凌陽單片機(jī)的簡介

第一章凌陽單片機(jī)簡介1.1單片機(jī)簡介單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM,只讀存儲(chǔ)器ROM，多種IIO接口和中斷系統(tǒng)，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路，脈寬調(diào)制電路，模擬多路轉(zhuǎn)換器，AD轉(zhuǎn)換器等電路）集成在一塊芯片上構(gòu)成一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器，常用英文字母的縮寫MCU表示單片機(jī)，它最早是用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)有芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了IIO設(shè)備。概括地講：一個(gè)芯片就成了一臺計(jì)算機(jī)。它的體積小，質(zhì)量輕，價(jià)格便宜，為學(xué)習(xí)應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)學(xué)習(xí)是用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。1.2凌陽公司簡介全球第一大消費(fèi)性芯片設(shè)計(jì)公司——凌陽科技，1990年8月成立于臺灣。凌陽科技的主要業(yè)務(wù)為研發(fā)、制造、銷售高品質(zhì)及高附加價(jià)值的消費(fèi)性集成電路（IC）產(chǎn)品。其主要產(chǎn)品包括：液晶IC、微控器IC、多媒體IC、語音、音樂IC及各式ASICs，同時(shí)還提供高性能的外圍電路，包括LCD、AGC、DTMF、A/D、D/A、UART、SPI、PCI、計(jì)數(shù)器和存儲(chǔ)控制器等等。2001年凌陽科技在大陸隆重推出凌陽大學(xué)計(jì)劃，計(jì)劃內(nèi)容包括：共建凌陽單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室；支持大學(xué)采用61板完成電子實(shí)習(xí)；支持大學(xué)采用61板完成畢業(yè)設(shè)計(jì)等。旨在提高在校生的動(dòng)手能力，推動(dòng)教學(xué)和新技術(shù)的同步發(fā)展。凌陽16位單片機(jī)特點(diǎn)隨著單片機(jī)功能集成化的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸地由傳統(tǒng)的控制，擴(kuò)展為控制處理、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字信號處理（DSP，DigitalSignalProcessing）等領(lǐng)域。凌陽的16位單片機(jī)就是為適應(yīng)這種發(fā)展而設(shè)計(jì)的。它的CPU內(nèi)核采用凌陽最新推出的『nSP?（MicrocontrollerandSignalProcessor）16位微處理器芯片（以下簡稱p'nSP?）。圍繞『nSP?所形成的16位p'nSP?系列單片機(jī)（以下簡稱p'nSP?家族）采用的是模塊式集成結(jié)構(gòu)，它以『nSP?內(nèi)核為中心集成不同規(guī)模的ROM、RAM和功能豐富的各種外設(shè)接口部件，如圖1-1所示。并行I/O|ADCDAC&PWM1RS1OLVD/LVR圖1-1卩'nSP?家族的模塊式結(jié)構(gòu)p'nSP?內(nèi)核是一個(gè)通用的核結(jié)構(gòu)。除此之外的其它功能模塊均為可選結(jié)構(gòu)，亦即這種結(jié)構(gòu)可大可小或可有可無。借助這種通用結(jié)構(gòu)附加可選結(jié)構(gòu)的積木式的構(gòu)成，便可形成各種不同系列派生產(chǎn)品，以適合不同的應(yīng)用場合。這樣做無疑會(huì)使每一種派生產(chǎn)品具有更強(qiáng)的功能和更低的成本。p'nSP?家族有以下特點(diǎn)。體積小、集成度高、可靠性好且易于擴(kuò)展p'nSP?家族把各功能部件模塊化地集成在一個(gè)芯片里，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，因而減少了各功能部件之間的連線，提高了其可靠性和抗干擾能力。另外，模塊化的結(jié)構(gòu)易于系統(tǒng)擴(kuò)展，以適應(yīng)不同用戶的需求。具有較強(qiáng)的中斷處理能力p'nSP?家族的中斷系統(tǒng)支持10個(gè)中斷向量及10余個(gè)中斷源，適合實(shí)時(shí)應(yīng)用領(lǐng)域。3?高性能價(jià)格比p'nSP?家族片內(nèi)帶有高尋址能力的ROM、靜態(tài)RAM和多功能的I/O口。另外，p'nSP?的指令系統(tǒng)提供具有較高運(yùn)算速度的16位X16位的乘法運(yùn)算指令和內(nèi)積運(yùn)算指令，為其應(yīng)用增添了DSP功能，使得p'nSP?家族運(yùn)用在復(fù)雜的數(shù)字信號處理方面既很便利，又比專用的DSP芯片廉價(jià)。4?功能強(qiáng)、效率高的指令系統(tǒng)p'nSP?指令系統(tǒng)的指令格式緊湊，執(zhí)行迅速，并且其指令結(jié)構(gòu)提供了對高級語言的支持,這可以大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間。5.低功耗、低電壓『nSP?家族采用CMOS制造工藝，同時(shí)增加了軟件激發(fā)的弱振方式、空閑方式和掉電方式，極大地降低了其功耗。另外，『nSP?家族的工作電壓范圍大，能在低電壓供電時(shí)正常工作，且能用電池供電。這對于其在野外作業(yè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用具有特殊的意義。凌陽單片機(jī)的用途目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種手機(jī)、充電器、電話、電風(fēng)扇、錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。凌陽單片機(jī)開發(fā)的一般過程從上面的章節(jié)中我們已經(jīng)了解了什么是單片機(jī)和單片機(jī)可以用來做什么，在那些實(shí)例中可以發(fā)現(xiàn)每一個(gè)系統(tǒng)都是在完成一個(gè)特定的功能，這些特定功能的實(shí)現(xiàn)依靠單片機(jī)來指派。單片機(jī)知道怎樣來進(jìn)行指派，是由我們編寫的程序來控制，從這個(gè)過程反過來推導(dǎo)就是單片機(jī)開發(fā)的一個(gè)過程，最簡流程是根據(jù)硬件設(shè)計(jì)編寫程序并把程序加載到單片機(jī)里。所謂硬件（Hardware），就是看得到，摸得到的實(shí)體。有了這樣的硬件，才有了實(shí)現(xiàn)計(jì)算和控制功能的可能性，硬件設(shè)計(jì)就是根據(jù)我們要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)來找到實(shí)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)所需要的硬件，并根據(jù)一定的電氣規(guī)則把它們組合起來（前期用來做試驗(yàn)的硬件也稱之為開發(fā)系統(tǒng)）。單片機(jī)要真正地能進(jìn)行計(jì)算和控制，還必須有軟件（Software）的配合。軟件主要指的是各種程序。只有將各種正確的程序“灌入”（存入）單片機(jī)，它才能有效地工作。所謂程序，就是人們?yōu)榱烁嬖V微處理器要做什么事而編寫的，微處理器能夠理解的一串指令，有時(shí)也叫代碼、程序。單片機(jī)能自動(dòng)地進(jìn)行運(yùn)算和控制，是由于人把實(shí)現(xiàn)計(jì)算和控制的步驟一步步地用命令的形式，即一條條指令（Instruction）預(yù)先存入到存貯器中，單片機(jī)在中央處理器（也稱“內(nèi)核”）的控制下，將指令一條條地取出來，并加以翻譯和執(zhí)行。由于單片機(jī)只認(rèn)識“0”和“1”，為了讓單片機(jī)認(rèn)識我們編寫的程序，這就需要一個(gè)“中間人”來充當(dāng)翻譯，把程序翻譯成“0”和“1”的一系列組合（“0”和“1”的一系列組合也稱之為目標(biāo)碼或機(jī)器碼），這個(gè)“中間人”就是我們通常所說的開發(fā)環(huán)境（也稱“編譯器”），為了把翻譯的結(jié)果“灌入”（存入）單片機(jī)，人們發(fā)明了下載器（或稱“燒錄器”）。同時(shí)，為了更加方便的檢查我們編寫的程序是否符合設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的要求（或者說更好的進(jìn)行程序調(diào)試），人們又發(fā)明了仿真機(jī)，當(dāng)我們的程序仿真成功以后，再下載到我們設(shè)計(jì)的系統(tǒng)上，這樣一來不僅為我們的程序調(diào)試提供了方便，也減少了把一個(gè)有誤的程序下載到設(shè)計(jì)的系統(tǒng)上的可能。當(dāng)然如果你確認(rèn)你的程序沒有問題的話，也可以不使用仿真器，可惜的是這種牛人在現(xiàn)實(shí)中很少見?？傮w來說單片機(jī)開發(fā)的一般過程是首先進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，然后根據(jù)硬件和系統(tǒng)的要求在開發(fā)環(huán)境中編寫程序，經(jīng)多次使用仿真器把程序調(diào)試成功后，再通