片机系统常用构件介绍

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1、单片机训练要点—硬件构成要素—软件设计结构张丕状13503542703嵌入式（单片机）系统中的常见硬件资源微处理器存储器定时器通讯、接口电路、总线AD/DA,PWM复位控制与看门狗其它一、微处理器类型与选择微处理器类型:指令结构上:精简指令集复杂指令集数据与地址总线结构上:典型器件如8086;MCS51;TI公司的DSP等等程序启动方式:是否需要引导(root)工作模式:虚拟模式实地址模式概念参考80386,(系统模式用户模式异常模式等)参考ARM寄存器:方便在多种模式之间程序切换,支持多任务操作

2、系统工作目标:数据处理型(DSP)控制型(单片机)功率消耗电池供电市电供电1)选择低功耗的处理器（低功耗的关键）选择合适的节电模式控制工作频率降低工作电压对其他模块实现电源管理注意：在嵌入式微处理器中集成了各种外围接口电路。这部分扩展的功能也是微处理器选择的重要依据。几种典型的微处理器MCS51系列（通用单片机，有广泛的用户群。）AVR系列PIC系列（低功耗，低成本）ARM系列（多组寄存器结构支持多用户操作系统）TIDSP系列（极强的数字信号处理功能和速度）还有一些微处理器集成LCD驱动器、USB接

3、口、CAN总线、以太网络接口，特别适合于相关技术的开发。中断和异常（概念）中断----被定义为改变CPU执行指令顺序的事件，这些事件对应于CPU芯片和外部硬件电路产生的电信号。中断可分为同步synchronous和异步asynchronous1）同步---由CPU控制单元产生，同步的产生与指令有关.或说同步是由于执行了一些“不恰当”的指令引起的.在指令终止执行后，CPU才发出中断---称为同步！！！2）异步其他硬件设备需要CPU提供服务时向CPU提出的一种请求。对进程而言，由于随机性！！！80X86

4、中，把同步和异步分别称为异常（exception）和中断（interrupt）。（有时候，我们也统称为中断）硬件中断（interruptions）1）可屏蔽中断这些中断请求被送到CPU的INTR引脚。通过清除flags的IF标志，可以disable它！！2）不可屏蔽中断这些中断请求被送到CPU的NMI引脚。只有很少的事件，例如硬件错误，会给一个高电平到不可屏蔽中断异常exceptions（80X86为例）CPU执行指令时，发现异常情况，产生exceptions，根据eip寄存器的值可分如下类型：1）

5、故障（fault）存在eip中的值是引起故障的指令地址。异常处理结束时，该指令要被重新执行。例如“缺页异常处理”例子。2）陷阱（trap）eip中存的是引发陷阱指令的下一条指令。表示没必要再重新执行引发陷阱的指令。这个主要用于调试程序！！3）异常结束（abort）发生严重错误时触发，不能在eip放有意义的值。控制单元直接让程序退出！！！4）编程异常（programmedexception）程序员（的程序）向系统提交请求时会触发。由int或者int3指令触发。例如int0x80是程序员发出系统调用请求

6、！！。---也叫软中断。一般用于系统调用和给调试程序通知一个特定事件。中断管理（应用）多中断源是中断管理的需求背景中断屏蔽：全局屏蔽、个别屏蔽中断向量中断服务子程序与中断源的对应关系;优先级管理各中断事件的优先权问题（中断嵌套），有时只用高低两级。管理的途径：1、专门的器件（51集成在内部）；2、通过软件查询中断子程序编写时注意要点：确保中断向量正确；现场保护与恢复是关键（汇编语言）；通过全局变量和主程序交换信息；通过静态变量处理同一中断源的不同次之间的逻辑关系；在多中断源时，要特别注意中断嵌套

7、的问题；调试时，对中断要专门调试测试，确认正确性。二、存储器很多类型的存储设备在现代计算机系统中都是比不可少的。作为一个嵌入式工程师，必须明白它们之间的差别以及理解怎么有效地使用每一种类型的存储器。半导体存储器分类：随机存取的（RAM）、只读的（ROM）。在一个RAM设备中，存储在存储器中每一个位置的数据都可以在需要的时候读或者写。在一个ROM设备中，存储在存储器中每一个位置的数据可以随意的读取，但是不能够写入。有些时候，在一个类ROM设备中改写其中的数据是可能的。这种设备叫作混合存储器，因为它们同

8、时表现了RAM和ROM的一些特征。注：在嵌入式微处理器中，一般集成了少量的RAM和E2PROM，还有足够的FLASH（用于存储程序代码、表格）RAM的类型——ARAM在RAM家族中有两种重要的存储设备：SRAM和DRAM。它们之间的主要差别是存储于其中的数据的寿命。SRAM（静态RAM）只要是芯片有电就会保留其中的内容。然而，如果电源切断了或者是暂时断电了，其中的内容就会永远的丢失。另一方面，DRAM（动态RAM）只有极短的数据寿命——通常不超过0.25秒。即使是在连