电子系统设计与实践 第七讲 微处理器及其应用

4、按CPU架构分 冯.诺曼依结构 : 如 Intel 8088、STC 89C51 哈费结构: 如Atmel mega48、STM32F101
5、按内核分 51(Intel)、PIC(Microchip)、AVR(Atmel) MSP430(TI)、MC9S08(Freescale)、 STM32F(ST)等
9、带RF模块的单片机(MC68HC08RF2)
四.STM32F 处理wenku.baidu.com介绍
意法半导体（ST）集团于1987年6月成立，是由意大利的SGS微 电 子 公 司 和 法 国 Thomson 半 导 体 公 司 合 并 而 成 。 1998 年 5 月 ， SGSTHOMSON Microelectronics将公司名称改为意法半导体有限公司。 目前意法半导体是世界最大的半导体公司之一。
一条指令执行时间50μS
4、16位仪器仪表类单片机
16位典型仪器仪表类单片机生产商是TI公司, 低端 TI430C1000至高端C5000系列.
5、带LINBUS的汽车级单片机
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7、FREESCALE 军用级单片机
8、电机控制类单片机（DSC）
MICROCHIP有类似芯片：DSPIC30F100；TI 2802等
6、按工作温度分
商用级 : ０－７０℃
工业级:－４０℃－８５℃
汽车级:－４０ ℃ －１０５℃
军用级:－５５ ℃ －１２５℃
7、按封装分
ＤＩＰ
ＳＯＩＣ
ＴＳＳＯＰ
ＱＦＰ
ＱＦＮ
ＢＧＡ
二、技术发展趋势
单片机主频越来越高。采用哈佛结构和备频技术。内 置振荡器的单片机越来越多 内部集成专用的功能模块越来越多。如集成A/D、D/A、 运放、比较器、PWM、RF、USB、CAN 功耗越来越低。TI MSP430已达到工作功耗： 160µA/MHZ，静态功耗：1.5µA 引脚越来越少。大量使用I2C、SPI、引脚功能复用等技 术，使芯片引脚越来越少，最少只有5个引脚 工作电压越来越小。最低出现1.8V单片机。 单片机位数越来越多。32位即将成为主流。 仿真器越来越简单。普通采用JTAG、MON8、BDM等 USB仿真器。
MCU主要生产企业: Microchip Freescale RENESAS Atmel ST TI NXP HOLTEK
三、典型MCU介绍
1、玩具类产品单片机（台湾义隆）
(最小为8个脚)
5级堆栈，RISC指令系统，只有33条指令， 99%的指令是单周期
2、消费电子产品（台湾盛扬）
3、工业级单片机
精简指令集（RISC）
–RISC的英文全称为Reduced Instruction Set Computer，即精简指令集计算机。 –RISC体系结构应具有如下特点： –采用固定长度的指令格式； –使用单周期指令，便于流水线操作执行； –大量使用寄存器，数据处理指令只对寄存器进行操作，只有加载/ 存储指 令可以访问存储器，以提高指令的执行效率。 –采用一些特别的技术降低功耗。 –所有的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行； –可用加载/存储指令批量传输数据，以提高数据的传输效率； –可在一条数据处理指令中同时完成逻辑处理和移位处理； –在循环处理中使用地址的自动增减来提高运行效率。
1、按使用领域分 消费类产品。如玩具、家电产品等 工业控制类。如仪器仪表、过程控制设备等 通信领域。有线和无线通信领域等 汽车类产品。如汽车仪表、汽车ABS等 军用装备。军用通信、航空航天、军舰等 ２、按位数分 ４位单片机。主要用在玩具及小家电产品。 ８位单片机。主要用在家电、工业控制、汽车电子 １６位单片机。主要用在仪器仪表、汽车电子 ３２位单片机。主要用在要求高速、复杂计算场合
一、微处理器分类
微处理器（又称）单片机是一种采用超大规模集 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、DMA等功能（可能还包括 显示驱动电路、PWM电路、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微型计算机系 统，目前已在工业控制、消费电子等领域的得到了 广泛应用。
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：
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-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。
– Cortex-M3微处理器采用ARMv7-M 架构 。 – Cortex-M3系列微处理器的主要特点如下： – Thumb-2 指令集架构（ISA）的子集。 – 哈佛处理器架构，在加载/存储数据的同时能够执行指令取指。 – 三级流水线。 – 32 位单周期乘法。 – 具备硬件除法。 – Thumb 状态和调试状态。 – 处理模式和线程模式。 – ISR 的低延迟进入和退出。 – 可中断-可继续的LDM/STM，PUSH/POP。 – ARMv6类型BE8/LE支持。 – ARMv6 非对齐访问。
3、按指令类型分 复杂指令集（CISC），精简指令集（RISC）
复杂指令集（CISC） CISC，英文全称为Complex Instruction Set Computer， 即复杂指令集计算机。 在CISC指令集中，各种指令使用频率相差悬殊 。 显然，CISC结构虽然指令全面功能强大，但是结构 不合理，造成程序代码体积庞大，不适合于嵌入式 系统。