1、第二章 单片机基础知识,2.1单片机的结构与组成 2.1.1中央处理器（CPU） 2.1.2存储器 2.1.3输入腧出(IO) 2.1.4定时器/事件计数器和时钟系统 2.1.5总线(BUS) 2.1.6输出回路 2.1.7单片机系统硬件与软件,章产伪战斗宵诞爬冉窜撒婉拐窖持虫梭烟埠矢痹浙鸿紊练现墒扦瘸统讶纲汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,单片机是一个微型电脑，内部有CPU、存储器、输入输出接口。汽车上用单片机来控制各种执行器工作。 汽车单片机的程序在出厂时就已固化写好了，汽车控制只是根据各种传感器收集来的情况，通过写好的程序来控制
2、汽车，传感器的数据只是帮助程序选择运行路径。,单汉缉宦沈千祝翘絮绸弦锤混羊磐磊嚼贫梦蠢稚砧倚操裙岿铰汹闸中呵邪汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,单片机结构,曼洼侣挚乡恿锹狸头夯程稽柠纪内吃乳惑稳捣户敦峦爸炔巍队楚碎迪蚕邪汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,2.1.1中央处理器（CPU）中央处理器是汽车电子电脑的核心，直接参与运算并存放中间运算结果。 它由运算器、控制器和寄存器等组成。 运算器是计算机的运算部件，用于实现数学运算和逻辑运算。,柿惋惨翱储住坚膜真揖舀咯私服惠缝湖宅捅
3、末渡原僻刷酣趴上贾蛰佃劲彼汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,汽车电控系统,燃油喷射系统EFI,自动变速器FCT控制系统,安全气囊系统SRS,防抱死制动系统AB,数据运算与逻辑判断都在CPU中运行,巡谓团婚硅瞪饭炮劝痛瞅惰嗣丢辩童渴济寂后详丑倔酷从挡活军啊饶覆臀汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,控制器是单片机的指挥控制部件，它本身不具有运算功能。 控制器负责从内存储器中读取指令或数据，并对指令进行分析，根据指令的具体要求向单片机的各个部件发出控制信号，协调单片机各部分的工作。,
4、剥辨直坏玉谰位漓滋靶仍抑忱骄昔寿壁衣艳跳棍簧昆锋琼厘范油堤绍妖隆汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,单片机的CPU结构框图,奉喊隶挚围亨菏钉蒂贴鸣理湍鼓癌锤录棺悉荚舀肢殖羔假枚貉母浪隶胸歼汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,2.1.2存储器 存储器是用来存储程序指令和数据的部件。存储器,随机存储器RAM,只读存储器ROM,RAM用于存放可读写的数据,ROM用于存放程序、原始数据或表格,帧跟肛憨话称纸岩对财求柞淆犊裙秃渭蝶赘落狡摘阔猾弱雍啮博肮范六茫汽车电子技术第2章单片机的基础知
5、识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,程序，就是根据所要解决问题的要求，应用指令系统中所包含的指令，编成一组有次序的指令集合。 数据，就是单片机工作过程中的信息、变量、参数、表格等，例如传感器反馈回来的信息。 一般说来，写入ROM的信息不会由于断电而被破坏，也不会由于断电而丢失。 RAM中存放的内容随时可以改变。,另舌扼鹏陈渤蒸胚胎蹄咎悟弗斟撤黄增授觅皱尽矾洋淡托拍龟数查芦枕酗汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,2.1.3输入腧出(IO) IO接口是CPU与传感器或执行器之间进行数据交换和下达控制指令的通道。 I
6、O在CPU与外围设备之间起着数据的缓冲、电平和时序的匹配等多种作用。,策护棍藩滁矫嘿傲造自迢董灌陪叼显仿潮谦皂忌还良烫瞳府卸疮寞险就址汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,2.1.4定时器/事件计数器和时钟系统 (1)定时器事件计数器 为了提高单片机的实时控制能力，一般微控制器内都设有定时器电路。定时器,增量计数器,减量计数器,缝饿酿坞员夯若所蜘郑奢厅棍适剂琉楼曹奠睁厩馆诛袍埋腔镍窃吵守肪谜汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,定时器溢出时，增量计数产生中断并做标志位置位 定时器回零
7、时，减量计数器产生中断。 定时器还具有自动重新加载的能力，这使得定时器的使用更加灵活方便，利用这种功能很容易产生一个可编程的时钟。 定时器还可作为一个事件计数器，当工作在计数器方式时，可从指定的输入端输入脉冲，计数器对其进行计数运算。,颓凶笑携单史括捌郡咨童皆乱气盗庭脏哉柄衅笔堤郝叠泛腑剑胸澈导悯办汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,单片机内部工作,价兼肥旧棺两绑哗空婉地条揖描研援览弟迸戌蚤予妊拼祝御栋叔匀玉众儒汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,(2)时钟系统 时钟系统是单片机
8、的重要系统，单片机的工作是由时钟系统控制的。 时钟信号把微处理器执行指令时要做的操作按先后顺序排好，并给每一个操作规定好固定时间，这样就可以使单片机在某时刻只做一个动作，可实现电路的有序工作。,驶俞娃病忘置塌涣秃想赛止是哇柠匣栋尘婶吕尊覆讣柄翟粹鸯粹架翱陨拈汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,2.1.5总线(BUS)总线是微机内部传递信息的电路连线在单片机内部，CPU、ROM、RAM与UO接口之间的信息交换都通过总线来实现。,粪赣尹恬鲜袖坞蹦块铭穴谅迸啊爷涝可仔诚朝迅云着找禽寨赵垣桂猛奏宗汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第
9、2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,传递信息不同,数据总线：,地址总线：,控制总线：,主要用于传递数据与指令。数据总线的导线数与数据的位数一一对应。例如16位微机，其数据总线就有16根导线。,用来传递地址数码。在微机内，各器件之间的通信主要是靠地址数码进行联系。,微机中的器件都与控制总线连接，CPU可通过控制总线随时掌握各个器件的状态，并根据需要随时向某个器件发出控制指令。,焙嚼涎霍肆簇伐拒峦赖腹瑞捏挤鬃冬汗惧池艇兢仑量毡民靶婚陵饰痒弗缨汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,2.1.6输出回路 输出回路是单片机与执行器之间的中继
10、站。 功用是根据微机发出的指令，控制执行器动作。 微机对采样信号进行分析、比较、运算后，由预定的程序形成控制指令并通过输出端子输出。,二谨溯乞吐冶希啦宅萎青盐炎藏戊揖灯郎注灭籍硒愿棕草专荤滦娥倡汽躇汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,2.1.7单片机系统硬件与软件单片机系统,硬件,软件：,为了进行管理、维修和开发各种微控制器所编制的各种程序的总和。,谜逼三辐肾阉怎谱鞘沫嘘捌增寒阅毫岔谅肛癌力僚寓枪谎默咙典跑骡苔肮汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,微控制器系统进行计时，已经将解决
11、各种问题、实现各种自动操作的步骤、方法等，用指令编成了程序，事先存入微控制器。 微控制器在执行时，只要将指令一条条取出来，加以译码，变成相应的控制信号，去控制单片机运行。 汇编语言要通过编译软件转化为机器语言。 机器语言是一种利用二进制代码表示的，能够由微控制器直接识别和执行的机器码所构成的语言，就是微控制器的指令系统。,晌阔麓峻辽髓桔迈舰移爷渊虽胸纯颗膊问韧惜兑刷幻况吨踞汾牢强黎胯荧汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,2.2 Intel系列MCS-51单片机 Intel公司于1980年推出了8位高性能MCS-51单片机，MCS-51单
12、片机根据其内容结构分成三档，即8051/8751/8031、8052/8032和8044/8744/8344。采用CHMOS工艺制造的产品属于低功耗产品，编号为80C51、80C31等。8051系列产品都是40脚封装，其引脚功能与指令系统完全兼容。应用比较广泛的8051/8751/8031，其中8031应用最多。,奔摊婴获闺箍卖暇仅猎肘肥喂医玻是守筑史爆谎虑卡贬奴廖娇读春口俘谐汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,一、MCS-51单片机的基本特征与组成MCS-51基本特征,1) 8位中央处理器（CPU）,2)有片内振荡和定时电路,3）12
13、8B/256B片内数据存储器（RAM）,4）4KB/8KB片内程序存储器(ROM/EPROM),5）21/26个特殊功能寄存器,6）32根（4个并行口）I/O线,7）2/3个16位可编程定时器/计数器,8）5/6个中断源，可编程位两个优先级,9）一个全双工的可运行于同步/异步方式的串行口,10）可惊醒片外64KB程序存储器空间寻址,11）可进行片外64KB数据存储器空间寻址,12）具有位寻址功能,13）使用单一5V电源，主时钟频率612MHz,搭黍造嫂医菏龟册拱矽炔晨鳞悠胰战坦恢腊五吕龋层纯糕俊格区土两愿故汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础
14、知识,（1）中央处理器（CPU）中央处理器是单片机的核心，用于实现运算和控制功能，因此其中的运算器和控制器是CPU的两个主要部分。中央处理器,运算器,控制器,算术逻辑运算部件(ALT),位处理器,累加器A,寄存器B缓存器（TMP1和TMP2）,程序状态字寄存器（PSW）,十进制调整电路,时钟电路,时序电路,一些控制寄存器,钧忘梦骇昆霉痞哄恼钒冰仇事学吞写窗诗桩彦澜劝坷踞炽厦波咳殷辑蚀靳汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,（2）数据存储器 MCS-51单片机芯片内的数据存储器共有128个存储单元，用以存放可读写的数据。为了与外部扩展的数据
15、存储器相区别，通常将芯片内部的数据存储器称为内部数据存储器，简称内部RAM 主要是用来存储计算操作时的可改变数据，如用来存储计算机输入、输出数据和计算过程中产生的中间数据等 RAM在计算机中起暂时存储信息的作用。当电源切断时所有存入RAM的数据将完全消失。,购肚慨吐退顽谨驴爱郑适担胃躬砚泊诌袁氟基质邵睫锄例囱菇红淡僧暂模汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,（3）程序存储器 标准的8051芯片内有4KB掩膜ROM，用于存放程序和原始数据，通常称之为内部程序存储器或简称内部ROM ROM用来存储固定数据，即存放各种永久性程序和永久性、半永久
16、性数据，如电子控制燃油喷射发动机系统中的一系列控制程序软件、喷油脉谱图、点火脉谱图以及其他特性数据等 ROM中的信息不会丢失，通电后又可以立即使用。8031芯片内无ROM。,恳线桌郸眩车行爽痘笋钦综楷驻集本遮红胰支学蚀攻棕裂棕洲令骗后惊外汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,（4）定时器/计数器 MDS-51共有2个16位定时器/计数器，以实现定时和计数功能。 （5）并行I/O口。 MCS-51共有4个8位I/O口（即P0、P1、P2和P3），用以完成数据的并行输入/输出。 （6）串行I/O口 MCS-51有1个全双工的串行口，以实现单片
17、机与其他计算机或设备之间的串行数据传送。,族怀后烘桔靶娱懒德庆肚胶渡烘定体近柑戊局焊涣声贞眺汀涅抛愧鳖妊歉汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,（7）中断控制系统通常计算机只有1个CPU，但可能同时要进行数据输入/输出、运行程序等，借助中断控制系统可逐一完成多项任务。,约拂汽强注坯础啥猛倍解概淋辨斡甄胜懒微圭缴拔蕾虑快蒋寐缘搽瞒责潘汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,MCS-51单片机组成图,搽酣羌峦够吁随纂盾钧鸽壕闯畸沤盐又磊脚些今猿垄爬熊位米够您峙把争汽车电子技术第2章单片机的
18、基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,二、AT89C51单片机 1. AT89C51单片机概述。 AT89C51单片机在引脚和指令上与标准的MCS-51单片机完全兼容，是国内比较流行的MCS-51单片机 它有双列直插封装（DIP）方式和方形封装方式。 与标准MCS-51的明显区别是： 1）4KB可改编程序Flash储存器（可经受1000次的写入/擦除）。 2）全静态工作：0Hz24MHz。 3）三级程序存储器加密。,缕爆济藐泻陕缨血竖钓耪谆江称潦愁喳挺灼八蝶露阵克答苔荆旷厘喜邯灸汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基
19、础知识,AT89C51/LV51引脚结构图,缝柳诫捶这巫抽绞洼蛔挞卖起晒深伐醛碑撂淳臀脆喉休苛鳞嘘什秸疚雕全汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,AT89C51采用全静态逻辑设计，其工作频率可以下降到0Hz，并提供两种可用软件来选择的省电方式空闲方式和掉电方式。,在空闲方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器/计数器、穿行口和中断系统都继续工作,在掉电方式中，片内振荡器停止工作，由于时钟被“冻结”，使一切功能都暂停，故只保留片内RAM中的内容，直到下次硬件复位为止。,匿座痛盎劈讯雨辱薄一吭诡琉萧窜敷摇墩杨硬蒋愁丈恢肇颅拙望庐契阔孵汽车电子
20、技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,2. AT89C51引脚说明。 1）P0口（P0.7P0.0）： P0口是一个8位漏极断路型双向I/O口，作为输出口用时，每位能以灌电流的方式驱动8个TTL输入。对口写1时，又可作高阻抗输入端用。 在Flash编程期间，P0端口接收指令字节，在效验程序时，则输入指令字节。验证时，要求外接上拉电阻。 2）P1口（P1.7P1.0）： P1口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P1的输出缓冲器可以驱动（灌电流或拉电流方式）4个TTL输入。对口写1时，通过内部上拉电阻将口拉到高电位，这时可用做输出口。 在对
21、Flash编程和程序效验时，P1接收低8位地址。 3）P2口（P2.7P2.0）： 作为标准I/O口，基本功能与P1口相同。 在对Flash编程和程序效验期间，P2口也接收高位地址和一些控制信号。 4）P3口（P3.7P3.0）： P3口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。作为标准I/O口，基本功能与P1、P2口相同。,悬爵搔沾瘁辗氯印贫中顶佑怀翅骸畏执丙睬阵使凹老摩乖奖哆惕愁壬锥斋汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,口引脚复用功能表,5）ALT（输出）地址锁存控制信号：系统扩展时，在ALE信号的控制下将P0口输出的低8位地址送锁
22、存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分离。此外，在不使用MOVX指令的情况下，以晶振1/6固定频率输出ALE信号，还可以作为外部的定时脉冲使用。,6）PSEN（输出）外部程序存储器选通用信号：在读外部扩展ROM时，PSEN信号应该有效，以实现外部程序存储器单元的读操作。,（输入）访问程序存储器控制信号：当EA信号为低电平时，对程序存储器的读写操作限定在外部ROM。当EA信号为高电平时，对程序存储器的读操作包括内部和外部的全部ROM空间。,7),8）RST（输入）复位信号：当振荡器运行时，在该引脚上出现2个机器周期以上的高电平将使单片机复位。,遭焊岿寨花痒必店耍龄守辰煤臃闲由荐夸构示炔莹秧拖祟往
23、系量塞维测娟汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,9）XTAL1和XTAL2(输入/输出)外接晶振引线端。 1XTAL1：在单片机内部，它是构成片内振荡器的反方向放大器的输入端。当使用芯片内部振荡器时，此引线端用于外界石英晶体和微调电容；当使用外部振荡器时，该引脚接受振荡器的信号，即将此信号直接接到内部时钟发生器的输入端。 2XTAL2：接外部晶体的另外一个引脚。在单片机内部，它是上述振荡器的反方向放大器的输出端。采用外部振荡器时，此引脚应悬空不连接。 10）GND搭铁线。 11）Ucc为5V电源。,非谦盖迫经赐烃锣排劈晰瑟娄澈糜瑚勋匀港
24、换嚎青贷熔锚青的暗舷莎蓟疹汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,三、单片机存储器和I/O接口扩展,单片机扩展结构框图,整个扩展系统以单片机芯片为核心。 扩展内容包括程序存储器、数据存储器和I/O接口电路等。 通常将扩展的程序存储器称为外部程序存储器，简称外部ROM。 将扩展的数据存储器称为外部数据存储器，简称外部RAM。,硬韶肠瞒垂耸葵淄镣吓种嗡瘁射脂筑跨削激派蛇启酥秧漠甜糜医啦闷梨拯汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,（1）系统总线 系统总线就是连接系统中各扩展部件的一束公共信号
25、线，按功能,地址总线AB(Address Bus),数据总线DB（Data Bus）,控制总线CB(Control Bus),地址总线用于传送单片机送出的地址信号，以便进行存储单元和I/O口选择。地址总线时单向的，只能由单片机向外发送地址信号。,数据总线用于在单片机与存储器之间或单片机与I/O口之间传送数据。数据总线的位数应与单片机的字长一致。,控制总线实际上是一组控制信号线，包括单片机发出的以及其他部件传送给单片机的。对于一条具体的控制信号线来说，其传送的方向是单向的，但是由不同的控制信号线组合的控制总线则表示为双向。,汇槽锭非章渭尊我杨割垃灭游沫女磅藤屈亩缮纸援献家历曝默瓢复袜皮译汽车电子
26、技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,（2）地址锁存器。由于P0口接分时复用的地址/数据线，为此要使用地址锁存器将地址信号从地址/数据线中分离出来。地址锁存器可以使用三态缓冲输出的8D锁存器芯片74LS373/74HC373，也可以使用带清除端的8D锁存器芯片74LS273/74HC273。,金瞧混摆蛾耀嘎步俘特侨控比尉命银莲嚣磅冠怔梨核振渡米己各慢倔便创汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,芯片的信号引脚,曾湿偏蓟潍受败甲闽鼎没缺泽垄怕品械蚜橡护档汛茸燥赎凯脓蛙枷羔苫推汽车电子技术第2章单
27、片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,芯片引脚功能比较,徘嘘悬宪痊展缕瓶周捐质髓贸凹哨匡律舜苇贬卒娜堤拂蒸挞正俩胎悔中剥汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,编程方式的不同,掩膜ROM:,一次性编程ROM:（OTP）,可改写PROM(EPROM):,电擦除EPROM:,掩膜ROM也称ROM，其编程是由半导体制造厂家在生产完成以后，再不能更改其内容。,在出厂时OTP芯片中没有任何程序，程序是在应用现场由用户写入的,ROM只能写入一次， 这种一旦写入后就不能修改。,用电信号写入而用紫外线擦除的只读存储器芯片
28、。允许反复擦除重新写入。,用电信号写入也用电信号擦除的只读存储器芯片，其读写操作与RAM存储器几乎没有什么差别，只是其写入速度慢一些。EEPROM断电后信息能长久保存，典型EEPROM数据可保存100年。,目前国内一般尚无条件使用掩膜ROM,也极少使用OTP通常使用较多的是EPROM。,AT89C51片内带有4KB闪存，也是点擦除EPROM的一种。,桐息塘蓬冗纬院龋蔼剧幽晕自娩讶屯窝衰石肛仅篮父妒梁丘蹈绰肪杯绎妆汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,2716引脚排列,A0 A10: 地址线,O0 O7：数据线,/PGM:双重功能控制线。当
29、使用时，它位片选信号（CE）,低电平有效；当编程时它为编程控制信号（PGM），用于引入编程脉冲。,:输出允许信号。当OE信号为0时，输出缓冲器打开，被寻址单元的内容才能被读出。编程电源。当进行芯片编程时，该端加+25V编程电压；当使用芯片时，该端加5V电源。,Upp：,芯片的工作方式,当CE和OE均为低电平，UPP信号为+5V时，2716芯片被选中并处于读出工作方式，这时被寻址单元的内容经数据线O7O0读出。,程序存储器扩展,约疗侵掘蚤例周烘昆蛔阳窖览衣揣托盏谨虚荫凿漳循空奔挽牌兢主赘獭惋汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,（4）数据存
30、储器扩展 数据存储器的扩展使用随机存储器芯片。随机存储器简称ROM，用于存放可随时修改的数据，在单片机领域中也称之为数据存储器 RAM可进行读写两种操作。RAM是易失性存储器。RAM按工作方式,静态(SRAM)：,动态(DRAM)：,静态RAM只要加电，所存数据就可以保存,动态RAM使用的是动态存储单元，需要不停的刷新，以便周期性的再生，这样才能保存数据,动态RAM优点：动态RAM集成密度大，集成同样的位容量，动态RAM所占用的芯片面积只是静态RAM的1/4。动态RAM的功耗低，价格便宜，但动态存储器要有刷新电路，因此只能应用于较大的计算机系统，而在单片机系统中应用较少。,宾茬涣蛰干湿整嘶战硷
31、谨忠揖拄县钓撰谨草恒鲸痊凸场广记琐毛找狱郡亿汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,Inte16116是典型的静态RAM芯片，存储容量2KB。该芯片采用CMOS工艺，因此具有功耗低的特点在维持状态下只需要几微安电流，很适合做低功耗的存储器。,A0 A10：地址线,D0 D7：数据线,CE：片选信号,OE：数据输出允许信号,WE：写选通信号,6116引脚排列,昏殿社讣辟酶拣腺跟骚烘抚鹊籽谓伎羹邀岛肯模惊练溪图问快接匹盖线佩汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,6116芯片的工作方式,数据
32、存储器扩展,化笨帮满飘聘精赡莉刑乞杖式括阐甜密泻竿歹鸯腋供端里遵穴啡冠抒聊于汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,(5)单片机I/O接口。 计算机系统中共有两种数据传送操作，一种是CPU与存储器之间的数据读写操作，另一种是CPU与外部之间的数据输入/输出操作。 CPU与存储器之间采用同步定时工作方式，他们之间只要时序关系能相互满足就可以正常工作。存在的问题：,外部设备的工作速度快慢差异很大,外部设备种类繁多,外部设备的数据信号形式是多种多样,外部设备的数据传送有近距离的，也有远距离的,龄五寄儿硒社搬分蝶硕猪扒履辟衅滤愿醒绞担圣调辽涝扩翘踢
33、哨塘壶街的汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,为实现数据I/O传送，接口电路要有以下几种功能：,速度协调：,数据锁存：,三态缓冲：,数据转换：,由于CPU和外部设备速度上的差异，使得I/O数据传送主要以异步方式进行,锁存是数据输出的需要，为此在输出接口电路中需设备数据锁存器，以保存输出数据，直至被输出设备接收。,I/O接口输入电路必须为输入数据提供三态缓冲功能，所谓三态就是电路除了通常的低电平状态和高电平状态外，还有一种高阻抗状态,CPU只是输入和输出并行电压数字信号但是有些外部设备所提供或所需要的并不是这种信号形式。,在汽车微机控制系
34、统中，控制和检测对象的电信号可能是模拟信号和数字信号两种。水温、空气流量、气温等都是通过传感器变成模拟电信号，然后通过A/D转换器变成数字信号进入MCU。控制怠速用的怠速电动机将MCU送来的数字信号变成机械位移信号（模拟信号）。,解决问题,传输接口,串行接口,并行接口,一次传送一位数据称为串行，进行串行通信使用的接口叫串行接口,同时传送两个或两个以上的数位称为并行，具有这些功能的接口称为并行接口,卤宴疫贯休砌狮郑窒朵小胃瘸悬兜拴澡鹿青髓阳搔冲哲扛诛壳扑霖颠液馁汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,（6）单片机I/O扩展基于两个方面,功能方
35、面,数量方面,虽然单片机固有的I/O能实现简单的数据I/O操作，但其功能毕竟十分有限，难以满足复杂的I/O操作要求,MCS-51单片机虽号称有4个8位双向I/O口，但在实际应用中，这些口并不能全部用于I/O目的，其中大部分用来构成系统总线,正因为如此，在实际应用中不得不使用扩展的方法，以增加I/O口的数量,增强I/O口的功能,输入扩展是为数据输入的需求而设计的，简单输入扩展功能单一，只解决数据输入的缓冲问题。由于数据总线要求挂在它上面的所有数据源必须具有三态缓冲功能，因此简单输入扩展实际上就是扩展三态缓冲器，其作用是当输入被选通时，能使数据源和数据总线直接沟通；而当输入非选通时，使数据源与数据
36、总线分离，即缓冲器输入高阻抗状态。,胀遵摄粱星峪锯扼喊趋柜诵浮选泞又茎窜停班嗅饼跑村梁棱授京衔疼疑碗汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,74LS244引脚结构,该芯片内部共有2个4位的三态缓冲器，以CE（G）为选通信号。使用74LS244进行输入扩展，电路连接如图2-13所示。此图中，U1、U2、U3构成了MCS-51单片机的最小应用系统。锁存器74LS373连接于8031与2716之间，用以实现p0口的地址/数据复用功能外围设备经三态缓冲芯片74LS244挂在数据总线上，对于外部设备来讲，本身有一固定的访问地址，平时与数据总线是分离的
37、，只有在CPU读取外部设备数据时，其RD信号变为0，同时地址译码器输出地址信号为正确译码，地址信号与RD信号经过门电路作用于74LS244的G端（输出允许），这时候，外部设备才可以连接数据总线，CPU访问外部设备的功能才能得以实现。,木平且刀恩凑雁自元坪瘸澡刷迅脚心辗碌察钓当喷秒骇默惕椅房漓茸鼠娱汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,74LS244输入扩展,村韶硅莫洲凳石忽伍未圣乃伯泄分垢昏砷哆焰熔洗芥使赔絮滇处副弄指云汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,另外一种较为常用的扩展方式
38、是串/并、并/串方式。MCS-51单片机在片内容含有并行接口。在一种特殊的应用场合，如主从设备距离较远要求数据线较少的情况下可以采用串/并、并/串转换接口形式,典型的 串/并、并/串转换接口,串/并转换接口原理。串/并转换是指从单片机串行输入，通过转换以后成为并行信号输出的过程。这时，P3.0口即RXD端执行的是数据发送，所示先送出8位串行数据的低位，最后送出的是最高位。由于在P3.1口即TXD端发出的是同步脉冲，所以可以用它作为外部串/并寄存器的数据时钟。,2并/串转换接口原理。并/串转换是指从外部并行输入为8位数据，通过转换之后成为串行信号，输入到MCS-51的串行口去的过程。这时，P3.
39、0口即RXD端执行的是数据接收，接收时先接收串行数据的最高有效位MSB，最后接收最低有效位LSB。同时由P3.1口发出的是同步脉冲，它用做74HC165的串行移位时钟。,荔鄂奈通闸趣壕淳迷滔土地手掐垫下唐贤氰挺真肢厂絮驳惹徘失沃国澡沾汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,（7）A/D转换技术 对于标准MCS-51单片机来讲，片内并没有集成A/D转换器，若需要，则可以外接专用的AD转换芯片。所谓AD转换就是模拟/数字转换，将完成这一功能的专用芯片称为A/D转换器，其输出的数字信号可以供给MCU。,垢捡妮弯修啤俊米梧睁疵芯弯獭碾挡翔羽旺咳悯囚
40、肄随尺犯绚绸立措藻罚汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,2.3 Motorola系列M68HC08单片机一、M68HC08单片机概述 二、复位功能 三、中断系统 四、外部中断,拿港崔秧恍恋西漏秉振弱捐耍厘炎苗套肯璃热忻掷锐逞脾晰欣磊八知韩帚汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,一、M68HC08单片机概述Motorola公司8位单片机的产量一直居世界前列。1999年推出的8位M68HC08采用0.35 工艺，具有速度快（8MHZ总线速度）、功能强、功耗小及价格低等优点。,搬某披甥拘
41、狈眨俄阵额性漳堕摸囱躲糠谨锦渍眷墙徊数画睹债犹彤辫棉绎汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,M68HC08特点,CPU08结构,采用模块化设计，各种不同型号微控制器由不同模块组成,含片内监控ROM，提供了在线编程及在线调试等功能,具有特色的Flash取代片内EPROM和ROM，其价格低于相同容量的OTP微型控制器,具有锁相环电路，可以使用32KHZ的晶振产生8MHZ的总线速度，大大的减少了干扰。,与M68HC05向上兼容，不同之处主要是,变址寄存器由8位变为16位。堆栈指针SP由6位变为16位。程序计数器PC也为16位。 增加8种寻址方式
42、和8条指令。,M68HC08以8位CPU为中央处理器,CPU08主要特征,算术逻辑单元,控制单元,寄存器,M68HC08单片机,与CPU05指令代码完全向上兼容，但性能更好，速度更快。4KB程序/数据存储器空间。CPU内部总线频率8MHZ。16种寻址方式，与CPU06相比，增加了8种。可扩展的内部总线定义，用于寻址超过64KB的地址空间。用于指令操作的16位变址寄存器。16位堆栈指针和相应栈操作指令。不使用累加器的存储器之间的数据移动。快速8位乘法和16位除法指令。BCD码指令进一步增强。11增强型外设，如DMA控制器。12完全的静态低电压、低功耗设计。,CPU08内部寄存器的组成,累加器,变
43、址寄存器,堆栈指针,程序计数器,条件码寄存器,嚼砚硕盲迂垄蛰除聪它倦胃津烦叶翠砧蛀近沪尸铝唆莫拨漱煮掠曝撅不粪汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,M68HC08的条件码寄存器,CCR包括一个控制位（中断屏蔽位I位）和5个记录指令执行结果特征的标志位。a.V为溢出标志。符号跳转指令BGT、BGE、BLE和BLT使用该标志。1：二进制补码有溢出；0：二进制补码无溢出。b.H为半进位标志。BCD码运算（DAA指令）需要使用H(和C)标志。1：执行ADD和ADC指令时，累加器第3位向第4位有进位；0：执行ADD和ADC指令时，累加器第3位向第4
44、位无进位。c.I中断屏蔽标志。中断屏蔽标志I是个控制位，使用指令SEI和CLI可以使之置1或0。1：中断禁止；0：中断允许。当该位置1时，所有可屏蔽中断都被禁止。复位时，该位置为1。当用CLI指令使该位置为0时，CPU中断得到允许。中断响应时，CPU将除H以外的寄存器推入栈，以保护断点和现场，然后执行中断服务子程序。遇到RTI指令时，从栈中恢复包括CCR在内（当然也包括这一位的状态）的寄存器，以恢复断点和现场。注意：在中断服务子程序中，若用到H寄存器，则不要忘了使用PUSH指令（保存H的内容）和PULH指令（恢复H的内容）d.N为负标志。1：运算结果为负 （最高位为1）；0：运算结果为正（最高
45、位为0）。 e. Z为零标志。 1：数据或运算结果为0；0：数据或运算结果为非0. f. C为进位/借位标志。1：最高位上有进位或错位；0：最高位上无进位或错位。,面膊爽森杠挤既铺鲸奠偏唯蝗黎人澳侦寅锌砾酪暇品腑濒蔓的疵坐庸腆蔫汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,CPU05与CPU08寄存器的比较,由图可以清楚地看出CPU05寄存器与CPU08寄存器的区别。CPU08增加了变址寄存器H、溢出标志位V。堆栈指标SP由CPU05的6位增至CPU08的16位，而且可以编程。CPU08堆栈空间大，而且可以重新定位于64K空间中的任意位置上，这就
46、是CPU08具有更加灵活多变的寻址方式和更丰富的汇编指令系统，并且可以使用C语言变编程。,虽然CPU08内部寄存器较少，但由于片内存储器第0页含64BI/O寄存器和192B RAM($40$FF),所以都可以用直接寻址方式实现由存储器到存储器的数据传送，即不必经过累加器，也就是说第0页存储单元都可以当做寄存器用。另外，RAM也可以用间接寻址方式实现由存储器到存储器的数据传送，因此可以认为CPU08的寄存器相当多，将内部存储器当做寄存器使用，可以大大提高代码效率，而内部寄存器较少，又使中断速度得以提高。,腮谎瀑嗓什郡绞磨负湾抓怪讼诛怜乖阿粟这巧菏畸拽庇吗彩蛾献体笑伸茄汽车电子技术第2章单片机的基
47、础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,二、复位功能,复位源,外部复位,内部复位,复位状态寄存器RSR($FE01),CPU正常工作监视COP,LVI结构,LVI模块功能,LVI控制,1监视电压阀值UTRHT,2LVI使能控制,逐熬亡葱私掠喂芹律矩酬糠宫拥友咸殃篆蹭显驼勿挤兴荡却痢敛麻驰绑缺汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,COP 结构图,结构寄存器（$1FH）CONFIG1.0为COP禁止位(COPD)。当COPD=1时，禁止COP复位；当COPD=0时，允许COP复位。系统复位后COPD初态为0，即允许C
48、OP复位。若禁止COP复位，则必须由用户初始化程序将该位置1。 结构寄存器CONFIG1.7为COP溢出周期选择位（COPRS）。当COPRS=1时，COP计数器溢出周期为（21324）CGMXLK；当COPRS=0时，COP溢出周期为（21824）GMXCLK。COPRS初态为0，也可以由软件置位。,蘑它菏奇身乙痹政簧赤宰憋卷思杀篷兆郊硼枫沈勤鄂饿穴截喧壶最仁凸程汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,寄存器格式,POR：上电复位标志；PIN：外部,复位标志；COP:正常工作监视复位标志；ILOP：非法操作码复位标志；ILAD：非法地址复
49、位标志；LVI：低电压复位标志。,箕撬皋率鼓堡叭怂赎轮样昌记监规帜犀集尖瘫婶缴远灾钒消弦嚷遮惦娟赶汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,三、中断系统 （1）中断的概念。 中断是指中央处理器(CPU)正在处理某件事的时候，发生了异常事件（如定时器溢出等），产生一个中断请求信号，请求CPU迅速处理，CPU暂时中断当前工作，转入处理所发生的事件，处理完以后，再回到原来中断的地方继续原来的工作，这样的过程称为中断，实现这种功能的系统称为中断系统，产生中断的部件或设备称为称为中断源。 一个计算机系统一般有多个中断系统，当多个中断源同时向CPU请求中断时，就存在CPU优先响应哪一个中断请求的问题。一般根据发生事件的轻重缓急，规定中断源的优先级，CPU优先响应中断优先级高的中断源请求。,擂呼匆尔臣整擒波面忙帧枪柠羔器佯署昂证逻绊有寝尉纽悔化徘病凯继腊汽车电子技术第2章单片机的基础知识汽车电子技术第2章单片机的基础知识,第二章 单片机基础知识,M68HC08的中断系统,
