微控制器學習筆記1 微控制器最小系統設計

2022-06-14 12:51:15 字數 2244 閱讀 7135

1、微控制器概念

微控制器:一種積體電路晶元,是單片微型計算機的簡稱。微控制器由微處理器cpu、儲存器rom和ram、輸入輸出io介面電路組成,構成了乙個既小巧又完善的計算機硬體系統。

2、微控制器用途

(1)智慧型儀器儀表,如示波器、萬用表

(2)機電一體化產品,如機械人、數控工具機、印表機

(3)實時工業控制,如電機轉速控制

(4)家用電器,如冰箱、洗衣機

3、微控制器應用系統

微控制器應用系統=軟體+硬體(微控制器+介面電路及外部裝置)

微控制器應用系統是以微控制器為核心,配以輸入、輸出、顯示、控制等外圍電路和相應的控制、驅動軟體,能完成一種或多種功能的使用系統。

4、mcs-51系列微控制器組成結構

(1)**處理器-cpu:8位資料寬度,能同時處理8位二進位制資料或**。

(2)資料儲存器-ram:8051微控制器有128b資料儲存器和21個專用暫存器,使用者能使用的只有128b,專用暫存器通常用於存放控制指令資料,不能存放使用者資料。

(3)程式儲存器-rom:8051微控制器有4kb程式儲存器,掉電後資料不會丟失。

(4)定時/計數器:8051微控制器有2個16位的可程式設計定時/計數器。

(5)並行i/o口:8051微控制器有4個8位的並行i/o口(p0/p1/p2/p3)。

(6)全雙工序列口:8051微控制器有乙個全雙工非同步序列通訊口。

(7)中斷系統:8051微控制器有5個中斷源(2個外中斷、2個定時/計數器中斷和1個序列中斷)。

(8)時鐘電路:8051微控制器有時鐘電路,只需外接晶振和**電容,用於產生時序脈衝供整個微控制器執行。

5、mcs-51系列微控制器引腳介紹

(1)電源:40引腳vcc接電源+5v,20引腳gnd接地。

(2)時鐘:19引腳xtal1是內部振盪電路輸入端。當採用外部振盪器時,此引腳接地。18引腳xtal2是內部振盪電路輸出端。當採用外部振盪器時,此引腳接外部振盪源。

(3)控制匯流排:

(4)i/o線:

p0口(32~39引腳)雙向資料匯流排和低8位位址匯流排。

p1口(1~8引腳)準雙向輸入/輸出口。

p2口(21~28引腳)準雙向輸入/輸出口,訪問外部儲存器時用作高8位位址匯流排。

p3口(10~17引腳)準雙向輸入/輸出口。p3口還具第二功能。

6、mcs-51系列微控制器儲存器結構

程式儲存器:存放程式和**常數。

資料儲存器:存放程式執行所需要的引數和執行結果。

從物理儲存介質來看,mcs-51系列微控制器共有4種儲存空間:片內程式儲存器、片外程式儲存器、片內資料儲存器和片外資料儲存器。

微控制器復位後,程式計數器pc為0000h,系統從0000h單元開始取指令並執行。

7、微控制器最小系統電路

微控制器最小系統電路是指微控制器工作不可或缺的最基本連線電路。

微控制器最小系統電路包括微控制器晶元、電源電路、時鐘電路和復位電路四部分。

(1)時鐘電路。微控制器內部有乙個高增益反向放大器,其頻率範圍為1.2~12mhz,xtal1和xtal2分別為放大器的輸入端和輸出端。xtal1和xtal2外接定時元件就能構成自激振盪電路。定時元件通常採用石英晶體和電容組成的併聯諧振電路。電容c1和c2主要起頻率微調作用,電容取值30~40pf。

振盪週期:振盪源的週期,若內部產生,則為石英晶體的振盪週期。

時鐘週期:振盪週期的兩倍。

機器週期:等於6個時鐘週期,12個振盪週期。

指令週期:完成一條操作所需要的全部時間,每條指令的執行時間都是乙個或幾個機器週期組成。

例題:微控制器採用內部時鐘,晶振頻率f為6mhz,則:

振盪週期=1/6 mhz=1/6 us

時鐘週期=1/3 us

機器週期=2 us

指令週期=機器週期的1~4倍=2~8us

(2)復位電路

主要分為兩種:上電復位和按鍵復位電路。

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