单片机课件第8章.ppt

离散数学 电子科技大学计算机科学与工程学院 Email：ycfwsm@ * 第8章 16位单片机简介 8.1 概述 MCS-96系列单片机与MCS-51系列单片机相比较， 软、硬件资源远比较丰富，CPU采用寄存器——寄存器结构，提高了操作速度和数据吞吐能力；具有更快的运算速度，更多的外围子系统，更高效的指令系统，在89C196KC以后的芯片中，增加了一个外设事务服务器PTS，专门用于处理外设中断事务，大大减少了CPU的软件开销。 MCS-96系列单片机的主要特点包括以下几个方面： （1）16位CPU，具有高速处理能力，没有累加器，采用寄存器——寄存器结构，具有232字节的寄存器阵列； （2）具有高效的指令系统，大大提高了编程效率； （3） 4/8通道的10位A/D转换器； 8.2 MCS-96单片机的内部结构与引脚 8.2.1 CPU结构与引脚 1．型号与封装形式 作为系列产品，MCS-96有不同的型号和封装形式。MCS-96系列产品包含2个子系列：8096和8096BH，8096BH兼容8096，但前者在性能上比后者更强，MCS-96系列的各型号产品如下表所示。 2．引脚功能 68引脚的MCS-96的各引脚功能分别说明如下： VCC：主电源电压（+5V）。 VSS：数字地。 VPD：RAM备用电源引脚（+5V）。 VREF：A/D转换器的基准电源，也是其模拟部分的电源（+5V）。 ANGND：A/D转换器的参考模拟地，通常与Vss端同电平。 VBB：由片内的反偏置发生器发出的衬底电压。 XTAL1：振荡器中反相器的输入和内部时钟发生器的输入。 XTAL2：振荡器中反相器的输出。 CLKOUT：内部时钟发生器的输出端，其频率为1/3振荡频率。 ：复位输入端，在此引脚保待2个状态周期以上的低电平信号，将使芯片复位。 TEST：输入为低时，可选通工厂测试方式。正常工作时，应把此脚接到Vcc。 P3.0～P3.7，P4.0～P4.7：均为具有漏极开路输出的8位双向I/O口。这些引脚可用做多路转换的地址/数据总线，它们具有内部上拉功能。当对片内EPROM编程时，另有定义。 3．MCS-96系列结钩特点 MCS-96系列16位单片机内部结构如下图所示。 8096 CPU是由寄存器、算术逻辑单元（RALU）、寄存器阵列、指令寄存器、控制单元、地址译码寄存器等部分组成。其最大特点是RALU直接对232字节寄存器阵列及专用寄存器进行各种算术逻辑操作，而没有采用常规的累加器结构，从而加速了数据的处理能力，提高了CPU的吞吐能力。同时，由于可通过专用寄存器来直接控制I/O口，加速了I/O过程。 （1）CPU总线 CPU内部的寄存器阵列通过一个控制器和2条总线（ 8位的A-BUS和16位的D-BUS ）与RALU相连。 D-BUS只用于RALU与寄存器之间传送数据，而A-BUS用做上述传送过程中的地址总线。当CPU访问片内、外存储器时，A-BUS可作为多路转换的地址/数据总线。 RALU中，所有的寄存器都是16位或17位的。高位字寄存器和低位字寄存器都有自己专用的移位逻辑，可进行数据规格化、乘除法等运算中的逻辑移位操作。延时环节用于把16位总线D-BUS上的地址/数据转换成8位总线A-BUS上的信息。常数0，1和2存储在RALU中，以加速某些运算，如取补或加1、减1运算。16位程序状态字PSW高位保留了用户程序所需的信息状态字。PSW的格式如下表所示。 16位程序状态字PSW的各位的定义如下： Z：零标志，操作结果为零时置位。 N：符号标志，操作结果为负值时置位，与溢出无关。 V：溢出标志，当产生溢出时置位。 VT：溢出陷阱标志，当V标志置位时，VT也置位。但VT置1后只能由专门的指令使其清0。 C：进位标志，操作结果最高位产生进位时置位。减法操作产生借位时C置位。 I：总的中断允许位。 ST：黏附位，在右移操作时，一个1进入C，然后又移出时置位。ST与C一起使用，可以在右移操作后控制四舍五入。 INT-MASK：中断屏蔽寄存器，控制每一种中断源是被允许还是禁止。 （3）CPU寄存器阵列 寄存器阵列实际上是片内的RAM，它包含232字节的RAM单元，这些单元可以按字节、字或双字进行访问