单片机原理及应用 蔡启仲 第1章 绪论.ppt

* 第二条指令的执行过程 第二条指令的取操作码阶段和第二条指令的执行阶 段和第一条指令类似，由PC的值取得操作码04H，经指 令译码器ID译码后知道这是一条加法指令，其中第一个 操作数已在A中，另一个操作数(12H)在指令的第二个字 节中。此时，首先从内存中取出12H送ALU的I2端，然 后将A中的内容与12H相加，结果再送回A。 第三条指令只是告诉CPU进入“暂停”。这是通过第 三条指令HLT的机器码F4H的取指、译码后实现的。 第二条指令的执行过程 第二条指令的取操作码阶段和第二条指令的执行阶 段和第一条指令类似，由PC的值取得操作码04H，经指 令译码器ID译码后知道这是一条加法指令，其中第一个 操作数已在A中，另一个操作数(12H)在指令的第二个字 节中。此时，首先从内存中取出12H送ALU的I2端，然 后将A中的内容与12H相加，结果再送回A。 第三条指令只是告诉CPU进入“暂停”。这是通过第 三条指令HLT的机器码F4H的取指、译码后实现的。 * 4. 程序执行的过程 分析以上模型机执行程序的工作过程，将CPU执行指令的操作归纳如下： ① 把存储指令的存储器单元地址放在地址总线上。 ② 通过数据总线从存储器中取出指令，并对指令译码。 ③ 根据指令中的地址码取出操作数据。 ④ 执行指令码所规定的操作。 ⑤ 在操作过程中提供表示状态的标志信号、控制信号和定 时信号。 1.3 微型计算机的基本工作原理 * 单片微型计算机(简称单片机)技术已成为计算机技术中 的一个独特的分支，由于具有体积小、价格低、功能强的特 点，其应用领域越来越广泛，在工业控制、智能仪器仪表研 发等领域中发挥着越来越重要的作用。 1.4.1 单片机的特点 单片机由一片半导体硅片集成：中央处理单元（CPU）、 存储器（RAM、ROM）、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、 中断系统、系统时钟电路及以及单片机扩展外部电路的数据 总线、地址总线和控制总线的系统三总线系统总线的微型计 算机。 1.4 单片机的基本概念 * 其独特的主要特点如下： 1. 体积小，重量轻，功耗低，性价比好 显著特点：高性能、低功耗、低电压、低价格。 为提高速度和效率，有的单片机已采用流水线和数字信号处 理)技术；增加了I2C(Inter-Integrated Circuit)串行总线、 SPI(Serial Peripheral Interface)串行接口等，进一步优化了系统 结构，缩小单片机体积。而低功耗、低电压的特点又使得它便于 生产便携式产品，许多单片机已经可以工作于2.2V的电压，有的 甚至能在1.2V或0.9V电压下工作，功耗降为μA级，一粒纽扣电池 就可以长期工作。 1.4.1 单片机的特点 * 2. 可靠性高 单片机是根据工业控制环境的要求设计，各功能部件集成在一块芯 片上，内部采用总线结构，其信号通道受外界影响小，大大提高了单片 机的可靠性与抗干扰能力。另外，由于其体积小，对于强磁场环境易于 采取屏蔽措施。单片机分为军用级、工业用级及民用级三个等级系列。 3. 控制功能强 单片机的指令系统均有转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功 能等控制功能命令，其位逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微 型计算机。 4. 易扩展 单片机的系统配置较典型、规范，与很多外围芯片可以直接连接， 容易进行相应的扩展构成各种不同规模的应用系统。 1.4.1 单片机的特点 * 1. 4位单片机阶段 1971年美国Intel公司首先研制出4位单片机4004以来，各个 计算机生产公司竞相推出各自的4位单片机。主要应用于家用电器、 计算器、电子玩具等初级电子产品。这一阶段属于单片机的萌芽阶 段。 2. 中、低档8位机阶段 1976年9月，Intel公司推出了MCS–48系列8位单片机，特点 是片内集成了8位CPU，8位并行I/O口，8位定时/计数器以及 RAM、ROM等，但没有串行口，中断处理比较简单。 此后，单片机发展进入了一个新的阶段，8位单片机纷纷应运 而生。例如：Motorola公司的6801系列，Zilog公司的Z8系列， Rockwell公司的6501、6502，日本的NEC公司、日立公司等也 推出了具有特色的初级8位单片机产品。 1.4.2 单片机的发展概况 * 1.4.2 单片机的发展概况 3. 高档8位机阶段 Intel公司于1980年推出MCS–51系列单片机。 技术特点：完善