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微机考试重点.pptx
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1、MCS-51核的应用1基本的内核:8位CPUROM(264k),RAM(128/256字节)定时器(23个)串行通信数据口并行I/O口扩展:16位CPU模拟信号输入/输出SOC发展方向(IP核)堆栈和堆栈指示器堆栈是在存储器中分配的、具有连续地址的一片存储区域。FILO(First In Last Out)CPU按堆栈指示器SP访问堆栈中的内容压栈压栈:先调整先调整SPSP中的地址中的地址,在存在存入新的数据到栈顶位置入新的数据到栈顶位置;弹栈弹栈:先从栈顶取数先从栈顶取数,再反向调整再反向调整SPSP地址内容地址内容.SPSP始终指向栈顶位置始终指向栈顶位置.内存地址与高级语言变量的关系变量
2、(数组)依据其类型占据一定的字节数char/unsigned char 1字节int/unsigned int 2 字节long/unsigned long/float 4字节编址是按字节为单位,一个字节占一个地址数组所占的地址单元=数组长度数据类型字节数存储模式big endian 变量的最高位字节先行分配little endian 变量的最低位字节先行分配 ROM(Read Only Memory)只读指运行期间只读,信息不易挥发,掉电也不丢失按初始信息的写入方法和技术进步,可以分为以下几类:掩膜ROM:半导体制造过程的最后一道掩膜工艺,根据用户提交的存储内容决定MOS管的连接方式,制作成
3、芯片后用户不能更改。掩膜适合于成熟大批量生产;PROM(Programmable Read Only Memory)出厂时空白,未存储信息,采用通用编程器,将程序或数据一次性写入,以后无法更改,现在PROM实际应用不多;EPROM(Eraseable Programmable Read Only Memory)是可擦除、可编程只读存储器。UVEPROM 紫外线擦除紫外线擦除EEPROM 电擦除电擦除(目前实际应用较多目前实际应用较多)RAM(Random Access Memory)读取,原数不变;写入,原数被新数覆盖RAM存放数据,程序代码,也可分配为堆栈按存储原理RAM可以分为静态和动态两
4、类SRAM(Static RAM)每一位是个触发器,双稳态结构 写入SRAM,如果电源正常,不会自行挥发 但在同样的芯片体积下,集成度较低DRAM(Dynamic RAM依靠MOS管的极间电容存储信息,集成度高,动态RAM的存储容量大.由于电荷容易泄漏,所以需要周期性刷新,刷新电路通过“读出写入”电路来再生极间电容上的电荷。一般2ms刷新一次。集成度高。新型存储器OTP ROMOne Time Programmble ROMFLASH ROM也即闪存,快速编程的EEPROM。在在MP3,CF卡,卡,U盘中的芯片盘中的芯片基于基于FLASH的的ISP(In System Program)和和IA
5、P(In Application Program)技术,可以远程升级嵌入式系统的程序。技术,可以远程升级嵌入式系统的程序。串行串行FLASH ROM控制简单、容量大,价格低廉,用来存储工控制简单、容量大,价格低廉,用来存储工作参数等。作参数等。动态RAM方面(内存条技术)早期的快速页方式早期的快速页方式FPM(Fast Page Mode),),70ns;可扩展数据输出方式可扩展数据输出方式EDO(Extended Data Output)可达)可达60ns;同步同步DRAM,即,即SDRAM(Synchronous DRAM)能与系统总线)能与系统总线时钟同步工作,读写速度可达时钟同步工作,
6、读写速度可达10nS,甚至,甚至7nS。中断中断(Interrupt)因事件发生,程序中止正常的执行流程,转入到该事件的处理程序。中断服务例程(ISR,Interrupt service routine)完成事件处理的代码,称为中断服务过程ISR。中断返回 事件处理完毕(ISR执行完毕)返回正常的流程。与子程序调用的区别调用是程序主动的,响应事件是被动的。调用是程序主动的,响应事件是被动的。无法预知事件何时发生,与程序流程是异步的。无法预知事件何时发生,与程序流程是异步的。都会形成断点,并需要保存,以便返回,中断都会形成断点,并需要保存,以便返回,中断的断点是随机的。的断点是随机的。关于DMA
7、的应用MCS-51 CPU是否支持DMA?答:本身不支持。MCS-51的CPU不能放弃对其总线的控制权,自身也不能挂起;哪些场合使用DMA?答:当输入/输出为高速设备时,非DMA方式数据存取使用程序循环(每个数据的处理包含硬件操作、指针修改、结束判断等);DMA方式完成这些工作是依靠硬件的,能发挥高速设备的效率。以FIFO缓冲队列为媒介的DMA:1 硬件将高速设备连接到FIFO的一端,CPU为另一端。不要求CPU出让总线,CPU与DMA异步工作;2 ADI的BLACK Fin 系列MCU自带多媒体数据采集,具有DMA功能,每秒采集25帧图象,配备MP4图象压缩芯片,可以实现视频数字录象复位与复
8、位状态复位:使CPU处于已知的初试状态;复位电路:高电平连续维持24个以上的时钟周期,使内部有关寄存器为默认值;图中PC等的初值意味着什么?(main高级语言运行之前,引导程序要做的若干工作与此有关)128/256字节内部RAM中的内容是否被复位到00H?没有说!理解为与复位无关。寄存器内容PC0000HACC00HB00HSP07HDPTR0000HP0P3FFH 程序存储器程序存储器映像映像 PC PC是是1616位,所以能寻址位,所以能寻址64KB ROM64KB ROM。每个地址单元是每个地址单元是8 8位的,位的,所以是所以是1 1字节宽:单字节指字节宽:单字节指令占一个地址,多字节
9、指令令占一个地址,多字节指令占多个字节占多个字节 无论物理存储器是掩膜无论物理存储器是掩膜ROM/FLASH ROMROM/FLASH ROM,内部是否,内部是否有有ROMROM,程序存储器的映像,程序存储器的映像是编程模型的一部分。是编程模型的一部分。MCS-51系列微控制器的P0P3P1口的结构(锁存器,三态门和驱动)写状态“1”或“0”到引脚;读引脚、读锁存器;“读修改写”操作;可以字节操作,也可位操作。准双向准双向I/O口口P1口是通用的准双向口是通用的准双向I/O口。口。输出高电平时,能向外提供拉电流负载,输出高电平时,能向外提供拉电流负载,不必再接上拉电阻;不必再接上拉电阻;当口用
10、作输入时,当口用作输入时,须向口锁存器写入须向口锁存器写入1。P3的结构类似于P1,P3也是准双向口;具有第二功能,其操作通过相应的特殊功能寄存器;剩余的第一功能用位操作。P3口的第二功能引脚分布 第一功能第二功能信号名功能描述方向P3.0P3.0RxDRxD串行通信输入I IP3.1P3.1TxDTxD串行通信输出O OP3.2P3.2/INT0/INT0外部中断输入0I IP3.3P3.3/INT1/INT1外部中断输入1I IP3.4P3.4T0T0定时器/计数器外部输入0I IP3.5P3.5T1T1定时器/计数器外部输入0I IP3.6P3.6/WR/WR扩展RAM写控制信号O OP
11、3.7P3.7/RD/RD扩展RAM读控制信号O OP2口的结构作为端口,与P1类似,准双向口;根据指令的需要,控制MUL开关;输出高8位地址A8A15,是总线功能(有些系统只需要低8位地址)P0口的结构端口功能低8位地址功能数据总线功能P0用作通用用作通用I/O口口 当系统既不进行片外的当系统既不进行片外的ROM扩展,也扩展,也不进行片外不进行片外RAM扩展时,扩展时,P0用作通用用作通用I/O口。口。在这种情况下,硬件自动使在这种情况下,硬件自动使MUX开关开关接向锁存器的反相输出端。接向锁存器的反相输出端。与门输出的与门输出的“0”使输出驱动器的上拉使输出驱动器的上拉场效应管场效应管T1
12、处于截止状态。因此,输出级工作处于截止状态。因此,输出级工作在漏极开路方式。在漏极开路方式。外接上拉电阻可构成准双向口。外接上拉电阻可构成准双向口。P0作地址作地址/数据总线数据总线在外部存储器访问周期,在外部存储器访问周期,P0P0口分时传输低口分时传输低8 8位地址信息和数据信息,用作总线;位地址信息和数据信息,用作总线;在地址(或数据)的输出阶段,硬件自动在地址(或数据)的输出阶段,硬件自动将将MULMUL开关接至反相器的输出端,开关接至反相器的输出端,T1T1,T2T2呈推挽方式驱动,引脚电平跟随内部地址呈推挽方式驱动,引脚电平跟随内部地址线(或数据线)的状态;线(或数据线)的状态;C
13、PUCPU读总线阶段,硬件自动将读总线阶段,硬件自动将MUXMUX开关拨开关拨向锁存器、自动向锁存器写入向锁存器、自动向锁存器写入FFHFFH并且置并且置“读引脚读引脚”信号有效;信号有效;P0.XP0.X引脚的状态经缓冲器进入内部数据总线。引脚的状态经缓冲器进入内部数据总线。作地址作地址/数据总线时数据总线时P0口是一口是一个真正的双向口个真正的双向口。P1P3口的电平及驱动能力:口的电平及驱动能力:nP0、P1、P2、P3口的电平与口的电平与CMOS和和TTL电平兼容。电平兼容。nP0口的每一位口线可以驱动口的每一位口线可以驱动8个个LSTTL负载。在作为通用负载。在作为通用I/O口时,由
14、于输出驱动电路是开漏方式,由集电极开路口时,由于输出驱动电路是开漏方式,由集电极开路(OC门)电路或漏极开路电路驱动时需外接上拉电阻;当门)电路或漏极开路电路驱动时需外接上拉电阻;当作为地址作为地址/数据总线使用时,口线输出不是开漏的,无须外数据总线使用时,口线输出不是开漏的,无须外接上拉电阻。接上拉电阻。nP1、P2、P3口的每一位能驱动口的每一位能驱动4个个LSTTL负载。它们的输出负载。它们的输出驱动电路设有内部上拉电阻,所以可以方便地由集电极开驱动电路设有内部上拉电阻,所以可以方便地由集电极开路(路(OC门)电路或漏极开路电路所驱动,而无须外接上拉门)电路或漏极开路电路所驱动,而无须外
15、接上拉电阻。电阻。n由于单片机口线仅能提供几毫安的电流,当作为输出驱动由于单片机口线仅能提供几毫安的电流,当作为输出驱动一般的晶体管的基极时,应在口与晶体管的基极之间串接一般的晶体管的基极时,应在口与晶体管的基极之间串接限流电阻。限流电阻。7.1.17.1.1指令分类指令分类 3333种功能,种功能,111111条指令条指令 按指令字节数分:按指令字节数分:1 1字节字节、2 2字节字节、3 3字节字节。按指令的机器周期数分类:按指令的机器周期数分类:1 1、2 2、4 4个周期个周期最频繁的指令为单周期,故最频繁的指令为单周期,故 f foscosc=12MHz,Tm=1=12MHz,Tm=
16、1 s s。1.0 MIPS 1.0 MIPS7.1 7.1 指令系统概述指令系统概述关键词关键词 存储空间存储空间 地址范围地址范围data 直接寻址片内直接寻址片内RAM0 x00-0 x7fidata 间接寻址片内间接寻址片内RAM0 x00-0 xffbdata 可位寻址片内可位寻址片内RAM0 x20-0 x2F 按字节访问按字节访问bit 在在bdata空间定空间定义义0 x00-0 x7F 按位访问按位访问sfr 特殊功能寄存器特殊功能寄存器0 x80-0 xff sbit 特殊功能寄存器中的可位寻址的位特殊功能寄存器中的可位寻址的位xdata 扩展扩展 RAM 0 x0000-
17、0 xffff pdata 页式寻址扩展页式寻址扩展RAM0 xPP00-0 xPPff PP=(P2)code 程序程序ROM 0 x0000-0 xffff 中的常数表中的常数表C-51数据的存储类型数据的存储类型存储模式存储模式SMALL默认的存储类型是dataCOMPACT默认的存储类型是pdataLARGE默认的存储类型是xdata开发环境默认的初始状态是SMALL可以修改 C-51的常用头文件的常用头文件reg51.h 定义特殊功能寄存器和位寄存器定义特殊功能寄存器和位寄存器math.h 浮点运算库浮点运算库ctype.h 字符函数字符函数stdio.h 标准输入输出标准输入输出s
18、tdlib.h 标准库函数标准库函数absacc.h 辅助宏,支持绝对地址说明辅助宏,支持绝对地址说明例:例:I/O口定义口定义#include#define port XBYTE0 x1000 /扩展扩展RAM区的端口区的端口定时与计数的原理事件脉冲事件脉冲fosc预分频预分频初值寄存器初值寄存器溢出回零门门+1/-1二进制计数器二进制计数器MCS-51的计数是加;的计数是加;计数值计数值+初值初值=容量;容量;没有位寻址功能只能使用字节传送MOV TMOD,#.T0,T1的方式控制字GATEGATEC/TM1 M0C/TM1 M0T1控制字段控制字段T0控制字段控制字段 TMOD 89H启
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