路以ALU为核心,基本的
4、算术运算和逻辑运算均在其中进行,包括加、减、乘、陌增量、减量、十进制调整、比较等算术运算,“与”、“或”、“异或”等逻辑运算,左、右移位和半字节交换等操作。操作结果的状态由程序状态字(PSW)保存。(2)控制电路控制电路是单片机的指挥控制部件,保证单片机各部分能自动而协调地工作。程序计数器(PC)、PC加1寄存器、指令寄存器、指令译码器、定时控制电路以及振荡电路等均属于控制电路。单片机执行程序就是在控制电路的控制下进行的。首先从程序存储器中读出指令。送指令寄存器保存;然后送指令译码器进行译码,译码结果送定时控制电路,由定时控制逻辑产生各
5、种定时信号和控制信号;再送到系统的各个部件去控制相应的操作。这就是执行一条指令的全过程,而执行程序就是不断重复这一过程。1.2.2、内部数据存储器内部数据存储器包括RAM(128×8)和RAM地址寄存器,用于存放可读/写的数据。实际上80C51芯片中共有256个RAM单元,但其中后128个单元为专用寄存器,能作为普通RAM存储器供用户使用的只是前128个单元。因此,通常所说的内部数据存储器是指前128个单元,简称“内部RAM”。1.2.3、内部程序存储器内部程序存储器包括ROM(4K×8)和程序地址寄存器等。80C51共有4KB掩膜RO
6、M,用于存放程序和原始数据,因此称之为程序存储器,简称“内部ROM”。1.2.4、定时器/计数器由于控制应用的需要,80C51共有两个16位的定时器/计数器,用定时器/计数器0和定时器/计数器1表示,用于实现定时或计数功能,并以其定时或计数结果对单片机进行控制。1.2.5、并行I/o口80C51共有4个8位并行I/O口(P0、P1、P2、P3),以实现数据的并行输入/输出。80C51共有4个8位并行I/o口(PO、P1、P2、P3),以实现数据的并行输入/输出。1.2.6、串行口80C51单片机有一个全双工串行口,以实现单片机和其他数据
7、设备之间的串行数据传送。该串行口功能较强,既可作为全双工异步通信收发器使用,也可作为同步移位器使用。1.2.7、中断控制电路80C51单片机的中断功能较强,以满足控制应用的需要。它共有5个中断源,即外中断2个,定时/计数中断2个,串行中断1个。全部中断分为高级和低级共两个优先级别。1.2.8、时钟电路80C51芯片内部有时钟电路,但石英晶体和微调电容需外接。时钟电路为单片机产生时间脉冲。1.2.9、位处理器单片机主要用于控制,需要有较强的位处理功能,因此,位处理器是它的必要组成部分,有些书中也把位处理器称为布尔处理器.1.2.10、内部
8、总线上述这些部件通过总线连接起来,才能构成一个完整的计算机系统。芯片内的地址信号、数据信号和控制信号都是通过总线传送的。总线结构减少了单片机的连线和引脚,提高了集成度和可靠性[2]。2、单片机的发展历程19
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