单片机的知识架构

1.51单片机基础结构

·8位CPU·4kbytes程序存储器(ROM) (52为8K)·128bytes的数据存储器(RAM) (52有256bytes的RAM)·32条I/O口线·111条指令,大部分为单字节指令·21个专用寄存器·2个可编程定时/计数器·5个中断源,2个优先级(52有6个)·一个全双工串行通信口·外部数据存储器寻址空间为64kB·外部程序存储器寻址空间为64kB·逻辑操作位寻址功能·双列直插40PinDIP封装·单一+5V电源供电CPU:由运算和控制逻辑组成,同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器;RAM:用以存放可以读写的数据,如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据;ROM:用以存放程序、一些原始数据和表格;I/O口:四个8位并行I/O口,既可用作输入,也可用作输出T/C:两个定时/记数器,既可以工作在定时模式,也可以工作在记数模式;五个中断源的中断控制系统;一个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行I/O口,用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信;片内振荡器和时钟产生电路,石英晶体和微调电容需要外接。

最佳振荡频率为6M-12M。参考资料来源:吴鉴鹰吧贡献文档:百度文库《吴鉴鹰单片机项目实战精讲》参考实例:吴鉴鹰单片机开发板。

2.单片机的基本结构有那些部分组成

单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。

它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。

可以说,二十世纪跨越了三个“电”的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过,这种电脑,通常是指个人计算机,简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成(如图1所示)。还有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机(亦称微控制器,如图2所示)。顾名思义,这种计算机的最小系统只用了一片集成电路,即可进行简单运算和控制。因为它体积小,通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中,起着有如人类头脑的作用,它出了毛病,整个装置就瘫痪了。现在,这种单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在

产品名称前冠以形容词——“智能型”,如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品,不是电路太复杂,就是功能太简单且极易被仿制。究其原因,可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。

目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

3.简述单片机的基本结构与功能

单片机的基本结构:运算器、控制器、主要寄存器。

运算器功能:执行各种算术运算;执行各种逻辑运算,并进行逻辑测试,如零值测试或两个值的比较。主要寄存器功能:用于保存当前CPU所要访问的内存单元或I/O设备的地址。

控制器功能:从内存中取出一条指令,并指出下一条指令在内存中的位置;对指令进行译码和测试,并产生相应的操作控制信号,以便于执行规定的动作;指挥并控制CPU、内存和输入输出设备之间数据流动的方向。扩展资料应用范围:单片机渗透到我们生活的各个领域。

导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制等等。还有自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械。

因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。参考资料来源:百度百科——单片机。

4.简述单片机的基本结构与功能

单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

现在的单片机功能越来越强大,集成度越来越高,有很多曾经的外围器件都已经在内部集成。

它的功能很多:比较器;模数、数模转换器;PWM;多种多样的接口;LCD驱动;存储器等等。因为本人接触的也不多,不能一一列举。

同时它就是计算机——单片微型计算机。部分单片机的计算能力已经比早期PC的CPU强大,速度也越来越快。甚至也有类似双核CPU的设计出现。因为能够运行程序,所以可以做很多的事情。几乎您上网用的计算机能做的事情,它都同样能做。只是能力没那么强大。比如:可以读写硬盘、可以接受按键输入、可以显示输出、可以驱动打印、您甚至可以给它接个鼠标。当然这可能涉及一些接口的问题,但是CPU也不是直接做这些事情的。

它的输入输出,如前面所说,也是多种多样的。可以使模拟量,也可以是数字量,标准的USB接口也已经集成在了单片机内部。

如果您较为深入的了解了它,会发现,它的种类真的太多,功能真的太强大了

5.单片机内部结构主要有哪些组成以及它的功能

单片机内部结构及其功能:CPU:由运算和控制逻辑组成,同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器;RAM:用以存放可以读写的数据,如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据;ROM:用以存放程序、一些原始数据和表格;I/O口:四个8位并行I/O口,既可用作输入,也可用作输出;T/C:两个定时/记数器,既可以工作在定时模式,也可以工作在记数模式;五个中断源的中断控制系统;一个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行I/O口,用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信;片内振荡器和时钟产生电路,石英晶体和微调电容需要外接。

6.单片机的组成有哪些

5月25日 22:57 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

同时,学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。 可以说,二十世纪跨越了三个“电”的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。

不过,这种电脑,通常是指个人计算机,简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成(如图1所示)。

还有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机(亦称微控制器,如图2所示)。

顾名思义,这种计算机的最小系统只用了一片集成电路,即可进行简单运算和控制。因为它体积小,通常都藏在被控机械的“肚子”里。

它在整个装置中,起着有如人类头脑的作用,它出了毛病,整个装置就瘫痪了。现在,这种单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。

各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词——“智能型”,如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品,不是电路太复杂,就是功能太简单且极易被仿制。

究其原因,可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上 单片机的几部份 一、总线:我们知道,一个电路总是由元器件通过电线连接而成的,在模拟电路中 ,连连线并不成为一个问题,因为各器件间一般是串行关系,各器件之间的连线并不很 多,但计算机电路却不一样,它是以微处理器为核心,各器件都要与微处理器相连,各 器件之间的工作必须相互协调?所以就需要的连线就很多了,如果仍如同模拟电路一样 ,在各微处理器和各器件间单独连线线,则线的数量将多得惊人,所以在微处理机中引 入了总线的概念,各个器件共同享用连线,所有器件的8根数据线全部接到8根公用的线 上,即相当于各个器件并联起来,但仅这样还不行,如果有两?器件同时送出数据,一 个为0,一个为1,那么,接收方接收到的究竟是什么呢?这种情况是是不允许的,所以 要通过控制线进行控制,使器件分时工作,任何时候只能有一个器件发送数据(可以有 多个器件同时接收)。器件的数据线也就被称为数据总线,器件所有的控制线被称 控制 总线。

在单片机内部或者外部存储器及其它器件中有存储单元,这些存储单元要被分配 地址,才能 用,分配地址当?也是以电信号的形?给出的,由于存储单元比较多,所以 ,用于地址分的线也较多,这些线被称为地址总线。 二、数据、地址、指令:之所以将这三者放在一起,是因为这三者的本质都是一样的—数字,或者说都是?串’0’和’1’组成的序列。

换言之,地址、指令也都是数据 。指令由单片机芯片的设计者规定的一种数字,它与我们常用的指令助记符有着严格的 一一对应关,不可以由 单片机的开发者更改。

地址:是寻找单片机内部、外部的存储 单元、输入输出口的依据,内 单元的地址值已由芯?设计者规定好,不可更改,外部的 单元可以由单片机开发者自行决,但有一些地址单元是一定要有的(详见程序的执行过 程)。数据:这是由微处理机处理的 象,在各种 不同的应用电路中各不相同,一般而言,被处理的数据可能有这么几种情况: 1地址(如MOV DPTR,#1000H),即地址1000H送入DPTR。

2方式字或控制字(如MOV TMOD,#3),3即是控制字。 3常数(如MOV TH0,#10H)10H即定时常数。

4实际输出值(如P1口接彩灯,要灯全亮,则执行指令:MOV P1,#0FFH,要灯全暗, 则执 兄 令:MOV P1,#00H)这里0FFH和00H都是实际输出值。又如用于LED的字形码,也是实 际?出的值。

理解了地址、指令的本质,就不难理解程序运行过程中为什么会跑飞,会把数据当成指 令来 行了。 三、P0口、P2口和P3的第二功能用法 初学时往往对P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解,认为第二功能和原功能之间 要有个切换的过程,或者说要有一条指令,事实?,各端口的第二功能完全是自动?,不需要?指令来转换。

如P3.6、P3.7分别是WR、RD信号,当微片理机外接RAM或有外部I/O口 时,它们挥作第二功能,不能作为通用I/O口使用,只要一微处理机一执行到MOVX指令,就会有相应的信号从 P3. 或P3.7送出,不需要事先用指令说明。事实上‘不能作为通用I/O口使用’也并不是‘不能?而是(使用者)‘不会’将其作为通用I/O口使用。

你完全可以在指令中按排一条S ETB P3.7的指令,并且当单片机执行到这条指令时,也会使P3.7变为高电平,但使用者不会 这么做,因为这通常这会导致系统当溃(即死机)。 四、程序的执行过程 单片机在通电复位后8051内的程序计数器(PC)中的值为‘0000?,所以程序总是从’0000’单元开始执行,也就是说:在系统的ROM中一定要存在’0000’?个单元,并且在’0000’单元中存放的一定是一条指令。

五、堆栈 堆栈是一个区域,是用来存放数据的,这个区域本身没有任何特殊之处,就是内部RAM的 。

7.单片机的基本组成部分是什么

单片机的基本组成部分:

1、运算器

运算器由运算部件——算术逻辑单元(Arithmetic & Logical Unit,简称ALU)、累加器和寄存器等几部分组成。ALU的作用是把传来的数据进行算术或逻辑运算,输入来源为两个8位数据,分别来自累加器和数据寄存器。ALU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。

运算器有两个功能:

(1) 执行各种算术运算。

(2) 执行各种逻辑运算,并进行逻辑测试,如零值测试或两个值的比较。

运算器所执行全部操作都是由控制器发出的控制信号来指挥的,并且,一个算术操作产生一个运算结果,一个逻辑操作产生一个判决。

2、控制器

控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等组成,是发布命令的“决策机构”,即协调和指挥整个微机系统的操作。其主要功能有:

(1) 从内存中取出一条指令,并指出下一条指令在内存中的位置。

(2) 对指令进行译码和测试,并产生相应的操作控制信号,以便于执行规定的动作。

(3) 指挥并控制CPU、内存和输入输出设备之间数据流动的方向。

微处理器内通过内部总线把ALU、计数器、寄存器和控制部分互联,并通过外部总线与外部的存储器、输入输出接口电路联接。外部总线又称为系统总线,分为数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB。通过输入输出接口电路,实现与各种外围设备连接。

3、主要寄存器

(1)累加器A

累加器A是微处理器中使用最频繁的寄存器。在算术和逻辑运算时它有双功能:运算前,用于保存一个操作数;运算后,用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。

(2)数据寄存器DR

数据寄存器通过数据总线向存储器和输入/输出设备送(写)或取(读)数据的暂存单元。它可以保存一条正在译码的指令,也可以保存正在送往存储器中存储的一个数据字节等等。

(3)指令寄存器IR和指令译码器ID

指令包括操作码和操作数。

指令寄存器是用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时,先把它从内存中取到数据寄存器中,然后再传送到指令寄存器。当系统执行给定的指令时,必须对操作码进行译码,以确定所要求的操作,指令译码器就是负责这项工作的。其中,指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。

(4)程序计数器PC

PC用于确定下一条指令的地址,以保证程序能够连续地执行下去,因此通常又被称为指令地址计数器。在程序开始执行前必须将程序的第一条指令的内存单元地址(即程序的首地址)送入PC,使它总是指向下一条要执行指令的地址。

(5)地址寄存器AR

地址寄存器用于保存当前CPU所要访问的内存单元或I/O设备的地址。由于内存与CPU之间存在着速度上的差异,所以必须使用地址寄存器来保持地址信息,直到内存读/写操作完成为止。

显然,当CPU向存储器存数据、CPU从内存取数据和CPU从内存读出指令时,都要用到地址寄存器和数据寄存器。同样,如果把外围设备的地址作为内存地址单元来看的话,那么当CPU和外围设备交换信息时,也需要用到地址寄存器和数据寄存器。

简介:

单片机,全称单片微型计算机(英语:Single-ChipMicrocomputer),又称微控制器(Microcontroller),是把中央处理器、存储器、定时/计数器(Timer/Counter)、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比,它更强调自供应(不用外接硬件)和节约成本。它的最大优点是体积小,可放在仪表内部,但存储量小,输入输出接口简单,功能较低。由于其发展非常迅速,旧的单片机的定义已不能满足,所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器;从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的32位300M的高速单片机。

硬件特性:

1、单片机集成度高。单片机包括CPU、4KB容量的ROM(8031 无)、128 B容量的RAM、2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口;

2、系统结构简单,使用方便,实现模块化;

3、单片机可靠性高,可工作到10^6 ~10^7小时无故障;

4、处理功能强,速度快;

5、低电压,低功耗,便于生产便携式产品;

6、控制功能强;

7、环境适应能力强。

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