飞思卡尔单片机ppt

1.5 数的表示 ——数制
2进 0
常用各种进制数字符号对应关系
16进 10进 8进 0 0 0 16进 10进 8进 9 9 11 2进 1001
1 2
3 4
1 2
3 4
1 2
3 4
1 10
11 100
A B
C D
10 11
12 13
12 13
14 15
1010 1011
1100 1101
5 6
7 8
单片机原理与应用
• • • •
教师：洪伟 学时：40（理论教学）+16（实验） 成绩给定: 10%(出席)+20%(实验)+70%(考试) 学习方法：统筹系统、夯实基础、勤于实践、积极探
索、不断积累
第一章 单片机概论
• • • • • • • • • 1.1 单片机概念 1.2 单片机的应用 1.3 单片机历史及新技术 1.4 单片机的开发方法 1.5 数的表示 1.6 基本门电路 1.7 组合门电路 1.8 时序逻辑电路 1.9 ALU
1.1 单片机概念 ——微处理器、微控制器和单片机
——>一个芯片
单片机：微处理器（Microprocessor）+存储器（Memory)+输入输出部件(Peripheral) 微处理器：CPU 存储器：ROM+RAM 输入输出部件：A/D、定时器、PWM、SCI、SPI（键盘、拨位开关、LED灯、
数码管显示、液晶显示、蜂鸣器）
单片机(中国)——微控制器MCU(国外)Micro Controller Unit 片上系统 SoC（System on Chip)：提高可靠性、降低复杂性、减少硬件尺
寸、降低成本和功耗。
应用系统单片化：总有一款适合你！（几千种） 嵌入式系统ES（ Embedded systems ）：以应用为中心、以计算机技术
编工具、交叉C编译器、I/O模块的专家库、源码级调试工具等组成， 能够为用户自动建立工程文件，生成系统初始化程序、设置中断向 量等，使应用程序的开发傻瓜化。（CODEWARRIOR）
Numbering and coding systems
1.5 数的表示 ——数制
1. 十进制： a.有10个数字符号0、1、2、…、8、9，注意!没有“十 ” b.逢10进位，既在较高位增1; c.同一数符在不同位置所代表数值不同,差10k倍 d.小数点向左/右移动一位数值缩小/扩大10倍。 2.J进位计数的特点： a.有J个数字符号; 0、1、2、…、J-1，注意!没有“J‖; b.逢J进位，既在较高位增1; c.同一数符在不同位置所代表数值不同,差Jk倍 d.小数点向左/右移动一位数值缩小/扩大J倍。
编程语言用后缀或前缀区分进制：
51汇编语言中进制后缀：B:2 H:16 Q或O:8 D或无:10 例：11100110B 3058H 11Q 3058 MC9S12 %11100110 $3058 C语言中进制前缀：0b11100110 0x3058 011 3058 Page 17
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中国国防科技大学2011年5月公布超级电脑“ 天河一号”，每秒运算速度逾千万亿次，使中国 成为继美国之后第二个能研制千万亿次超级电脑 的国家。该电脑一天的运算量相当于一台主流个 人电脑不间断地计算160年。这套重155吨的先进 系统，由103个冰箱大小的银灰色机柜组成，占地 面积约1000平方公尺。这台超级电脑耗资人民币6 亿元。
后台调试方式BDM（Background Debug Mode）：原理同监控程序。
* 无需占用用户资源：独留通信引脚，释放了SCI；定制ROM空间； * 片内增设智能化通信状态机模块，利用空周期对存储空间进行读 写，实现动态在线调试。
集成开发环境IDE（Integrated Development Environment）：由汇
Products and Service Semiconductor Products Microcontroller 8bits 16bits 32bits
• • • • • • • Selection Guides, new/Q FAQ knowledge database Application Note, example downloads Data Sheet Reference manual Development software downloads Searchable third party database
2 0 0 7
Freescale公司单片机的发展演变概况
• 配置
闪存、ROM、RAM、I/O、ADC、DAC、PWM、定时器/计数器、SCI、SPI、 CAN总线、USB接口、液晶显示驱动、无线通信接口、以太网接口等等
RISC（reduced instruction set computer ）： 精简指令集计算机 CISC（Complex Instruction Set Computer）： 复杂指令集计算机
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1.5 数的表示 ——数制
6.十六进制(J=16) a.有十六个数字符号，除0、1、2、…、8、9外，还需 借用六个英文字母A、B、C、D、E、F； b.逢16进位，既在较高位增1; c.数字符号“1‖在第k位代表的数值是16k。 d.小数点向左/右移动一位数值缩小/扩大16倍。 e.(4A07F1)16=4*165+10*164+0*163+7*162+15*161+1*160 =(4851679)10
5 6
7 8
5 6
7 10
101 110
111 1000
E F
10 11
14 15
16 17
16 17
20 21
1110 1111
1 0000 1 0001
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1.5 数的表示 ——数制
7. J1（十）进制数 → J2（二）进制数的转换算法 （1）整数部分：除(J2)取余。 （2）小数部分：乘(J2)取整。 （3）上述运算需要在J1进制下进行！ 例：(53.625)10=(110101.101)2 （4）这种方法是普遍适用的，无论机器中还是书面上！ 8.书面上不同进制数之间的转换算法： （1）当J1进运算较易人工完成时，可用机器中相同的算 法 （2）当运算不易人工完成时，可先用十进运算按“权” 展开为十进数，再由十进数转换为J2进。 例：(11001.1001)2 =(25.5625)10
http://www.Freescale.com/
Department of Communication Engineering, Jilin University
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1.4 单片机的开发方法 ——监控程序、BDM、IDE
监控程序： * 通过串口操作片内闪存,实现程序的擦除和下载,并能使程序运行。
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1.5 数的表示 ——数制
1.3 单片机历史及新技术
Freescale 单片机命名规则
MC 9 S12X S128 M AL
封装形式： 112LQFP（80、64） 工作温度范围： 40~125℃ Flash程序存储器大小： 128KB Flash MCU系列： S12 通用型 S12X 增强型 XGATE协处理器
MCU Web Site
针孔摄像机有线或无线实时传输，可以边 拍边看。这些摄像头都是很小的，最小的 跟手表上装的那种纽扣电池差不多。
1.3 单片机历史及新技术
单片机的发展
• 20世纪70年代，4位单片机问世 • 第一代(1976一1978年)探索阶段
Intel、Motorola
1.1 计算机的分类与发展
• 第二代(I978一1982年)完善阶段
同时可以实现简单的调试功能，如显示和修改各内部寄存器、显 示和修改内存等。 * 通过PC串口和单片机的串口实现人机对话，可以使单片机的开发 不依赖于任何开发工具（51系列仿真芯片SST89E516） * 占用用户资源（串口、片内RAM和闪存） * 监控程序和应用程序共享一个CPU，因此不能做动态调试。
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Байду номын сангаас
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1.5 数的表示 ——数制
3.―权”和“基” （1）“基”J：所使用的数字符号(简称数符)的个数 J 称为 “基” （2） “数位”K：为方便描述多位数中各数字符号所在位 置，现规定,自小数点开始向左各位称为第0位、第1位、 …；自小数点开始向右各位称为第-1位、第-2位、…。 （3）“权” Jk ：数字符号“1‖在某位置所代表的数值称为 该位的权。显然，在J进位计数制下，第k位的权为Jk。 （4） J进制数所代表的数值--按权展开(以十进制表示) ： (Dm…D1D0.D-1D-2…D-n)J= (Dm*Jm + … + D1*J + D0 + D-1*J-1 + D-2*J-2 + … + D-n*J-n)10
为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格 要求的专用计算机系统。
单片机生产厂商
1.2 单片机应用
汽车电子
无线通信
医疗器械
过程控制
智能机器人
高 铁
航 海
航 空
智能楼宇
1.3 单片机历史及新技术
计算机的发展
• 世界上第一台(1946年)电子数字计算机
1.1 计算机的分类与发展
• • • •
第一代(1946一1958年)电子管数字计算机 第二代(I958一1964年)晶体管数字计算机 第三代(1964一l971年)集成电路计算机 第四代(197l年以后)大规模集成电路计算机
CPU的集成度已达到千万只晶体管，时钟频率高达GHz
1.3 单片机历史及新技术
计算机的发展动向
1.大型、巨型计算机 2.小型、微型计算机
外部总线、串行通信、位操作、控制功能指令 • 第三代(1982一l990年)8位机巩固和16位机推出 增强外部电路功能，强化智能控制 • 第四代(1990年以后)全面发展
高速、大寻址范围、强运算能力
单片机发展历程 1.3 Freescale 单片机历史及新技术
位 数
位数指CPU数据总线的位数。
M.Core PowerPC Core ColdFire
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1.5 数的表示 ——数制
4.二进制(J=2) a.有二个数字符号0、1，注意!没有“2‖; b.逢2进位，既在较高位增1; c.数字符号“1‖在第k位代表的数值是2k。 d.小数点向左/右移动一位数值缩小/扩大2倍。 e.(110111)2=1*25+1*24+0*23+1*22+1*21+1*20=(55)10 5.八进制(J=8) a.有八个数字符号0、1…、7，注意!没有“8‖; b.逢8进位，既在较高位增1; c.数字符号“1‖在第k位代表的数值是8k。 d.小数点向左/右移动一位数值缩小/扩大8倍。 5 4 3 2 1 0 e.(103524)8=1*8 +0*8 +3*8 +5*8 +2*8 +4*8 =(34644)10
位数的高低体现了CPU处理能力的强弱。
3 2 MC68000 MC68020
DragonBall HC16 HC12 MC6809 8 MC6800 MC6801 MC6805 MC6804 1 9 7 4 HC11 HC05 HC04 HC08 9S12
ARM Core
1 6
9S12X
HCS08
RS08 年 份
• 32位机新技术
双核：Xgate协处理器管理I/O；
PowerPC: Motorola\IBM\Apple、RISC（汽车电子、通信） ARM：英国著名的芯片设计公司、RISC、耗电少、成本低、功能强（移动 通信、手持计算、多媒体数字消费） DSP型：运算速度快，可用于运算量特别大的场合。（工业控制、汽车电子、 消费类电子产品、电动机变频控制、音频压缩与解码、数字相机和图 像处理等） 工业级嵌入式单片机的产品有较长的寿命，10~20年。从技术上看，8位、16位 和32位单片机各有其相应的应用领域和定位。技术的进步体现为使用更精密的 制造工艺，从而使芯片面积更小、功耗更低、价格更便宜。