單片機(jī)最小硬件系統(tǒng)介紹-wenkub
2023-07-11 08:57:22 本頁面
【正文】 指令外），從而指向按序排列的下一條指令的地址。程序計數(shù)器PC也叫指令地址計數(shù)器。指令的內(nèi)容包括操作碼和操作數(shù)（或操作數(shù)的地址碼）兩部分。（2）控制器：計算機(jī)的控制器由指令寄存器IR、指令譯碼器ID、定時及控制邏輯電路和程序計數(shù)器PC等組成，它控制使計算機(jī)各部分自動、協(xié)調(diào)地工作。標(biāo)志寄存器F用來保存ALU運(yùn)算結(jié)果的特征（如進(jìn)位標(biāo)志、溢出標(biāo)志等）和處理器的狀態(tài)，這些特征和狀態(tài)可以作為控制程序轉(zhuǎn)移的條件。通常運(yùn)算器由算術(shù)/邏輯運(yùn)算單元ALU、累加器A、暫存寄存器、標(biāo)志寄存器F等組成。微型機(jī)硬件系統(tǒng)各部分的組成及功能簡述如下：1）微處理器微處理器是微型計算機(jī)的核心，其結(jié)構(gòu)示意如圖12所示。 單片機(jī)及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)1．微型計算機(jī)及微型計算機(jī)系統(tǒng)計算機(jī)的硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、存儲器、控制器、輸入和輸出設(shè)備五大部分組成。它在工業(yè)控制、數(shù)控采集、智能化儀表、辦公自動化等諸多領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用，毫不夸張地說，單片機(jī)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用水平已逐步成為一個國家工業(yè)發(fā)展的標(biāo)志之一。單片微型計算機(jī)（Single Chip Micro Computer）簡稱單片機(jī)，它是一種把組成微型計算機(jī)的各功能部件：中央處理單元CPU、一定容量的隨機(jī)存儲器RAM和只讀存儲器ROM、I/O接口電路、定時器/計數(shù)器以及串行口等制作在一塊芯片中的計算機(jī)。把運(yùn)算器、控制器及一些寄存器集成在一塊硅片上而成為獨(dú)立的器件，該器件就稱為微處理器（CPU）。圖12 微處理器結(jié)構(gòu)示意圖微處理器包括運(yùn)算器，控制器和寄存器組3個基本部分。累加器A是一個特殊的寄存器。算術(shù)/邏輯運(yùn)算單元ALU由加法器和相應(yīng)的控制邏輯電路組成。控制器按照指定的順序從程序存儲器中取出指令進(jìn)行譯碼并根據(jù)譯碼結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的控制信號，從而完成該指令所規(guī)定的任務(wù)。操作碼送到指令譯碼器ID，經(jīng)譯碼后確定所要執(zhí)行的操作；操作數(shù)的地址碼也要送到操作數(shù)地址形成電路以便形成真正的操作數(shù)地址。計算機(jī)的程序是有序地存儲在程序存儲器中的各種指令的集合。若遇到轉(zhuǎn)移指令（JMP）、子程序調(diào)用指令（CALL）或返回指令（RET）時，這些指令會把要執(zhí)行的下一條指令的地址直接置入PC中，PC的內(nèi)容才會突變。存儲器有兩個指標(biāo)：①存儲容量是指存儲器所能存放的最大字節(jié)數(shù)，每個存儲單元按順序都有一個惟一的編號，即存儲地址；②存取時間是指存儲器存取一次數(shù)據(jù)所需要的時間，在某種程度上，它決定著計算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行速度。3）輸入設(shè)備輸入設(shè)備用于把程序和數(shù)據(jù)輸入到計算機(jī)中。計算機(jī)用于控制時，輸入輸出信息還包括現(xiàn)場的各種信息和控制命令。 圖13 微型計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 圖14 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 MCS51系列單片機(jī)Intel公司于1976年推出了MCS48系列單片機(jī)，于1980年推出了MCS51系列單片機(jī)，于1983年推出了MCS96系列單片機(jī)。 MCS51單片機(jī)結(jié)構(gòu)和原理 MCS51單片機(jī)的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)對于一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計者，熟悉并掌握單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)是十分重要的，這里從實際需要出發(fā)，只介紹與程序設(shè)計和系統(tǒng)擴(kuò)展應(yīng)用有關(guān)的內(nèi)容。3）控制引腳（1）ALE/：地址鎖存控制信號/編程脈沖輸入端在擴(kuò)展系統(tǒng)時，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址鎖存起來，以實現(xiàn)低8位地址和數(shù)據(jù)的隔離，P0口作為數(shù)據(jù)地址復(fù)用口線。對于EEPROM型單片機(jī)（89C51）或EPROM型單片機(jī)（8751），在EEPROM或EPROM編程期間，該引腳用來輸入一個編程脈沖。（3）/VPP：訪問程序存儲器控制信號/編程電源輸入端當(dāng)該引腳信號為低電平時，只訪問片外程序存儲器，不管片內(nèi)是否有程序存儲器；當(dāng)該引腳為高電平時，單片機(jī)訪問片內(nèi)的程序存儲器。掉電期間，該引腳可接上備用電源（VPD）以保持內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)。P1口每一位都可以獨(dú)立設(shè)置成輸入輸出位。除了與P1口有一樣的功能外，每一個引腳還兼有第二功能。1）89C51的微處理器（CPU）微處理器是單片機(jī)的核心部分，完成運(yùn)算和控制功能。3）89C51的內(nèi)部程序存儲器（內(nèi)部ROM）89C51芯片中共有4KBFPEROM，地址范圍是0000H～0FFFH，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格，因此稱之為程序存儲器，簡稱內(nèi)部ROM。6）串行口89C51單片機(jī)有一個全雙工的串行口以實現(xiàn)單片機(jī)和其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。全部中斷分
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