汽车单片机基础资料课件.ppt
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1、单单 片片 机机 基基 础础郝金魁郝金魁2016年年4月月单片机的概念单片机(单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片,)是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的的中央处理器中央处理器CPU、存储器存储器、多种多种I/O口口和中断系和中断系统、定时器统、定时器/计数器等功能(可能还包括脉宽调制电计数器等功能(可能还包括脉宽调制电路、路、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。一个小而完善的微型计算机系统。单片机是汽车各种电脑的核心部件。单
2、片机是汽车各种电脑的核心部件。单片机的安装位置(君威LB8)单片机的安装位置与PC机比较 与PC机比较 体积小体积小 可靠性高可靠性高 总线在芯片内,不易受干扰总线在芯片内,不易受干扰 功能强功能强 面向控制,实时控制功能强面向控制,实时控制功能强 使用方便使用方便 应用系统的硬件设计非常简单应用系统的硬件设计非常简单 性能价格比高性能价格比高 容易产品化容易产品化单片机的系列 国际上比较流行的单片机有以下几种国际上比较流行的单片机有以下几种Intel系列系列Motorola系列系列.NEC系列系列Philip系列系列.NS系列系列(美国国家半导体公司生产美国国家半导体公司生产.Zilog系列
3、系列(美国美国Zilog公司生产公司生产ATMEL系列系列(美国美国ATMEL公司生产公司生产.MSP430系列系列(TI).ARM系列系列http:/典型单片机生产厂家n美国nIntelnMotorolanZilognNSnMicrochipnAtmelnTIn日本nNECnToshibanFujitsunHitachin荷兰nPhilipsn英国nInmosn德国nSiemens(Infineon)n中国台湾nAcer 宏基nWinbond 华邦nHoltek 合泰n凌阳单片机内部结构CPUCPU是微控制器的核心是微控制器的核心部件,它通常由运算器、部件,它通常由运算器、控制器和中断电路等
4、组成控制器和中断电路等组成。CPU进行算术运算和逻进行算术运算和逻辑操作辑操作,字长有字长有4位、位、8位、位、16位和位和32位之分,字长越位之分,字长越长运算速度越快,数据处长运算速度越快,数据处理能力也就越强。理能力也就越强。CPU运算器运算器运算器用于对二进制数运算器用于对二进制数进行算术运算和逻辑操作进行算术运算和逻辑操作;由操作控制器控制其操;由操作控制器控制其操作顺序。作顺序。由算术逻辑单元由算术逻辑单元ALU、累加器累加器A、通用寄存器、通用寄存器GR、暂存器、暂存器TR和程序状态字和程序状态字寄存器寄存器PSW等五部分组成等五部分组成。CPU累加器(累加器(A)是一种暂存器是
5、一种暂存器,它用来储存计算所产生的,它用来储存计算所产生的中间结果。中间结果。若没有累加器,那么在每次若没有累加器,那么在每次计算(加法,乘法,移位等计算(加法,乘法,移位等等)后就必须要把结果写回等)后就必须要把结果写回到内部存储器,然后再读回到内部存储器,然后再读回来。来。数学逻辑单元(数学逻辑单元(ALU)存取)存取内部存储器的速度比存取累内部存储器的速度比存取累加器慢。加器慢。CPU算术逻辑单元算术逻辑单元ALU(Arithmetic and Logical Unit),把传来的数据进行算术或逻把传来的数据进行算术或逻辑运算,输入的两个数,分辑运算,输入的两个数,分别来自累加器和暂存器
6、。别来自累加器和暂存器。ALU能完成对这两个数据进行加、减、与、或、比较大小等能完成对这两个数据进行加、减、与、或、比较大小等操作,最后将结果存入累加器。例如,两个数操作,最后将结果存入累加器。例如,两个数6和和7相加,在相加,在相加之前,操作数相加之前,操作数6放在累加器中,放在累加器中,7放在数据寄存器中,当放在数据寄存器中,当执行加法指令时,执行加法指令时,ALU即把两个数相加并把结果即把两个数相加并把结果13存入累加存入累加器,取代累加器原来的内容器,取代累加器原来的内容6。CPU程序状态字寄存器程序状态字寄存器PSW(Program Status Word)存放两类信息:一类是体现当
7、存放两类信息:一类是体现当前指令执行结果的各种状态信前指令执行结果的各种状态信息,如有无进位(息,如有无进位(CY位),位),有无溢出(有无溢出(OV位),结果正位),结果正负(负(SF位),结果是否为零位),结果是否为零(ZF)位等;)位等;另一类是存放控制信息,如允另一类是存放控制信息,如允许中断许中断(IF位位),跟踪标志(,跟踪标志(TF位)等。有些机器中称为位)等。有些机器中称为FR(FlagRegister)。)。CPU通用寄存器通用寄存器GR(Generalpurpose Register)和暂存器和暂存器TR二者用于传送和暂存数据二者用于传送和暂存数据,也可参与算术逻辑运算,也
8、可参与算术逻辑运算,并保存运算结果。,并保存运算结果。ALU能完成对这两个数据进行加、减、与、或、比较大小等能完成对这两个数据进行加、减、与、或、比较大小等操作,最后将结果存入累加器。例如,两个数操作,最后将结果存入累加器。例如,两个数6和和7相加,在相加,在相加之前,操作数相加之前,操作数6放在累加器中,放在累加器中,7放在数据寄存器中,当放在数据寄存器中,当执行加法指令时,执行加法指令时,ALU即把两个数相加并把结果即把两个数相加并把结果13存入累加存入累加器,取代累加器原来的内容器,取代累加器原来的内容6。CPU操作控制器操作控制器发布操作命令的指挥中心发布操作命令的指挥中心,由指令部件
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