本章基本要求：通過對本章的學習主要了解一個單片機系統(tǒng)設計的全過程，包括：提出要求、方案確定、硬件設計、軟件設計、系統(tǒng)可靠性設計及最后的調(diào)試通過、產(chǎn)品定型等。 7.1.1設計要求與設計步驟(1)設計要求單片機應用系統(tǒng)大多數(shù)用于工業(yè)環(huán)境、嵌入到其它設備或作為部件組裝到某種產(chǎn)品中，所以單片機應用系統(tǒng)的設計應滿足以下要求：●高可靠性●較強的環(huán)境適應能力●較好的實時性●易于操作和維護●具有一定的可擴充性●具有通信功能(2)設計步驟單片機不同應用系統(tǒng)的開發(fā)過程基本相似，其一般步驟可以分為需求分析，總體方案設計、硬件設計與調(diào)試、軟件設計與調(diào)試、系統(tǒng)功能調(diào)試與性能測試、產(chǎn)品驗收和維護、文件編制和技術歸檔等。①需求分析需求分析就是要明確所設計的單片機應用系統(tǒng)要“做什么”和“做的結果怎樣”。需求分析階段的結果是形成可操作的設計需求任務書。任務書應包含單片機應用系統(tǒng)所應具有的功能特性和性能指標等主要內(nèi)容。如果是自主開發(fā)產(chǎn)品，還應附有市場調(diào)研和可行性論證等內(nèi)容；如果是委托開發(fā)，則應該與委托方討論擬制的需求任務書是否滿足對方的需求。②總體方案設計總體方案設計就是要從宏觀上解決“怎么做”的問題。其主要內(nèi)容應包括：技術路線或設計途徑、采用的關鍵技術、系統(tǒng)的體系結構、主要硬件的選型和加工技術、軟件平臺和開發(fā)語言、測試條件和測試方法、驗收標準和條文等。如果是委托開發(fā)，設計需求任務書和總體方案設計的主要內(nèi)容往往以技術文件的形式附于合同書之后。③硬件設計硬件設計的主要內(nèi)容是基于總體方案設計，選擇系統(tǒng)所需的各類元器件、設計系統(tǒng)的電子線路圖和印刷電路板、安裝元器件的調(diào)試硬件線路。硬件設計應確保功能設計和接口設計滿足系統(tǒng)的需求，并且充分考慮和軟件的協(xié)調(diào)工作關系，注重選用高集成度的器件和采用硬件軟化、軟件硬化等設計技術。④軟件設計本階段的主要任務是：基于軟件工程的思想，擬制出本系統(tǒng)的軟件設計方案，劃分出主要的軟件模塊、根據(jù)需要繪制部分軟件模塊的流程圖、調(diào)試程序和測試軟件的基本功能。⑤系統(tǒng)功能調(diào)試與測試本階段的重點是：基于系統(tǒng)的設計需求，進行系統(tǒng)功能調(diào)試和性能指標的測試，形成測試報告，核對用戶需求或設計需求和系統(tǒng)現(xiàn)有功能、指標的一致性程度，提出修改意見，循環(huán)上述某些步驟，直至滿足需求。⑥產(chǎn)品驗收和維護單片機應用系統(tǒng)設或產(chǎn)品開發(fā)結束后，必須經(jīng)過用戶的驗收。屬于國家或部委的科研項目，還應通過有關部門的鑒定。產(chǎn)品投入市場或用戶生產(chǎn)現(xiàn)場后，維護工作就開始了，這步工作一直要持續(xù)到該產(chǎn)品退出市場。⑦文檔編制和技術歸檔為了維護單片機系統(tǒng)，或?qū)⒛壳暗脑O計成果作為資源用于以后的設計，有必要編制相應的文檔。提供給用戶的安裝手冊、操作手冊和維護手冊等，是技術文檔的重要組成部分之一。技術文檔必須按國家標準對其進行標準化，經(jīng)相關人員審核后存入技術檔案室進行統(tǒng)一管理。
標簽： 單片機應用 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2014-12-27
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南京郵電大學是一所以工學、理學、管理學為主體，以電子、信息學科為特色，具有工學、理學、文學、經(jīng)濟學、管理學和教育學等多個學科門類，博士、碩士、本科等多層次教育協(xié)調(diào)發(fā)展的高等學校。學校前身是1942年創(chuàng)辦于山東抗日根據(jù)地的戰(zhàn)郵干訓班，是我黨、我軍早期培養(yǎng)通信人才的搖籃，辦學歷史已有65年。學校于1958年改建為本科高等院校，是郵電部（1999年3月后為信息產(chǎn)業(yè)部）部屬重點院校；自2000年2月起實行中央與地方共建，以江蘇省管理為主的管理體制。學校是國務院首批批準的碩士、學士學位授予單位。九十年代又取得了博士學位授予權，學位點涵蓋了電子信息技術主要的學科領域，已形成比較齊全的信息技術學科群。學校具有先進的教學科研設施，是全國為數(shù)不多、具備大規(guī)模系統(tǒng)地培養(yǎng)信息科技專業(yè)人才實力的高校。學校是信息產(chǎn)業(yè)部（原郵電部）部級培訓基地及“亞太電信組織”（APT）培訓基地之一。
上傳時間： 2013-11-17
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摘要:本文給出了一種基于單片機AT90PWM2B的BOOST升壓型臨界電流模式有源功率因數(shù)校正的實現(xiàn)方法。在70W可調(diào)光熒光燈電子鎮(zhèn)流器上的實用結果驗證了該方法的可行性和有效性。該方法可以推廣到電子鎮(zhèn)流器和開關電源等對功率因數(shù)要求較高的電力電子產(chǎn)品。關鍵詞:有源功率因數(shù)校正;BOOST升壓；臨界電流模式；AT90PWM2B；PSC
標簽： 單片機 有源功率因數(shù)校正
上傳時間： 2013-11-12
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交換機與多個現(xiàn)場單片機連通。現(xiàn)場單片機完成對各物理參量的數(shù)據(jù)采集，進行數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)處理、比值告警、現(xiàn)場顯示及對現(xiàn)場設備進行控制等，并定時或隨機地向中央管理PC機報告過程情況。中央管理PC機定時或隨機地匯集各測試點的信息，進行數(shù)據(jù)處理、顯示打印、聲光報警，并負責全局的綜合控制、管理調(diào)度和策劃指揮等任務。中央PC機可通過電話網(wǎng)依次自動撥號呼叫下屬各現(xiàn)場單片機，單片機收到呼叫并建立聯(lián)接后發(fā)送數(shù)據(jù)到中央管理PC機，各現(xiàn)場單片機之間則不能進行呼叫聯(lián)絡。由于單片機應用系統(tǒng)的安裝數(shù)量和分布范圍不同，與中心站的距離一般為幾公里到幾十公里，在單片機與PC機之間需要傳送的數(shù)據(jù)量不是很大的情況下，采用調(diào)制解調(diào)器通過電話線路進行通信較為適用。下位單片機以其所在單位的電話號碼作為其唯一的地址，并由單片機控制電話的使用，可以實現(xiàn)無人值守自動通信。每當電話響鈴一定次數(shù)后仍無人接聽，則單片機自動接入線路，通過不同標志來判斷是主機呼叫還是人打電話。若是主機呼叫，表示中心站要求通信，單片機將保持與上位PC機連接，將各種測量數(shù)據(jù)發(fā)送出去并接收主機發(fā)來的命令；若是人打電話，則斷開連接繼續(xù)進行數(shù)據(jù)采集，并接通模擬響鈴電路，提醒人們接聽。
上傳時間： 2014-12-27
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1.1MCS51實驗系統(tǒng)安裝與啟動1.DVCC系列實驗系統(tǒng)在出廠時均為51狀態(tài)對DVCC—52196JH機型：SK1位1—5置ON位置，位6—10置OFF對DVCC—5286JH和DVCC—598JH機型：a.SK1位1—5置ON，位6—10置OFF；b.SK2位1—2置ON；c.SK3置ON；d.SK4置OFFe.臥式KBB置51、96位置,立式KBB1開關置51、88位置（只對DVCC—598JH/JH+）；f.DL1—DL4連1、22.如果系統(tǒng)用于仿真外接用戶系統(tǒng)，將40芯仿真電纜一頭插入系統(tǒng)中J6插座，另一頭插入用戶系統(tǒng)的8051CPU位置，注意插入方向，仿真頭上小紅點表示第一腳，對應用戶8051CPU第一腳。3.接上+5V電源，將隨機配備的2芯電源線，紅線接入外置電源的+5V插孔，黑線接入外置電源地插座。上電后，DVCC系列實驗系統(tǒng)上顯示“P.”閃動。如果是獨立運行，按DVCC系列用戶手冊進入鍵盤管理監(jiān)控，就能馬上做實驗。鍵盤管理監(jiān)控操作詳見第一分冊第四章。如果連上位機工作，必須將隨機配備的D型9芯插頭一端插入DVCC系統(tǒng)J2插座，另一端插入上位機串行口COM1—COM2任選。然后按DVCC實驗系統(tǒng)PCDBG鍵，再運行上位機上的DVCC聯(lián)機軟件，雙方建立通信，往后詳細操作見用戶手冊第五章。如果電源內(nèi)置，只需打開～220V電源開關即可。
標簽： 單片機原理 農(nóng)業(yè) 實驗指導 大學
上傳時間： 2013-10-12
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□基于來電顯示技術，識別主人，利用手機或固定電話實現(xiàn)免接通，免費用的絕密遙控關及撤防。□單芯片多功能可編程設計，ＭＣＵ內(nèi)核，有著十分靈活廣泛的應用（可定制特殊功能）。自動撥號的電話報警器方面：室內(nèi)手動延時布防，手機或固定電話免接通遙控撤防；撥號報警+現(xiàn)場報警（可選）。電話遙控開關方面：用于開啟電控門鎖，保險柜電控鎖，車庫電動門，電器開關...等。更多應用......。□單芯片最多可存入6組電話號碼（6個主人）不重碼，最后一組號碼可刷新，掉電不丟失，可保100年。□非主人撥入無效，主人需20秒內(nèi)連續(xù)撥通兩次遙控才有效（撤防或開關），操縱成功后會自動回撥遙控者電話一次，以表示遙控成功。絕不影響電話的正常使用。□循環(huán)撥打1-6組主人電話號碼報警15次，接聽報警時警聲提示，可同時選擇現(xiàn)場報警。無注冊用戶時，觸發(fā)報警將自動轉入連續(xù)現(xiàn)場報警１分鐘。□接警處理功能，接聽報警期間，手機或固定電話按"#"鍵退出報警。未接警的號碼繼續(xù)打報警。□僅設計兩按鈕實現(xiàn)用戶注冊、信息刪除、室那手動布防撤防、輸出開關控制、報警模式設定，報警期間無法手動撤防。□兩種反復可編程報警模式。掉電不丟失。模式1：報警完畢自動撤防；模式2：報警完畢保持布防。□兩種自適應電路模式：DTMF解碼器接入模式和DTMF解碼器不接入模式。自動實現(xiàn)不同的電路設計實現(xiàn)不同的輸出控制功能。同一電路設計，通過增減硬部件即可實現(xiàn)不同的輸出功能，QL310上電時自動識別DTMF解碼器是否存在。□兩路警聲輸出：其中一路輸出用于操作音提示及報警時加載到電話線路中供監(jiān)聽用。另一路為現(xiàn)場報警使用（可根據(jù)需要選用，這路只有在報警時才有輸出，設計時可通過加大功率提高警聲）。□狀態(tài)記憶功能：布撤防狀態(tài)都有記憶功能（掉電不丟失）。可避免布撤防期間的偶然的停電再上電是狀態(tài)發(fā)生變化。比如，當前為布防狀態(tài)，掉電再上電后還是保持布防狀態(tài)。□手動布撤防提示音，布撤防ＬＥＤ指示燈。□上電開機報警模式提示音，模式1發(fā)一聲提示音；模式2發(fā)兩聲提示音。□觸發(fā)端的信號智能檢測，因此可適應任何觸發(fā)信號：或高電平，或低電平，或高/低脈沖信號；無源的開關信號，如繼電器，干簧管或門磁開關等（由于觸發(fā)端內(nèi)部有上拉電阻）。標準的ＴＴＬ電平，通過外接簡單的限幅電路可實現(xiàn)更高電平或脈沖的輸入（紅外探頭，防火探頭等）。特強抗干擾處理,長距離布線可抗強電磁干擾。□20腳PDIP封裝及20腳SOP封裝。□5V低功耗。使用3.5８M晶振。□工業(yè)級設計，工作溫度:-４０℃～+８５℃
上傳時間： 2013-11-13
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C8051F單片機 C8051F系列單片機 單片機自20世紀70年代末誕生至今，經(jīng)歷了單片微型計算機SCM、微控制器MCU及片上系統(tǒng)SoC三大階段，前兩個階段分別以MCS-51和80C51為代表。隨著在嵌入式領域中對單片機的性能和功能要求越來越高，以往的單片機無論是運行速度還是系統(tǒng)集成度等多方面都不能滿足新的設計需要，這時Silicon Labs 公司推出了C8051F系列單片機，成為SoC的典型代表。 C8051F具有上手快(全兼容8051指令集)、研發(fā)快(開發(fā)工具易用，可縮短研發(fā)周期)和見效快(調(diào)試手段靈活)的特點，其性能優(yōu)勢具體體現(xiàn)在以下方面： 基于增強的CIP-51內(nèi)核，其指令集與MCS-51完全兼容，具有標準8051的組織架構，可以使用標準的803x/805x匯編器和編譯器進行軟件開發(fā)。CIP-51采用流水線結構，70%的的指令執(zhí)行時間為1或2個系統(tǒng)時鐘周期，是標準8051指令執(zhí)行速度的12倍；其峰值執(zhí)行速度可達100MIPS(C8051F120等)，是目前世界上速度最快的8位單片機。 增加了中斷源。標準的8051只有7個中斷源Silicon Labs 公司 C8051F系列單片機擴展了中斷處理這對于時實多任務系統(tǒng)的處理是很重要的擴展的中斷系統(tǒng)向CIP-51提供22個中斷源允許大量的模擬和數(shù)字外設中斷一個中斷處理需要較少的CPU干預卻有更高的執(zhí)行效率。 集成了豐富的模擬資源，絕大部分的C8051F系列單片機都集成了單個或兩個ADC，在片內(nèi)模擬開關的作用下可實現(xiàn)對多路模擬信號的采集轉換；片內(nèi)ADC的采樣精度最高可達24bit，采樣速率最高可達500ksps，部分型號還集成了單個或兩個獨立的高分辨率DAC，可滿足絕大多數(shù)混合信號系統(tǒng)的應用并實現(xiàn)與模擬電子系統(tǒng)的無縫接口；片內(nèi)溫度傳感器則可以迅速而精確的監(jiān)測環(huán)境溫度并通過程序作出相應處理，提高了系統(tǒng)運行的可靠性。 集成了豐富的外部設備接口。具有兩路UART和最多可達5個定時器及6個PCA模塊，此外還根據(jù)不同的需要集成了SMBus、SPI、USB、CAN、LIN等接口，以及RTC部件。外設接口在不使用時可以分別禁止以降低系統(tǒng)功耗。與其他類型的單片機實現(xiàn)相同的功能需要多個芯片的組合才能完成相比，C8051單片機不僅減少了系統(tǒng)成本，更大大降低了功耗。 增強了在信號處理方面的性能，部分型號具有16x16 MAC以及DMA功能，可對所采集信號進行實時有效的算法處理并提高了數(shù)據(jù)傳送能力。 具有獨立的片內(nèi)時鐘源(精度最高可達0.5%)，設計人員既可選擇外接時鐘，也可直接應用片內(nèi)時鐘，同時可以在內(nèi)外時鐘源之間自如切換。片內(nèi)時鐘源降低了系統(tǒng)設計的復雜度，提高了系統(tǒng)可靠性，而時鐘切換功能則有利于系統(tǒng)整體功耗的降低。 提供空閑模式及停機模式等多種電源管理方式來降低系統(tǒng)功耗 實現(xiàn)了I/O從固定方式到交叉開關配置。固定方式的I/O端口，既占用引腳多，配置又不夠靈活。在C8051F中，則采用開關網(wǎng)絡以硬件方式實現(xiàn)I/O端口的靈活配置，外設電路單元通過相應的配置寄存器控制的交叉開關配置到所選擇的端口上。 復位方式多樣化，C8051F把80C51單一的外部復位發(fā)展成多源復位，提供了上電復位、掉電復位、外部引腳復位、軟件復位、時鐘檢測復位、比較器0復位、WDT復位和引腳配置復位。眾多的復位源為保障系統(tǒng)的安全、操作的靈活性以及零功耗系統(tǒng)設計帶來極大的好處。 從傳統(tǒng)的仿真調(diào)試到基于JTAG接口的在系統(tǒng)調(diào)試。C8051F在8位單片機中率先配置了標準的JTAG接口（IEEE1149.1）。C8051F的JTAG接口不僅支持Flash ROM的讀/寫操作及非侵入式在系統(tǒng)調(diào)試，它的JTAG邏輯還為在系統(tǒng)測試提供邊界掃描功能。通過邊界寄存器的編程控制，可對所有器件引腳、SFR總線和I/O口弱上拉功能實現(xiàn)觀察和控制。 C8051F系列單片機型號齊全，可根據(jù)設計需求選擇不同規(guī)模和帶有特定外設接口的型號，提供從多達100個引腳的高性能單片機到最小3mmX3mm的封裝，滿足不同設計的需要。 基于上述特點，Silicon Labs 公司C8051F系列單片機作為SoC芯片的杰出代表能夠滿足絕大部分場合的復雜功能要求，并在嵌入式領域的各個場合都得到了廣泛的應用：在工業(yè)控制領域，其豐富的模擬資源可用于工業(yè)現(xiàn)場多種物理量的監(jiān)測、分析及控制和顯示；在便攜式儀器領域，其低功耗和強大的外設接口也非常適合各種信號的采集、存儲和傳輸；此外，新型的C8051F5xx系列單片機也在汽車電子行業(yè)中嶄露頭角。正是這些優(yōu)勢，使得C8051單片機在進入中國市場的短短幾年內(nèi)就迅速風靡，相信隨著新型號的不斷推出以及推廣力度的不斷加大，C8051系列單片機將迎來日益廣闊的發(fā)展空間，成為嵌入式領域的時代寵兒 此系列單片機完全兼容MCS-51指令集，容易上手，開發(fā)周期短，大大節(jié)約了開發(fā)成本。C8051F系統(tǒng)集成度高，總線時鐘可達25M
上傳時間： 2013-11-24
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單片機指令系統(tǒng)原理 51單片機的尋址方式 學習匯編程序設計，要先了解CPU的各種尋址法，才能有效的掌握各個命令的用途，尋址法是命令運算碼找操作數(shù)的方法。在我們學習的8051單片機中，有6種尋址方法，下面我們將逐一進行分析。 立即尋址 在這種尋址方式中，指令多是雙字節(jié)的，一般第一個字節(jié)是操作碼，第二個字節(jié)是操作數(shù)。該操作數(shù)直接參與操作，所以又稱立即數(shù)，有“#”號表示。立即數(shù)就是存放在程序存儲器中的常數(shù)，換句話說就是操作數(shù)（立即數(shù)）是包含在指令字節(jié)中的。 例如：MOV A，#3AH這條指令的指令代碼為74H、3AH，是雙字節(jié)指令，這條指令的功能是把立即數(shù)3AH送入累加器A中。MOV DPTR，#8200H在前面學單片機的專用寄存器時，我們已學過，DPTR是一個16位的寄存器，它由DPH及DPL兩個8位的寄存器組成。這條指令的意思就是把立即數(shù)的高8位（即82H）送入DPH寄存器，把立即數(shù)的低8位（即00H）送入DPL寄存器。這里也特別說明一下：在80C51單片機的指令系統(tǒng)中，僅有一條指令的操作數(shù)是16位的立即數(shù)，其功能是向地址指針DPTR傳送16位的地址，即把立即數(shù)的高8位送入DPH，低8位送入DPL。 直接尋址 直接尋址方式是指在指令中操作數(shù)直接以單元地址的形式給出，也就是在這種尋址方式中，操作數(shù)項給出的是參加運算的操作數(shù)的地址，而不是操作數(shù)。例如：MOV A，30H 這條指令中操作數(shù)就在30H單元中，也就是30H是操作數(shù)的地址，并非操作數(shù)。 在80C51單片機中，直接地址只能用來表示特殊功能寄存器、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器以及位地址空間，具體的說就是：1、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM低128單元。在指令中是以直接單元地址形式給出。我們知道低128單元的地址是00H-7FH。在指令中直接以單元地址形式給出這句話的意思就是這0-127共128位的任何一位，例如0位是以00H這個單元地址形式給出、1位就是以01H單元地址給出、127位就是以7FH形式給出。2、位尋址區(qū)。20H-2FH地址單元。3、特殊功能寄存器。專用寄存器除以單元地址形式給出外，還可以以寄存器符號形式給出。例如下面我們分析的一條指令 MOV IE，#85H 前面的學習我們已知道，中斷允許寄存器IE的地址是80H，那么也就是這條指令可以以MOV IE，#85H 的形式表述，也可以MOV 80H，#85H的形式表述。 關于數(shù)據(jù)存儲器RAM的內(nèi)部情況，請查看我們課程的第十二課。 直接尋址是唯一能訪問特殊功能寄存器的尋址方式！ 大家來分析下面幾條指令：MOV 65H，A ；將A的內(nèi)容送入內(nèi)部RAM的65H單元地址中MOV A，direct ；將直接地址單元的內(nèi)容送入A中MOV direct,direct；將直接地址單元的內(nèi)容送直接地址單元MOV IE,#85H ；將立即數(shù)85H送入中斷允許寄存器IE 前面我們已學過，數(shù)據(jù)前面加了“#”的，表示后面的數(shù)是立即數(shù)（如#85H，就表示85H就是一個立即數(shù)），數(shù)據(jù)前面沒有加“#”號的，就表示后面的是一個地址地址（如，MOV 65H，A這條指令的65H就是一個單元地址）。 寄存器尋址 寄存器尋址的尋址范圍是：1、4個工作寄存器組共有32個通用寄存器，但在指令中只能使用當前寄存器組（工作寄存器組的選擇在前面專用寄存器的學習中，我們已知道，是由程序狀態(tài)字PSW中的RS1和RS0來確定的），因此在使用前常需要通過對PSW中的RS1、RS0位的狀態(tài)設置，來進行對當前工作寄存器組的選擇。2、部份專用寄存器。例如，累加器A、通用寄存器B、地址寄存器DPTR和進位位CY。 寄存器尋址方式是指操作數(shù)在寄存器中，因此指定了寄存器名稱就能得到操作數(shù)。例如：MOV A，R0這條指令的意思是把寄存器R0的內(nèi)容傳送到累加器A中，操作數(shù)就在R0中。INC R3這條指令的意思是把寄存器R3中的內(nèi)容加1 從前面的學習中我產(chǎn)應可以理解到，其實寄存器尋址方式就是對由PSW程序狀態(tài)字確定的工作寄存器組的R0-R7進行讀/寫操作。 寄存器間接尋址 寄存間接尋址方式是指寄存器中存放的是操作數(shù)的地址，即操作數(shù)是通過寄存器間接得到的，因此稱為寄存器間接尋址。 MCS-51單片機規(guī)定工作寄存器的R0、R1做為間接尋址寄存器。用于尋址內(nèi)部或外部數(shù)據(jù)存儲器的256個單元。為什么會是256個單元呢？我們知道，R0或者R1都是一個8位的寄存器，所以它的尋址空間就是2的八次方=256。例：MOV R0，#30H ；將值30H加載到R0中 MOV A，@R0 ；把內(nèi)部RAM地址30H內(nèi)的值放到累加器A中 MOVX A，@R0 ；把外部RAM地址30H內(nèi)的值放到累加器A中 大家想想，如果用DPTR做為間址寄存器，那么它的尋址范圍是多少呢？DPTR是一個16位的寄存器，所以它的尋址范圍就是2的十六次方=65536=64K。因用DPTR做為間址寄存器的尋址空間是64K，所以訪問片外數(shù)據(jù)存儲器時，我們通常就用DPTR做為間址寄存器。例：MOV DPTR，#1234H ；將DPTR值設為1234H（16位） MOVX A，@DPTR ；將外部RAM或I/O地址1234H內(nèi)的值放到累加器A中 在執(zhí)行PUSH（壓棧）和POP（出棧）指令時，采用堆棧指針SP作寄存器間接尋址。例：PUSH 30H ；把內(nèi)部RAM地址30H內(nèi)的值放到堆棧區(qū)中堆棧區(qū)是由SP寄存器指定的，如果執(zhí)行上面這條命令前，SP為60H，命令執(zhí)行后會把內(nèi)部RAM地址30H內(nèi)的值放到RAM的61H內(nèi)。 那么做為寄存器間接尋址用的寄存器主要有哪些呢？我們前面提到的有四個，R0、R1、DPTR、SP 寄存器間接尋址范圍總結：1、內(nèi)部RAM低128單元。對內(nèi)部RAM低128單元的間接尋址，應使用R0或R1作間址寄存器，其通用形式為@Ri（i=0或1）。 2、外部RAM 64KB。對外部RAM64KB的間接尋址，應使用@DPTR作間址尋址寄存器，其形式為：@DPTR。例如MOVX A，@DPTR；其功能是把DPTR指定的外部RAM的單元的內(nèi)容送入累加器A中。外部RAM的低256單元是一個特殊的尋址區(qū)，除可以用DPTR作間址寄存器尋址外，還可以用R0或R1作間址寄存器尋址。例如MOVX A，@R0；這條指令的意思是，把R0指定的外部RAM單元的內(nèi)容送入累加器A。 堆棧操作指令（PUSH和POP）也應算作是寄存器間接尋址，即以堆棧指針SP作間址寄存器的間接尋址方式。 寄存器間接尋址方式不可以訪問特殊功能寄存器！！ 寄存器間接尋址也須以寄存器符號的形式表示，為了區(qū)別寄存器尋址我寄存器間接尋址的區(qū)別，在寄存器間接尋址方式式中，寄存器的名稱前面加前綴標志“@”。 基址寄存器加變址寄存器的變址尋址 這種尋址方式以程序計數(shù)器PC或DPTR為基址寄存器，累加器A為變址寄存器，變址尋址時，把兩者的內(nèi)容相加，所得到的結果作為操作數(shù)的地址。這種方式常用于訪問程序存儲器ROM中的數(shù)據(jù)表格，即查表操作。變址尋址只能讀出程序內(nèi)存入的值，而不能寫入，也就是說變址尋址這種方式只能對程序存儲器進行尋址，或者說它是專門針對程序存儲器的尋址方式。例：MOVC A，@A+DPTR這條指令的功能是把DPTR和A的內(nèi)容相加，再把所得到的程序存儲器地址單元的內(nèi)容送A假若指令執(zhí)行前A=54H，DPTR=3F21H，則這條指令變址尋址形成的操作數(shù)地址就是54H+3F21H=3F75H。如果3F75H單元中的內(nèi)容是7FH，則執(zhí)行這條指令后，累加器A中的內(nèi)容就是7FH。 變址尋址的指令只有三條，分別如下：JMP @A+DPTRMOVC A，@A+DPTRMOVC A，@A+PC 第一條指令JMP @A+DPTR這是一條無條件轉移指令，這條指令的意思就是DPTR加上累加器A的內(nèi)容做為一個16位的地址，執(zhí)行JMP這條指令是，程序就轉移到A+DPTR指定的地址去執(zhí)行。 第二、三條指令MOVC A，@A+DPTR和MOVC A，@A+PC指令這兩條指令的通常用于查表操作，功能完全一樣，但使用起來卻有一定的差別，現(xiàn)詳細說明如下。我們知道，PC是程序指針，是十六位的。DPTR是一個16位的數(shù)據(jù)指針寄存器，按理，它們的尋址范圍都應是64K。我們在學習特殊功能寄存器時已知道，程序計數(shù)器PC是始終跟蹤著程序的執(zhí)行的。也就是說，PC的值是隨程序的執(zhí)行情況自動改變的，我們不可以隨便的給PC賦值。而DPTR是一個數(shù)據(jù)指針，我們就可以給空上數(shù)據(jù)指針DPTR進行賦值。我們再看指令MOVC A，@A+PC這條指令的意思是將PC的值與累加器A的值相加作為一個地址，而PC是固定的，累加器A是一個8位的寄存器，它的尋址范圍是256個地址單元。講到這里，大家應可明白，MOVC A，@A+PC這條指令的尋址范圍其實就是只能在當前指令下256個地址單元。所在，這在我們實際應用中，可能就會有一個問題，如果我們需要查詢的數(shù)據(jù)表在256個地址單元之內(nèi)，則可以用MOVC A，@A+PC這條指令進行查表操作，如果超過了256個單元，則不能用這條指令進行查表操作。剛才我們已說到，DPTR是一個數(shù)據(jù)指針，這個數(shù)據(jù)指針我們可以給它賦值操作的。通過賦值操作。我們可以使MOVC A，@A+DPTR這條指令的尋址范圍達到64K。這就是這兩條指令在實際應用當中要注意的問題。 變址尋址方式是MCS-51單片機所獨有的一種尋址方式。 位尋址 80C51單片機有位處理功能，可以對數(shù)據(jù)位進行操作，因此就有相應的位尋址方式。所謂位尋址，就是對內(nèi)部RAM或可位尋址的特殊功能寄存器SFR內(nèi)的某個位，直接加以置位為1或復位為0。 位尋址的范圍，也就是哪些部份可以進行位尋址： 1、我們在第十二課學習51單片機的存儲器結構時，我們已知道在單片機的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM的低128單元中有一個區(qū)域叫位尋址區(qū)。它的單元地址是20H-2FH。共有16個單元，一個單元是8位，所以位尋址區(qū)共有128位。這128位都單獨有一個位地址，其位地址的名字就是00H-7FH。這里就有一個比較麻煩的問題需要大家理解清楚了。我們在前面的學習中00H、01H。。。。7FH等等，所表示的都是一個字節(jié)（或者叫單元地址），而在這里，這些數(shù)據(jù)都變成了位地址。我們在指令中，或者在程序中如何來區(qū)分它是一個單元地址還是一個位地址呢？這個問題，也就是我們現(xiàn)在正在研究的位尋址的一個重要問題。其實，區(qū)分這些數(shù)據(jù)是位地址還是單元地址，我們都有相應的指令形式的。這個問題我們在后面的指令系統(tǒng)學習中再加以論述。 2、對專用寄存器位尋址。這里要說明一下，不是所有的專用寄存器都可以位尋址的。具體哪些專用寄存器可以哪些專用寄存器不可以，請大家回頭去看看我們前面關于專用寄存器的相關文章。一般來說，地址單元可以被8整除的專用寄存器，通常都可以進行位尋址，當然并不是全部，大家在應用當中應引起注意。 專用寄存器的位尋址表示方法： 下面我們以程序狀態(tài)字PSW來進行說明 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CY AC F0 RS1 RS0 OV P 1、直接使用位地址表示：看上表，PSW的第五位地址是D5，所以可以表示為D5H MOV C，D5H 2、位名稱表示：表示該位的名稱，例如PSW的位5是F0，所以可以用F0表示 MOV C，F(xiàn)0 3、單元（字節(jié)）地址加位表示：D0H單元位5，表示為DOH.5 MOV C,D0H.5 4、專用寄存器符號加位表示：例如PSW.5 MOV C,PSW.5 這四種方法實現(xiàn)的功能都是相同的，只是表述的方式不同而已。 例題： 1. 說明下列指令中源操作數(shù)采用的尋址方式。 MOV R5，R7 答案：寄存器尋址方式 MOV A，55H 直接尋址方式 MOV A，＃55H 立即尋址方式 JMP @A+DPTR 變址尋址方式 MOV 30H，C 位尋址方式 MOV A，@R0 間接尋址方式 MOVX A,@R0 間接尋址方式 改錯題 請判斷下列的MCS-51單片機指令的書寫格式是否有錯，若有，請說明錯誤原因。 MOV R0，@R3 答案：間址寄存器不能使用R2～R7。 MOVC A，@R0+DPTR 變址尋址方式中的間址寄存器不可使用R0，只可使用A。 ADD R0，R1 運算指令中目的操作數(shù)必須為累加器A，不可為R0。 MUL AR0 乘法指令中的乘數(shù)應在B寄存器中，即乘法指令只可使用AB寄存器組合。
標簽： 單片機指令 系統(tǒng)原理
上傳時間： 2013-11-11
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單片機入門基礎知識大全免費下載 單片機第八課（尋址方式與指令系統(tǒng)） 通過前面的學習，我們已經(jīng)了解了單片機內(nèi)部的結構，并且也已經(jīng)知道，要控制單片機，讓它為我們干學，要用指令，我們已學了幾條指令，但很零散，從現(xiàn)在開始，我們將要系統(tǒng)地學習8051的指令部份。 一、概述 1、指令的格式 我們已知，要讓計算機做事，就得給計算機以指令，并且我們已知，計算機很“笨”，只能懂得數(shù)字，如前面我們寫進機器的75H，90H，00H等等，所以指令的第一種格式就是機器碼格式，也說是數(shù)字的形式。但這種形式實在是為難我們?nèi)肆耍y記了，于是有另一種格式，助記符格式，如MOV P1，#0FFH，這樣就好記了。 這兩種格式之間的關系呢，我們不難理解，本質(zhì)上它們完全等價，只是形式不一樣而已。 2、匯編 我們寫指令使用匯編格式，而計算機只懂機器碼格式，所以要將我們寫的匯編格式的指令轉換為機器碼格式，這種轉換有兩種方法：手工匯編和機器匯編。手工匯編實際上就是查表，因為這兩種格式純粹是格式不同，所以是一一對應的，查一張表格就行了。不過手工查表總是嫌麻煩，所以就有了計算機軟件，用計算機軟件來替代手工查表，這就是機器匯編。 二、尋址 讓我們先來復習一下我們學過的一些指令：MOV P1，#0FFH，MOV R7，#0FFH這些指令都是將一些數(shù)據(jù)送到相應的位置中去，為什么要送數(shù)據(jù)呢？第一個因為送入的數(shù)可以讓燈全滅掉，第二個是為了要實現(xiàn)延時，從這里我們可以看出來，在用單片機的編程語言編程時，經(jīng)常要用到數(shù)據(jù)的傳遞，事實上數(shù)據(jù)傳遞是單片機編程時的一項重要工作，一共有28條指令（單片機共111條指令）。下面我們就從數(shù)據(jù)傳遞類指令開始吧。 分析一下MOV P1，#0FFH這條指令，我們不難得出結論，第一個詞MOV是命令動詞，也就是決定做什么事情的，MOV是MOVE少寫了一個E，所以就是“傳遞”，這就是指令，規(guī)定做什么事情，后面還有一些參數(shù)，分析一下，數(shù)據(jù)傳遞必須要有一個“源”也就是你要送什么數(shù)，必須要有一個“目的”，也就是你這個數(shù)要送到什么地方去，顯然在上面那條指令中，要送的數(shù)（源）就是0FFH，而要送達的地方（目的地）就是P1這個寄存器。在數(shù)據(jù)傳遞類指令中，均將目的地寫在指令的后面，而將源寫在最后。 這條指令中，送給P1是這個數(shù)本身，換言之，做完這條指令后，我們可以明確地知道，P1中的值是0FFH，但是并不是任何時候都可以直接給出數(shù)本身的。例如，在我們前面給出的延時程序例是這樣寫的： MAIN： SETB P1.0 ；（１） LCALL DELAY ；（２） CLR P1.0 ；（３） LCALL DELAY ；（４） AJMP MAIN ；（５） ；以下子程序 DELAY： MOV R7，#250 ；（６） D1： MOV R6，#250 ；（７） D2： DJNZ R6，D2 ；（８） DJNZ R7，D1 ；（９） RET ；（１０） END ；（１１） 表1 MAIN： SETB P1.0 ；（１） MOV 30H，#255 LCALL DELAY ； CLR P1.0 ；（３） MOV 30H,#200 LCALL DELAY ；（４） AJMP MAIN ；（５） ；以下子程序 DELAY： MOV R7，30H ；（６） D1： MOV R6，#250 ；（７） D2： DJNZ R6，D2 ；（８） DJNZ R7，D1 ；（９） RET ；（１０） END ；（１１） 表2 這樣一來，我每次調(diào)用延時程序延時的時間都是相同的（大致都是0.13S)，如果我提出這樣的要求：燈亮后延時時間為0.13S燈滅，燈滅后延時0.1秒燈亮，如此循環(huán)，這樣的程序還能滿足要求嗎？不能，怎么辦？我們可以把延時程序改成這樣(見表2)：調(diào)用則見表2中的主程，也就是先把一個數(shù)送入30H，在子程序中R7中的值并不固定，而是根據(jù)30H單元中傳過來的數(shù)確定。這樣就可以滿足要求。 從這里我們可以得出結論，在數(shù)據(jù)傳遞中要找到被傳遞的數(shù)，很多時候，這個數(shù)并不能直接給出，需要變化，這就引出了一個概念：如何尋找操作數(shù)，我們把尋找操作數(shù)所在單元的地址稱之為尋址。在這里我們直接使用數(shù)所在單元的地址找到了操作數(shù)，所以稱這種方法為直接尋址。除了這種方法之外，還有一種，如果我們把數(shù)放在工作寄存器中，從工作寄存器中尋找數(shù)據(jù)，則稱之為寄存器尋址。例：MOV A，R0就是將R0工作寄存器中的數(shù)據(jù)送到累加器A中去。提一個問題：我們知道，工作寄存器就是內(nèi)存單元的一部份，如果我們選擇工作寄存器組0，則R0就是RAM的00H單元，那么這樣一來，MOV A，00H，和MOV A，R0不就沒什么區(qū)別了嗎？為什么要加以區(qū)分呢？的確，這兩條指令執(zhí)行的結果是完全相同的，都是將00H單元中的內(nèi)容送到A中去，但是執(zhí)行的過程不同，執(zhí)行第一條指令需要2個周期，而第二條則只需要1個周期，第一條指令變成最終的目標碼要兩個字節(jié)（E5H 00H），而第二條則只要一個字節(jié)（E8h）就可以了。 這么斤斤計較！不就差了一個周期嗎，如果是12M的晶振的話，也就1個微秒時間了，一個字節(jié)又能有多少？ 不對，如果這條指令只執(zhí)行一次，也許無所謂，但一條指令如果執(zhí)行上1000次，就是1毫秒，如果要執(zhí)行1000000萬次，就是1S的誤差，這就很可觀了，單片機做的是實時控制的事，所以必須如此“斤斤計較”。字節(jié)數(shù)同樣如此。 再來提一個問題，現(xiàn)在我們已知，尋找操作數(shù)可以通過直接給的方式（立即尋址）和直接給出數(shù)所在單元地址的方式（直接尋址），這就夠了嗎？ 看這個問題，要求從30H單元開始，取20個數(shù)，分別送入A累加器。 就我們目前掌握的辦法而言，要從30H單元取數(shù)，就用MOV A，30H，那么下一個數(shù)呢？是31H單元的，怎么取呢？還是只能用MOV A，31H，那么20個數(shù)，不是得20條指令才能寫完嗎？這里只有20個數(shù)，如果要送200個或2000個數(shù)，那豈不要寫上200條或2000條命令?這未免太笨了吧。為什么會出現(xiàn)這樣的狀況？是因為我們只會把地址寫在指令中，所以就沒辦法了，如果我們不是把地址直接寫在指令中，而是把地址放在另外一個寄存器單元中，根據(jù)這個寄存器單元中的數(shù)值決定該到哪個單元中取數(shù)據(jù)，比如，當前這個寄存器中的值是30H，那么就到30H單元中去取，如果是31H就到31H單元中去取，就可以解決這個問題了。怎么個解決法呢？既然是看的寄存器中的值，那么我們就可以通過一定的方法讓這里面的值發(fā)生變化，比如取完一個數(shù)后，將這個寄存器單元中的值加1，還是執(zhí)行同一條指令，可是取數(shù)的對象卻不一樣了，不是嗎。通過例子來說明吧。 MOV R7，#20 MOV R0，#30H LOOP：MOV A，@R0 INC R0 DJNZ R7,LOOP 這個例子中大部份指令我們是能看懂的，第一句，是將立即數(shù)20送到R7中，執(zhí)行完后R7中的值應當是20。第二句是將立即數(shù)30H送入R0工作寄存器中，所以執(zhí)行完后，R0單元中的值是30H，第三句，這是看一下R0單元中是什么值，把這個值作為地址，取這個地址單元的內(nèi)容送入A中，此時，執(zhí)行這條指令的結果就相當于MOV A，30H。第四句，沒學過，就是把R0中的值加1，因此執(zhí)行完后，R0中的值就是31H，第五句，學過，將R7中的值減1，看是否等于0，不等于0，則轉到標號LOOP處繼續(xù)執(zhí)行，因此，執(zhí)行完這句后，將轉去執(zhí)行MOV A，@R0這句話，此時相當于執(zhí)行了MOV A，31H（因為此時的R0中的值已是31H了），如此，直到R7中的值逐次相減等于0，也就是循環(huán)20次為止，就實現(xiàn)了我們的要求：從30H單元開始將20個數(shù)據(jù)送入A中。 這也是一種尋找數(shù)據(jù)的方法，由于數(shù)據(jù)是間接地被找到的，所以就稱之為間址尋址。注意，在間址尋址中，只能用R0或R1存放等尋找的數(shù)據(jù)。 二、指令 數(shù)據(jù)傳遞類指令 1） 以累加器為目的操作數(shù)的指令 MOV A，Rn MOV A，direct MOV A，@Ri MOV A，#data 第一條指令中，Rn代表的是R0-R7。第二條指令中，direct就是指的直接地址，而第三條指令中，就是我們剛才講過的。第四條指令是將立即數(shù)data送到A中。 下面我們通過一些例子加以說明： MOV A，R1 ；將工作寄存器R1中的值送入A，R1中的值保持不變。 MOV A,30H ；將內(nèi)存30H單元中的值送入A，30H單元中的值保持不變。 MOV A,@R1 ；先看R1中是什么值，把這個值作為地址，并將這個地址單元中的值送入A中。如執(zhí)行命令前R1中的值為20H，則是將20H單元中的值送入A中。 MOV A,#34H ；將立即數(shù)34H送入A中，執(zhí)行完本條指令后，A中的值是34H。 2）以寄存器Rn為目的操作的指令 MOV Rn,A MOV Rn,direct MOV Rn,#data 這組指令功能是把源地址單元中的內(nèi)容送入工作寄存器，源操作數(shù)不變。
上傳時間： 2013-10-13
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ARM處理器的工作模式 ARM處理器狀態(tài) ARM微處理器的工作狀態(tài)一般有兩種，并可在兩種狀態(tài)之間切換：第一種為ARM狀態(tài)，此時處理器執(zhí)行32位的字對齊的ARM指令；第二種為Thumb狀態(tài)，此時處理器執(zhí)行16位的、半字對齊的Thumb指令。在程序的執(zhí)行過程中，微處理器可以隨時在兩種工作狀態(tài)之間切換，并且，處理器工作狀態(tài)的轉變并不影響處理器的工作模式和相應寄存器中的內(nèi)容。但ARM微處理器在開始執(zhí)行代碼時，應該處于ARM狀態(tài)。 ARM處理器狀態(tài) 進入Thumb狀態(tài)：當操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位（位0）為1時，可以采用執(zhí)行BX指令的方法，使微處理器從ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)。此外，當處理器處于Thumb狀態(tài)時發(fā)生異常（如IRQ、FIQ、Undef、Abort、SWI等），則異常處理返回時，自動切換到Thumb狀態(tài)。 進入ARM狀態(tài)：當操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位為0時，執(zhí)行BX指令時可以使微處理器從Thumb狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)。此外，在處理器進行異常處理時，把PC指針放入異常模式鏈接寄存器中，并從異常向量地址開始執(zhí)行程序，也可以使處理器切換到ARM狀態(tài)。ARM處理器模式 ARM微處理器支持7種運行模式，分別為：用戶模式(usr)：ARM處理器正常的程序執(zhí)行狀態(tài)。快速中斷模式(fiq)：用于高速數(shù)據(jù)傳輸或通道處理。外部中斷模式(irq)：用于通用的中斷處理。管理模式(svc)：操作系統(tǒng)使用的保護模式。數(shù)據(jù)訪問終止模式(abt)：當數(shù)據(jù)或指令預取終止時進入該模式，可用于虛擬存儲及存儲保護。系統(tǒng)模式(sys)：運行具有特權的操作系統(tǒng)任務。定義指令中止模式(und)：當未定義的指令執(zhí)行時進入該模式，可用于支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真。ARM處理器模式 ARM微處理器的運行模式可以通過軟件改變，也可以通過外部中斷或異常處理改變。大多數(shù)的應用程序運行在用戶模式下，當處理器運行在用戶模式下時，某些被保護的系統(tǒng)資源是不能被訪問的。 除用戶模式以外，其余的所有6種模式稱之為非用戶模式，或特權模式；其中除去用戶模式和系統(tǒng)模式以外的5種又稱為異常模式，常用于處理中斷或異常，以及需要訪問受保護的系統(tǒng)資源等情況。ARM寄存器 ARM處理器共有37個寄存器。其中包括：31個通用寄存器，包括程序計數(shù)器(PC)在內(nèi)。這些寄存器都是32位寄存器。以及6個32位狀態(tài)寄存器。 關于寄存器這里就不詳細介紹了，有興趣的人可以上網(wǎng)找找，很多這方面的資料。異常處理 當正常的程序執(zhí)行流程發(fā)生暫時的停止時，稱之為異常，例如處理一個外部的中斷請求。在處理異常之前，當前處理器的狀態(tài)必須保留，這樣當異常處理完成之后，當前程序可以繼續(xù)執(zhí)行。處理器允許多個異常同時發(fā)生，它們將會按固定的優(yōu)先級進行處理。當一個異常出現(xiàn)以后，ARM微處理器會執(zhí)行以下幾步操作：進入異常處理的基本步驟：將下一條指令的地址存入相應連接寄存器LR，以便程序在處理異常返回時能從正確的位置重新開始執(zhí)行。將CPSR復制到相應的SPSR中。根據(jù)異常類型，強制設置CPSR的運行模式位。強制PC從相關的異常向量地址取下一條指令執(zhí)行，從而跳轉到相應的異常處理程序處。如果異常發(fā)生時，處理器處于Thumb狀態(tài)，則當異常向量地址加載入PC時，處理器自動切換到ARM狀態(tài)。 ARM微處理器對異常的響應過程用偽碼可以描述為： R14_ = Return LinkSPSR_= CPSRCPSR[4:0] = Exception Mode NumberCPSR[5] = 0 ；當運行于 ARM 工作狀態(tài)時If == Reset or FIQ then；當響應 FIQ 異常時，禁止新的 FIQ 異常CPSR[6] = 1PSR[7] = 1PC = Exception Vector Address異常處理完畢之后，ARM微處理器會執(zhí)行以下幾步操作從異常返回：將連接寄存器LR的值減去相應的偏移量后送到PC中。將SPSR復制回CPSR中。若在進入異常處理時設置了中斷禁止位，要在此清除。
上傳時間： 2013-11-15
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