第二讲单片机硬件基础
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第2章单片机的硬件基础第2章单片机的硬件基础2.1 单片机内部结构微型计算机的基本组成有三部分,即 CPU +存储器+I / O接口。
若将这些部件集成在一块芯片上,称为单片机这些部分通过内部总线连接起来,基本结构仍然是通用CPU 加上外围芯片的结构模式,但功能单元上的控制与先前相比有重大变化,采用了特殊功能寄存器(SFR )进行集中控制的方法T0 T1两个定时/计数器,用以对外部事件进行计数,也可用作定时器时钟电路:内部时钟电路串行接口:一个串行端口,用于数据的串行通信中断系统:中断控制系统并行接口:四个8位可编程的I/O(输入/输出)并行端口,每个端口既可做输入,也可做输出Cpu:一个8位微处理器CPU内部程序存储器ROM功能寄存器SFR2.2 MCS-51单片机内部结构2.1.1 中央处理器CPU1 运算器运算器的结构ALU:进行算术运算(加减乘除)和逻辑操作(逻辑乘,逻辑加,异或,取反)。
A:指令执行前存放操作数,指令执行后存放操作结果。
PSW:存放指令执行后的状态信息(如:最高位有无进位,有无溢出等等)。
TMP:存放另一操作数,对用户不开放(即用户不可把它用在指令中)。
程序状态字PSW2.1.2 存储器结构微型计算机的存储器结构分为两大类型:1 )程序存储器和数据存储器合用一个存储空间,即统一编址,称为普林斯顿结构2)程序存储器和数据存储器相互独立,分开编址,称为哈佛(Haward)结构一般微机通常采用普林斯顿结构,即只有一个逻辑空间,可以随意安排ROM或RAM。
访问存储器时,同一地址对应唯一的存储单元,可以是ROM也可以是 RAM,并用同类访问指令(8086/8088)。
1.存储原理为了探讨计算机的存储原理,我们做一个实验:这里有两盏灯,我们知道灯只有亮和灭两种状态,我们能用‘0’和‘1’来代替这两种状态,规定亮为‘1’,灭为‘0’。
现在这两盏灯总共有几种状态呢?我们列表来看一下,如图所示:P16页图2.2存储器是利用电平的高低来存放数据的。
第一章绪论第一节单片机单片机即单片机微型计算机,是将计算机主机(CPU、内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。
第二节单片机的历史与现状第一阶段(1976〜1978年):低性能单片机的探索阶段。
以Intel公司的MCS-48为代表,采用了单片结构,即在一块芯片内含有8位CPU、定时/计数器、并行I/O 口、RAM 和ROM等。
主要用于工业领域。
第二阶段(1978〜1982年):高性能单片机阶段,这一类单片机带有串行I/O 口,8 位数据线、16位地址线可以寻址的范围达到64K字节、控制总线、较丰富的指令系统等。
这类单片机的应用范围较广,并在不断的改进和发展。
第三阶段(1982〜1990年):16位单片机阶段。
16位单片机除CPU为16位外,片内RAM和ROM容量进一步增大,实时处理能力更强,体现了微控制器的特征。
例如Intel 公司的MCS-96主振频率为12M,片内RAM为232字节,ROM为8K字节,中断处理能力为8级,片内带有10位A/D转换器和高速输入/输出部件等。
第四阶段(1990年〜):微控制器的全面发展阶段,各公司的产品在尽量兼容的同时,向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发展。
第三节单片机的应用领域一、单片机在仪器仪表中的应用二、单片机在机电一体化中的应用三、单片机在智能接口和多机系统中的应用四、单片机在生活中的应用第二章硬件结构第一节MCS-51单片机及其演变特点(1) 一个8位微处理器CPU 。
(2)数据存储器RAM 和特殊功能寄存器SFR 。
(3)内部程序存储器ROM 。
(4)两个定时/计数器,用以对外部事件进行计数,也可用作定时器。
(5)四个8位可编程的I/O (输入/输出)并行端口,每个端口既可做输入,也可做输出。
(6)一个串行端口,用于数据的串行通信。
(7)中断控制系统。
(8)内部时钟电路。
第二节80C51单片机的基本结构1)中央处理器(CPU )中央处理器是单片机的核心,完成运算和控制功能。