單片機基礎35566

1、1倪建云倪建云234 5單片機基礎6本學時就單片機的基礎知識進行介紹。從數制的介紹到單片機原理、基本概念，告訴初學者什么是單片機。本學時還將簡單介紹凌陽科技的十六位單片機內核nSPnSP。7首先，單片機（單片微型計算機）是計 算機的一個重要的分支。l數據表示數據表示研究的是計算機硬件能夠直接識別的、可以被指令系統直接調用的那些數據類型。 常用的、簡單的、容易實現計算機：二進制的數據表示方式人類生活中：十進制的數據表示方式為了更清楚地理解計算機/單片機工作原理，首先要了解計算機中常用的數制，以及數制間的轉換。8微型計算機中常用的數制： 十進制 二進制 八進制 十六進制十進制十進制 100 100

2、二進制二進制 0110 0100 0110 0100B B十六進制十六進制 0 x640 x64八進制八進制 144 144OO9十進制特點： 共有09，十個不同的數碼作為基本符號。 逢10進位。十進制展開成冪級數形式：123 = 1x10 +2x10 +3x10 21012310 計算機內部一般都是由晶體管集成的，而二進制數只有0和1兩個數碼，采用晶體管的導通和截止、脈沖電平的高和低電平等都很容易表示它。 此外，二進制數的運算簡單，便于用電子線路實現。 二進制數特點： 共有0和1兩個數碼； 逢2進1的進位計數原則；二進制數展開成冪級數：10111B = 1x2 + 0 x2 +1x2 + 1

3、x2 +1x243210= 16 + 0 +4 + 2 + 1= 16 + 0 +4 + 2 + 1= 23= 2311十六進制是我們學習和研究計算機二進制數的一種最常用的工具。 共有09、A、B、C、D、E、F十六個數碼； 逢16進1的進位原則；十六進制數展開冪級數：0 x4D2 = 4x16 + Dx16 + 2x1621013= 1024 + 208 + 2= 1024 + 208 + 2= 1234= 123412二進制數轉十進制數：10111B = 1x2 +0 x2 +1x2 +1x2 +1x2十進制數轉二進制數： 43210= 16 + 0 +4 + 2 + 1= 16 + 0

4、+4 + 2 + 1= 23= 23 十進制數轉二進制數：除2取余法232余 11152余 122余 12余 01余 1最低位最高位10111B13二進制數轉十六進制數 1000 1011 1001 0011十六進制數轉二進制數8B930 x8B930 x57D15 7 D 101010111110100010101011111010001B14二進制數的運算；計算機中數的表示方式（原碼、補碼等）；計算機中數和字符的編碼形式；15二進制的運算可以非常方便地表示計算機最基礎的邏輯運算；計算機在工作時就是通過最基礎的邏輯運算來完成所有的數據處理、運算；計算機與單片機在本質上是一樣的；學習單片機原理

5、可從計算機入手，學習進制等相關的計算機基礎知識入門。16 所謂單片機(Single Chip Microcomputer)，是指在一塊芯片中集成有中央處理器(CPU)、存儲器(RAM和ROM)、基本I/O接口以及定時器、計數器等部件，并具有獨立指令系統的智能器件，即在一塊芯片上實現一臺微型計算機的基本功能。特點是：體積小，控制功能強，性價比高等什么是單片機什么是單片機17中央處理器（CPU）定時器/計數器串行I/O接口并行I/O接口系統時鐘ROMRAM復位中斷電源TTXDRXD內內部部總總線線1、中央處理器（CPU）2、系統時鐘（SystemClock）3、存儲器4、輸入輸出口（I/O）5、功

6、能模塊6、內部總線18中央處理器（CPU）又稱為內核 運算器 控制器ALU：算述邏輯單元PSW:程序狀態(tài)字PC：程序計數器ALUALUPSW累加器暫存器通用寄存器指令寄存器（IR）指令譯碼器（ID）時序部件微操作控制器PCPC地址編碼器+1+1地址線數據線ALUALUPSW累加器暫存器通用寄存器指令寄存器（IR）指令譯碼器（ID）時序部件微操作控制器PCPC地址編碼器+1+1地址線數據線19C CP PU U處處理理器器運運行行預預先先規(guī)規(guī)定定的的程程序序程程序序代代碼碼在在哪哪里里？運運算算的的中中間間數數據據、結結果果數數據據等等存存在在什什么么地地方方？RAM：(Random Acces

7、s Memory)隨機存取存儲器 主要用于存放運算中間數據、運算結果數據或作為通用寄存器、數據堆棧和數據緩沖器之用。ROM：(Read Only Memory)只讀存儲器 主要用于存放應用程序，故又稱為程序存儲器。 也常用于存放常量數據，如一些數據表等。掩模ROM PROM（OTP ROM）EPROM EEPROMFlash ROM20內部總線： CPU連接各主要部件的紐帶，是各類信息傳送的公共通道； 由：地址線、數據線、控制/狀態(tài)線組成。輸入輸出口（I/O）： I/O是計算機輸入輸出的簡稱；是計算機主機與被控對象進行信息交換的紐帶。換言之，主機通過I/O與外部設備進行數據交換。特殊功能模塊：

8、 特殊功能模塊一般包括：定時器/計數器、ADC、DAC、DMA通道、系統時鐘等電路。21單片機初級階段（19711974） 1971年Intel公司推出4004的4位微處理器，1974年仙童公司推出8位單片機F8。低性能單片機階段（19741978） 以Intel公司推出MCS-48單片機為標志，把CPU和機關的計算機外圍模塊做到一塊芯片上，大大地促進了單片機的變革，但這個階段的單片機仍處于低性能階段。22高性能單片機發(fā)展階段(19781983) 1978年Zilog公司推出Z8單片機，面Intel公司推出了MCS-48為基礎的MCS-51；它們都使單片機的應用躍上了一個新臺階，此后各公司的8

9、位單片機迅速發(fā)展起來。發(fā)展、鞏固、提高階段(1983現在) 1983年Intel公司推出MCS-96系列的16位單片機，而在這個時期，Motorola、Intel、ATMEL、TI、三菱、日立、飛利浦等公司推出了許多增強型的8位單片機、16位單片機，甚至32位單片機，出了非常多的新型單片機，極大地推動了單片機的應用。出現了單片機市場百家爭鳴的場面。23微型單片化（SOC單片機） 減少產品設計、系統加工的復雜性 減少開發(fā)成本，縮短產品開發(fā)時間 單芯片集成電路可以降低系統功耗 加快了數據傳輸和處理的速度 減少甚至避免電路板信號傳送所造成的信號系統串擾24從控制型突圍突出數據處理 微控制器越來越突出

10、微處理器的特色，而微也在體現微控制器的特點。占據特色領域 很多單片機都在極力體現與眾不同的特色，以期的激烈的競爭中尋求突破口。25為適應單片機的高度集成化的發(fā)展趨勢，凌陽科技推出了高性能的16位單片機，它的CPU內核采用凌陽最新推出的nSP（Microcontroller and Signal Processor）16位微處理器芯片（以下簡稱unSPunSP）。26 高性能價格比的單片機CPU 16X16位硬件乘法器 DSP核所具有的內積運算 8位芯片的價格 高集成度以致力于單芯片應用 （SOCSOC） 低功耗、低電壓 具有較強的中斷處理能力 功能強、效率高的指令系統27IRunSP內核RAM

11、&ROMT/CSIO并行I/OLVD/LVRADCWatchDogUARTDAC & PWMLCD 控制/驅動DTMF 圍繞unSPunSP所形成的16位unSPunSP系列單片機采用的是模塊式集成結構，它以unSPunSP內核為中心，集成不同規(guī)模的ROM、RAM和功能豐富的各種外設接口部件。28SPL16XXXX16位unsp內核SPMCXXXSPGXXXSPT660XSPFXX/XSPCEXXXSPCE500ASPCE060ASPCE061ASPF32SPF64SPF8SPL161001SPL162001SPMC701SPMC75FSPG200SPG220SPT6602SP

12、T6605SPT660829R2 R3R1R4 BP(R5)SPSR PCMUXSHIFTERA AL LU UCSNZSCDS0 5 69 10 15MUXADDRGENADDR21:06 66 66 61 16 61 16 6數據總線地址總線16位數據總線22位地址總線算數邏輯單元ALU 16位算術邏輯運算 帶移位操作的算術邏輯運算 16位X16位的乘法和內積運算3031v16位位 nSP微處理器；微處理器；v工作電壓：工作電壓：VDD為為2.6-3.6V(cpu), VDDH為為VDD- 5.5V(I/O)vCPU時鐘：時鐘：0.32MHz-49.152MHz ；v內置內置2K字字SRA

13、M；v內置內置32K字字FLASH；v可編程音頻處理；可編程音頻處理；v晶體振蕩器；晶體振蕩器；v系統處于備用狀態(tài)下系統處于備用狀態(tài)下(時鐘處于停止狀態(tài)時鐘處于停止狀態(tài))，耗電小，耗電小 于于2 A/3.6V；32v2個個16位可編程定時器位可編程定時器/計數器計數器(可自動預置初始計數值可自動預置初始計數值)；v2個個10位位DAC(數數-模轉換模轉換)輸出通道；輸出通道；v32位通用可編程輸入位通用可編程輸入/輸出端口；輸出端口；v14個中斷源可來自定時器個中斷源可來自定時器A / B，時基，時基，2個外部時鐘源個外部時鐘源輸入，鍵喚醒；輸入，鍵喚醒；v 具備觸鍵喚醒的功能；具備觸鍵喚醒的

14、功能；v使用凌陽音頻編碼使用凌陽音頻編碼SACM_S240方式方式(2.4K位位/秒秒)，能，能容納容納210秒的語音數據；秒的語音數據；v鎖相環(huán)鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統時鐘信號；振蕩器提供系統時鐘信號；33v32768Hz實時時鐘；實時時鐘；v7通道通道10位電壓模位電壓模-數轉換器數轉換器(ADC)和單通道聲音模和單通道聲音模-數轉數轉換器；換器；v聲音模聲音模-數轉換器輸入通道內置麥克風放大器和自動增益控數轉換器輸入通道內置麥克風放大器和自動增益控制制(AGC)功能；功能；v具備串行設備接口；具備串行設備接口；v具有低電壓復位具有低電壓復位(LVR)功能和低電壓監(jiān)測功能和低電壓監(jiān)測(L

15、VD)功能；功能；v內置在線仿真電路內置在線仿真電路ICE（In- Circuit Emulator）接口；接口； v具有保密能力；具有保密能力；v具有具有WatchDog功能（由具體型號決定）。功能（由具體型號決定）。34通用型寄存器R1R4R1R4 在unSP CPU（ISA1.1）中，集成了一組（4個）16位的通用寄存器：R1R4R1R4 數據運算或傳送的源及目標寄存器 配對組成一個32位的乘法結果寄存器MR 配對組成一個32位的內積結果寄存器MR35專用型寄存器 堆棧指針寄存器SPSP基址指針寄存器BP(R5)BP(R5)程序計數器PCPC段寄存器SRSRCSCS：代碼選擇字段 DSD

16、S：數據選擇字段 C C：進位標志位 Z Z：零標志位 N N：負標志位 S S：符號標志位 361234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:11-Sep-2002Sheet of File:E:061實 驗 指 導 書 061PCBspce061_v1.2.ddbDrawn By:OSC32O12OSC32I13XTEST14VDD15XICE16XICECLK17XICESDA18VSS19PVIN20DAC121DAC222VREF223VSS24AGC25OPI26MICOUT27MICN28PFUSE29M ICP33V CM34V R

17、TPA D35V D D36V M IC37V SS38IO A 041IO A 142IO A 243IO A 344IO A 445IO A 546IO A 647IO A 748V SS49V SS50V D D H51V D D H52IO A 853N C39N C40NC30NC31NC32IOA954IOA1055IOA1156IOA1257IOA1358IOA1459IOA1560XROMT61VSS62XSLEEP63IOB1564IOB1465IOB1366IOB1267IOB1168PVPP69V D D H75IO B1076IO B977NC70NC71NC72NC7

18、3NC74IO B878IO B779IO B680IO B581IO B41IO B32IO B23N C82N C83N C84IO B14IO B05X RESB6V D D7V CP8V SS9N C10N C1137381234ABCD4321DCBAT itleN u m b e rR e v isio nS iz eA 4D a te :1 1 -S e p -2 0 0 2S h e e t o f F ile :E :0 6 1 實 驗 指 導 書 0 6 1 P C B sp c e 0 6 1 _ v 1 .2 .d d bD ra w n B y :O SC OO SC

19、 IIC E_ ENIC E_ SC KIC E_ SD APVIND AC 1D AC 2VR EF 2VSSAAG CO PIM IC O U TM IC NPF U SEIO B1 1IO B1 2IO B1 3IO B1 4IO B1 5SL EEPVSSIO A1 5IO A1 4IO A1 3IO A1 2IO A1 1IO A1 0IO A9IO B 10IO B 9IO B 8IO B 7IO B 6IO B 5IO B 4IO B 3IO B 2IO B 1IO B 0R E S _BV C PIO A 8V D D HV S SIO A 7IO A 6IO A 5IO A

20、3IO A 1IO A 2IO A 4IO A 0V C MV MICMIC PVSSV D D HVSSV R TV S SV D D _PVSSAVC PVSSO SC IO SC OV S SV D D HV D D _AXT ESTVSSAVSSPVSSV S S PVSSAVD DO S C 3 2 O1 2O S C 3 2 I1 3X T E S T1 4V D D1 5X IC E1 6X IC E C L K1 7X IC E S D A1 8V S S1 9P V IN2 0D A C 12 1D A C 22 2V R E F 22 3V S S2 4A G C2 5O P I2 6M IC O U T2 7M IC N2 8P F U S E2 9MICP33VCM34VRTPAD35VDD36VMIC37VSS38IOA041IOA142IOA243IOA344IOA445IOA546IOA647IOA748VSS49VSS50VDDH51VDDH52IOA853NC39NC40N C3 0N C3 1N C3 2IO A 95 4IO A 1 05 5IO A