96系列单片机简介及

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Chapter 2 MCS-96系列单片机

Chapter 2    MCS-96系列单片机

时钟信号
单片机须有产生时钟信号的电路. 一.外部振荡信号的产生(fosc) 两种方式: 1.外接振荡信号发生器; 2.接石英晶振片.
单片机 XTAL1 XTAL2
C1号的产生 1.8096/8098内部为三分频电路.若fosc=12M, 则时钟信号频率fc=12/3=4M, T=1/4M=0.25us 2.80C196等芯片内部为二分频电路.若 fosc=12M,则时钟信号频率fc=12/2=6M, T=1/6M=0.167us.
第四节 I/O口和I/O控制,状态寄存器
一.I/O口 有四个,五个,六个,七个I/O口的情况(视不 同的型号). 如48脚的芯片有4个,87C196CA有7个I/O口. 1.P0口 为输入口,P0.0~P0.7., 具复用功能,也作A/D的 输入引脚ACH0~ACH7. 2.P1口 为准双向I/O口.
4. 硬件完成乘除法运算. 5.可有256个, 512个或1K个内部寄存器. 6.主频可达12M, 16M, 20MHZ. 三.CPU的时序 1.时序的概念 CPU的操作在微命令的控制下完成.微命 令由CLOCK信号加工产生. 对应于微命 令的脉冲在时间上有着严格的先后次序 称为时序.
2.时序图 “存储器读”的时序图(8位数据传送模 式或8位总线模式).
6. P6口 双向I/O口. 二. I/O控制和状态寄存器 共有4个,均为8位的寄存器,属于SFR.用 于对I/O的控制及记录I/O口的状态. 1. IOC0 15H, 只写. 与HSI和定时器有关. 2. IOC1 16H, 只写.涉及较多的I/O部件.
3. IOS0 15H, 只读.只与HSO有关,记录其工作状态. 4. IOS1 16H, 只读. 与HSI和软硬件定时器有关.注 意读时的保护问题.

96单片机 天津大学 第二章 MCS96系列单片机基本结构

96单片机 天津大学 第二章 MCS96系列单片机基本结构
第二章 MCS-96系列单片机 基本结构
开始
2.1 MCS-96单片机体系结构
一、8096单片机结构
VREF AGND
A/D 转换器 掉电 基准频率 时钟 发生器 8位 定时 监视器 寄存器 阵列 CPU 16位 脉宽 调制器 串行口 波特率 发生器 256字节 XRAM 定时器1 定时器2 16KB片内 ROM/EPROM 存储器控制器 队列 RALU 16位 控制 信号
开始
WR/WRL(40):写外部存储器(WR)或写外部存储器低 字节(WRL)的输出信号,由CCR确定。 选WR功能时,每次写外部存储器时, 该引脚都输出低电 平;选WRL时,仅当写外部存储器低字节时,才输出低 电平。 BHE/WRH(41):总线高字节允许(BHE)或写外部存储 器高字节(WRH)。 当访问16位存储器时,如果(A0=0^BHE=1),则访问的 是低字节;若(A0=1^BHE=0),则访问的是高字节;若 (A0=1^BHE=1),则高低字节都访问。 若选择WRH功能,当写外部存储器高字节时,该引脚输出 低电平。 HSI:高速输入单元的输入,共4个引脚(HSI.0~HSI.3)。 其中HSI.2、HSI.3与HSO.4、HSO.5共用。 HSO:高速输出单元的输出,6个引脚(HSO.0~HSO.5)。 其中HSO.4、HSO.5与HSI.2、HSI.3共用。
XRAM
S/H
MUX
P3
地址/数据 总线
P4
高速 I/O
P2 MUX
P0 P1
P2
HSI HSO
开始
1. 16位CPU CPU内部采用寄存器文件结构。CPU可以通过特殊功能寄 存器(SFR),也可通过存储器控制器与外部进行数据交 换。CPU未采用其他芯片的累加器结构。可以在寄存器文 件的256个字节寄存器空间内进行操作。 2. 10位A/D转换器 MCS-96 内 部 有 八 个 通 道 带 采 样 保 持 的 10 位 A/D , 在 12MHz晶振时,完成一次A/D转换所需时间只要22s 。 3. 脉宽调制输出 MCS-96单片机可以直接提供一路调制信号,可用于驱动 电路。PWM输出信号经过积分就可获得直流输出,可以 用作D/A转换器或波形发生器。D/A转换器的分辨率为8位, 脉冲周期为64s(12MHz时)。 4. 自带波特率发生器的全双工串行口 MCS-96 串行口与 MCS-51 系列单片机兼容,且自带波特 率发生器,有4种工作模式,能方便进行多机通讯、I/O扩 展等。

80c196概述

80c196概述

概述MCS196系列单片机是Intel公司继8X9X之后推出的16位嵌入式微控制器。

它除了保留8X9X全部功能外,在功能部件和指令支持上又有很大改进,性能上也有了显著提高,使得它适用于更复杂的实时控制场合。

MCS196单片机有多种型号,不同型号配置有不同的功能部件,且具有不同存储器空间和寻址能力,可满足不同场合的要求。

MCS196系列单片机都有1个基于寄存器到寄存器结构的内核。

这种结构消除了累加器的瓶颈现象,加快了数据传输。

另有多种功能部件,在不同型号中进行不同配置。

这些功能部件除包括在8X9X中就有的I/O口、10位A/D转换器、PWM(脉宽调制器)、SIO(全双工串行I/O口)、中断源、看门狗定时器、16位定时/计数器、HSI/O(高速输入/输出口)等以外,还包括在MCS196中出现的PTS(外围事务服务器)、EPA(事件处理器阵列)、WG(波形发生器)等。

与其他系列(如MCS51系列、PIC系列等)相比,HSI/O、PTS、EPA、WG是MCS196最具特色的功能部件。

HSI/O(High Speed Inputs and Outputs):其中HSI用于记录某一外部事件相对于时间基准(如定时器1)的发生时刻。

此功能部件在检测到引脚上规定的跳变事件(包括正跳变、负跳变、每次正跳变、8个正跳变)后,将发生事件的类型与时刻记录下来,并产生相关中断。

此部件适用于信号的时间参数测量。

HSO则用于按程序规定的时间去触发某一事件(如置位/清零口线、启动A/D转换等),要求CPU的开销极小,速度极高。

此部件便于实时输出控制,可用来产生多种信号波形。

EPA(Event Processor Array):实质上是捕捉/比较模块。

所谓“捕捉”就是捕获产生于引脚上的跳变事件(有正跳变、负跳变、正负跳变等),记载这些输入事件相对于时基定时器发生的时刻;“比较”则是和预先规定好的时间作比较,预定时间一到就去执行某种输出功能(比如输出置为高、输出置为低、输出翻转、启动A/D转换、复位定时器等等)。

10MCS-96单片机的硬件结构

10MCS-96单片机的硬件结构

10.4 中断系统和定时器
2.中断屏蔽寄存器INT-MASK 3.中断总禁止
10.4 中断系统和定时器
(三)中断响应 1.中断响应条件 一个中断请求能被有效响应,必须具备以下4个条件: ① PSW.9 = l; ② INT-MASK寄存器的相应位被置“1”; ③ INT-PENING寄存器的相应位为“1”; ④ 当前请求的中断具有相对高级的响应优先。
表10-1 总线工作方式
10.3 存储器空间与总线控制
1.标准总线控制方式
图10-7 标准总线控制方式时序
10.3 存储器空间与总线控制
2.写选通方式
图10-8 写选通方式时序
10.3 存储器空间与总线控制
3.地址有效选通方式
图10-9 地址有效选通方式时序
10.3 存储器空间与总线控制
4.地址有效且写选通方式
10-16 HSO的结构框图
10.5 高速输入 输出和串行口 高速输入/输出和串行口
1.HSO命令寄存器HSO-COMMAND 该单元地址为0006H,只写。HSO-COMMAND各 位的定义如下: IOC0寄存器的地址为15H,其余各位定义如下:
/
T
D
I
D3
D2
D1
D0
各位的详细功能请参考课本
10.5 高速输入 输出和串行口 高速输入/输出和串行口
图10-10 地址有效且写选通方式时序
10.3 存储器空间与总线控制
(四)就绪控制
表10-5 内部就绪控制 IRC1(CCR.5) 0 0 1 1 IRC0(CCR.4) 0 1 0 1 说 明
限于等待1个状态周期 限于等待2个状态周期 限于等待3个状态周期 禁止内部就绪控制

MCU发展过程简洁

MCU发展过程简洁

单片机的发展过程简述:1971年intel公司研制出世界上第一个4位的微处理器;Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位微处理器芯片Intel 4004,标志着第一代微处理器问世,微处理器和微机时代从此开始。

因发明微处理器,霍夫被英国《经济学家》杂志列为“二战以来最有影响力的7位科学家”之一。

1971年11月,Intel推出MCS-4微型计算机系统(包括4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯片和4004微处理器)其中4004(下图)包含2300个晶体管,尺寸规格为3mm×4mm,计算性能远远超过当年的ENIAC,最初售价为200美元。

1972年4月,霍夫等人开发出第一个8位微处理器Intel 8008。

由于8008采用的是P沟道MOS微处理器,因此仍属第一代微处理器。

1973年intel公司研制出8位的微处理器8080;1973年8月,霍夫等人研制出8位微处理器Intel 8080,以N沟道MOS电路取代了P沟道,第二代微处理器就此诞生。

主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍,可存取64KB存储器,使用了基于6微米技术的6000个晶体管,处理速度为0.64MIPS(Million Instructions Per Second )。

1975年4月,MITS发布第一个通用型Altair 8800,售价375美元,带有1KB存储器。

这是世界上第一台微型计算机。

1976年intel公司研制出MCS-48系列8位的单片机,这也是单片机的问世。

Zilog公司于1976年开发的Z80微处理器,广泛用于微型计算机和工业自动控制设备。

当时,Zilog、Motorola 和Intel在微处理器领域三足鼎立。

20世纪80年代初,Intel公司在MCS-48系列单片机的基础上,推出了MCS-51系列8位高档单片机。

MCS-51系列单片机无论是片内RAM容量,I/O口功能,系统扩展方面都有了很大的提高。

80c196资料

80c196资料

FFFFH
存 储 空 间
2080H 2030H -207F H 2020H -202F H 201C H -201F H 201A H -201B H 2019H 2018H 2012H -2017H 2011H 2000H 1F F F H 1F F E H 1F F D H 0100H 00F F H
IN N E R R A M 0000H
图 3.3 存 储 空 间 图
3.1.3芯片配置寄存器CCR
CCR的内容由用户预先写入018H单元(芯片配置字 节),系统复位时,该芯片配置字节被自动送入 CCR寄存器。(8位总线时一般为0BDH)
3.1.4状态和控制寄存器
8098有两个I/O控制寄存器IOC0和IOC1
HSIINT 子程序(记录脉冲)
HSIINT: LDB JBS JBS JBS JBS SJMP HI0: PUSHF HSIBJ,HSISTA HSIBJ,0,HI0 HSIBJ,2,HI1 HSIBJ,4,HI2 HSIBJ,6,HI3 HSIFH ST HSITIM ,HI0T … POPF RET
T1溢出中断服务子程序
TYCINT:PUSHF … POPF RET
3.1.7高速输入单元
HSI运行方式 HSI状态寄存器(HSI_STATUS) HSI的控制和操作 (√) (详细)
高速输入概述
高速输入单元HSI可用定时器1作实时时钟 来记录外部事件发生的时间。“高速”表 示事件的获取无需CPU的干预。 该单元有四条高速输入线(HSI.0-3),其中 HSI.2-3为双向引线,和HSO.4-5共用同一 引脚。由IOC0和IOC1确定。
软件定时1ms中断服务子程序
TIMEINT:PUSHF DI LDB HSOCOM ,#38H ;重设TIMEINT ADD HSOTIM ,TIMER1 ,#TIJG ;12M=#750 6M=#375 EI INC ZDCS ;中断次数加1 POPF RET

MCS-96单片机的硬件结构与指令系统

MCS-96单片机的硬件结构与指令系统

第十章MCS-96单片机的硬件结构与指令系统重点与难点:本章重点让学生了解MCS-96单片机的特点、的组成和工作原理;对MCS-96单片机存储器空间、与总线控制和指令系统有一个总体的认识。

教学基本要求:1.了解MCS-96系列单片机的主要性能与特点;2.了解MCS-96单片机的组成和原理、存储器空间与总线控制、中断系统和定时器等内容;3.对MCS-96单片机的指令系统概述;4.通过MCS-96系列单片机的了解,让同学认识单片机的发展和培养学生学习除MCS-51单片机以外的单片机的能力。

教学内容:1.MCS-96系列单片机的主要性能与特点2.MCS-96单片机的组成和原理3.存储器空间与总线控制4.中断系统和定时器5.高速输入/输出和串行口6.A/D转换器和脉宽调制输出器PWM7.MCS-96单片机的指令系统概述§10-1MCS-96系列单片机的主要性能与特点MCS-96单片机的主要性能特点1.16位的CPU它的最大特点是没有采用累加器结构,而改用寄存器-寄存器结构,CPU的操作直接面向256字节的寄存器空间,消除了一般结构中存在的累加器的瓶颈效应,提高了操作速度和数据的吞吐能力。

2.256个字节寄存器阵列和专用寄存器其中232字节为寄存器阵列,它兼具一般单片机通用寄存器和RAM的功能,又都可用作累加器。

另外24个字节为专用寄存器。

8×9×JF还具有额外的256字节的内部RAM,但不能作通用寄存器用。

3.总线宽度可控它的外部数据总线可工作于8位或16位,以便适应对片外存储器进行字节操作或字操作的不同需要。

4.8KB片内ROM总存储器空间为64KB,ROM与RAM统一编址。

系列中带片内ROM或EPROM的芯片,其容量为8KB,8×9×JF容量为16KB。

5.高效的指令系统该指令系统可以对带符号数和不带符号数进行操作,有16位乘16位和32位除16位的乘除指令,有符号扩展指令,还有数据规格化指令(有利于浮点计算)等。

96系列单片机简介及

96系列单片机简介及

二.HSI状态寄存器HSI_STATUS) HSI状态寄存器HSI_STATUS) 状态寄存器HSI_STATUS
各位的定义同图3.9
ִ其中低位表示本引脚上是否有事件发生; ִ高位表示本引脚的现行状态。
三.HSI的控制和操作 HSI的控制和操作
有 关 控 制 见 HSI_MODE 、 IOC0 、 IOC1 、 INT_MASK、INT_PENDING以及中断向量。 中断发生后:先读HSI的状态,后读其中断 时间。(两者均得读,且顺序读)
状态寄存器
0 1 2 3 4 5 6 7
HSO.0 现行状态 HSO.1 现行状态 HSO.2 现行状态 HSO.3 现行状态 HSO.4 现行状态 HSO.5 现行状态 CAM 或保持寄存器满 HSO 保持寄存器满 图 3.7 I/0 状态寄存器 0
0 1 2 3 4 5 6 7
软件定时器 0 到时 软件定时器 1 到时 软件定时器 2 到时 软件定时器 3 到时 定时器 2 溢出 定时器 1 溢出 HSI FIFO 已满 HSI 保持寄存器数据可用 图 3.8 I/0 状态寄存器 1
3.1.1内部定时
内部定时(续)
8098为3分频结构,即每3个时钟周期为1个 状态周期,在12M的晶振下:
ִ ִ1个状态周期=3个时钟周期 =1/12000000*3s=1/4μs (8T)
80C196为2分频结构:
ִ1个状态周期=2个时钟周期 =1/12000000*2s=1/6μs
3.1.2存储空间
ִIOC0控制定时器2和高速输入线。 ִIOC1控制某些引脚功能、中断源和两个HSO引 脚。
控制寄存器
0 1 2 3 4 5 6 7
HSI.0 输入/分断 定时器2 复位,写1 使之复位 HSI.1 输入/分断

十六位单片机MCS-96数据总线控制

十六位单片机MCS-96数据总线控制

十六位单片机MCS-96数据总线控制十六位单片机MCS-96X序列内部的硬件构造比八位单片机MCS-51系列复杂,使得外围接口电路也变得复杂,主要体现在片外的总线配制方面。

51系列单片机的总线片内、片外均为八位,不存在配制问题。

而MCS-96片内是十六位结构,片外的数据总线可以配制成十六位,构成全十六位机;也可以配制成八位,构成准十六位机。

当然,后者的性能会有所下降。

而片外的数据总线又可分为程序存储器(ROM或EPROM)数据总线和数据存储器(RAM)数据总线,它们可以单独配制成十六位或八位,由此搭配而成的方式较多。

可见,片外数据总线的配制成了十六位单片机外围接口中最复杂的部分。

必须说明的是:这里所指的总线都是数据总线,因为不管片内片外,地址线均为十六位。

在MCS-96中,以片内无程序存储器的芯片80C196XX(如80C196KB等)价格最低廉,故应用也最广。

1.与系统总线有关的几条控制线系统总线的各种配制是依赖MCS-96的有关几条控制线(输入或输出脚)与芯片配置寄存器CCR的有关设置共同来实现的。

它们是:(1)地址总线分离控制线ALE / ADV 地址片的锁存信号,高电平有效的ALE,或低电平有效的ADV。

(2)读控制线RD 从片外读取指令或数据时,RD低电平有效,而且总是按“字”进行。

(3)写控制线WRL 和WRH 或WR、BHE、A0 向片外数据存储器写入数据时,有写高位字节、写低位字节、同时写高位和低位字节(一个字)三种写入方式。

根据总线配置的方式的不同,会出现不同的控制信号。

(4)总线宽度选择线BUSWIDTH 为0时选择八位;为1时选择十六位。

但它还须与芯片配置寄存器CCR的D1位联合进行控制。

(5)取指信号线INST 80C196KB还输出一根取指信号线,平时该线输出低电平,只有在向片外取指时变为高电平(在地址有效期内)。

利用这一特性可以将片外的程序存储空间和数据存储空间分开(类似51系列的PSEN信号线),使总的存储空间比原来的多出一倍。

单片机基础知识

单片机基础知识

▼F0 (PSW.5)可由用户定义的标志位。
PSW.7 PSW.6 PSW.5
CY AC F0 RS1 RS0 OV
PSW.0
P
▼RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3)工作寄存器组选择位。
RS1,RS0 = 0 0 则选择了工作寄存器组 0 区
R0~R7分别代表00H ~07H单元。 RS1,RS0 = 0 1 则选择了工作寄存器组 1 区 R0~R7分别代表08H ~0FH单元。
5、MSP430系列

TI(德州仪器)公司推出的新型高性能单片机。 16位精简指令结构可确保运行速度、带FLASH 的微控制器可将功耗降低5倍、具有多种省电模 式、型号相当丰富。
五、 单片机的应用和应用系统结构
1、单片机的应用
◆智能仪器仪表
单片机用于各种仪器仪表, 一方面提高了仪器仪表的使用 功能和精度,使仪器仪表智能 化,同时还简化了仪器仪表的 硬件结构,从而可以方便地完 成仪器仪表产品的升级换代。 如各种智能电气测量仪表、智 能传感器等。

线
并行端口
串行端口
中断系统
P0 P1 P2 P3
TXD RXD
INT0 INT1
1、中央处理器CPU
CPU(Central Processing Unit)是计算机的核心部件,
它由运算器和控制器组成, 完成计算机的运算和控制功能。
运算器又称算术逻辑部件(ALU, Aithmctieal Logic
4、AVR系列

美国ATMEL公司推出的全新配置精简指令集 (RISC)的单片机系列。高速度、高保密性、低 功耗。


片内程序存储器采用Flash 大多数指令仅用1个晶振周期 采用C语言编程 CMOS工艺生产

第一章 单片机概述

第一章 单片机概述
智能控制

实时工业控制
单片机还可以用于各种物理量的采集与控 制。电流、电压、温度、液位、流量等物理 参数的采集和控制均可以利用单片机方便地 实现。在这类系统中,利用单片机作为系统 控制器,可以根据被控对象的不同特征采用 不同的智能算法,实现期望的控制指标,从 而提高生产效率和产品质量。典型应用如机 床控制、电机转速控制、温度控制、自动生 产线等 。
单片机应用
汽车电子
◆机电一体化产品
机电一体化产品是集机械技术、微电子技 术、自动化技术和计算机技术于一体,具有 智能化特征的各种机电产品。单片机在机电 一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。 典型产品如机器人、数控机床、自动包装机 、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复 印机等。

单片机应用
1.4 单片机系统的开发过程
通常开发一个单片机系统可按以下几个步骤进行。
(1) 明确系统设计任务,完成单片机及其外围电路的选型工 作。 (2) 运用PROTEL、POWERPCB等软件设计系统原理图和PCB板, 经仔细检查PCB板后送工厂制作。 (3) 完成器件的安装焊接。 (4) 根据硬件设计和系统要求编写应用程序。 (5) 在线调试软硬件。
三种应用形态的比较 :
系统机(多板机)
单板机
单片机
系统机(桌面应用)属于通用计算机,主要应 用于数据处理、办公自动化及辅助设计。 单片机(嵌入式应用)属于专用计算机,主要 应用于智能仪表、智能传感器、智能家电、智能 办公设备、汽车及军事电子设备等应用系统。
单片机体积小、价格低、可靠性高,其非凡的 嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独 特的优势。
单片机在工业上的应用
数控车床
◆分布式系统的前端模块
在较复杂的工业系统中,经常要采用 分布式测控系统完成大量的分布参数的采 集。在这类系统中,采用单片机作为分布 式系统的前端采集模块,系统具有运行可 靠,数据采集方便灵活,成本低廉等一系 列优点。

常用芯片引脚图

常用芯片引脚图

您的数字ID 是:463099您的密码是:1.8667附录三常用芯片引脚图一、 单片机类1、MCS-51芯片介绍:MCS-51系列单片机是美国Intel 公司开发的8位单片机,又可以分为多个子系列。

MCS-51系列单片机共有40条引脚,包括32条I/O 接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。

引脚说明: P0.0~P0.7:P0口8位口线,第一功能作为通用I/O 接口,第二功能作为存储器扩展时的地址/数据复用口。

P1.0~P1.7:P1口8位口线,通用I/O 接口无第二功能。

P2.0~P2.7:P2口8位口线,第一功能作为通用I/O 接口,第二功能作为存储器扩展时传送高8位地址。

P3.0~P3.7:P3口8位口线,第一功能作为通用I/O 接口,第二功能作为为单片机的控制信号。

ALE/ PROG :地址锁存允许/编程脉冲输入信号线(输出信号)PSEN :片外程序存储器开发信号引脚(输出信号)EA/Vpp :片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚RST/VPD :复位/备用电源引脚2、MCS-96芯片介绍:MCS-96系列单片机是美国Intel 公司继MCS-51系列单片机之后推出的16位单片机系列。

它含有比较丰富的软、硬件资源,适用于要求较高的实时控制场合。

它分为48引脚和68引脚两种,以48引脚居多。

引脚说明:RXD/P2.1 TXD/P2.0:串行数据传出分发送和接受引脚,同时也作为P2口的两条口线HS1.0~HS1.3:高速输入器的输入端HS0.0~HS0.5:高速输出器的输出端(有两个和HS1共用)Vcc :主电源引脚(+5V )Vss :数字电路地引脚(0V )Vpd :内部RAM 备用电源引脚(+5V )V REF :A/D 转换器基准电源引脚(+5V )AGND :A/D 转换器参考地引脚XTAL1、XTAL2:内部振荡器反相器输12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST RXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1V SS V CC P0.0/AD 0P0.1/AD 1P0.2/AD 2P0.3/AD 3P0.4/AD 4P0.5/AD 5P0.6/AD 6P0.7/AD 7EA/V PP ALE/PROG PSENP2.7/A 15P2.6/A 14P2.5/A 13P2.4/A 12P2.3/A 11P2.2/A 10P2.1/A 9P2.0/A 8803180518751入、输出端,常外接晶振。

常用微处理器介绍

常用微处理器介绍

中断源 软件
外部中断
串行口
软件定时器
HS1.0
高速输出
HSI 数据
A/D 转换完成 定时器溢出
中断向量地址
2011H 2010H 200FH 200EH
200DH 200CH
200BH 200AH
2009H 2008H
2007H 2006H 2005H 2004H
2003H 2002H 2001H 2000H
其停止计数并恢复为 0。 ? 定时器 1产生高速输入单元 HSI 和高速输出单
元HSO的基准时间。
第二十页,编辑于星期一:十二点 三十九分。
高速输入单元
? 高速输入单元 HSI 可用定时器 1作实时时钟来
记录外部事件发生的时间。“高速”表示事
件的获取无需 CPU的干预。
方式选择位
事件定义
00
8 个正跳变为一个事件
? 微机测控系统中最常用的是 8位以及 16位单 片机。
第三页,编辑于星期一:十二点 三十九分。
3.1.1 MCS-51系列单片机
? Intel在20世纪 80年代初研制。在 80年代中期
以专利转让形式把 51内核给了许多半导体厂
商,形成了与 51指令系统兼容的单片机。 ? 目前,国内市场上以 Atmel和Philips 公司的 51
成准 16位。 ? 与51的主要区别:
? 取消累加器结构,可直接对寄存器组合及专用
寄存器构成的 256字节地址空间进行操作。 ? CPU通过专用寄存器直接控制 IO。
? HSI、HSO
? PWM
第十三页,编辑于星期一:十二点 三十九分。
80C196KB 及8098单片机引脚
第十四页,编辑于星期一:十二点 三十九分。

16位单片机简介

16位单片机简介

第8章 16位单片机简介主要内容:在MCS-51单片机基础上以8096为例简单介绍了16位单片机MCS-96的基本组成、结构、指令系统,目的在于抛砖引玉,为读者今后学习和应用16位单片机奠定基础。

重点是16位单片机的特色(如:高速输入与高速输出、脉冲宽度调制PWM输出、模拟输入等)。

难点是16位单片机与8位单片机的比较,在掌握8位单片机基础上较快地掌握16位单片机的应用8.1 概述MCS-96系列单片机与MCS-51系列单片机相比较,软、硬件资源远比较丰富,CPU采用寄存器——寄存器结构,提高了操作速度和数据吞吐能力;具有更快的运算速度,更多的外围子系统,更高效的指令系统,在89C196KC以后的芯片中,增加了一个外设事务服务器PTS,专门用于处理外设中断事务,大大减少了CPU的软件开销。

MCS-96系列单片机的主要特点包括以下几个方面:(1)16位CPU,具有高速处理能力,没有累加器,采用寄存器——寄存器结构,具有232字节的寄存器阵列;(2)具有高效的指令系统,大大提高了编程效率;(3) 4/8通道的10位A/D转换器;(4)脉宽调制PWM输出装置;(5)全双工的串行口,并有专门的波特率发生器;(6)高速的I/O系统;(7)5个8位的I/O端口;(8)可编程的8个优先级中断源;(9)16位监视定时器;(10)可动态配置的总线;(11)ROM/EPROM的内容可加密;(12)2个16位的定时器/计数器,4个16位的软件定时器。

应用范围:应用于自动控制系统、测试系统、智能仪器、外设控制器、家用电器等。

8.2 MCS-96单片机的内部结构与引脚8.2.1 CPU结构与引脚1.型号与封装形式作为系列产品,MCS-96有不同的型号和封装形式。

MCS-96系列产品包含2个子系列:8096和8096BH,8096BH兼容8096,但前者在性能上比后者更强,MCS-96系列的各型号产品如下表所示。

MCS-96共有DIP,PGA,PLCC,LCC四种不同的封装形式。

MCS96单片机指令系统的特点与使用技巧

MCS96单片机指令系统的特点与使用技巧

MCS96单片机指令系统的特点与使用技巧张小兵 宋 萍淮南工业学院(淮南232001) TP368.1 摘要 介绍了M CS96单片机指令系统的特点与使用技巧。

通过掌握单片机指令的编程技巧和不同单片机指令系统的差别,可提高编程水平和缩短调试周期。

主题词 单片机 寄存器 系统程序 使用技巧1 MCS96系统指令系统的特点 M CS96单片机是Intel公司继M CS51单片机之后,推出的新一代嵌入式微控制器,它把多路开关/采样保持器,10位A/D 转换器,高速I/O口(HSI/HSO),脉宽调制口PWM,16位监视定时器WDT,16位定时器T0/T1等集于单片微机芯片中,更适合实时性要求较高的自动控制系统应用,与之配套的指令系统在算术运算,数据规格化等方面比M CS51单片机有重大突破,归纳起来有以下五点:1)由于CPU的寄存器算术逻辑单元(RALU)没有采用MCS51单片机的累加器结构,片内256字节寄存器直接面向RALU,任一个寄存器均可参与运算,使CPU运算速度和吞吐能力大大提高。

2)增加3操作数指令,2个源操作数操作结果存入1个目的操作数,使许多算术运算和逻辑运算在一条指令中完成。

3)字(双字节)操作指令与双字(四字节)操作指令使16位乘16位有符号/无符号乘法,16位加16位有符号/无符号加法,16位减16位有符号/无符号减法,16位除8位、32位除16位有符号/无符号除法等变得非常简捷。

4)适应不同字节长度的操作数运算,增加8位有符号/无符号数扩展为16位有符号/无符号数指令,16位有符号数扩展为32位有符号数指令。

5)标志寄存器中增加粘着位标志ST,使算术运算的四舍五入算法,通过判C标志和ST位的值,作出更精确的误差处理。

2 MCS96单片机指令系统的使用技巧在MCS96单片机教学与实验中发现,若未深刻理解M CS96指令的含义,往往会产生一些使用指令易忽略的错误,根据实践,谈谈有关指令使用技巧问题。

单片机的发展历程标准版文档

单片机的发展历程标准版文档

在体我积国 小使,用重的量主轻要,有价以格下便三宜种:PIC12C5XXX/16C5X系列(低端产品),PIC12C5XX(8脚)系列和PIC12C6XX/16CXXX系列(低端
产熟品悉) 数。电和模电基础知识;
T三I公、司其的他M类P型S84的300单单5片片1机机产M品PS4530单片机最1大2的M优Hz点是低电压4和K超低功耗。 128
通用异步收发8器7(5U1niversal 5 Asynchronous 12MHz Receiver Transmitter,UART) 即串1口28
1
2
32
Microchip的PIC单片机 Microchip是世界的第二大单片机生产商,近几年Microchip单片机得到了极大的发展。
8052 5 12MHz 8K
在未来,应各种电子产品对单片机的要求,单片机将 会向多功能、高性能、高速度、低电压、低功耗、大容量 存储器的方向发展。
二、MCS-51单片机及其兼容产品
Intel公司推出了8位的MCS-51系列单片机后,在工业 控制方面得到了极大的应用。之后,Intel开放了51单片 机核技术,Philips、Atmel、ADI等公司相继推出了基于 51内核的单片机.
3
32
AT89C53
5 24MHz 12K
256
1
3
32
Philips公司主要单片机产品
型号 P87C52
工作电压 (V)
主频
4.5-5.5 33MHz
ROM(B) 8K(OTP)
RAM UART O口线 (条)
32
P87LPC762 4.5-5.5 16MHz 16K(OTP) 512 1 P87LPC767 4.5-5.5 20MHz 4K(OTP) 128 1

96单片机 天津大学 第一章 单片机基础知识

96单片机 天津大学 第一章 单片机基础知识
开始
三、单片机的结构特点 片内的RAM采用寄存器结构形式,以便于提高 采用寄存器结构形式, 片内的 采用寄存器结构形式 数据的存取速度。 数据的存取速度。 通常将程序存储器ROM和数据存储器 和数据存储器RAM的 通常将程序存储器 和数据存储器 的 存储空间分开。 存储空间分开。 引脚通常是多功能的。 引脚通常是多功能的。 通常配有全双工串行接口, 通常配有全双工串行接口,以扩展单片机与外 备的通信方式。 备的通信方式。 具有丰富的指令系统, 具有丰富的指令系统,内部通常设置可以位寻 器空间。 址的存储 器空间。 具有许多特殊功能寄存器。 具有许多特殊功能寄存器。
单片机多媒体 CAI课件 CAI课件
天津大学电气自动化学院 电工电子技术中心
课程要求
本课程对于基础知识 实践环节都具有较高要求。 基础知识和 本课程对于基础知识和实践环节都具有较高要求。 都具有较高要求 学生通过本课程的学习,应达到以下要求: 学生通过本课程的学习,应达到以下要求: 了解有关单片机系统的基础知识。 了解有关单片机系统的基础知识。 掌握MCS-96系列单片机的软件编程技术 系列单片机的软件编程技术。 掌握MCS-96系列单片机的软件编程技术。 具备一定的硬件设计能力, 具备一定的硬件设计能力,能够设计简单的单 片机应用系统。 片机应用系统。
开始
二、单片机的发展趋势
1. 改进制造工艺,提高芯片性能(提高速度、降低功耗) 改进制造工艺,提高芯片性能(提高速度、降低功耗) 系列单片机为例, 以Intel系列单片机为例,早期的 系列单片机为例 早期的8051芯片的最高振荡频率 芯片的最高振荡频率 为12MHz,机器周期 µs,工作电压 ;而新型的 ,机器周期1 ,工作电压5V;而新型的80C51 芯片的机器周期仅为1/6µs,工作电压仅 芯片的机器周期仅为 ,工作电压仅1.8V。 。 2. 在保留原有CPU体系结构的基础上,根据应用范围将各 在保留原有CPU体系结构的基础上, 体系结构的基础上 种外设集成在芯片中。 种外设集成在芯片中。 早期的单片机包括时钟发生器、定时器 计数器 计数器、 早期的单片机包括时钟发生器、定时器/计数器、并行输入 /输出端口、串行输入输出端口、中断管理器等外设装置。 输出端口、 输出端口 串行输入输出端口、中断管理器等外设装置。 近年来推出的单片机在此基础上增加了监视定时器 )、A/D转换器、PWM输出、波形发生器、 转换器、 输出、 (Watchdog)、 )、 转换器 输出 波形发生器、 外部事件处理器、现场总线接口等装置。 外部事件处理器、现场总线接口等装置。

单片机常用芯片资料

单片机常用芯片资料

附录三常用芯片引脚图一、 单片机类1、MCS-51芯片介绍:MCS-51系列单片机是美国Intel 公司开发的8位单片机,又可以分为多个子系列。

MCS-51系列单片机共有40条引脚,包括32条I/O 接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。

引脚说明: P0.0~P0.7:P0口8位口线,第一功能作为通用I/O 接口,第二功能作为存储器扩展时的地址/数据复用口。

P1.0~P1.7:P1口8位口线,通用I/O 接口无第二功能。

P2.0~P2.7:P2口8位口线,第一功能作为通用I/O 接口,第二功能作为存储器扩展时传送高8位地址。

P3.0~P3.7:P3口8位口线,第一功能作为通用I/O 接口,第二功能作为为单片机的控制信号。

ALE/ PROG :地址锁存允许/编程脉冲输入信号线(输出信号)PSEN :片外程序存储器开发信号引脚(输出信号)EA/Vpp :片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚RST/VPD :复位/备用电源引脚2、MCS-96芯片介绍:MCS-96系列单片机是美国Intel 公司继MCS-51系列单片机之后推出的16位单片机系列。

它含有比较丰富的软、硬件资源,适用于要求较高的实时控制场合。

它分为48引脚和68引脚两种,以48引脚居多。

引脚说明:RXD/P2.1 TXD/P2.0:串行数据传出分发送和接受引脚,同时也作为P2口的两条口线HS1.0~HS1.3:高速输入器的输入端HS0.0~HS0.5:高速输出器的输出端(有两个和HS1共用)Vcc :主电源引脚(+5V )Vss :数字电路地引脚(0V )Vpd :内部RAM 备用电源引脚(+5V )V REF :A/D 转换器基准电源引脚(+5V )12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST RXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1V SS V CC P0.0/AD 0P0.1/AD 1P0.2/AD 2P0.3/AD 3P0.4/AD 4P0.5/AD 5P0.6/AD 6P0.7/AD 7EA/V PP ALE/PROG PSENP2.7/A 15P2.6/A 14P2.5/A 13P2.4/A 12P2.3/A 11P2.2/A 10P2.1/A 9P2.0/A 8803180518751AGND:A/D转换器参考地引脚XTAL1、XTAL2:内部振荡器反相器输入、输出端,常外接晶振。

96单片机PTS功能在微机保护系统中的应用

96单片机PTS功能在微机保护系统中的应用

"#$ 是一种利用 %&’()*+’ 单片机内部微代码执 行的操作。与普通的中断相比较, "#$ 响应是把同一 个中断映射到相应的 "#$ 通道, 该通道产生一个 "#$ 周期。 "#$ 周期就像 ,-. 周期那样插入到正常的指 令流中, 不需要额外的软件开销, 响应更快。 即一次传送模 %&’()*+’ 提供了 / 种 "#$ 模式, 式、 块传送模式、 通过 . 0 , 模式、 1$2 模式和 1$3 模式, 设置 "#$ 控制块 "#$’4 中的 "#$’35 来选择不同的模 式。在进入 "#$ 周期之前, "#$’4 必须初始化。
网络管理由中心主节点通讯管理机来实现; 讨论单片机普通串行通讯方式对微机保护现场单元实时性 的影响; 结合开发微机保护通讯管理机, 介绍在通讯系统中如何利用 %"-!+,.- 单片机的 /01 功能, 实 现现场通讯的微代码化。针对 /01 一次传送模式被传数据定长的特点, 提出应在通讯协议中指定下行 数据包的长度及格式, 并采用数据包冗余技术, 提高通讯可靠性。 关键词: 微机保护; 单片机; 通讯系统; /01 功能 中图分类号: 02+!( 文献标识码: 3
[!]
图!
网络结构
研究及运行结果表明, 该类网络适用于现场单元 的场合。网络通讯速率较高 较为集中 (! @= 范围内) , 通讯延时约 $" =;, (最高视现场单元所用 -/A 而定) 且与现场单元数量无关, 大大提高了数据传输的实时 性。另外, 由于采用星式网络结构, 通讯机采用双机热 冗余技术, 从而有效地提高了网络的可靠性。 在研制微机保护通讯系统的过程中, 经比较发现, 采用常规的单片机串行中断, 对 -/A 其他事务的处理 影响较大, 这在现场单元中尤为突出。为保证 -/A 实 时 3 B C 采 样, 高 效 地 处 理 数 据, 通常采用增加通讯 使单元复杂化。可选择带有 /01 功能的 -/A 的手段, 使现场单元通讯的微代码化, 提高 %"-!+,.- 单片机,
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ִIOC0控制定时器2和高速输入线。 ִIOC1控制某些引脚功能、中断源和两个HSO引 脚。
控制寄存器
0 1 2 3 4 5 6 7
HSI.0 输入/分断 定时器2 复位,写1 使之复位 HSI.1 输入/分断
定时器2 外部复位允许/禁止 HSI.2 输入/分断 定时器2 复位源HSI.0/T2RST HSI.3 输入/分断 定时器2 时钟源HSI.1/T2CLK 图3.5 I/0 控制寄存器0
AD_RESULT
脉冲宽度调制输出(PWM)
数/模转换可以通过脉冲宽度PWM输出来实 现,PWM输出波形是一个重复周期为256个 状态周期,而占空比可变,占空比的变化 通过向PWM寄存器写入新值来实现。对此波 形进行积分,那么,即可得到一个DC电平, 通过改变占空比,可使该电平分256个阶梯 变化。
第三章 96系列单片机简介及 应用实例
主要内容
ִ§3.1 硬件结构 ִ§3.2 MCS-96指令系统 ִ§3.3 80C196KB单片机应用实例
目的:通过一种单片机的设计实例,掌握智能仪器仪表中CPU设计的 一般方法。
§3.1 硬件结构
主要内容 ִ3.1.7 高速输入单元 (√) ִ3.1.1 内部定时 ִ3.1.8 高速输出单元 (√) ִ3.1.2 存储空间 ִ3.1.9 模拟接口 ִ3.1.3 芯片配置寄存器CCR ִ3.1.10 串行口 (√) ִ3.1.4 状态和控制寄存器 ִ3.1.11 监视定时器 ִ3.1.5 中断结构 (√)——重点 ִ3.1.12 复位和掉电保护 ִ3.1.6 定时器
S T AC KP PW M_CON IO C 1 IO C 0 R ES ER V ED SP_CON PORT2 R ES ER V ED BAUD_R A R ES ER V ED W AT C HDO G IN T _ P E N IN T _ M A S K S B U F (T X ) HSO _C MD H S O _ T IM (H ) H S O _ T IM (L ) H S I_ M O D AD_C MD R 0(H I) R 0(L O ) W R IT E R ES ER VED C O DE R ES ER VED JU M P S E L F R ES ER VED CCR R ES ER VED IN T E R U P T V E C T O R PO RT4 PO RT3 O U T E R M E M I/O IN E R O R O U T E R R O M R A,SPCON 的中断向量 ORG 2000H DCW TYCINT ;T1溢出中断 ORG 2004H DCW HSIINT ;HSIINT---高速输入中断 ORG 200AH DCW TIMEINT ;TIMEINT---软件定时中断
3.1.6定时器
系统中有两个16位定时器,定时器1和定时 器2。 定时器1作为实时时钟用来同步其 他事件。它自由运行,每8个状态周期加1。 (定时器+1时间为8T=?) 该计数器在任何时刻均可读出,但一般不 可改写,且除芯片复位之外也没有其他手 段使其停止计数并恢复为0。
状态寄存器
0 1 2 3 4 5 6 7
HSO.0 现行状态 HSO.1 现行状态 HSO.2 现行状态 HSO.3 现行状态 HSO.4 现行状态 HSO.5 现行状态 CAM 或保持寄存器满 HSO 保持寄存器满 图 3.7 I/0 状态寄存器 0
0 1 2 3 4 5 6 7
软件定时器 0 到时 软件定时器 1 到时 软件定时器 2 到时 软件定时器 3 到时 定时器 2 溢出 定时器 1 溢出 HSI FIFO 已满 HSI 保持寄存器数据可用 图 3.8 I/0 状态寄存器 1
IN N E R R A M 0000H
图 3.3 存 储 空 间 图
3.1.3芯片配置寄存器CCR
CCR的内容由用户预先写入018H单元(芯片配置字 节),系统复位时,该芯片配置字节被自动送入 CCR寄存器。(8位总线时一般为0BDH)
3.1.4状态和控制寄存器
8098有两个I/O控制寄存器IOC0和IOC1
软件定时1ms中断服务子程序
TIMEINT:PUSHF DI LDB HSOCOM ,#38H ;重设TIMEINT ADD HSOTIM ,TIMER1 ,#TIJG ;12M=#750 6M=#375 EI INC ZDCS ;中断次数加1 POPF RET
3.1.9模拟接口
模拟输入 AD_COMMAND
XTAL1 ;B ≠ 0 4( B + 1)
BAUD RATE 方式0 方式1、2、3 12M 9600 8137 H 8270 H 8013 H 8026 H 6M 8009H 8000H +19
XTAL1 方式1、2、3= 64( B + 1)
4800
因为波特率寄存器的最高位用于对内部时钟源的 选择 ,当用XTAL1时,固定为“1”
寄存器组合空间 专用寄存器空间 掉电保护空间 ROM空间的寻址
(√)
0F F H 0F 0H 0E F H 1A H 19H 18H 17H 16H 15H 14H 13H 12H 11H 10H 0F H 0E H 0D H 0C H 0B H 0A H 09H 08H 07H 06H 05H 04H 03H 02H 01H 00H
;累计A/D变换值 累计A/D变换值 A/D ;A/D变换次数+1 A/D变换次数
3.1.10串行口
方式0:同步方式,通常用在以移位寄存器 为基础的I/O扩展方面 方式1:标准异步通讯方式。
串行口(续)
方式2和方式3:用于多机通讯
串行口(续)
串行口的控制
串行口波特率设置
1. 98:方式0=
ִ ִ ִ
P R O T EC T P O W D ER D O W N R AM R AM
STAC KP IO S 1 IO S 0 R ES ER VED SP_STAT R ES ER VED PORT2 PORT0 T IM E R 2(H ) T IM E R 2(L ) T IM E R 1(H ) T IM E R 1(L ) IN T _ P E N IN T _ M A S K S B U F (R X ) H S I_ S T A H S I_ T IM (H ) H S I_ T IM (L ) A D _ R E S (H ) A D _ R E S (L ) R 0(H I) R 0(L O ) R EA D
AD变换子程序
ADBH: ADBH: ORB LDB NOP NOP NOP ADDD1 ADDD1: JBS LDB LDB SHR ADD ADDC INC RET LDB TDHAO,ACHTDH TDHAO,#00001000 00001000B TDHAO,#00001000B ADCOM,TDHAO
;判断是否0口中断 ;判断是否1口中断 ; 2 ; 3 ;读时间到HI0T中
3.1.8高速输出单元
HSO输出控制
ִ LDB HSO_COMMAND, #WHAT_TO_DO ִ ADD HSO_TIME,TIMER1, #WHEN_TO_DO_IT
高速输出单元(续)
0 1 2 3 4 5 6 7 通 道 : 0-5 HSO.0-5 相 应 各 位 6 HSO.0-1 两 位 同 时 7 HSO.2-3 两 位 同 时 8-B 软 件 定 时 器 0-3 E 定时器 2 复位 F 启 动 A/D 转 换 中 断 /无 中 断 置 位 /清 0 定 时 器 2/1 × 图 3.10 HSO 命 令 格 式
0 1 2 3 4 5 6 7
PWM/P2.5 选择 ACH7/EXTINT 选择 定时器1 溢出中断允许/禁止 定时器2 溢出中断允许/禁止 HSO.4 输出允许/禁止 TXD/P2.0 选择 HSO.5 输出允许/禁止
HIS 中断源选择FIFO 满/保持寄存
器已有数据 图3.6 I/0 控制寄存器1
HSI运行方式 运行方式HSI_MODE 一. HSI运行方式HSI_MODE
0 1 2 3 4 5 6 7
图3.9 HSI_MODE 寄存器 HSI.3 方式选择位 HSI.2 方式选择位 HSI.1 方式选择位 HSI.0 方式选择位
方式选择位 事件定义
00 8个正跳变为一个事件 01 每个正跳变为一个事件 10 每个负跳变为一个事件 11 每个跳变(正和负)均 为事件
二.HSI状态寄存器HSI_STATUS) HSI状态寄存器HSI_STATUS) 状态寄存器HSI_STATUS
各位的定义同图3.9
ִ其中低位表示本引脚上是否有事件发生; ִ高位表示本引脚的现行状态。
三.HSI的控制和操作 HSI的控制和操作
有 关 控 制 见 HSI_MODE 、 IOC0 、 IOC1 、 INT_MASK、INT_PENDING以及中断向量。 中断发生后:先读HSI的状态,后读其中断 时间。(两者均得读,且顺序读)
HSIINT 子程序(记录脉冲)
HSIINT: LDB JBS JBS JBS JBS SJMP HI0: PUSHF HSIBJ,HSISTA HSIBJ,0,HI0 HSIBJ,2,HI1 HSIBJ,4,HI2 HSIBJ,6,HI3 HSIFH ST HSITIM ,HI0T … POPF RET
3.1.1内部定时
内部定时(续)
8098为3分频结构,即每3个时钟周期为1个 状态周期,在12M的晶振下:
ִ ִ1个状态周期=3个时钟周期 =1/12000000*3s=1/4μs (8T)
80C196为2分频结构:
ִ1个状态周期=2个时钟周期 =1/12000000*2s=1/6μs
3.1.2存储空间
;TDHAO标记ACHTDH TDHAO标记ACHTDH 标记 ;立即启动AD变换 立即启动AD变换 AD
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