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第一章 微型计算机基础知识. 1.1 计算机中数的 表示 方法及运算. 计算机常用编码 1. BCD 码 2. ASCII 码 (32个控制字符,96个图形字符) 见 ASCII 码表 包括:10个传输控制字符;6个格式控制字符( CR); 4 个信息分隔控制字符;4个设备控制字符( DC);10 个其他控制字符. 1.2 实用芯片知识. 一、门电路 1. 集电极开路与非门( OC 门) 7406 、7407 接一上拉电阻 R C 至电压源,在30 V 电压时,可带40 mA 负载
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第一章 微型计算机基础知识 1.1 计算机中数的表示方法及运算 计算机常用编码 1.BCD码 2.ASCII码 (32个控制字符,96个图形字符)见ASCII码表 包括:10个传输控制字符;6个格式控制字符(CR); 4个信息分隔控制字符;4个设备控制字符(DC);10个其他控制字符 1.2实用芯片知识 一、门电路 1. 集电极开路与非门(OC门) 7406 、7407 接一上拉电阻RC至电压源,在30V电压时,可带40mA负载 2. 三态门 74244 8位同相 单向 常用于总线驱动 74245 8位同相 双向
二、组合逻辑电路 干簧(湿簧)继电器(结构简单) 半导体多路开关(TTL电路、CMOS、HMOS电路) 多路开关 1.译码器 74138——3-8译码器 74139——2-4译码器 2.采样及控制开关 模拟开关——将多个模拟信号分时接通送入A/D(CD4051) 数据开关——数据选择器(74151 8路选择器) 半导体多路开关的优点: ① 直接与TTL(CMOS)电平相兼容。 ② 内部带有通道选择译码器,使用方便。 ③ 可采用正、负或双极性输入。 ④ 转换速度快,通常其导通或关断时间在1ns左右。 ⑤ 寿命长,无机械磨损。 ⑥ 接通电阻低,一般小于100Ω。 ⑦ 断开电阻高,一般达109 Ω以上 。
1)多路模拟开关 CD4051——单端8通道多路开关(可多到1,或1到多(D/A)) A、B、C——输入端 INH—禁止输入端, INH=1,通道断开,禁止模拟量输入; INH=0,通道接通,允许模拟量输入。
2)数据开关——数据选择器 ——把多个通道的数字信号传送到公共数据线上。 见以下左图。 3)光电耦合器(开关)——以光为控制信号的开关。 输入端由发光二极管组成,输出端由光敏管(光敏二极管、光敏三极管、复合光敏三极管)组成。在电气上输入和输出是完全隔离的,防止干扰。见以上右图。
4)交流电源过零检测器 ——为单片机所控制的交流负载提供准确的过零触发脉冲,使电路损耗降至最小。见左下图,在交流电源正弦波过零的瞬间,两个二极管都不导通,V0输出高电平(接近Vc )。V0端得到的是周期为10ms 的脉冲信号,电阻R1 将光电二极 管的电流限制在2mA左右。 三、时序逻辑电路 1. 触发器 7474-双D触发器 74273-8D触发器 74373-锁存器(G =1直通,G =0锁存) 74374 同373,仅边沿触发功能不同。 通常用于单片机地址锁存的芯片有两类:74LS273,74LS373。 接法见右上图。
2. Reg与移位 Reg ——用于暂时存放数据 74LS164——串入并出的8位移位寄存器,当连续8个CP的上升沿到来时,数据(8位)依次移位并输出。 3. 半导体存储器 静态RAM(6116:2K×8,……) EPROM (2732: 4K×8,……) E2PROM (2816:2K×8,2864:8K ×8,……) 1.3 单片机的发展现状与展望 一、微型计算机系统的概念
微型计算机: CPU AB CB DB MEM I/O接口 外设 CPU+MEM(RAM,ROM)+I/O接口
up 系统总线(AB、CB、DB) 存储器(RAM、ROM) I/O接口(并串I/O接口、定时计数器等) 微型计算机(uc) 系统软件 电源 I/O外围设备 微型计算机系统(us)
单片微计算机—Single Chip Microcomputer 单片微控制器—Single Chip Microcontroller ——在单片硅片上集成了CPU、MEM(RAM,ROM)以及 I/O电路(如并/串接 口 ,定时/计数,中断控制器)。 二、单片机的特点与应用范围 1. 特点:集成度高,功耗小,指令及硬件简单,功能强,可靠 性高,易于构成控制系统。 2. 应用范围:测控系统,智能仪器仪表,智能接口等。 三、单片机的分类 1. 专用型—专用微控制器,是各种形态的智能单元,工业测控 模块或微控制系统的集成化产品。如:录音机机芯 的控制器、打印机控制器等。 2. 通用型—把可开发资源(ROM、I/O口等)全部提供给资源使用者。 3. 目前流行的通用型单片机
Intel公司MCS-51系列产品已成为主流芯片。 其他公司推出的以8051为内核的产品: 1.飞利浦公司:80C51系列; 2. Motorola:MC6805系列; 3. 日本NEC公司; 4. Zilog公司:Z8系列; 5. 美国NSC公司:COP800系列; 6. Atmel公司:AT89C51,AT89C52(片内Flash ROM) 7. MicroChip公司:PIC16C5X系列(片内一次性编程PROM) … 0 掩膜ROM 7 EPROM/OTPROM 9 Flash ROM 8Xc51与8Xc52的区别: 存储器的配置 8Xc51=
Intel 公司普及型MCS-51 (8bit) 系列 型号中有“C”表示CHMOS工艺,功耗低。余为HMOS工艺。
Intel 公司普及型MCS-96 (16bit) 系列 • 一般,8bit单片机多是DIP封装,16bit单片机有PGA、PLCC、LCC封装形式。 按单片机内部的ROM形式可分为: 1. 无ROM——8031,8098,80C532。需外接ROM或EPROM。 2. 内含已掩摸编程的ROM——专用单片机。如:8051,8398, 83C552,MC68HC05B4P(Motorola)。 3. 内含EPROM——通用型单片机。如:8751,8798,87C552,MC68HC05M4FN等。
80C51 4KB 掩膜ROM 80C31 内部无ROM 87C51 4KB EPROM 89C51 4KB E2PROM (Flash) 单片机内资源: 51子系列 (普通型) 51系列 80C52 8KB 掩膜ROM 80C32 内部无ROM 87C52 8KB EPROM 89C52 8KB E2PROM (Flash) 52子系列 (增强型) MCS-51系列—— 8位CPU,并行I/O接口 32线,2个16位定时计数器,片内存储器(ROM/EPROM),128或256字节RAM,寻址范围64K, 中断源5个,晶振2~12MHZ,1个串行口。
MCS—96系列—— 16位CPU,并行I/O口 32/48线,2个16位定 时/计数器,片内存储器 (ROM/EPROM),232字节RAM,寻址范围64K,中断源8个,晶振12MHZ,1个串行口,并有脉冲宽度调制器。 此外,80196还内含8路10位A/D转换器。 四、单片机应用系统的开发过程 从提出任务,定型生产到投入使用的过程称为对微计算机进行开发。包括:方案论证、系统设计、硬件与软件开发、目标样机调试。 在开发过程中,需要专用的软件工具及相应的硬件环境——单片机开发系统,然后把调好的程序固化到EPROM或Flash中。调试时,以开发系统上的单片机和RAM,取代应用系统中的单片机和EPROM或Flash,这个过程又称为仿真。 单片机开发系统一般具有四个方面的基本功能: 1. 系统硬件电路的诊断与检查。 2. 用户程序的输入与修改。 3. 程序的运行与调试,包括单步运行、设置断点等。 4. 程序能固化到EPROM中去。