MCU及常见MCU外围电路
电子设计创新训练(提高)第四章 常用典型外设使用方法与编程技术1
二,LED显示接口驱动程序设计 智能设备的显示器目前主要有LED和LCD两类.LED一般 都是采用动态扫描方式来驱动.LCD产品有简单的是段驱动类 数码类型显示板,复杂的则是内置CPU驱动器的点阵图形模块, 并且都提供标准的串口或并口逻辑,驱动简单,一般厂家都提 供51及C的驱动程序.本小节主要以LED扫描驱动和静态驱动 设计为主要内容,介绍显示器的设计和软件驱动程序. (一) 4位LED动态扫描驱动程序 4 LED 设计要求:使用单片机的一个 位I/O口设计一个 位动态 使用单片机的一个8位 口设计一个 口设计一个4位动态 使用单片机的一个 LED显示接口.单片机使用标准8051内核的芯片,时钟为 显示接口. 显示接口 12MHz.分析要求,8根I/O口线显然无法直接完成位和段的扫 描驱动,只能采用比较灵活的接口方案.比较可行的就是采用 BCD—7段译码驱动器芯片做段扫描驱动,只需要4根I/O口线, 余下4根I/O口做位驱动.本例使用74LS247芯片作为BCD—7段 译码驱动器,做为4只共阳LED数码管的段驱动,使用P1.0— P1.3做BCD码输出.使用P1.4—P1.7作为位选通控制,通过4 只PNP三极管做LED的位控,具体硬件见图4-2.
表4-2 MAX7219串行数据格式
D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 × × × × 地址 D8 D7 MSB LSB D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
数据
表4-3 数据寄存器与控制寄存器表
理论上,只使用3根I/O口即可进行多片 MAX7219的级联,具体芯片数量只受片选与时 钟端的总并联电容限制.采用级联的方法,可 以驱动大量的LED. 但是级联数量越大,驱动所需要的时间越 长,因此在实际使用中,需要对驱动速度,驱 动目标的数量及所使用的I/O口进行折中设计. 下面的例子是扩展两片MAX7219,但不是采用 级联的方法,而是仅二组显示器公用时钟和片 二组显示器公用时钟和片 数据输入采用独立输入端.这样, 选,数据输入采用独立输入端.这样,每扩展 一个芯片需要增加一根I/O的开销 的开销, 一个芯片需要增加一根 的开销,速度基本不 降低. 降低.
mcu01微控制器概述
© 江苏师范大学物理与电子工程学院 陈斯 chensism@
作业
利用20分钟上网搜索资料,完成下列任务:
U厂商的Web 网页 登录其网站,了解其MCU的型号、特点等信息 搜索至少两个公司,每个公司一个型号的MCU信息 把公司网址、MCU型号、特点简介(中英文皆可) 两个公司中其中一个必须为Freescale
chensism@
1.4 新型S08微控制器优势
1. 技术成熟、高可靠、高性能、抗干扰和电磁 兼容性强、内部资源丰富,且种类齐全,选择 余地大、新产品多; 2. 开发技术先进且费用低廉,可提供免费的集 成开发环境和免费的开发调试器; 3. 支持C高级语言开发,并进行了硬件和软件 优化,效率较高 4. 可平滑完成从8位MCU到32位MCU核心的 转移,它们的管脚兼容、开发环境不变。
汇编 or C语言?
汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符 号语言,是最接近机器码的一种语言。其主要优点是 占用资源少、程序执行效率高。但是不同的CPU,其汇 编语言可能有所差异,所以不易移植。 C语言是一种结构化的高级语言。其优点是可读性好 ,移植容易,是普遍使用的一种计算机语言。缺点是 占用资源较多,执行效率没有汇编高。 用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的 必然趋势。所以作为一个技术全面并涉足较大规模 的软件系统开发的单片机开发人员最好能够掌握基本 的C语言编程。
MCU芯片介绍 PPT
− 2 个看门狗定时器(独立和窗口型) − 系统时间定时器:24 位自减型计数器
主要参数
• 9 个通信接口
− 2 个 I2C 接口 − 3 个 UART 接口 − 2 个 SPI 接口 − CAN 接口 − USB 2.0 全速接口
无刷直流电
MCU控制器
机
PWM信号
刹车信号
开关机信号
基于单片机的VRAM型彩色液晶显示模块设计 硬件系统总体设计框图
SRAM 61LV5128
硬件汉字库 AT29C040A
RJMU103 微控制器
彩色液晶 YD-502
主要参数
• 2 个 12 位模数转换器,1μs 转换时间( 16 个输入通道)
− 转换范围:0 至 1.2V − 温度传感器
• 2 个 12 位数模转换器 • 2 个电压比较器 • 调试模式
− 串行单线调试(SWD)和JTAG 接口
主要参数
• 7 个定时器
− 3 个 16 位定时器,每个定时器有多达 4 个用于输入 捕获/输出比较/PWM 或脉冲计数的通道和增量编码器输 入
敏度高。
大容量存储、多样化封装
Flash 字节
1M
512K 256K
96 MHz ARM ® CortexTM-M3 通用型微控制器
RJMU103CG RJMU103CE RJMU103CC
LQFP48
RJMU103RG RJMU103RE RJMU103RC
LQFP64
RJMU103VC
LQFP100
行业对比 性能上相较ST产品有明显优势
支持多种封装 提供多种可定制化封装
MCU及常见MCU外围电路解读
在电子设计中使用单片机
输入处理
处理电路
输出驱动
电源
单片机
键盘显示
电子系统设计与实践
10
2019/2/27
MCU的架构
CISC (复杂指令集架构 ) Complex Instruction Set Computer 早期MCU采用 RISC (精简指令集架构) Reduced Instruction Set Computer 新开发的MCU Core绝大多数为RISC
CPU
RAM ROM
外设 外设 I/O
一个典型的计算机系统
电子系统设计与实践 4 2019/2/27
电子系统设计与实践
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2019/2/27
电子系统设计与实践
6
2019/2/27
电子系统设计与实践
7பைடு நூலகம்
2019/2/27
电子系统设计与实践
8
2019/2/27
电子系统设计与实践
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2019/2/27
–
电子系统设计与实践
19
2019/2/27
ARM微处理器的应用领域
– – – – – –
工业控制领域 无线通讯领域 网络应用 智能手机 消费类电子产品 成像和安全产品
电子系统设计与实践
20
2019/2/27
ARM体系结构的特点
体积小、低功耗、低成本、高性能。 – 支持 Thumb(16 位)/ARM(32 位)双指令集,能很好的兼 容8/16 位器件。 – 大量使用寄存器,指令执行速度更快。 – ARM处理器共有37个寄存器,分为若干个组(BANK)。 – 大多数数据操作都在寄存器中完成。 – ARM处理器有7种不同的处理器模式 – 寻址方式灵活简单,执行效率高。 – 指令长度固定。
单片机仿真软件概述
ISIS 是 Proteus 系统的中心,它远不仅是一个图表库。它既是智能原理图设计、绘制和
编辑的环境,又是数字电路、模拟电路和数/模混合电路设计与仿真的环境,更是单片机与外 围设备的设计、仿真和协同仿真的环境。
ISIS 组合有很多易用的功能强大的编辑工具,是单片机系统的设计与仿真的平台。其主 要特点如下: 生成出版质量的原理图。 风格模板允许提供库部件的用户化。 鼠标驱动和内容关联的用户界面。 自动走线,以及接点的布置和切除。 参数表示子电路元件值的层次设计。 包括子电路端口以及总线引脚的总线支持。 挑选元件或建立新库元件可预览PCB 封装。 完全体现多元器件的同性和异性。 包括相应对话框用户化的元件特性的精细管理。 超过8000元件的大型元件库,完全适用于仿真模型。 网表格式:Labcenter SDF、SPICE、Tango、Boardmaker、EEDeginer、Futurenet等。 电气规则检查以及元件报告清单。 可彩色或单色输出到Windows 打印设备。 图形输出格式:WMF、BNP、DXF、EPS、HPGL 。
方向工具栏中的按钮对该元器件进行旋转和翻转操作。
当鼠标指针在编辑区窗口操作时,预览窗口会显示可编辑区的缩略图,并显示一个绿 色方框,绿色方框内的内容就是当前编辑区窗口中显示的可编辑区的内容。
6
当单击预览窗口的绿色方框后,移动鼠标可改变绿色方框的位置,从而改变可编辑 区的可视区域,再次单击预览窗口的绿色方框退出移动绿色方框。
3
菜单栏
标题栏
命令 工具栏 预览 窗口
器件选 择按钮
库管理 按钮
标签
模式 选择 工具栏
对象 选择器 窗口
MCU及常见MCU外围电路
电子系统设计与实践
33
2020/3/21
NVIC 中的尾链
Cortex-M 处理器通过在 NVIC 硬 件中实现尾链技术简化了活动中断 和挂起的中断之间的转换
电子系统设计与实践
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2020/3/21
NVIC 对迟到的较高优先级中断的响应
如果在为上一个中断执行堆栈推送 期间较高优先级的中断迟到, NVIC 会立即提取新的矢量地址来 为挂起的中断提供服务
电子系统设计与实践
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2020/3/21
Cortex-M核芯片
飞思卡尔 -- Freescale
➢ Kinetis L系列(M0+) ➢ Kinetis X系列、K系列(M4)
第三讲 MCU及常见MCU外围电路
盛庆华
电子系统设计与实践
1
2020/3/21
MCU MCU分类
电子系统设计与实践
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2020/3/21
单片机(Microcontroller)
MCU : Microcontroller Unit 微控制器
电子系统设计与实践
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2020/3/21
MCU结构
外设 外设
电子系统设计与实践
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2020/3/21
MCU ARM Cortex-M 内核
电子系统设计与实践
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2020/3/21
ARM体系结构概述
– ARM,英文全称为Advanced RISC Machines。 – ARM首先是一个公司的名称 。 – 其次,ARM是对一类微处理器的通称。 – 宽泛地说,ARM是一种技术的名字,即采用ARM
➢ ST STM32 ➢ TI(Luminary Micro) 的LM3xxxx系列 ➢ NXP(Philips) LPC2xxx系列、LPC17xx系列 ➢ Samsung 44B0 (ARM7) ➢ Atmel AVR32系列 AT32xxx (AVR32内核) ➢ (ARM Cortex内核)Cortex-M3/Cortex-M4,有ST的STM32
液晶显示器MCU介绍
扩存储器和输入/输出接口芯片。在液晶显示器中, 时,才能显示出最佳的效果。如果输入到液晶显示器的分
开关量控制电路和模拟量控制电路都是并行输入/ 辨率高于或低于最佳分辨率,则要在主控电路中进行图
输出端口。
像的缩放处理。例如,液晶屏的固有分辨率是 1024×
②串行输入/输出接口:串行输入/输出接口是 768,当输入 800×600/ 60 Hz 的信号时,经转换后,输出
提供给显示器生产厂家,厂家可根据应用的需要来设
b.MCU 外部设置一片 EEPROM 存储器。对于此类微
计接口和编制程序,因此适应性较强,应用较广泛。图 控制器电路,程序存储在 MCU 内部的 ROM 中,数据(用
2 所示是微控制器硬件组成框图。
户数据、工厂模式数据等)存储在 MCU 外部的 EEPROM
液晶显示器驱动板 MCU 电路介绍(上)
笙朴德慧 衣英刚
微 控 制 器 (MCU),不 是 完 成 某 一 个 逻 辑 功 能 的 屏幕上显示出相应的 OSD 显示,并按照这些指令来
芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上,具 修改寄存器的值,然后把修改后的值写入 EEPROM 中
体说,就是把中央处理器(CPU)、随机存储器 RAM、只读 保存下来,并且把新的数据或者指令传送到液晶显
微控制器内部的存储器包括两个部分:
成的,如存/取数据、模拟量存储等操作,否则,微控
①随机存储器 RAM:用来存储程序运行时的中间
制器不能正常工作。
数据。在微控制器工作过程中,这些数据可能被改写,
微控制器的振荡电路一般由外接的晶体、电容和 所以 RAM 中存放的内容是随时可以改变的。
微控制器内电路共同组成。晶体多采用 12 MHz 或 24 MHz,
CPU;MPU;MCU三者,以及ARM,DSP,FPGA三者的区别
CPU ⇒MPU ⇒MCU1 CPU(Central Processing Unit,中央处理器) (1)1.1 CPU的组成 (1)1.2 CPU的工作原理 (1)2 MPU(Microprocessor Unit,微处理器) (3)2.1 MPU的组成 (3)2.2 MPU的分类 (3)2.3 MPU的体系结构:冯.诺伊曼结构和哈佛结构 (3)2.4 MPU的典型代表:DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器) (4)3 MCU(Microcontroller Unit,微控制器/单片机) (5)3.1 MCU的概念 (5)3.2 MCU的概述 (5)3.3 MCU的分类 (6)3.4 MCU的架构:CISC架构和RISC架构 (6)3.5 常见的MCU (6)3.6 MCU的典型代表:ARM (9)4 CPLD(Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件) (10)5 FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列) (10)6 DSP,ARM,FPGA的区别 (10)1 CPU(Central Processing Unit,中央处理器)中央处理器(CPU)是电子计算机的主要器件之一,其功能主要是解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。
1.1 CPU的组成CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。
运算器:进行算术运算和逻辑运算(部件:算数逻辑单元、累加器、寄存器组、路径转换器、数据总线)。
控制器:控制程序的执行,包括对指令进行译码、寄存,并按指令要求完成所规定的操作,即指令控制、时序控制和操作控制。
复位、使能(部件:计数器、指令暂存器、指令解码器、状态暂存器、时序产生器、微操作信号发生器)。
寄存器:用来存放操作数、中间数据及结果数据。
1.2 CPU的工作原理CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器,并对指令译码,将指令分解成一系列的微操作,然后发出各种控制命令,执行微操作,从而完成一条指令的执行。
单片机MCU分类
单片微型计算机,简称“单片机”,也叫“MCU”(Micro Controller Unit,微控制器),她不是一台机器,而是一块集成电路芯片。
单片机是采用超大规模集成电路把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、冲断系统、定时器/计数器、AD转换器、通信接口和普通I/O口等集成到一块硅片上,构成的一个微型的、完整的计算机系统。
单片机的CPU 相当于PC机的CPU,单片机的数据存储器RAM相当于PC机的内存,单片机的程序存储器ROM相当于PC机的硬盘,单片机的I/O口相当于PC机的显卡、网卡、扩展卡等的插槽…… 可见,麻雀虽小五脏俱全。
单片机的CPU(Central Processing Unit,中央处理器)是单片机的核心部件,由控制单元、算术逻辑单元和寄存器单元等部分组成,实现逻辑运算。
根据数据总线的宽度和一次可处理的数据字节长度可分为8位CPU、16位CPU和32位CPU等。
单片机的位数也是根据单片机内部的CPU位数决定的,如8位单片机使用的8位CPU,16位单片机使用的是16位CPU,以此类推。
ATMEL代理商笔者看到有些书都把单片机称作微处理器是不准确的,微处理器只是计算机系统里的一个核心部件而已。
而单片机是一个完整的计算机系统,把它称为微控制器更准确些。
单片机自诞生以来,以其性能稳定、低电压低功耗、经久耐用、体积小、性价比高、控制能力强、易于扩展等优点,广泛应用于各个领域。
先后出现了4位单片机、8位单片机、16位单片机、32位单片机,在这几类单片机里最受追捧的是8位单片机,仍是目前单片机应用的主流。
随着电子技术的迅速发展,单片机的功能也越来越强大。
1975年,美国德州仪器公司(TI公司)首次推出4位单片机——TMS-1000单片机,标志着单片机诞生。
1976年Intel公司研制出MCS-48系列8位的单片机,使单片机发展进入一个新阶段。
MCS-48系列单片机内部集成了8位CPU、多个并行I/O口、8位定时器/计数器、小容量的RAM和ROM等,没有串行通信接口,操作简单。
DSP、MCU、CPLD、ARM、FPGA芯片的区别
DSP、MCU、CPLD、ARM、FPGA芯片的区别1,单片机小型电脑处理器,最小可以到8个脚,价格便宜,最便宜2块钱2,PLC可变逻辑控制器,主要用在工业控制,里面是类似一个加强的单片机。
对输入输出均有做处理(抗干扰能力、带负载能力都增强)。
例如抗干扰,增加带负载驱动能力3,DSP 数字信号处理芯片,这个用途可做信号处理,例如图像处理,数据采集处理,它比单片要快很多,比单片机功能要强大4,FPGA、CPLD可变逻辑控制,这个做逻辑处理控制,小型的CPLD是没有中央处理器的,大型可以嵌入系统,功能在单片机之上,适合做大型的数据处理,逻辑控制。
其价格不便宜。
但是他和单片机有本质的区别。
例如单片机有内嵌外设AD,DA转换等,CPLD则需要通过控制其他外设IC。
要想诠释清楚,也非三言两语能道明,还是多看看书本吧学习可以以单片机为先,其次是FPGA,CPLD,DSP。
PLC比较简单,学会前面后面只要了解一周一般都会了一家之言,欢迎指证:DSP:数字信号处理器,处理器采用哈弗结构,工作频率较高,能大幅度提高数字信号处理算法的执行效率。
MCU:微控制器,主要用于控制系统,工作频率一般来说比DSP低,硬件上具有多个IO 端口,同时也集成了多个外设,主要是便于在控制系统中的应用。
至于ARM处理器,个人认为是MCU的高级版本,ARM本身只是一个内核,目前已经有多个版本。
CPLD:复杂可编程逻辑器件FPGA:现场可编程门阵列后两者都是可编程器件,CPLD目前一半采用FLASH技术,而FPGA采用SRAM技术,这就决定了FPGA需要采用特定的配置技术。
同时FPGA的规模要比CPLD大得多,但CPLD应用起来相对要简单的多。
DSP主要用做运算,如语音,图像等信号的运算处理,但基本不用做控制。
MCU,FPGA,ARM主要用做控制,MCU低价低功耗,但门限很少,结构简单,不能实现复杂控制。
ARM控制能力较强,但运算能力相对较弱。
什么是MCU,主控MCU和触控IC之间有何区别?
什么是MCU,主控MCU和触控IC之间有何区别?
首先介绍下什幺是MCU?MCU微控制单元(Microcontroller Unit;MCU) ,又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )或者单片机,是把中央处理器(Central Process Unit;CPU)的频率与规格做适当缩减,并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。
诸如手机、PC外围、遥控器,至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等,都可见到MCU的身影。
触摸ic触摸在此特指单点或多点触控技术; IC,即集成电路,是半导体元件产品的统称。
包括:1.集成电路板(integrated circuit,缩写:IC);2.二、三极管;3.特殊电子元件等; 触摸IC即指触摸芯片。
1、初次建立触控应用程序的工作负荷及调试难度
从初次建立触控应用程序的工作负荷及调试难度对比二者的不同。
使用触控IC和触控MCU应用方案中软、硬件组成示意图。
使用触控IC的应用方案中,主控MCU和触控IC 之间的数据交换,通常是通过串行接口(例如,I2C、SPI)实现的。
在同一开发板上支持三种MCU的布线方法的研究
在同一开发板上支持三种MCU的布线方法的研究何二朝;刘根据;邵思飞【摘要】为了降低开发板制作成本,设计一种兼容AT89S2051,P89LPC917,P89LPC935这三种MCU的单片机开发板,可以根据需要选用其中一种MCU在开发板上进行实验或开发.测试结果证明达到了设计要求.这里就三者的互连与布局、与其他电路和总线接口的布线、功能兼容、占用印制板面积最小等方面做了介绍,并指出这样做遇到的困难和解决的办法.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2008(031)018【总页数】3页(P45-46,49)【关键词】MCU;开发板;互连与布局;布线方法【作者】何二朝;刘根据;邵思飞【作者单位】延安大学信息学院,陕西,延安,716000;延安大学西安创新学院,陕西,西安,710100;延安大学信息学院,陕西,延安,716000【正文语种】中文【中图分类】TP302.4目前市场上现成的单片机开发板都是基于某一MCU做的,由开发商设定一些现成的实验项目和例程供学生们学习或作为产品开发前期试验,开发板也没有多余的空间留给用户自由使用,并且购买价格偏高。
又由于当前MCU的封装形式多样,即使是同样的封装且引脚数相同,引脚功能也有差异,因此,笔者根据实验教学需要和实践经验,从中遴选AT89S2051,P89LPC917,P89LPC935三种MCU,封装选用PDIP和TSSOP两种形式。
为了降低开发板制作成本,且能支持3种MCU中的任意一款,将三者设计在同一块开发板上,通过规定三者之间与总线接口的关系,就可以完成相同的实验项目和实现功能扩展,以满足使用者多样化的需要。
1 开发板功能简介为了设计得更合理、完善,一方面参考市场上各种开发板的设计,一方面结合所选MCU的特点,最终设计布局如图1所示;其大小为6.6 cm×13 cm,包括3行4列键盘、6位数码管显示、12864或1602液晶显示接口、5 V(VCC标识)和3.6 V(VDD标识)两路电源、串口、10针ICP编程接口,ADC输入及DAC输出、外接时钟电路等,并提供P0,P1,P2,P3接口,预留25×6+4×6个焊盘和2个贴片式封装为SO-16的扩展空间。
自动化、电气专业学什么软件
以下软件是自动化、电气专业必须要学会的软件1.OFFICE办公软件:-------------各种办公场合必会软件(PPT、word、excel必)软件介绍:2、绘图软件PROTEL 99 SE电路版设计方向(原理图,线路版图生成)方面。
Protel 99SE软件Protel 99SE是ProklTechnology公司开发的基于Windows环境下的电路板设计软件。
该软件功能强大,人机界面友好,易学易用,仍然是大中专院校电学专业必学课程,同时也是业界人士首选的电路板设计工具。
Protel 99SE 由两大部分组成:电路原理图设计(Advanced Schematic)和多层印刷电路板设计(Advanced PCB)。
其中Advanced Schematic由两部分组成:电路图编辑器(Schematic)和元件库编辑器(Schematic Library)。
最后可以做成实物的电路板和产品。
--》》教程及软件见文件夹:Protel教程及软件3. Keil C +Proteus7.5单片机模拟仿真软件,能够实现软硬件联合仿真。
-------各种模拟数字电路、单片机及嵌入式开发的软硬件联合仿真方面。
1.PROTEUS软件介绍:PROTEUS软件在模拟电路、数字电路和单片机电路中的应用广范,Proteus是目前最好的模拟单片机外围器件的工具,非常不错。
可以仿真51 系列、AVR,PIC 等常用的MCU 及其外围电路(如LCD,RAM,ROM,键盘,马达,LED,AD/DA,部分SPI 器件,部分IIC 器件,)其实proteus 与 multisim比较类似,只不过它可以仿真MCU!当然,软件仿真精度有限,而且不可能所有的器件都找得到相应的仿真模型,用开发板和仿真器当然是最好选择,初学者在学51 单片机的时候,如果你想自己动手做做LCD,LED,AD/DA,直流马达,SPI,IIC,键盘,等小实验的话,Proteus+Keil C51软件就可以满足你的要求,不会让你失望!用51 不管你是用汇编或是C 编程当然要用keil编程软件,Keil C uvisoin3 版本有不少新特性!使用keil c51 v7.50 + proteus 6.7 可以像使用仿真器一样调试程序,一般而言,微机实验中用万利仿真器+电工系自己做的实验板的实验都可以做得到!当然,掌握keil c51 v7.50 + proteus 6.7的基础上,硬件电路实践(实验师的实验箱)还是必不可少的!proteus软件版本有6.7,7.1,7.5等版本。
60s倒计时器(实现存数和显示)
交通与汽车工程学院课程设计说明书课程名称: 微机原理及应用课程设计课程代码: 8234570 题目: 60s倒计时年级/专业/班: 学生姓名: 学号: 开始时间: 2012 年 07 月 02 日完成时间: 2012 年 07 月 06 日课程设计成绩:学习态度及平时成绩(30)技术水平与实际能力(20)创新(5)说明书(计算书、图纸、分析报告)撰写质量(45)总分(100)指导教师签名:年月日目录摘要.................................................................. - 2 - 1 引言................................................................. - 3 -1.1 问题的提出........................................................ - 3 -1.2任务与分析 ........................................................ - 3 -2 系统方案设计 ........................................................... -3 -2.1 系统设计方案...................................................... - 3 -2.2 系统总体框图...................................................... - 4 -3 系统硬件电路设计........................................................ -4 -3.1 AT89C51单片机..................................................... - 4 -4 系统软件设计 ........................................................... - 6 -4.1 proteus软件环境介绍 ............................................... - 6 -4.2 Protel软件环境介绍 ................................................ - 7 -4.3系统软件分析....................................................... - 8 -4.3.2倒计时显示模块选择............................................ - 8 -4.3.2控制器选择.................................................. - 10 -4.3.3 键盘选择 ................................................... - 11 -4.3.4时钟频率电路的设计........................................... - 12 -4.3.5复位电路的设计............................................... - 12 -4.4 程序流程图....................................................... - 14 - 主程序流程图............................................................ - 14 - 5 系统调试过程 .......................................................... - 17 - 结论 ................................................................. - 20 - 致谢 ................................................................. - 21 -摘要随着科学技术的发展和普及,各种各样的竞赛越来越多,其中抢答器的作用也越来越重要。
CPU;MPU;MCU三者,以及ARM,DSP,FPGA三者的区别
CPU ? MPU ? MCU1 CPU(Central Processing Unit,中央处理器) (1)1.1 CPU的组成 (1)1.2 CPU的工作原理 (1)2 MPU(Microprocessor Unit,微处理器) (3)2.1 MPU的组成 (3)2.2 MPU的分类 (3)2.3 MPU的体系结构:冯.诺伊曼结构和哈佛结构 (3)2.4 MPU的典型代表:DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器) (4)3 MCU(Microcontroller Unit,微控制器/单片机) (5)3.1 MCU的概念 (5)3.2 MCU的概述 (5)3.3 MCU的分类 (6)3.4 MCU的架构:CISC架构和RISC架构 (6)3.5 常见的MCU (6)3.6 MCU的典型代表:ARM (10)4 CPLD(Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件) (10)5 FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列) (10)6 DSP,ARM,FPGA的区别 (10)1 CPU(Central Processing Unit,中央处理器)中央处理器(CPU)是电子计算机的主要器件之一,其功能主要是解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。
1.1 CPU的组成CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。
运算器:进行算术运算和逻辑运算(部件:算数逻辑单元、累加器、寄存器组、路径转换器、数据总线)。
控制器:控制程序的执行,包括对指令进行译码、寄存,并按指令要求完成所规定的操作,即指令控制、时序控制和操作控制。
复位、使能(部件:计数器、指令暂存器、指令解码器、状态暂存器、时序产生器、微操作信号发生器)。
寄存器:用来存放操作数、中间数据及结果数据。
【精品】自动化电气专业学什么软件
【关键字】精品以下软件是自动化、电气专业必须要学会的软件1.OFFICE办公软件:-------------各种办公场合必会软件(PPT、word、excel必)软件介绍:2、绘图软件PROTEL 99 SE电路版设计方向(原理图,线路版图生成)方面。
Protel 99SE软件Protel 99SE是ProklTechnology公司开发的基于Windows环境下的电路板设计。
该软件功能强大,人机界面友好,易学易用,仍然是大中专院校电学专业必学课程,同时也是业界人士首选的电路板设计工具。
Protel 99SE 由两大部分组成:电路原理图设计(Advanced Schematic)和多层印刷电路板设计(Advanced PCB)。
其中Advanced Schematic由两部分组成:电路图(Schematic)和元件库编辑器(Schematic Library)。
最后可以做成实物的电路板和产品。
--》》教程及软件见文件夹:Protel教程及软件3. Keil C +Proteus7.5单片机模拟仿真软件,能够实现软硬件联合仿真。
-------各种模拟数字电路、单片机及嵌入式开发的软硬件联合仿真方面。
1. PROTEUS软件介绍:PROTEUS软件在模拟电路、数字电路和单片机电路中的应用广范,Proteus 是目前最好的模拟单片机外围器件的工具,非常不错。
可以仿真51 系列、A VR,PIC 等常用的MCU 及其外围电路(如LCD,RAM,ROM,键盘,马达,LED,AD/DA,部分SPI 器件,部分IIC 器件,)其实proteus 与 multisim比较类似,只不过它可以仿真MCU!当然,软件仿真精度有限,而且不可能所有的器件都找得到相应的仿真模型,用开发板和仿真器当然是最好选择,初学者在学51 单片机的时候,如果你想自己动手做做LCD,LED,AD/DA,直流马达,SPI,IIC,键盘,等小实验的话,Proteus+Keil C51软件就可以满足你的要求,不会让你失望!用51 不管你是用汇编或是C 编程当然要用keil编程软件,Keil C uvisoin3 版本有不少新特性!使用keil c51 v7.50 + proteus 6.7 可以像使用仿真器一样调试程序,一般而言,微机实验中用万利仿真器+电工系自己做的实验板的实验都可以做得到!当然,掌握keil c51 v7.50 + proteus 6.7的根底上,硬件电路实践(实验师的实验箱)还是必不可少的!proteus软件版本有6.7,7.1,7.5等版本。
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电子系统设计与实践
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Cortex-M3
电子系统设计与实践
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Cortex-M4
电子系统设计与实践
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CMSIS
ARM Cortex 微控制器软件接口标准
(CMSIS) 是 Cortex-M 处理器系列的与 供应商无关的硬件抽象层。 使用 CMSIS,可以为接口外设、实时操作系 统和中间件实现一致且简单的软件接口, 从而简化软件的重用、缩短新微控制器 开发人员的学习过程,并缩短新产品的 上市时间。
电子系统设计与实践
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嵌入式处理器(常见)
ADI
ADSP-BF53x/56x (Blackfin 16bits) TI OMAP2、DM64x、达芬奇 (ARM+TI DSP) Intel Pentium-M C-M 、 Core-Duo (x86) Via C7 (x86) Altera NiosII (NiosII soft core) Xilinx PowerPC(硬核)/MicroBlaze 软核 Magiceyes MMSP2 MP25xx (Dual ARM9) ARM Cortex内核(Cortex-A8/Cortex-A9)
Cortex-M核芯片
意法半导体-- STM STM32 F0xx系列(M0 48MHZ) STM32 Lxxx系列(M3 32MHZ) STM32 F1xx系列(M3 72MHZ) STM32 F2xx系列(M3 120MHZ) STM32 F4xx系列(M4 168MHZ)
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MCU ARM Cortex-M 内核
电子系统设计与实践
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ARM体系结构概述
ARM,英文全称为Advanced RISC Machines。 – ARM首先是一个公司的名称 。 – 其次,ARM是对一类微处理器的通称。 – 宽泛地说,ARM是一种技术的名字,即采用ARM 处理器的控制技术。
电子系统设计与实践
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STM32如何编译和下载程序
编译工具: ARM MDK (Keil) IAR 下载程序: 见pdf
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JLINK驱动安装与MDK环境搭建
MDK工程建立: 见pdf
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嵌入式处理器(常见)
Samsung S3C2440 (ARM9)S3C6400 (ARM11) Marvell PXA27x 、PXA3xx XScale(基于ARMv5T) Freescale I.MX31系列 (ARM11) Freescale Coolfire (68k) Freescale/IBM PPC (PowerPC) Signma Design (ARM9) AMD Au1200 (MIPS) Atmel AT91SAM926x (ARM9) CirrusLogic EP93xx (ARM9) TI OMAP35xx
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在硬件中完成对中断的响应
Cortex-M 系列处理器的中断响应是从发出
中断信号到执行中断服务例程的周期数。 它包括:
检测中断 背对背或迟到中断的最佳处理 提取矢量地址 将易损坏的寄存器入栈 跳转到中断处理程序
这些任务在硬件中执行,并且包含在为
第三讲 MCU及常见MCU外围电路
盛庆华
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MCU MCU分类
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单片机(Microcontroller)
MCU : Microcontroller Unit 微控制器
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MCU结构
外设 外设 I/O
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NVIC
NVIC(嵌套矢量中断控制器)是
Cortex-M 处理器不可或缺的部分,它 为处理器提供了卓越的中断处理能力。 Cortex-M 处理器使用一个矢量表,其 中包含要为特定中断处理程序执行的函 数的地址。接受中断时,处理器会从该 矢量表中提取地址。
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ARM Cortex系列(续)
Cortex-A系列:针对复杂OS和应用程序(如多媒
体)的应用处理器。支持ARM、Thumb和 Thumb-2指令集,强调高性能与合理的功耗,存 储器管理支持虚拟地址。 Cortex-R系列:针对实时系统的嵌入式处理器。 支持ARM、Thumb和Thumb-2指令集,强调实时 性,存储器管理只支持物理地址。 Cortex核Cortex-M系列:针对价格敏感应用领域 的嵌入式处理器,只支持Thumb-2指令集,强调 操作的确定性,以及性能、功耗和价格的平衡。
CPU
RAM ROM
外设 外设 I/O
一个典型的计算机系统
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电子系统设计与实践
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Hale Waihona Puke 2013/5/12工作模式和工作状态
Cortex-M3处理器支持两种工作模式: 线程模式 处理模式 Cortex-M3处理器有两种工作状态: Thumb状态 调试状态
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数据类型
Cortex-M3处理器支持以下数据类型: 32 位字 16 位半字 8 位字节
系结构 ARM1136J-S是第一个执行ARMv6架构指令的处 理器 Cortex核
电子系统设计与实践
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ARM Cortex系列
ARM Cortex发布于2005年,为各种不同性能需 求的应用提供了一整套完整的优化解决方案,该系列 的技术划分完全针对不同的市场应用和性能需求。目 前ARM Cortex定义了三个系列:
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16 bits TI MSP430 Freescale S12 Microchip PIC24Cxxx Maxim MaxQ 瑞萨 Sunplus(凌阳)……
电子系统设计与实践
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32 bits Atmel AT91SAM系列 (ARM7内核) ST STM32 TI(Luminary Micro) 的LM3xxxx系列 NXP(Philips) LPC2xxx系列、LPC17xx系列 Samsung 44B0 (ARM7) Atmel AVR32系列 AT32xxx (AVR32内核) (ARM Cortex内核)Cortex-M3/Cortex-M4,有ST的STM32 系列、NXP的LPC13xx系列和TI的LM3S系列
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ARM处理器系列 ARM 微处理器目前种类非常丰富。 – 不同的ARM系列具有不同的用途,每一个系列的 ARM 微处理器都有各自的特点和应用领域。 – 下面分别进行介绍。
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ARM系列微处理器
ARM7 32bits RISC 采用冯诺依曼结构 ARM9 32bits RISC 采用哈佛结构 ARM10E内核为32位RISC处理器,采用了新的体
电子系统设计与实践
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M0,M3,M4 ?
Cortex-M 系列针对成本和功耗敏感
的 MCU 和终端应用
软件重用,从一个 Cortex-M 处理器无缝升级到另一个
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Cortex-M 技术
电子系统设计与实践
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Cortex-M0
Cortex-M 处理器报出的中断响应周期时间 中。
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电子系统设计与实践
NVIC 中的尾链
Cortex-M 处理器通过在 NVIC 硬 件中实现尾链技术简化了活动中断 和挂起的中断之间的转换
电子系统设计与实践 34 2013/5/12
NVIC 对迟到的较高优先级中断的响应
如果在为上一个中断执行堆栈推送 期间较高优先级的中断迟到, NVIC 会立即提取新的矢量地址来 为挂起的中断提供服务
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ARM微处理器的应用领域
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工业控制领域 无线通讯领域 网络应用 智能手机 消费类电子产品 成像和安全产品
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ARM体系结构的特点
体积小、低功耗、低成本、高性能。 – 支持 Thumb(16 位)/ARM(32 位)双指令集,能很好的兼 容8/16 位器件。 – 大量使用寄存器,指令执行速度更快。 – ARM处理器共有37个寄存器,分为若干个组(BANK)。 – 大多数数据操作都在寄存器中完成。 – ARM处理器有7种不同的处理器模式 – 寻址方式灵活简单,执行效率高。 – 指令长度固定。