]SPCE061A1.1硬体结构介绍单片机基础

2SunplusSPCE061A微控制器单片机基础3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µ’nSP。4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。5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十六进制十进制100二进制01100100B十六进制0x64八进制144O6十进制（Decimal）十进制特点：共有0~9，十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+3x102101237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+0x2+1x2+1x2+1x2二进制（Binary）43210=16+0+4+2+1=238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0~9、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：0x4D2=4x16+Dx16+2x16十六进制Hexadecimal）21013=1024+208+2=12349二进制数转十进制数：10111B=1x2+0x2+1x2+1x2+1x2十进制数转二进制数：二进制和十进制间转换43210=16+0+4+2+1=23十进制数转二进制数：除2取余法232余11152余122余12余01余1最低位最高位10111B10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8B930x8B930x57D157D101010111110100010101011111010001B11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；12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。13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14中央处理器（CPU）定时器/计数器串行I/O接口并行I/O接口系统时钟ROMRAM复位中断电源TTXDRXD内部总线1、中央处理器（CPU）2、系统时钟（SystemClock）3、存储器4、输入输出口（I/O）5、功能模块单片机的内部结构6、内部总线15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）ALUPSW累加器暂存器通用寄存器指令寄存器（IR）指令译码器（ID）时序部件微操作控制器PC地址编码器+1……地址线数据线ALUPSW累加器暂存器通用寄存器指令寄存器（IR）指令译码器（ID）时序部件微操作控制器PC地址编码器+1……地址线数据线16存储器CPU处理器运行预先规定的程序程序代码在哪里？运算的中间数据、结果数据等存在什么地方？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）EPROMEEPROMFlashROM17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18单片机的发展历程单片机初级阶段（1971~1974）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（1974~1978）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。19高性能单片机发展阶段(1978~1983)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20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21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。22µ’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µ’nSP（MicrocontrollerandSignalProcessor）16位微处理器芯片（以下简称unSP）。23unSP内核特点高性能价格比的单片机CPU16X16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24unSP产品结构IRu'nSP内核RAM&ROMT/CSIO并行I/OLVD/LVRADCWatchDogUARTDAC&PWMLCD控制/驱动DTMF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。25unSP家族产品SPL16XXXX16位unsp内核SPMCXXXSPGXXXSPT660XSPFXX/XSPCEXXXSPCE500ASPCE060ASPCE061ASPF32SPF64SPF8SPL161001SPL162001SPMC701SPMC75FSPG200SPG220SPT6602SPT6605SPT660826unSP内核架构R2R3R1R4BP(R5)SPSRPCMUXSHIFTERALUCSNZSCDS05691015MUXADDRGENADDR[21:0]6661616数据总线地址总线16位数据总线22位地址总线算数逻辑单元ALU16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27unSP内核通用寄存器通用型寄存器R1~R4在unSPCPU（ISA1.1）中，集成了一组（4个）16位的通用寄存器：R1~R4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MR28unSP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：负标志位S：符号标志位29•智能家电展望unSPDVD/VCD其他数码相机玩具•网关、网络家电智能玩具•移动图像终端TFTLCD电视30凌阳科技教育推广中心竭诚为您服务凌阳科技大学计划网站：凌阳科技大学计划邮箱：E_mail:[e-mail]凌阳科技大学计划客服中心：Tel:[phone]凌阳科技大学计划技术支持中心：Tel:[phone]