硬体结构介绍单片机基础.ppt

1,SunplusSPCE061A微控制器,单片机基础,2,单片机是什么？,本学时就单片机的基础知识进行介绍。从数制的介绍到单片机原理、基本概念，告诉初学者什么是单片机。本学时还将简单介绍凌阳科技的十六位单片机内核nSP。,3,首先，单片机（单片微型计算机）是计算机的一个重要的分支。,l数据表示研究的是计算机硬件能够直接识别的、可以被指令系统直接调用的那些数据类型。常用的、简单的、容易实现,计算机的数据表示,计算机：二进制的数据表示方式人类生活中：十进制的数据表示方式,为了更清楚地理解计算机/单片机工作原理，首先要了解计算机中常用的数制，以及数制间的转换。,4,计算机中的数制,微型计算机中常用的数制：十进制二进制八进制十六进制,八进制144O,5,十进制（Decimal）,十进制特点：共有09，十个不同的数码作为基本符号。逢10进位。十进制展开成幂级数形式：123=1x10+2x10+3x10,2,1,0,6,计算机内部一般都是由晶体管集成的，而二进制数只有0和1两个数码，采用晶体管的导通和截止、脉冲电平的和低电平等都很容易表示它。此外，二进制数的运算简单，便于用电子线路实现。,二进制数特点：共有0和1两个数码；逢2进1的进位计数原则；二进制数展开成幂级数：10111B=1x2+0 x2+1x2+1x2+1x2,二进制（Binary）,=16+0+4+2+1=23,7,十六进制是我们学习和研究计算机二进制数的一种最常用的工具。共有09、A、B、C、D、E、F十六个数码；逢16进1的进位原则；十六进制数展开幂级数：0 x4D2=4x16+Dx16+2x16,十六进制Hexadecimal）,2,1,0,=1024+208+2=1234,8,二进制数转十进制数：10111B=1x2+0 x2+1x2+1x2+1x2十进制数转二进制数：,二进制和十进制间转换,=16+0+4+2+1=23,十进制数转二进制数：,23,9,二进制数转十六进制数1000101110010011十六进制数转二进制数,二进制和十六进制间转换,0 x57D1,57D1,10,进阶学习需要了解的概念,二进制数的运算；计算机中数的表示方式（原码、补码等）；计算机中数和字符的编码形式；,11,从计算机基础到单片机原理,二进制的运算可以非常方便地表示计算机最基础的逻辑运算；计算机在工作时就是通过最基础的逻辑运算来完成所有的数据处理、运算；计算机与单片机在本质上是一样的；学习单片机原理可从计算机入手，学习进制等相关的计算机基础知识入门。,12,所谓单片机(SingleChipMicrocomputer)，是指在一块芯片中集成有中央处理器(CPU)、存储器(RAM和ROM)、基本I/O接口以及定时器、计数器等部件，并具有独立指令系统的智能器件，即在一块芯片上实现一台微型计算机的基本功能。,单片机基本概念,特点是：体积小，控制功能强，性价比高等,什么是单片机,13,单片机的内部结构,6、内部总线,14,中央处理器（CPU）又称为内核运算器控制器ALU：算述逻辑单元PSW:程序状态字PC：程序计数器,中央处理器（CPU）,15,存储器,RAM：(RandomAccessMemory)随机存取存储器主要用于存放运算中间数据、运算结果数据或作为通用寄存器、数据堆栈和数据缓冲器之用。ROM：(ReadOnlyMemory)只读存储器主要用于存放应用程序，故又称为程序存储器。也常用于存放常量数据，如一些数据表等。掩模ROMPROM（OTPROM）EPROMEEPROMFlashROM,16,内部总线：CPU连接各主要部件的纽带，是各类信息传送的公共通道；由：地址线、数据线、控制/状态线组成。输入输出口（I/O）：I/O是计算机输入输出的简称；是计算机主机与被控对象进行信息交换的纽带。换言之，主机通过I/O与外部设备进行数据交换。特殊功能模块：特殊功能模块一般包括：定时器/计数器、ADC、DAC、DMA通道、系统时钟等电路。,单片机内部的其它模块,17,单片机的发展历程,单片机初级阶段（19711974）1971年Intel公司推出4004的4位微处理器，1974年仙童公司推出8位单片机F8。低性能单片机阶段（19741978）以Intel公司推出MCS-48单片机为标志，把CPU和机关的计算机外围模块做到一块芯片上，大大地促进了单片机的变革，但这个阶段的单片机仍处于低性能阶段。,18,高性能单片机发展阶段(19781983)1978年Zilog公司推出Z8单片机，面Intel公司推出了MCS-48为基础的MCS-51；它们都使单片机的应用跃上了一个新台阶，此后各公司的8位单片机迅速发展起来。发展、巩固、提高阶段(1983现在)1983年Intel公司推出MCS-96系列的16位单片机，而在这个时期，Motorola、Intel、ATMEL、TI、三菱、日立、飞利浦等公司推出了许多增强型的8位单片机、16位单片机，甚至32位单片机，出了非常多的新型单片机，极大地推动了单片机的应用。出现了单片机市场百家争鸣的场面。,单片机的发展历程,19,单片机的发展趋势,微型单片化（SOC单片机）减少产品设计、系统加工的复杂性减少开发成本，缩短产品开发时间单芯片集成电路可以降低系统功耗加快了数据传输和处理的速度减少甚至避免电路板信号传送所造成的信号系统串扰,20,单片机的发展趋势,从控制型突围突出数据处理微控制器越来越突出微处理器的特色，而微也在体现微控制器的特点。占据特色领域很多单片机都在极力体现与众不同的特色，以期的激烈的竞争中寻求突破口。,21,nSP内核CPU,为适应单片机的高度集成化的发展趋势，凌阳科技推出了高性能的16位单片机，它的CPU内核采用凌阳最新推出的nSP（MicrocontrollerandSignalProcessor）16位微处理器芯片（以下简称unSP）。,22,unSP内核特点,高性能价格比的单片机CPU16X16位硬件乘法器DSP核所具有的内积运算8位芯片的价格高集成度以致力于单芯片应用（SOC）低功耗、低电压具有较强的中断处理能力功能强、效率高的指令系统,23,unSP产品结构,围绕unSP所形成的16位unSP系列单片机采用的是模块式集成结构，它以unSP内核为中心，集成不同规模的ROM、RAM和功能丰富的各种外设接口部件。,24,unSP家族产品,25,unSP内核架构,16位数据总线22位地址总线算数逻辑单元ALU16位算术逻辑运算带移位操作的算术逻辑运算16位X16位的乘法和内积运算,26,unSP内核通用寄存器,通用型寄存器R1R4在unSPCPU（ISA1.1）中，集成了一组（4个）16位的通用寄存器：R1R4数据运算或传送的源及目标寄存器配对组成一个32位的乘法结果寄存器MR配对组成一个32位的内积结果寄存器MR,27,unSP内核寄存器,专用型寄存器堆栈指针寄存器SP基址指针寄存器BP(R5)程序计数器PC段寄存器SRCS：代码选择字段DS：数据选择字段C：进位标志位Z：零标志位N：负