【正文】 第 2章 微處理器的選擇 8051內核的單片機 ARM內核的單片機 ４ .DSP數(shù)字處理器 硬件系統(tǒng)設計首要問題 掌握設計思路 第 2章 微處理器的選擇 (CISC)和精簡指令集 (RISC),兩種的區(qū)別 ? 指令結構 ? 特點 ? 單片機型號 ? 應用 ? ?說出幾個基本的單片機型號 ? ARM內核的單片機的特點和應用 ? ,類型及應用 ? 、結構特點、選擇與應用？說出兩種典型芯片名稱 ,芯片內核及技術特點 ? AT89C51 AT89M55800 AT90S8535 PLPC768 LPC2200 MC68HC08 MC5600 PIC12C54 PIC16C70 PIC1742 第二章要掌握的主要內容 第 2章 微處理器的選擇 微處理器是智能儀器的核心部件，本章介紹智能儀器中常用的幾種單片機（基于 8051內核的單片機、基于 ARM內核的單片機、DSP型單片機、具有專用接口的單片機）的結構特性及參數(shù)。 單片機是將 CPU、存儲器、輸入輸出模塊集成在一個集成電路芯片上的復雜 I/O器件。單片機的種類繁多，在選擇單片機時，應對單片機的結構特點有所了解。 第 2章 微處理器的選擇 單片機的總線結構 目前，世界上許多公司生產單片機，有上千品種，這些 單片機的區(qū)別主要是在 CPU的字長、結構，存儲器的容量和種類，以及 I/O功能等方面 。由于每種單片機性能有限，用戶一般選用某種單片機再進行擴展。擴展的方法是以單片機為基礎形成系統(tǒng)總線，在總線的基礎上進行擴展。按照總線的形式不同單片機可以分為兩類，即 并行總線結構 的單片機及 其他總線 結構的單片機。 哪三種總線？ 第 2章 微處理器的選擇 1. 并行三總線結構的單片機 早期的單片機 (8031)系統(tǒng)，基本采用傳統(tǒng)的三總線結構，這種單片機系統(tǒng)由單片機及簡單外圍電路構成。該系統(tǒng)具有 獨立的數(shù)據(jù)線、地址線、控制線 。在此基礎上可以擴展成需要的應用系統(tǒng)結構。這種單片機指令功能強、可擴展性強。它可以應用于各種領域，尤其適于用于控制對象比較復雜的某些場合。如智能儀器儀表、通信產品、工業(yè)控制系統(tǒng)。 第 2章 微處理器的選擇 2. 其他總線結構的單片機 由于采用傳統(tǒng)并行總線結構的單片機內部結構復雜，系統(tǒng)外部硬件設計優(yōu)化困難，系統(tǒng)資源利用率較低，加上單片機應用的廣泛性及多樣性，帶有各種總線接口的單片機不斷推出。如帶 I2C總線的單片機，帶 CAN總線的單片機，帶 USB總線的單片機，以及帶以太網(wǎng)接口的單片機等。 I2C總線是一種由 PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設備。 第 2章 微處理器的選擇 CPU架構 計算機結構一直是朝著逐漸復雜的方向發(fā)展，如更大的指令集、更多的尋址方式、更多的專用寄存器和更強的指令計算功能等。將具備這種發(fā)展趨勢的機器稱為復雜（集中）指令集計算機（ Complex Instruction Set Computer， CISC）。 當 CISC發(fā)展到一定程度后，一些過于復雜和深奧的指令加入到指令集反而使控制器的設計變得復雜，并占用了 CPU芯片面積相當大的部分。從處理器的執(zhí)行效率和開發(fā)成本兩方面考慮，為了進一步提高單片機的性價比，產生了精簡指令集計算機 (Reduce Instruction Set Computer， RISC)。 CISC的特點、代表型號、應用 RISC的特點、代表型號、應用 第 2章 微處理器的選擇 RISC指令集具有如下特點： 數(shù)據(jù)線和指令線分離，即采用 哈佛結構 。取指令和取數(shù)據(jù)可以同時進行，且由于線寬于數(shù)據(jù)線，使其指令較同類 CISC單片機指令包含更多的處理信息，執(zhí)行效率 亦更快。同時，這種單片機指令多為單字節(jié)，程序存儲器的空間利用率大大提高，有超小型化設計。 比如： Microchip的PIC系列、 2ilog的 286系列、 Atmel的 AT90S系列、韓 KS57C系列 4位單片機和臺灣義隆的 EM 78系列等 CISC指令集具有如下特點： 數(shù)據(jù)線和指令線分時復用，即采用 馮 諾伊曼結構 。它的指令豐富，功能強大，但取指令和取數(shù)據(jù)不能同時進行，速度受限，價格亦高 。 比如： Intel的 8051系列、 Motorola的 M68HC系列、 AT89系列、華邦 Winbond的 W78系列和荷蘭 Philips的 P80C51系列等 第 2章 微處理器的選擇 對馮 .諾伊曼結構處理器，由于取指令和存取數(shù)據(jù)要從同一個存儲空間存取，經(jīng)由同一總線傳輸，因而它們無法重疊執(zhí)行，只有一個完成后再進行下一個。 如果采用哈佛結構處理以上同樣的 3條存取數(shù)指令，由于取指令和存取數(shù)據(jù)分別經(jīng)由不同的存儲空間和不同的總線，使得各條指令可以重疊執(zhí)行，這樣，也就克服了數(shù)據(jù)流傳輸?shù)钠款i，提高了運算速度。 第 2章 微處理器的選擇 一 .基于 80C51內核的單片機 MCS51系列單片機是 20世紀 80年代由美國Intel公司推出的一種 8位單片機。在我國應用廣泛。其片內集成并行 I/O口、串行 I/O口、 16位定時器 /計數(shù)器、 RAM、 ROM等。最高時鐘頻率為 12MHz，指令系統(tǒng)采用 CISC體系?？偩€結構為三總線。 后來，許多廠家生產與 8051指令系統(tǒng)兼容的單片機 ,系統(tǒng)結構均采用 CMOS工藝，因而常用 80C51系列來稱呼所有具有 8051指令系統(tǒng)的單片機及 8051內核的單片機 。 主要生產廠家？代表性芯片？ 第 2章 微處理器的選擇 第 2章 微處理器的選擇 1. 基本型單片機 (Atmel公司的 AT89系列 ) Atmel公司通過技術交換取得了 MCS5l單片機的內核使用權。率先把 MCS51單片機的內核與其擅長的 Flash ROM技術相結合，推出了 AT89系列單片機。它是源于 8051而又優(yōu)于 805l的單片機系列。 Flash存儲器的使用加速了單片機技術的發(fā)展， 基于 Flash存儲器的 ISP／ IAP(在系統(tǒng)可編程／在現(xiàn)場可編程 )技術 ，極大地改變了單片機應用系統(tǒng)的結構模式及開發(fā)和運行條件，是 8051單片機技術發(fā)展的一次重大飛躍。 AT89系列的主要特點 第 2章 微處理器的選擇 AT89系列單片機有如下特點 : (1) 內部含 Flash存儲器 由于內含 4KB以上可編程 Flash存儲器，具有 3級程序存儲器鎖定 ,可進行 1000次擦 /寫操作 ,因此在應用系統(tǒng)的開發(fā)過程中可以十分容易地進行程序的修改，這就大大縮短了應用系統(tǒng)的開發(fā)周期。 (2) 與 80C5l引腳兼容 AT89系列單片機的引腳與 80C51是一樣的，所以，當用 AT89系列單片機取代 80C51時，可以直接進行替換。這時，不管采用 40引腳還是 44引腳的產品，只要用相同引腳的AT89系列單片機取代 80C51的單片機即可。 第 2章 微處理器的選擇 (3) 其他技術特點 特性 AT89C51/52 AT89S51/52 AT89L V51/52 AT89LS51/52 程序存儲器 4 KB/8 KB 4 KB/8 KB 4 KB/8 KB 4 KB/8 KB 片內 RAM 128字節(jié)