【文章內容簡介】 指令要成對，若不匹配的話，會造成返回主程序的地址出錯。如： ? PUSH A ? PUSH B ? ? POP B ? RET 本章小結 ? ① 半導體存儲器的分類： SRAM、 EPROM、EEPROM、 Flash Memory； ? ② 存儲器的主要指標：存儲器容量、存儲容量和地址線的關系； ? ③ 典型的存儲器芯片： SRAM626EPROM276并行 EEPROMNMC98C64A； ? ④ 堆棧：作用、操作、堆棧指針。 第 3章 輸入 /輸出接口基礎 ? 3． 1 MC接口與接口技術 ? 3． 2 CPU與外設的數(shù)據傳送方式 ? 3． 3 串行通信 ? 3． 4 中斷 ? 3． 5 可編程的定時器 /計數(shù)器 3． 1 微型計算機接口與接口技術 ? MC中接口是必須的。 ? MC接口包括硬件接口的設計和編制使這些電路按要求工作的驅動程序。 ? 一、接口的基本概念 ? 二、 I/O接口的端口及編址 ? 三、 I/O接口的發(fā)展 一、接口的基本概念 ? 所謂接口，就是指兩臺計算機之間、 計算機與外設之間 、計算機內部各部件之間起連接作用的邏輯電路，是 CPU與外界進行信息交換的中轉站。 ? 接口是連接 CPU和外設之間的一個 橋梁 。 1． MC接口和 I/O設備之間的信號 ?把計算機與外設間的這種交換數(shù)據、狀態(tài)和控制命令的過程統(tǒng)稱為通信（ Communication）。 ?MC與外設間的信號： ? 數(shù)據信息、狀態(tài)信息、控制信息。 ? （ 1）數(shù)據信息 ： ? 數(shù)字量 、模擬量 、開關量 ? （ 2）狀態(tài)信息： 外設提供的 ? （ 3）控制信息： MC提供給外設的 ? 數(shù)據信息、狀態(tài)信息和控制信息的含義不同，但都是 數(shù)據 ； ? 在接口中，這三種信息進入不同的寄存器： 數(shù)據緩沖器、狀態(tài)寄存器、控制寄存器。 3．設置 I/O接口的原因 ? （ 1）速度的不匹配 ? （ 2）時序的不匹配 ? （ 3）信息格式不匹配 ? （ 4）信息類型與電平的不匹配 4．接口的功能 ? （ 1）對輸入 /輸出數(shù)據進行緩沖、隔離和鎖存 ? （ 2）對信號的形式和數(shù)據格式進行交換與匹配 ? （ 3）提供信息相互交換的應答聯(lián)絡信號 ? （ 4）根據尋址信息選擇相應的外設 二、 I/O接口的端口及編址 ? 1．端口 ? 所謂端口，是指 I/O接口中供 CPU直接存取訪問的那些寄存器或某些硬件特定電路。 ? 一個 I/O接口總要包括若干個端口。 ? 2．端口編址方式 ? （ 1）端口統(tǒng)一編址 ? (2) 端口獨立編址 三、 I/O接口的發(fā)展 ? （ 1）簡單接口 ? （ 2）可編程接口 ? （ 3）智能接口和通用外圍接口 ? （ 4）功能接口板 ? 總之， MC接口技術發(fā)展較快，正沿著提高集成度、增強功能、加大靈活性、適應性、提高智能化程度的道路發(fā)展，將給用戶帶來更大的方便。 3． 2 CPU與外設的數(shù)據傳送方式 ? 外圍設備與微機之間的信息傳送實際上是 CPU與接口之間的信息傳送 。 傳送的方式不同 ， CPU對外設的控制方式不同 ，從而使接口電路的結構及功能也不同 。 ? MC和外設之間的數(shù)據傳送有四種方式 ，即 無條件方式 、 查詢方式 、 中斷方式 、直接存儲器存取方式 （ DMA方式 ） 。 一、無條件傳輸方式 二、程序查詢傳輸方式 ? 對應條件傳送，一個數(shù)據傳送過程由３個環(huán)節(jié)組成： ? ① CPU從接口中讀出狀態(tài)字； ? ② CPU檢測狀態(tài)字的對應位是否滿足 “ 就緒 ” 條件，如果不滿足，則回到前一步讀出狀態(tài)字； ? ③ 如果狀態(tài)字表明外設已處于“ 就緒 ” 狀態(tài)，則傳送數(shù)據。 三、中斷傳輸方式 ? 在中斷傳送方式下，外設具有申請 CPU服務的主動權，當輸入設備將數(shù)據準備好或者輸出設備可以接收數(shù)據時，便可以向 CPU發(fā)中斷請求，使 CPU暫時停下目前的工作而和外設進行一次數(shù)據傳輸，等輸入操作或者輸出操作結束以后，CPU繼續(xù)進行原來的工作 。 四、 DMA傳輸方式 ? DMA方式也要利用系統(tǒng)的數(shù)據總線、地址總線和控制總線來傳送數(shù)據。原先這些總線是由CPU管理的，但當外設需要利用 DMA方式進行數(shù)據傳送時，接口電路可以向 CPU提出請求，要求 CPU讓出對總線的控制權，用一種稱為DMA控制器的專用硬件接口電路來取代 CPU臨時接管總線，控制外設和存儲器之間直接進行高速的數(shù)據傳送，而不要 CPU進行干預。 3． 3 串行通信 并行通信與串行通信： 包括： ?一、串行通信數(shù)據傳送的方向 ?二、串行通信的方式 ?三、串行接口芯片 UART和 USART ?四、調制解調器 一、串行通信數(shù)據傳送的方向 ?單工、半雙工、全雙工 二、串行通信的方式 ? 常用的通信方式有兩種：同步方式和異步方式，也稱同步通信和異步通信。 ? 1．異步通信 ? 例如，傳送一個 7位的 ASCII碼字符，再加上一個起始位、一個奇偶校驗位和一個停止位組成的一幀共 10位。傳輸字符“ E”的 ASCII碼的波形。 2．同步通信 3 比較 ? ① 從硬件設備的要求看 ? ② 從數(shù)據的傳輸效率看 4．串行傳送速率 波特率 ? 所謂的 波特率， 是指每秒鐘內所傳送二進制數(shù)據的位數(shù)，單位為波特（ Bd），實際上它是傳送每一位信息所用時間內的倒數(shù)。 ? 如果一個串行字符由１個起始位，７個數(shù)據位，１個奇偶校驗位和１個停止位等 10個數(shù)位構成，每秒鐘傳送 120個字符，則實際傳送的波特率為： ? 10位 /字符 120字符 /秒＝ 1200位 /秒＝ 1200波特 ? 傳送每位信息所占用的時間： ? １秒 /1200＝ 常用的標準波特率： ? 1 300、 600、 1000、 1200、 2400、4800、 9600和 19200波特。它也是國際上規(guī)定的標準波特率。同步傳送的波特率高于異步方式，可達到 64000波特。 三、串行接口芯片 UART和 USART ? 由于計算機是按并行方式傳送數(shù)據的，當它采用串行方式與外部通信時，必須進行串并行變換。發(fā)送數(shù)據時，需通過并行輸入、串行輸出移位寄存器將 CPU送來的并行數(shù)據轉換成串行數(shù)據后，再從串行數(shù)據線上發(fā)送出去；接收數(shù)據時，則需經串行輸入、并行輸出移位寄存器，將接收到的串行數(shù)據轉換成并行數(shù)據后送到 CPU去。 ? 異步收發(fā)器 UART 、 ? 通用同步異步收發(fā)器 USART 。 3． 4 中斷 ? 中斷技術是 MC在實時處理和實時控制中不可缺少的一個很重要的技術。而中斷系統(tǒng)是為 MC具有對外界異步發(fā)生的事件能夠及時處理的功能而設置的。 ? 一臺 MC的中斷系統(tǒng)是否完善，是反映其功能強弱的一個重要標志。 ?一、概述 ?二、中斷處理過程 一、概述 ? （ 1）中斷 過程（主程序與中斷程序） ? （ 2）中斷源：內部與外部（硬件） ? （ 3）中斷申請（中斷請求）、中斷響應 ? （ 4）中斷服務程序、中斷服務程序入口地址 ? （ 5）可屏蔽中斷與非屏蔽中斷 ? （ 6）中斷的開放與禁止 ? （ 7）中斷優(yōu)先級與中斷嵌套 二、中斷處理過程 ? （ 1）中斷請求 ? （ 2）中斷優(yōu)先權判別 ? （ 3）中斷響應 ? （ 4）中斷處理 ? （ 5）中斷返回 3． 5 可編程的定時器 /計數(shù)器 ?計算機在工作過程，需要知道從某個時間開始經過多長時間之后做什么；或從某個時間開始，記幾個數(shù)之后做什么。 ? 一、概述 ? 二、可編程定時器 /計數(shù)器工作原理 一、 概述 ? 1．定時和計數(shù)是同一回事 ? 都是一個計數(shù)的問題。 ? 2．系統(tǒng)定時的分類 ? （ 1）軟件定時 ? （ 2）不可編程的硬件定時 ? （ 3）可編程的硬件定時 二、可編程定時器 /計數(shù)器工作原理 ? 核心部件：計數(shù)器（加法或減法） 第 4章 單片機概述 一、概述 二、常用的單片機產品 三、單片機應用系統(tǒng) 四、單片機應用系統(tǒng)開發(fā)概述 一、概述 ? ： ? 采用一定的 工藝手段 將 CPU、存儲器、 I/O口集成 在一個芯片上。 ? ： ? 抗干擾性強，工作溫度范圍寬 ； ? 可靠性高； ? 控制功能很強，數(shù)值計算能力較差； ? 指令系統(tǒng)比通用微機系統(tǒng)簡單； ? 更新?lián)Q代速度比通用微機處理器慢多。 ： ? 智能儀表中的應用 ? 機電一體化中的應用 ? 實時控制中的應用 ? 軍工領域的應用 ? 分布式多機系統(tǒng)中的應用 ? 民用電子產品中的應用 ? CPU的改進 ? 存儲器的發(fā)展 ? 片內 I/O的改進 ? 外圍電路內裝化 ? 低功耗與工作電壓范圍加寬 ? 低噪聲與高可靠性技術 ? ISP及 IAP 二、常用的單片機產品 ? MCS單片機 ? AVR單片機 ? PIC單片機 ? MSP單片機 ? ARM處理器 ? DSP處理器 三、單片機應用系統(tǒng) 四、單片機應用系統(tǒng)開發(fā)概述 ? 開發(fā)環(huán)境的軟硬件構成 ? 單片機的在線編程 ? ISP在線系統(tǒng)編程 ? IAP在線應用編程 嵌入式系統(tǒng)概述 ? 定義 ? 特點 第 5章 MCS51系列單片機硬件結構 總體結構 CPU 存儲器 硬件資源 輔助電路及時序 總體結構 ?一、系列問題 ?二、內部結構 ?三、外部引腳 ?四、總線圖 一、系列問題 ? 講到單片機都有個系列問題 ? MCS51： ? 基本型 51子系列(8031\8051\8751) ? 增強型 52子系列(8032\8052\8752) ? 特殊型 ? 所有的基礎都是 基本型。 二、內部結構 P87 CPU 內存儲器 RAM ROM I/O接口 I/O接口 I/O設備 I/O設備 AB DB CB 微型計算機系統(tǒng)結構圖 復習 ? 8位的 CPU； ? 128個字節(jié)的片內 RAM； ? 4K字節(jié)的片內 ROM程序存儲器 (8031無 ) ? 外部的 RAM和 ROM的尋址范圍為 64K ? 21個字節(jié)的專用寄存器 ? 4個 8位并行 I/O口 ? 1個全雙工的串行口 ? 2個 16位的定時器 /計數(shù)器 ? 5個中斷源、 2個中斷優(yōu)先級 ? 111 條指令。 內部結構框圖： MCS51系列單片機大都采用 40個引腳的雙列直插式塑料封裝的芯片，其中管腳可分為四部分： ?電源管腳 2個， ?外接晶振管腳 2個， ?I/O管腳 32個， ?控制信號引腳 4個。 三、外部引腳及說明（ P88）： 1) 電源部分 Vcc接 +5V， Vss接地 2) 晶振部分 XTAL1和 XTAL2管腳的內部是一個振蕩器電路，但需外接一個石英晶體，另外還需兩只 30pF左右的固定電容。 3) 并行 I/O口 共有四個 8位 I/O口，稱為 P0,P1,P2,P3口，因此共有32個管腳。 4) 控制信號 RST(RESET)是復位信號，一般外接 RC電路和復位按鍵，使上電和按動復位鍵時，利用管腳外部來的正脈沖使單片機內部初始化，實現(xiàn)可靠的復位操作。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 RST/V PD XTAL2 XTAL1 V SS V CC EA/V PP ALE/PROG PSEN 8 0 C 5 1 / 8 9 C 5 1 ? EA是一個復用引腳，稱為 “ 讀外部 ROM允許端 ” 。