单片机原理及基单片机的嵌入式系统设计.ppt

单片机原理及基于单片机的嵌入式系统设计 蔡方凯 主 编 1.1 微型计算机系统结构 1.3 单片机发展历史 1.4 单片机发展趋势 1971年intel公司研制成功世界上第一台4位微处理器； 1973年intel公司研制成功8080 8位微处理器; 1976年intel公司推出MCS-48系列8位单片机; 80年代初在MCS-48单片机基础上推出MCS-51系列单片机。 计算机系统通常由多块印刷电路板制成： 多板机 主板 显卡 声卡 存储器接口 网卡 输入输出接口 内存条 CPU CPU CPU芯片 内存条 存储器接口 存储器芯片 输入输出接口 输入输出接口 芯片 定时计数器 芯片 A/D、D/A 芯片 单板机 印 刷 电 路 板 单 硅 晶 片 CPU 存储器 控制电路 定时器 时钟电路 I / O口 单片机 1 低功耗CMOS化 2 微型单片化 3 主流与多品种共存 * * 中国水利水电出版社 绪 论 在工业、农业、军事、保安、金融、仪器仪表、航空航天、医疗、通讯、办公设备、娱乐休闲、健身、体育竞赛、服务领域……,大量单片机-嵌入式技术已经无处不在。正迅速改变着人们传统的生产和生活方式。 请稍微留心一下我们的周围，看看身边到底发生了什么变化？ 单片机技术的应用遍布国民经济与人民生活的各个领域 微机的工作过程按照“程序存储，程序控制”的方式工作。 程序存储是指用户根据实际应用需要将程序编写完毕，并将程序的机器码存放在存储器中。用户编程的根本目的是要求计算机能够按照用户需求一步步的执行该段程序。那么计算机如何能够理解用户程序，并按要求去执行该段程序呢？这就是程序控制。 程序控制是指CPU内的控制器按照用户程序中的指令顺序，从存储器中取出指令，并分析指令的功能，进而发出各种控制信号，指挥计算机中的各类部件来执行该指令。这种通过取指令、分析指令、执行指令的操作重复执行，直到完成程序中的全部指令操作为止。 1.2 微型计算机工作过程 一、如何将程序的机器码存储到程序存储器中？ 二、如何将程序的机器码从程序存储器中取出？ 三、当CPU完成从程序存储器中读出程序的机器码后，如何执行该语句？ 按照“程序存储，程序控制”的方式工作，微机必须解决以下几个问题： 对51单片机而言，将程序存储到程序程序器中则相对复杂，必须利用51单片机芯片厂家提供的专用设备（烧写器）来完成，市场上有专门的单片机烧写器销售。烧写器实际上就是完成对程序存储器的写操作。利用烧写器可以将用户程序的机器码存储到单片机中。 1.2.1 如何将程序机器码烧写到程序存储器中 对于普通PC而言，其程序存放在硬盘中，此时面临的问题就是将文件、程序内容写入硬盘，在Windows操作系统中提供了图形化的操作环境，读者不必了解对硬盘的写操作原理，仅需要按“保存”按钮或“保存”菜单就可以很方便的完成该操作。 1.2.2 如何将程序从程序存储器中取出 最基本的计算机组成 存储器 非常简单的CPU设计与实现 如何从程序存储器中取程序数据 一台简单的计算机通常包括三个主要的子系统，中央处理单元（CPU）、存储系统（用来存储CPU正在执行的程序和数据）、输入/输出子系统（如键盘、显示等） 1 最基本的计算机组成 计算机系统采用了三总线结构。从物理上说，总线是一组导线，计算机的部件都是连在总线上的，为了将信息从一个部件传到另一个部件，源部件先将数据输出到总线上，然后目标部件在从总线上接收这些数据。 ● 地址总线：与其他总线不同，地址总线是单向的，地址总线的内容总是由CPU送到地址总线上，而CPU不读取地址总线上的数据。例如，当CPU从存储器读取数据或指令，或写数据到存储器时，必须指明要访问的存储器单元地址，CPU输出地址内容到地址总线上，而存储