微控制器原理及其应用第八章
微控制器的原理与应用
微控制器的原理与应用1. 什么是微控制器微控制器，也被称为单片机，是一种集成了处理器、内存、输入/输出设备和时钟等基本功能的微型计算机系统。
它通常用于嵌入式系统中，能够控制各种电子设备的运行。
2. 微控制器的原理微控制器的核心是一个嵌入式处理器，它由CPU、存储器和外设接口等组件构成。
微控制器通过执行存储在存储器中的指令集，从而控制外围设备的操作。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：•取指令：微控制器从存储器中读取指令，并将其加载到指令寄存器中。
•解码指令：微控制器解码指令的操作码，确定要执行的操作。
•执行指令：微控制器执行指令，并根据需要与存储器和外围设备进行交互。
•更新程序计数器：微控制器更新程序计数器，以便取下一条指令。
3. 微控制器的应用微控制器在各个领域都有广泛的应用，以下列举了一些常见的应用领域：3.1 家电控制微控制器被广泛应用于家电控制领域，如空调、冰箱、洗衣机等。
通过微控制器的控制，这些家电可以实现自动化控制、智能调节等功能，提高用户体验和节能效果。
3.2 工业自动化在工业自动化领域，微控制器常用于控制和监测设备、机器人和生产线等。
通过微控制器的运算和控制，可以实现自动化生产、提高生产效率和产品质量。
3.3 智能交通微控制器在智能交通系统中起着重要的作用。
例如，交通信号灯的控制、智能驾驶辅助系统的运行等都离不开微控制器的支持。
3.4 医疗设备微控制器在医疗设备中也有广泛应用，如血压计、心电图仪、呼吸机等。
通过微控制器的控制，这些设备可以准确测量和监测生理参数，为医生提供重要参考。
3.5 无人机和机器人微控制器是无人机和机器人的核心控制系统。
通过微控制器的指令和控制，无人机和机器人可以实现飞行、导航、传感和反馈等功能，具有广阔的应用前景。
4. 微控制器的优点微控制器相对于传统的计算机系统，具有以下优点：•小巧灵活：微控制器通常以芯片的形式存在，体积小、功耗低，更适合嵌入式系统和物联网应用。
微控制器原理与应用
微控制器原理与应用
微控制器是一种具有处理能力和存储器的集成电路，常用于控制和管理各种电子设备和系统。
它包含了中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口（IO）、定时器和各种外设接口等功能，可以根据预设的程序来完成特定的任务。
微控制器的原理是基于计算机系统的工作原理，它通过执行指令和处理数据来实现控制和运算功能。
微控制器通常采用冯·诺依曼结构，具有存储程序的特点，它可以接收输入信号，并通过处理程序来产生相应的输出信号。
微控制器的存储器主要包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM），ROM
用于存储程序代码，而RAM则用于存储程序执行过程中产生
的数据。
微控制器广泛应用于各个领域，如家电、汽车电子、工业自动化等。
在家电方面，微控制器可以用于控制空调、洗衣机、电视等设备的运行和功能。
在汽车电子方面，微控制器可以用于控制发动机的点火、燃油喷射等功能，还可以实现车载娱乐系统的控制。
在工业自动化方面，微控制器可以用于控制机器人、传感器、电机等设备的运行和协调工作。
除了常规的控制功能，微控制器还可以实现各种其他应用，如数据采集、通信、控制算法实现等。
通过合理的编程和外设的结合，微控制器可以实现各种复杂的功能和任务。
同时，微控制器还支持多任务处理和实时操作系统的应用，可以实现更加灵活和高效的控制和管理。
总之，微控制器是一种功能强大的集成电路，它具有处理能力和存储器，可以完成各种控制和运算功能。
它广泛应用于各个领域，如家电、汽车电子、工业自动化等，为各种电子设备和系统的运行和控制提供支持。
它的原理是基于计算机系统的工作原理，通过执行指令和处理数据来实现各种功能。
微控制器原理与应用-- 山大20年试题解析及答案
微控制器原理与应用-- 山大20年试题解析及答案微控制器原理与应用——山大20年试题解析及答案1. 引言微控制器（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成了中央处理器（CPU）、存储器和输入输出接口等功能的芯片。
它广泛应用于嵌入式系统、自动化控制、智能家居等领域。
本文档将对山东大学微控制器原理与应用课程的20年试题进行解析，帮助读者深入理解微控制器的原理和应用。
2. 微控制器原理2.1 微控制器的基本组成微控制器由以下几部分组成：- 中央处理器（CPU）：负责执行程序指令和处理数据。
- 存储器：包括程序存储器和数据存储器，用于存储程序和数据。
- 输入输出接口（I/O）：用于连接外部设备，实现与外部设备的通信。
- 时钟电路：为微控制器提供时钟信号，用于同步操作。
2.2 微控制器的工作原理微控制器的工作原理如下：1. 程序存储器中存储了微控制器的程序，包括指令和数据。
2. CPU从程序存储器中读取指令，解释执行，并处理数据。
3. I/O接口与外部设备进行数据交换，实现对外部设备的控制。
4. 时钟电路为整个操作提供统一的时钟信号，确保各部分协同工作。
3. 微控制器应用3.1 嵌入式系统嵌入式系统是指将计算机技术应用于特定领域的一种系统，微控制器是其核心部件。
嵌入式系统广泛应用于工业控制、智能家居、医疗设备等领域。
3.2 自动化控制微控制器在自动化控制领域具有广泛应用，如智能交通系统、机器人、无人机等。
通过编程，微控制器可以实现对各种设备的自动控制，提高生产效率和生活品质。
3.3 智能家居智能家居系统中，微控制器负责控制家用电器、安全监控、环境感知等功能。
通过无线通信技术，微控制器可以实现远程控制和智能调度。
4. 山大20年试题解析及答案由于试题数量较多，本文档仅展示部分试题的解析和答案。
读者可自行查阅相关资料，加深对微控制器原理与应用的理解。
4.1 试题一题目：请简述微控制器的基本组成。
(单片机原理及应用)第8章AT89C51串行通信及其应用
目录
• at89c51简介 • at89c51串行通信原理 • at89c51串行通信应用实例 • at89c51串行通信编程 • at89c51串行通信常见问题及解决方案
01 at89c51简介
at89c51单片机简介
at89c51是一种基于CMOS技术 的8位微控制器，由Atmel公司
解决方案
针对信号干扰问题，可以采取增加信 号线屏蔽、优化电源滤波等措施；针 对通信协议不匹配问题，需要统一发 送和接收设备的通信协议；针对数据 校验不通过问题，可以在数据传输过 程中加入校验码，并在接收端进行校 验。
串行通信接口电路设计问题
总结词
接口电路设计不合理可能导致串行通信性能下降或通信失败。
波特率设置
波特率是数据传输的速率， 需要根据实际情况进行合理 设置，以保证数据传输的稳
定性和正确性。
数据校验
为了防止数据传输过程中出 现错误，需要进行数据校验 ，常用的校验方法有奇偶校
验和CRC校验等。
硬件流控制
当数据传输速率较高时，可 以采用硬件流控制来保证数 据传输的稳定性，常用的硬 件流控制方式有RTS/CTS流 控制和XON/XOFF流控制。
串行通信的基本概念
串行通信是一种数据传输方式，数据在单条线路上按顺序一位一位 地传输，具有线路简单、成本低等优点。
at89c51的串行通信接口
at89c51单片机内置一个全双工的串行通信接口，可以同时进行数 据的发送和接收。
串行通信协议
包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位等，用于规定数据的传 输格式和顺序。
一个6向量两级中断结构。
片内振荡器和时钟电路。
可编程序控制器原理及应用第8章课件
交通系统
PLC用于交通信号控制、车辆检 测和路灯管理。
能源管理
PLC可用于监控和控制能源使用， 优化能源效率。
PLC编程语言和软件
1
梯形图
使用图形符号表示线路逻辑，简单易懂。
2
结构化文本
使用类似编程语言的文本形式编写程序，灵活强大。
3
PLC编程软件
提供直观的界面和功能，可编写、调试和上传程序。
PLC在工业自动化中的应用案例
• 相对较高的成本 • 复杂性和学习曲线 • 可能受到电磁干扰
1 汽车制造
PLC用于汽车生产线上的控制和监控，确保高效生产。
2 食品加工
PLC管理食品加工线的温度、湿度和速度，确保产品质量。
3 纺织工业
PLC控制纺织机器和设备，实现自动化生产流程。
PLC的优势和局限性
优势Advantages
• 灵活性和可编程性 • 可靠性和稳定性 • 易于维护和扩展
局限性Limitations
3
输出信号控制
PLC通过输出模块控制外部设备，如电机、灯光和阀门。
PLC的结构和组成部分
CPU
中央处理器执行程序和逻辑运算。
输出模块
控制外部设备并将数字信号转换为适当的输出 形式。
输入模块
检测外部信号并将其转换为数字信号。
存储器
存储程序和数据，如RAM和EPROM。
PLC的应用领域
工厂自动化
PLC广泛应用于生产线控制、物 料处理和装配操作。
介绍PLC使用的编程语言，如 Ladder Diagram和Structured Text。
了解PLC应用
探索PLC在
PLC的工作原理
1
输入信号检测
微控制器原理及应用(原理篇)
微控制器原理及应用第一章 绪论一、 什么是微控制器？微控制器（Microcontroller）俗称单片机（Single-chip Microcomputer）,也称为微处理器（Microprocessor）。
它是把微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上的单芯片微型计算机。
图1-1 微型计算机系统结构微处理器包括了中央处理器单元（CPU）、程序存储器（ROM）、数字存储器（RAM）、定时器/计数器（Timer/Counter）、输入/输出口（I/O），及中断系统、串行通讯接口。
有些甚至还集成了脉宽调制器（PWM）、DMA控制器、液晶显示驱动器（LCD）、模/数转换器（A/D）、数/模转换器（D/A）等。
因此，微处理器可以看成是一个不带外设的微型计算机。
二、 微控制器的发展概况自从1974年12月美国仙童(Fairchild)公司第一个推出8位微控制器F8以来，以惊人的速度发展，从4位机、8位机发展到16位机、32位机，集成度越来越高，功能越来越强，应用范围越来越广。
到目前为止，微控制器的发展主要可分为以下四个阶段：第一阶段：4位微控制器。
这种微控制器的特点是价格便宜，控制功能强，片内含有多种I/O接口，如并行I/O接口、串行I/O接口、定时器/计数器接口、中断功能接口等。
根据不同用途，还配有许多专用接口，如打印机接口、键盘及显示器接口，PLA(可编程逻辑阵列)译码输出接口，有些甚至还包括A／D、D／A转换，PLL(锁相环)，声音合成等电路。
丰富的I/O功能大大地增强了4位微控制器的控制功能，从而使外部接口电路极为简单。
第二阶段：低、中档8位机(1974—1978年)。
这种8位机一般寻址范围通常为4KB。
它是8位机的早期产品，如Mostek公司的3870、hItel公司的8048等微控制器即属此类。
MCS-48系列微控制器是Intel公司1976年以后陆续推出的第一代8位微控制器系列产品。
它包括基本型8048、8748和8035；强化型(高档)8049、8749、8039和8050、8040；简化型(低档)8020、8021、8022：专用型UH。
微控制器原理及应用
微控制器原理及应用一、微控制器的概述1.1 什么是微控制器？微控制器是一种集成了处理器核心、存储器、输入输出接口和时钟电路等功能模块的集成电路芯片。
它具有体积小、功耗低、成本低廉等特点，被广泛应用于各种电子设备中。
1.2 微控制器的组成微控制器主要由以下几个部分组成： - 处理器核心：负责执行指令和进行运算操作。
- 存储器：包括程序存储器（用于存储程序代码）和数据存储器（用于存储数据）。
- 输入输出接口：用于与外部设备进行数据交互。
- 时钟电路：提供时序信号，控制微控制器的工作频率。
二、微控制器的工作原理2.1 微控制器的指令执行过程微控制器的指令执行过程可以分为取指令、译码、执行和存储四个阶段。
具体步骤如下： 1. 取指令阶段：从程序存储器中读取指令。
2. 译码阶段：将指令解码为对应的操作。
3. 执行阶段：根据指令进行相应的操作，如运算、数据传输等。
4. 存储阶段：将执行结果存储到数据存储器中。
2.2 微控制器的时序控制微控制器的时序控制是通过时钟电路来实现的。
时钟信号提供了微控制器内部各个模块之间的同步，并控制指令的执行速度。
时钟信号的频率越高，微控制器的工作速度就越快。
三、微控制器的应用领域3.1 家电控制微控制器在家电控制领域有着广泛的应用。
通过与传感器和执行器的配合，微控制器可以实现家电设备的智能控制，提升用户的使用体验。
3.2 工业自动化微控制器在工业自动化领域起到了至关重要的作用。
它可以控制各种工业设备的运行，实现生产过程的自动化，提高生产效率和质量。
3.3 汽车电子微控制器在汽车电子领域也有着广泛的应用。
它可以控制车辆的各个系统，如发动机控制、制动系统、安全气囊等，提升汽车的性能和安全性。
3.4 医疗设备微控制器在医疗设备中的应用越来越广泛。
它可以控制各种医疗设备的运行，如心电图仪、血压计、呼吸机等，提供精准的医疗服务。
四、微控制器的发展趋势4.1 集成度的提高随着集成电路技术的不断发展，微控制器的集成度不断提高。
微控制器的原理及应用
微控制器的原理及应用1. 引言微控制器是一种小型的、低功耗的集成电路，拥有处理器、内存、输入输出接口和定时器等功能模块，用于控制电子设备的操作。
它被广泛应用于各种领域，包括家用电器、汽车电子、医疗设备等。
本文将介绍微控制器的原理、结构和应用。
2. 微控制器的原理微控制器的核心是一颗集成电路芯片，它集成了处理器、内存、输入输出接口和定时器等组件。
其工作原理如下：•处理器：微控制器中的处理器负责执行指令，进行数据处理和控制操作。
常见的微控制器处理器有MSP430、STM32等。
•内存：微控制器中的内存用于存储程序代码和数据。
它包括Flash存储器和RAM存储器。
Flash存储器用于存储程序代码，RAM存储器用于存储运行时数据。
•输入输出接口：微控制器通过输入输出接口与外部设备进行通信。
常见的接口有GPIO口、SPI接口、I2C接口等。
•定时器：微控制器中的定时器用于定时执行特定的操作。
它可以用于测量时间、控制任务执行频率等。
3. 微控制器的结构微控制器的结构主要包括处理器核心、存储器、输入输出接口和定时器等模块。
以下是微控制器的典型结构：•处理器核心：微控制器中的处理器核心负责执行指令，进行数据处理和控制操作。
它通常包括运算器、控制器和寄存器。
•存储器：微控制器中的存储器用于存储程序代码和数据。
Flash存储器用于存储程序代码，RAM存储器用于存储运行时数据。
•输入输出接口：微控制器通过输入输出接口与外部设备进行通信。
常见的接口有GPIO口、SPI接口、I2C接口等。
•定时器：微控制器中的定时器用于定时执行特定的操作。
它可以用于测量时间、控制任务执行频率等。
4. 微控制器的应用微控制器被广泛应用于各种领域，以下是一些常见的应用场景：•家用电器：微控制器被用于控制家电设备，例如冰箱、洗衣机、空调等。
它可以实现自动控制、定时启动等功能。
•汽车电子：微控制器在汽车电子领域扮演着重要的角色。
它被用于控制引擎、车载娱乐系统、安全系统等。
微控制器的原理与应用
微控制器的原理与应用微控制器，又称单片机（Microcontroller），是一种集成了微处理器核心、存储器和各种周边电路的集成电路芯片。
它具有多种接口和功能，可以用于控制和执行各种自动化任务。
微控制器的工作原理是，通过将程序存储在存储器中，微控制器可以根据程序中的指令来进行处理和执行各种任务。
微控制器的核心是微处理器，它是一个用于执行指令和进行数据处理的芯片。
微处理器通常包括一个算术逻辑单元（ALU），一个控制单元（CU）和一组寄存器。
ALU用于执行算术和逻辑运算，CU用于指导微处理器执行指令和控制其他组件，寄存器用于临时存储数据和指令。
与一般的计算机相比，微控制器具有以下几个特点：1. 较小的体积：微控制器通常被封装在较小的芯片中，体积小巧，方便集成于各种设备中。
2. 低功耗：微控制器通常使用低功耗设计，可以在电池供电的情况下长时间工作。
3. 强大的实时处理能力：微控制器可以通过各种接口（如串口、并口、CAN总线等）与外部设备进行实时通信。
它可以快速响应外部事件，进行实时的数据处理和控制。
4. 丰富的外设接口：微控制器通常内置了多种外设接口，如数字输入输出接口、模拟输入输出接口、计时器、PWM输出等，可以方便地连接各种传感器和执行器。
微控制器在各个领域都有广泛的应用。
下面简要介绍几个常见的应用领域：1. 智能家居控制：通过微控制器的实时处理能力和丰富的外设接口，可以进行家居设备的智能化控制。
例如，可以通过使用微控制器实现温湿度监测、照明控制、门窗状态监测等功能。
2. 工业自动化：微控制器常用于控制和监测工业设备和生产线。
它可以通过各种接口连接传感器和执行器，实现实时的监测和控制。
例如，可以通过使用微控制器实现温度、压力、流量等参数的监测和控制。
3. 汽车电子：微控制器在汽车电子领域有广泛应用。
它可以用于控制发动机、制动系统、安全气囊等。
通过使用微控制器，可以实现汽车的自动化控制和智能化功能，提高安全性和舒适性。
微控制器的工作原理及应用
微控制器的工作原理及应用1. 微控制器的概述微控制器是一种集成了微处理器、存储器和各种I/O接口的集成电路芯片。
它通常用于控制和管理各种设备和系统，具有小体积、低功耗、易于编程等特点。
2. 微控制器的工作原理微控制器主要由微处理器核心、存储器、I/O接口和时钟电路组成。
以下是微控制器的工作原理的详细说明：2.1 微处理器核心微处理器核心是微控制器的计算核心，它包含运算器、控制器和寄存器等部件，可以执行各种指令和算术运算。
2.2 存储器存储器通常用于存储程序代码和数据。
微控制器通常包含闪存存储器和RAM存储器。
闪存存储器用于存储程序代码，RAM存储器用于存储运行时数据。
2.3 I/O接口微控制器的I/O接口用于与外部设备进行数据交换。
常见的I/O接口包括通用输入输出引脚、串口、SPI接口、I2C接口等。
2.4 时钟电路微控制器需要时钟信号来同步各个部件的工作。
时钟电路通常由晶体振荡器和时钟发生器组成。
3. 微控制器的应用领域微控制器广泛应用于各个领域，下面是一些常见的应用领域：3.1 智能家居系统微控制器可以用于控制家庭中的各种设备和系统，如智能灯光、温控系统、安防系统等。
3.2 工业自动化微控制器在工业自动化中扮演着重要角色，可以用于控制生产线、机器人等设备，实现自动化生产。
3.3 智能交通微控制器可以用于智能交通系统，如智能红绿灯控制、交通信号控制等，提高交通流量效率和安全性。
3.4 医疗设备微控制器可用于医疗设备，如心脏起搏器、血糖仪等，实现对患者的监测和治疗。
3.5 消费电子产品微控制器广泛应用于各类消费电子产品，如智能手机、电视机、游戏机等，实现各种功能和交互。
4. 微控制器编程与开发工具微控制器编程通常使用C语言或汇编语言进行。
常见的开发工具和环境包括Keil、IAR Embedded Workbench、Arduino等。
4.1 KeilKeil是一种常用的嵌入式系统开发工具，包含了强大的集成开发环境和调试工具，适用于多种微控制器系列。
微控制器原理及应用
微控制器原理及应用微控制器是一种集成了中央处理器、存储器、输入/输出端口以及各种外设接口的微型计算机系统，它可以完成各种数字信号处理任务。
微控制器广泛应用于电子产品、汽车电子、工业自动化等领域。
微控制器的原理微控制器由中央处理器（CPU）、存储器和输入/输出端口组成。
中央处理器是微控制器的核心部件，它负责执行程序指令，进行计算和逻辑运算。
存储器包括程序存储器和数据存储器，程序存储器用于存放程序代码，数据存储器用于存放程序运行时需要的数据。
输入/输出端口用于与外界进行通信，包括数字输入/输出端口和模拟输入/输出端口。
在实际应用中，为了满足不同的需求，微控制器还需要配备各种外设接口。
常见的外设包括定时计数器、串行通信接口、模拟转换接口等。
微控制器应用1. 电子产品微控制器广泛应用于各种电子产品中，如手机、平板电脑、数码相机等。
在这些产品中，微控制器负责处理用户输入、显示屏幕内容、控制各种外设等任务。
2. 汽车电子现代汽车中需要大量的微控制器来实现各种功能，如发动机控制、车身电子、安全系统等。
微控制器可以通过各种传感器获取车辆状态信息，并根据这些信息进行计算和判断，从而实现自动化控制。
3. 工业自动化微控制器在工业自动化领域中也有广泛应用，如机器人、工业生产线等。
微控制器可以通过各种传感器获取生产线上的数据，并根据这些数据进行计算和判断，从而实现自动化生产。
总结微控制器是一种集成了中央处理器、存储器、输入/输出端口以及各种外设接口的微型计算机系统，它可以完成各种数字信号处理任务。
微控制器广泛应用于电子产品、汽车电子、工业自动化等领域。
在实际应用中，为了满足不同的需求，微控制器还需要配备各种外设接口。
微控制器原理及应用
微控制器原理及应用微控制器是一种集成了中央处理器、内存、输入/输出接口和外围设备控制器等功能于一体的微型电子器件。
它具有体积小、功耗低、功能强大等特点，被广泛应用于电子产品和自动化控制领域。
微控制器的原理主要包括芯片架构、指令集、时钟系统和输入/输出控制等方面。
微控制器的芯片架构决定了其内部组成和功能。
常见的芯片架构有哈佛架构和冯·诺依曼架构。
哈佛架构将指令和数据存储在不同的存储器中，可以同时进行指令和数据的读取，提高了执行效率。
而冯·诺依曼架构则将指令和数据存储在同一存储器中，需要分时进行指令和数据的读取，效率较低。
微控制器的指令集决定了其能够执行的操作。
指令集包括数据传输、算术运算、逻辑运算、控制转移等指令。
不同型号的微控制器具有不同的指令集，用户根据具体需求选择合适的型号。
微控制器还需要一个时钟系统来提供基准时钟信号，以确保指令和数据的同步执行。
时钟系统可以是内部晶振或外部晶振，其频率决定了微控制器的工作速度。
微控制器还需要输入/输出控制接口来与外部设备进行通信。
常见的输入/输出接口有通用输入/输出口（GPIO）、串口、并口、模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）等。
通过这些接口，微控制器可以连接各种传感器、执行器和外围设备，实现与外部环境的交互。
微控制器的应用范围非常广泛。
它可以应用于家电、汽车、通信、医疗、工业控制等领域，实现各种功能和应用。
在家电领域，微控制器可以用于控制空调、洗衣机、冰箱等家电设备的运行。
通过与传感器和执行器的结合，微控制器可以实现温度控制、湿度控制、定时开关等功能，提高家电的智能化程度。
在汽车领域，微控制器可以用于控制发动机、制动系统、空调系统等汽车部件的运行。
通过与传感器的结合，微控制器可以实时监测汽车的工作状态，并根据需要进行调节，提高汽车的性能和安全性。
在通信领域，微控制器可以用于控制手机、路由器、通信基站等设备的运行。
通过与无线模块的结合，微控制器可以实现无线通信功能，实现手机的呼叫、短信、上网等功能。
微控制器原理及应用答案
微控制器原理及应用答案微控制器原理及应用答案【篇一：单片机原理及应用课后完整答案】txt>第一章1. 为什么计算机要采用二进制数？学习十六进制数的目的是什么？在计算机中，由于所采用的电子逻辑器件仅能存储和识别两种状态的特点，计算机内部一切信息存储、处理和传送均采用二进制数的形式。
可以说，二进制数是计算机硬件能直接识别并进行处理的惟一形式。
十六进制数可以简化表示二进制数。
2．(1) 01111001 79h (2) 0.11 0.ch (3) 01111001.11 79.ch(4) 11101010.101 0ea.ah (5)01100001 61h (6) 00110001 31h3.(1) 0b3h4.(1)01000001b65 (2) 110101111b 431 (3)11110001.11b 241.75(4)10000011111010b 84425.(1) 00100100 00100100 00100100(2) 10100100 11011011 11011100(3)1111 1111 1000 00001000 0001 (4)10000000 110000000 10000000(5) 10000001 11111110 11111111(6)100101110 1110100101110100116.00100101b 00110111bcd 25h7.137 119898．什么是总线？总线主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？总线是连接计算机各部件之间的一组公共的信号线。
一般情况下，可分为系统总线和外总线。
系统总线应包括：地址总线（ab）控制总线（cb）数据总线（db）地址总线(ab)：cpu根据指令的功能需要访问某一存储器单元或外部设备时，其地址信息由地址总线输出，然后经地址译码单元处理。
地址总线为16位时，可寻址范围为216=64k，地址总线的位数决定了所寻址存储器容量或外设数量的范围。
《单片机微型计算机原理与接口技术》第八章 80C51单片微机的系统扩展原理与接口技术
②开始数据传送 在串行时钟线（SCL）保持高电平的情况下，串行数据线（SDA ）上发生一个由高电平到低电平的变化作为起始信号（START） ，启动I2C 总线。I2C总线所有命令必须在起始信号以后进行。 ③停止数据传送 在串行时钟线（SCL）保持高电平的情况下，串行数据线 （SDA）上发生一个由低电平到高电平的变化，称为停止信号（ STOP）。这时将停止I2C 总线上的数据传送。 ④数据有效性 在开始信号以后，串行时钟线（SCL）保持高电平的周期 期间，当串行数据线（SDA）稳定时．串行数据线的状态表示数 据线是有效的。需要一个时钟脉冲。 每次数据传送在起始信号（START）下启动，在停止信号 （STOP）下结束。 在I2C总线上数据传送方式有两种，主发送到从接收和从发 送到主接收。它们由起始信号（START）后的第一个字节的最低 位（即方向位R／W）决定。
①串行数据线（MISO、MOSI） 主机输入／从机输出数据线（MISO）和主机输出／ 从机输入数据线（MOSI），用于串行数据的发送和接收。 数据发送时．先传送MSB（高位），后传送LSB（低位）。 在SPI设置为主机方式时，MISO线是从机数据输入线 ，MOSI是主机数据输出线；在SPI设置为从机方式时， MISO线是从机数据输出线，MOSI是从机数据输入线。
8.1.1外部并行扩展原理
单片微机是通过芯片的引脚进行系统扩展的。 80C51系列带总线的单片微机芯片引脚可以构成图8－1所 示的三总线结构．即地址总线（AB）数据总线（DB）和控制总 线（CB）。具有总线的外部芯片都通过这三组总线进行扩展。 （1）地址总线（AB） 地址总线由单片微机P0口提供 低8位地址A0～A7，P2口提 供高8位地址A8～A15。P0口是地址总线低8位和8位数据总线复 用口，只能分时用作地址线。故P0口输出的低8位地址A0～A7必 须用锁存器锁存。 锁存器的锁存控制信号为单片微机ALE引脚输出的控制信 号。在ALE的下降沿将P0口输出的地址A0～A7锁存。P0、P2口 在系统扩展中用做地址线后便不能作为一般I/O口使用。 由于地址总线宽度为16位，故可寻址范围为64 KB。 （2）数据总线（DB） 数据总线由P0口提供，用D0～D7表示。P0口为三态双向
微控制器原理及应用答案
微控制器原理及应用答案微控制器是一种集成电路芯片，具有运算器、控制器、存储器和输入/输出接口等功能，可用于控制各种电子设备的运行。
它的原理是通过运算和控制电路将输入的指令解码并执行相应的操作，然后将结果输出。
微控制器的应用非常广泛，常见的应用领域包括家用电器、工业控制、通信设备等。
微控制器的原理主要包括以下几个方面：1. 运算器：微控制器内部包含了一个或多个运算器，用于执行各种数学运算和逻辑运算。
它可以实现加减乘除、与或非等运算。
2. 控制器：微控制器内部的控制器负责协调各个功能模块的工作，包括程序的流程控制、指令的解码等，确保电路按照正确的顺序执行。
3. 存储器：微控制器中的存储器用于存储程序代码和数据。
通常包括闪存、RAM等，可以临时存储数据和指令。
4. 输入/输出接口：微控制器的输入/输出接口可以连接外部设备，接收外部信号并输出控制信号，实现与外部设备的交互。
微控制器的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 家用电器：微控制器可以用于控制家用电器的运行，例如空调、洗衣机、冰箱等。
通过设置不同的程序代码，可以实现各种功能，提高设备的智能化程度。
2. 工业控制：微控制器可以用于各种工业控制系统，例如自动化生产线、仪器仪表等。
通过编写程序，可以实现对设备的精确控制和监测。
3. 通信设备：微控制器可以用于手机、电视、路由器等通信设备中，实现各种通信功能，例如信号处理、数据传输等。
4. 汽车电子：微控制器在汽车电子中被广泛应用，包括发动机控制单元(ECU)、车载娱乐系统、导航系统等。
它可以提高汽车的性能和稳定性。
5. 医疗设备：微控制器可以应用于各种医疗设备，例如心电图仪、血压计等。
它可以实时监测和分析生理数据，提供医疗诊断和治疗支持。
总结起来，微控制器是一种集成电路芯片，通过运算和控制电路实现对各种电子设备的控制。
它的应用非常广泛，可以用于家用电器、工业控制、通信设备、汽车电子、医疗设备等领域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
使用74LS373、8282或74LS273作地址锁存器与单 片机P0口的连接方法如图8-11所示。
图8-11 单片机P0口与地址锁存器的连接方法
zhousun@
4
v 一次可编程存储器（OTPROM） OTP 芯片的低端价格已经接近掩模ROM ， 适于小批量试制和生产， 可以对市场需求 作出灵活反应。近年来， 基于EPROM 的 OTP 技术取代了可靠性较差的“熔丝式” 一 次性编程PROM ， 可以整合产品生命周期 中的开发、采购、生产、市场拓展、营销 各个环节， 大大提高了市场竞争力。
ห้องสมุดไป่ตู้2732
24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 VCC A8 A9 A11 OE/VPP A10 CE O7 O6 O5 O4 O3
图8-1 2716引脚图
图8-2 2732引脚图
zhousun@
15
2764A VPP A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 VCC VPP PGM A12 A7 NC A8 A6 A9 A5 A11 A4 A3 OE A2 A10 A1 CE O7 A0 O0 O6 O5 O1 O2 O4 O3 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
7
vFlash Memory 可按字节读和写， 块擦除功 能能够擦掉任何一个Flash 字节块， 片内 擦除操作可以擦掉整个程序存储器。读出 数据传输率高于其他存储器。它是固有非 易失性、廉价的高密度存储容量、可直接 与CPU 连接存取的固态器件， 特别适合于 便携式系统。 Flash存储器可以分为：并行FLASH，串行 FLASH，NAND Flash
zhousun@ 3
8.1 存储器类型
v 掩膜编程的ROM 其编程由半导体厂家完成，根据用户提供 的程序，把程序固化在芯片上，用户不能 更改所存入的信息。 特点：适合于大批量生产，可以降低成本、 提高可靠性，结构简单、集成度高。但上 市周期长、市场风险大。
zhousun@
zhousun@ 13
的RDY/BUSY状态线可供CPU采用中断或查询 方式来控制对2817的字节写操作。 2864的写操作： Inter公司的2864采用页面写操作方式。 Inter公司的 2864A内设有16B的页缓冲器，其整个存贮空间分为512 页（每页16B），页面操作分“页加载”和“页存贮”两步 进行。 “页加载”指在软件控制下，将一页（1~16B）的数据 写入2864内的“页缓冲器”。 “页存贮”是2864A在其内部电路控制下把页缓冲器的 内容存入E2PROM单元。
2
单片机内部的ROM﹑RAM容量﹑定时器﹑ I/O接口和中断源等资源往往有限，在实际应 用中通常不够用，因此需要对单片机的资源扩展。 首先需要扩展的是程序存储器和数据存储器。单片机 内部虽有一定数量的存储器，但常常不能满足实际需 要，因此要求从外部进行扩展。 其次需要扩展的是输入/输出接口。单片机的主要用途 是控制，因此它必须与外部设备打交道，也就是说它 需要与外部的输入输出设备连接。单片机内部虽然设 置了4个并行I/O口，用来与外围设备连接，但当外围 设备较多时，I/O口就显得不够用,需要扩展输入输出 接口。
zhousun@ 12
CE： 片选信号输入线（接CPU地址线） OE： 读选通信号输入线 (接CPU RD∨ PSEN) WE： 写选通信号输入线 (接CPU WR) RDY/BUSY：2817的状态输出线，为“0”表示正在进 行写操作，写入完毕呈高阻态 VCC： 主电源+5V GND： 线路地 E2PROM有读、写、维持三种操作方式。 2817的写操作： 当2817收到CPU发来的地址、数据和写控制信号后， 便启动内部电路对该地址单元进行写操作，此时RDY/ B USY输出低电平，大约16ms以后，写操作完成，完成后 RDY/BUSY呈高电平（外接上拉电阻）或高阻。2817
zhousun@ 8
vRAM (Random Access Memory) 的内容可 读、可写，掉电后内容消失。主要用来存 放实时数据或作为通用寄存器、数据堆栈 和数据缓冲器之用。 主要的结构形式是触发器构成的SRAM。
zhousun@
9
第八章 89C51单片机的系统扩展
zhousun@
17
第八章 89C51单片机的系统扩展
P0、P2口可以直接 作为输入输出使用，其 更重要的用途是用来扩 展总线口使用。 P0口作为地址（地 址低8位）/数据 （D0~D7）总线口。 P2口作为地址总线 口（地址高8位）。
zhousun@
zhousun@
14
8.1.2 存储器芯片
2716
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 VCC A8 A9 VPP OE A10 CE O7 O6 O5 O4 O3 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 O0 O1 O2 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
18
第八章 89C51单片机的系统扩展
PSEN MCS—51 P2，P0 RD WR
扩展 RAM 外部程序 存 贮 器
★ 外部程序存贮器用PSEN作为读选通信号
扩展总线
外部数据存贮器用RD和WR作为读/写选通信号
并行I/O 串行I/O 接口 接口
A/D 转换
D/A 转换
定时器 计数器
外部数据存贮器扩展
zhousun@
10
A0~ Ai：地址输入线。2716：i=10； 27512： i=15； （2K~64K） O0~O7：三态数据总线。 接CPU的P0.0~P0.7
读或编程校验时为数据输出线 编程时为数据输入线 维持或编程禁止时呈高阻态
CE： 片选信号输入线（接CPU地址线） PGM： 编程脉冲输入线 OE： 读选通信号输入线(输出使能)(接CPU 的PSEN线) VPP： 编程电源输入线 VCC： 主电源输入线 GND： 线路地
zhousun@ 6
vE2PROM 原理与EPROM 相似， 特点是用 电擦除器擦除后可以在线编写和修改程 序， 但写入周期较长（几毫秒） ， 重复改 写的次数也有限制。可以直接在系统中进 行擦除和写入，兼有程序和数据存储器特 点。缺点：价格较高
zhousun@
27128A 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 VCC PGM A13 A8 A9 A11 OE A10 CE O7 O6 O5 O4 O3
A0～A13 00～07 CE OE VPP PGM
地址线 数据线 片选线 数据输出选通线 编程电源 编程脉冲输入
zhousun@ 11
有 的 芯 片 合 用 引 脚
2、E2PROM电路 E2PROM是电可擦除电可编程的半导体存贮器， 掉电后信息不会丢失。编程时简单，不需要专门的编 程器和擦除器。故E2PROM实际上是一种特殊的可读 写存贮器。 E2PROM兼有程序存贮器和数据存贮器的特点， 故在单片机应用系统中既可作为程序存贮器，又可作 为数据存贮器。 常用的并行E2PROM有：2817，2864。 A0~ Ai：地址输入线。2817：i=10； 2864：i=12； （2K， 8K） I/O0~I/O7：双向三态数据线。（P0.0~P0.7）
zhousun@
21
v地址锁存器 在基本扩展电路中，都用到了地址锁存器。 这是因为P0口是数据总线和低8位地址总线分时 复用口，P0口输出的低8位地址必须用地址锁存器进行 锁存。常用地址锁存器有74LS373、8282和74LS273等， 其引脚图如图8-9所示。
zhousun@
22
74LS273是带清除端的8D锁存器，只有清除 端CLEAR为高电平时，才有锁存功能，锁存 控制端为11脚CLK，且为上升沿锁存。 74LS373和8282都是带有三态门的8D锁存器。 其原理结构图如图8-10所示。
图8-10
zhousun@
74LS373和8282 的原理结构图
23
当三态门的使能信号线OE为低电平时，三态门处 于导通状态，允许Q端输出；当OE端为高电平时，输出 三态门断开，输出端对外电路呈高阻状态。 74LS373用作地址锁存器时，当G输入端为高电平时， 锁存器输出端（1Q～8Q）状态和输入端（1D～8D）状态相 同；当G端从高电平返回低电平（下降沿）时，输入端数据 锁存入1Q～8Q。 由图可以看出，三种锁存器管脚互不兼容，74LS373和 8282的锁存控制端G和STB可直接与单片机的锁存控制信号 端ALE相连，在ALE下降沿进行地址锁存。而74LS273的CLK 是上升沿锁存，为了满足单片机地址锁存的时序，ALE端输 出的锁存控制信号必须加反相器才能与CLK相连。
Company
LOGO
第八章 89C51单片机的系统扩展
zhousun@
1
主要内容 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 程序存储器的扩展 数据存储器的扩展 MCS-51单片机片选方法简介 FLASH存储器的扩展 并行I/O接口的扩展
zhousun@
zhousun@
5
v可改写、可编程ROM（EPROM） 用户对EPROM可自行写入信息，也可将信 息全部擦去，允许多次重新写入。EPROM 分为两种：
§ 紫外线擦除— 称UVEPROM； § 电擦除— 称EEPROM。
UVEPROM：用电信号编程，用紫外线擦 除信息。 EEPROM：用电信号编程，用电信号擦除 信息。