单片机入门知识手册 说到单片机,首先想到的是中央处理器(CPU),学过微型计算机的人都知道,CPU是计算机最核心的部分,它可以完成算术运算和逻辑运算,CPU再配上外部存储器,输入输出单元就构成一台微型计算机。其实单片机可以看成一台微型计算机,它具有CPU的功能,并且自身带有存储器,带有输入输出接口(如串行UART、AD转化、PWM控制),单片机配上一些简单的外围电路,就可以完成智能控制或数据采集等。所以,单片机的英文名叫MCU(Micro Chip Uint),翻译成中文是微控制单元。 单片机能干什么?通俗一点讲,单片机只有两个功能:一个是数据采集,另一个是控制。其实都很好理解,数据采集实际上是从外间输入,如从AD(模数转化)口读入一个电压值,从串口接收一个数据等等。控制实际上是输出,51单片机有32个IO口,每个IO口可以驱高或驱低,单片机以此来实现对外间的控制。一个单片机系统都可以用下面这个框图来说明:
上传时间: 2013-10-26
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Cortex-M3 技术参考手册 Cortex-M3是一个32位的核,在传统的单片机领域中,有一些不同于通用32位CPU应用的要求。谭军举例说,在工控领域,用户要求具有更快的中断速度,Cortex-M3采用了Tail-Chaining中断技术,完全基于硬件进行中断处理,最多可减少12个时钟周期数,在实际应用中可减少70%中断。 单片机的另外一个特点是调试工具非常便宜,不象ARM的仿真器动辄几千上万。针对这个特点,Cortex-M3采用了新型的单线调试(Single Wire)技术,专门拿出一个引脚来做调试,从而节约了大笔的调试工具费用。同时,Cortex-M3中还集成了大部分存储器控制器,这样工程师可以直接在MCU外连接Flash,降低了设计难度和应用障碍。 ARM Cortex-M3处理器结合了多种突破性技术,令芯片供应商提供超低费用的芯片,仅33000门的内核性能可达1.2DMIPS/MHz。该处理器还集成了许多紧耦合系统外设,令系统能满足下一代产品的控制需求。ARM公司希望Cortex-M3核的推出,能帮助单片机厂商实. Cortex的优势应该在于低功耗、低成本、高性能3者(或2者)的结合。 Cortex如果能做到 合理的低功耗(肯定要比Arm7 & Arm9要低,但不大可能比430、PIC、AVR低) + 合理的高性能(10~50MIPS是比较可能出现的范围) + 适当的低成本(1~5$应该不会奇怪)。 简单的低成本不大可能比典型的8位MCU低。对于已经有8位MCU的厂商来说,比如Philips、Atmel、Freescale、Microchip还有ST和Silocon Lab,不大可能用Cortex来打自己的8位MCU。对于没有8位MCU的厂商来说,当然是另外一回事,但他们在国内进行推广的实力在短期内还不够。 对于已经有32位ARM的厂商来说,比如Philips、Atmel、ST,又不大可能用Cortex来打自己的Arm7/9,对他们来说,比较合理的定位把Cortex与Arm7/9错开,即<40MIPS的性能+低于Arm7的价格,当然功耗也会更低些;当然这样做的结果很可能是,断了16位MCU的后路。 对于仍然在推广16位MCU的厂商来说,比如Freescal、Microchip,处境比较尴尬,因为Cortex基本上可以完全替代16位MCU。 所以,未来的1~2年,来自新厂商的Cortex比较值得期待-包括国内的供应商;对于已有32位ARM的厂商,情况比较有趣;对于16位MCU的厂商,反应比较有意思。 关于编程模式 Cortex-M3处理器采用ARMv7-M架构,它包括所有的16位Thumb指令集和基本的32位Thumb-2指令集架构,Cortex-M3处理器不能执行ARM指令集。 Thumb-2在Thumb指令集架构(ISA)上进行了大量的改进,它与Thumb相比,具有更高的代码密度并提供16/32位指令的更高性能。 关于工作模式 Cortex-M3处理器支持2种工作模式:线程模式和处理模式。在复位时处理器进入“线程模式”,异常返回时也会进入该模式,特权和用户(非特权)模式代码能够在“线程模式”下运行。 出现异常模式时处理器进入“处理模式”,在处理模式下,所有代码都是特权访问的。 关于工作状态 Coretx-M3处理器有2种工作状态。 Thumb状态:这是16位和32位“半字对齐”的Thumb和Thumb-2指令的执行状态。 调试状态:处理器停止并进行调试,进入该状态。
上传时间: 2013-12-04
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德州仪器 (TI) 宣布推出价格更低的、基于 Stellaris ARM Cortex™-M3 的全新微处理器产品,扩展了旗下微处理器 (MCU) 阵营,从而为开发人员满足嵌入式设计需求提供了更高的灵活性。29 款全新 Stellaris MCU 包括针对运动控制应用、智能模拟功能以及扩展的高级连接选项等的独特 IP,可为工业应用提供各种价格/性能的解决方案。此外,该产品系列还可提供更大范围的存储器引脚兼容以及最新紧凑型封装,可显著节省空间与成本。由于 Stellaris MCU 卓越的集成度已融入 TI 的规模效应之中,由此带来的高效率可使整个 Stellaris 系列的价格平均下降 13%。TI 综合 StellarisWare® 软件可为每款器件提供支持,从而可加速能源、安全以及连接市场领域的应用开发。
上传时间: 2013-11-02
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PIC单片机实用教程基础篇+提高篇 PIC单片机(Peripheral Interface Controller)是一种用来开发的去控制外围设备的集成电路(IC)。一种具有分散作用(多任务)功能的CPU。与人类相比,大脑就是CPU,PIC 共享的部分相当于人的神经系统。 PIC 单片机是一个小的计算机 PIC单片机有计算功能和记忆内存像CPU并由软件控制允行。然而,处理能力—存储器容量却很有限,这取决于PIC的类型。但是它们的最高操作频率大约都在20MHz左右,存储器容量用做写程序的大约1K—4K字节。 时钟频率与扫描程序的时间和执行程序指令的时间有关系。但不能仅以时钟频率来判断程序处理能力,它还随处理装置的体系结构改变(1*)。如果是同样的体系结构,时钟频率较高的处理能力会较强。 这里用字来解释程序容量。用一个指令(2*)表示一个字。通常用字节(3*)来表示存储器(4*)容量。一个字节有8位,每位由1或0组成。PIC16F84A单片机 的指令由14位构成。当把1K个子转换成位为:1 x 1,024 x 14 = 14,336位。再转换为字节为:14,336/(8 x 1,024) = 1.75K。在计算存储器的容量时,我们规定 1G 字节 = 1,024M 字节, 1M 字节 = 1,024K 字节, 1K 字节= 1,024 字节. 它们不是以1000为倍数,因为这是用二进制计算的缘故。 1*计算机的物理结构,包括组织结构、容量、该计算机的CPU、存储器以及输入输出设备间的互连。经常特指CPU的组织结构,包括它的寄存器、标志、总线、算术逻辑部件、指令译码与执行机制以及定时和控制部件。 2*指出某种操作并标识其操作数(如果有操作数的话)的一种语言构造 3*作为一个单位来操作(运算)的一个二进制字符串,通常比计算机的一个字短。 4*处理机内的所有可寻址存储空间以及用于执行指令的其它内存储器。 在计算存储器的容量时,我们规定 1G 字节 = 1,024M 字节, 1M 字节 = 1,024K 字节, 1K 字节= 1,024 字节. 它们不是以1000为倍数,因为这是用二进制计算的缘故。 用PIC单片机使电路做的很小巧变得可能。 因为PIC单片机可以把计算部分、内存、输入和输出等都做在一个芯片内。所以她工作起来效率很高、功能也自由定义还可以灵活的适应不同的控制要求,而不必去更换不同的IC。这样电路才有可能做的很小巧。
上传时间: 2013-10-15
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C51使用手册 .pdf 第二节内存区域(Memory Areas)1. Pragram Area由Code 说明可有多达64kBytes 的程序存储器2. Internal Data Memory:内部数据存储器可用以下关键字说明data 直接寻址区为内部RAM 的低128 字节00H 7FHidata 间接寻址区 包括整个内部RAM 区00H FFHbdata 可位寻址区 20H 2FH3. External Data Memory外部RAM 视使用情况可由以下关键字标识xdata 可指定多达64KB 的外部直接寻址区地址范围0000H 0FFFFHpdata 能访问1 页(25bBytes)的外部RAM 主要用于紧凑模式(Compact Model)4. Speciac Function Register Memory
上传时间: 2013-11-19
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at91rm9200启动过程教程 系统上电,检测BMS,选择系统的启动方式,如果BMS为高电平,则系统从片内ROM启动。AT91RM9200的ROM上电后被映射到了0x0和0x100000处,在这两个地址处都可以访问到ROM。由于9200的ROM中固化了一个BOOTLOAER程序。所以PC从0X0处开始执行这个BOOTLOAER(准确的说应该是一级BOOTLOADER)。这个BOOTLOER依次完成以下步骤: 1、PLL SETUP,设置PLLB产生48M时钟频率提供给USB DEVICE。同时DEBUG USART也被初始化为48M的时钟频率; 2、相应模式下的堆栈设置; 3、检测主时钟源(Main oscillator); 4、中断控制器(AIC)的设置; 5、C 变量的初始化; 6、跳到主函数。 完成以上步骤后,我们可以认为BOOT过程结束,接下来的就是LOADER的过程,或者也可以认为是装载二级BOOTLOER。AT91RM9200按照DATAFLASH、EEPROM、连接在外部总线上的8位并行FLASH的顺序依次来找合法的BOOT程序。所谓合法的指的是在这些存储设备的开始地址处连续的存放的32个字节,也就是8条指令必须是跳转指令或者装载PC的指令,其实这样规定就是把这8条指令当作是异常向量表来处理。必须注意的是第6条指令要包含将要装载的映像的大小。关于如何计算和写这条指令可以参考用户手册。一旦合法的映像找到之后,则BOOT程序会把找到的映像搬到SRAM中去,所以映像的大小是非常有限的,不能超过16K-3K的大小。当BOOT程序完成了把合法的映像搬到SRAM的任务以后,接下来就进行存储器的REMAP,经过REMAP之后,SRAM从映设前的0X200000地址处被映设到了0X0地址并且程序从0X0处开始执行。而ROM这时只能在0X100000这个地址处看到了。至此9200就算完成了一种形式的启动过程。如果BOOT程序在以上所列的几种存储设备中找到合法的映像,则自动初始化DEBUG USART口和USB DEVICE口以准备从外部载入映像。对DEBUG口的初始化包括设置参数115200 8 N 1以及运行XMODEM协议。对USB DEVICE进行初始化以及运行DFU协议。现在用户可以从外部(假定为PC平台)载入你的映像了。在PC平台下,以WIN2000为例,你可以用超级终端来完成这个功能,但是还是要注意你的映像的大小不能超过13K。一旦正确从外部装载了映像,接下来的过程就是和前面一样重映设然后执行映像了。我们上面讲了BMS为高电平,AT91RM9200选择从片内的ROM启动的一个过程。如果BMS为低电平,则AT91RM9200会从片外的FLASH启动,这时片外的FLASH的起始地址就是0X0了,接下来的过程和片内启动的过程是一样的,只不过这时就需要自己写启动代码了,至于怎么写,大致的内容和ROM的BOOT差不多,不同的硬件设计可能有不一样的地方,但基本的都是一样的。由于片外FLASH可以设计的大,所以这里编写的BOOTLOADER可以一步到位,也就是说不用像片内启动可能需要BOOT好几级了,目前AT91RM9200上使用较多的bootloer是u-boot,这是一个开放源代码的软件,用户可以自由下载并根据自己的应用配置。总的说来,笔者以为AT91RM9200的启动过程比较简单,ATMEL的服务也不错,不但提供了片内启动的功能,还提供了UBOOT可供下载。笔者写了一个BOOTLODER从片外的FLASHA启动,效果还可以。 uboot结构与使用uboot是一个庞大的公开源码的软件。他支持一些系列的arm体系,包含常见的外设的驱动,是一个功能强大的板极支持包。其代码可以 http://sourceforge.net/projects/u-boot下载 在9200上,为了启动uboot,还有两个boot软件包,分别是loader和boot。分别完成从sram和flash中的一级boot。其源码可以从atmel的官方网站下载。 我们知道,当9200系统上电后,如果bms为高电平,则系统从片内rom启动,这时rom中固化的boot程序初始化了debug口并向其发送'c',这时我们打开超级终端会看到ccccc...。这说明系统已经启动,同时xmodem协议已经启动,用户可以通过超级终端下载用户的bootloader。作为第一步,我们下载loader.bin.loader.bin将被下载到片内的sram中。这个loder完成的功能主要是初始化时钟,sdram和xmodem协议,为下载和启动uboot做准备。当下载了loader.bin后,超级终端会继续打印:ccccc....。这时我们就可以下在uboot了。uboot将被下载到sdram中的一个地址后并把pc指针调到此处开始执行uboot。接着我们就可以在终端上看到uboot的shell启动了,提示符uboot>,用户可以uboot>help 看到命令列表和大概的功能。uboot的命令包含了对内存、flash、网络、系统启动等一些命令。 如果系统上电时bms为低电平,则系统从片外的flash启动。为了从片外的flash启动uboot,我们必须把boot.bin放到0x0地址出,使得从flash启动后首先执行boot.bin,而要少些boot.bin,就要先完成上面我们讲的那些步骤,首先开始从片内rom启动uboot。然后再利用uboot的功能完成把boot.bin和uboot.gz烧写到flash中的目的,假如我们已经启动了uboot,可以这样操作: uboot>protect off all uboot>erase all uboot>loadb 20000000 uboot>cp.b 20000000 10000000 5fff uboot>loadb 21000000 uboot>cp.b 210000000 10010000 ffff 然后系统复位,就可以看到系统先启动boot,然后解压缩uboot.gz,然后启动uboot。注意,这里uboot必须压缩成.gz文件,否则会出错。 怎么编译这三个源码包呢,首先要建立一个arm的交叉编译环境,关于如何建立,此处不予说明。建立好了以后,分别解压源码包,然后修改Makefile中的编译器项目,正确填写你的编译器的所在路径。 对loader和boot,直接make。对uboot,第一步:make_at91rm9200dk,第二步:make。这样就会在当前目录下分别生成*.bin文件,对于uboot.bin,我们还要压缩成.gz文件。 也许有的人对loader和boot搞不清楚为什么要两个,有什么区别吗?首先有区别,boot主要完成从flash中启动uboot的功能,他要对uboot的压缩文件进行解压,除此之外,他和loader并无大的区别,你可以把boot理解为在loader的基础上加入了解压缩.gz的功能而已。所以这两个并无多大的本质不同,只是他们的使命不同而已。 特别说名的是这三个软件包都是开放源码的,所以用户可以根据自己的系统的情况修改和配置以及裁减,打造属于自己系统的bootloder。
上传时间: 2013-10-27
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目前市场上有许多种单片机用在嵌入式控制系统设计中,这些嵌入式控制系统中的很大一部分都要用到非易失性存储器。由于串行EEPROM 具有封装尺寸小,存储容量灵活,对I/O 引脚要求低,和低功耗低成本等特点,已成为非易失性存储器的首选。
上传时间: 2013-11-13
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NEC闪光胸牌电路板的构成电路板是由单片机应用电路部分和闪存编程器两部分构成的。■单片机应用电路部分单片机应用电路部分主要是由电池(1220),开关和NEC 78K0/KB2(uPD78F0500)8位闪存单片机构成。把程序写入单片机内置的闪存存储器,就可以进行各种控制了。■闪存编程器部分闪存编程器是把PC里的程序写入单片机的闪存存储器的装置。您得到的电路板上的闪存编程器部分只有配线没有零部件,要写入程序必须购置零部件后焊接,您只要花费很少的经费和精力即可完成。关于闪存编程器的制作方法下面会做详细说明。
上传时间: 2013-10-31
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1.1 微型计算机的组成及工作原理1.1.1 微型计算机中的基本概念1. 微处理器2. 微型计算机 (1)单片微处理机 (2)通用微型计算机3. 微型计算机系统1.1.2 微机基本结构 微型计算机的基本组成如图1.1所示,它由中央处理器(CPU)、存储器(Memory)、输入输出接口(I/O接口)和系统总线(BUS)构成。 1.1.3 微型计算机的基本工作过程 微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程,也就是CPU自动从程序存放的第1个存储单元起,逐步取出指令、分析指令,并根据指令规定的操作类型和操作对象,执行指令规定的相关操作。如此重复,周而复始,直至执行完程序的所有指令,从而实现程序的基本功能,这就是微型计算机的基本工作原理。 1.2 典型单片机产品简介1.2.1 MCS-51单片机系列 MCS-51可分为两个子系列和4种类型,如表1-1所示。按资源的配置数量,MCS-51系列分为51和52两个子系列,其中51子系列是基本型,而52子系列属于增强型。表1-1 MCS-51系列单片机分类
上传时间: 2013-11-07
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MCS-51系列单片机芯片结构:2.1 MCS—51系列单片机的结构原理2.1.1 MCS-51单片机逻辑结构 MCS-51单片机的系统结构框图如图2.1所示。 图2.1 MCS-51单片机的系统结构框图由图2.1可以看出,单片机内部主要包含下列几个部件:u 一个8位CPU;u 一个时钟电路;u 4Kbyte程序存储器;u 128byte数据存储器;u 两个16位定时/计数器;u 64Kbyte扩展总线控制电路;u 四个8-bit并行I/O端口;u 一个可编程串行接口;五个中断源,其中包括两个优先级嵌套中断 1. CPU CPU即中央处理器的简称,是单片机的核心部件,它完成各种运算和控制操作,CPU由运算器和控制器两部分电路组成。(1)运算器电路 运算器电路包括ALU(算术逻辑单元)、ACC(累加器)、B寄存器、状态寄存器、暂存器1和暂存器2等部件,运算器的功能是进行算术运算和逻辑运算。 (2)控制器电路 控制器电路包括程序计数器PC、PC加1寄存器、指令寄存器、指令译码器、数据指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器以及定时与控制电路等。控制电路完成指挥控制工作,协调单片机各部分正常工作。
上传时间: 2013-10-27
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