单片机的基本组成

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单片机的工作原理与应用

单片机的工作原理与应用

单片机的工作原理与应用单片机(Microcontroller)是一种集成了微处理器核心、存储器、输入输出接口和时钟等基本功能的微型计算机系统。

它由微处理器、存储器、输入输出(I/O)端口、计时/计数器等部件组成。

单片机广泛用于电子产品中,如家电、车载设备、工业自动化、医疗设备等领域。

本文将详细介绍单片机的工作原理以及应用领域。

一、单片机的工作原理1.1 微处理器核心单片机的微处理器核心通常采用ARM、MCS-51等架构。

微处理器核心是单片机最重要的部分,负责解析和执行程序指令。

它包含算术逻辑单元(ALU)、寄存器以及总线接口等重要模块,能够对数据进行运算和逻辑操作。

1.2 存储器单片机内部集成了不同类型的存储器,包括程序存储器(ROM或Flash)和数据存储器(RAM)。

程序存储器用于存放程序指令,数据存储器用于存放程序执行过程中的临时数据。

存储器的容量决定了单片机能够存储的程序和数据量的大小。

1.3 输入输出接口单片机通过输入输出接口实现与外部设备的数据交互。

输入接口用于接收外部设备的信号输入,而输出接口用于向外部设备输出数据。

常见的输入输出接口包括GPIO(通用输入输出口)、串口、模拟/数字转换器(ADC/DAC)等。

1.4 时钟单片机需要一个准确的时钟信号来同步其工作。

时钟信号可以是外部引脚接入的晶振,也可以是内部产生的振荡电路。

时钟信号的频率决定了单片机的工作速度,一般以MHz为单位。

二、单片机的应用领域2.1 家电单片机在家电领域有着广泛的应用。

例如空调、洗衣机、电视等家电产品经常使用单片机作为控制器,实现功能的调控和智能化操作。

2.2 车载设备单片机在车载设备中发挥着重要作用。

汽车电子控制单元(ECU)就是由单片机实现的,它可以监测和控制车辆的各种系统,如发动机控制、制动系统等,提高了车辆的性能和安全性。

2.3 工业自动化工业自动化是单片机的另一大应用领域。

单片机通过与传感器、执行器等设备的配合,实现工业生产中的自动控制、数据采集和处理等功能。

AVR单片机考试题及答案

AVR单片机考试题及答案

AVR单片机考试题及答案第一章(较易)填空:1. 单片机的基本组成结构包括: CPU 、、数据寄存器、输入接口,输出接口五大部分。

2. 哈佛结构是指,计算机由五大部分构成,五大部分分别是:运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。

3. ATmega16包含 16KB 程序存储器,1KB 数据存储器和512字节的EEPROM。

4. ATMEL公司生产的单片机以三大系列为主,分别是:tinyAVR、megaAVR、XMEGA。

5. ATMEL公司生产的TinyAVR是属于低挡单片机。

6. ATMEL公司生产的megaAVR是属于中档单片机。

7. ATMEL公司生产的XMEGA是属于高档单片机。

选择:1. ATMEL公司生产的单片机以三大系列为主,其中TinyAVR是属于( A )A、低档单片机B、中档单片机C、高档单片机D、普通单片机2. ATMEL公司生产的单片机以三大系列为主,其中megaAVR是属于( B )A、低档单片机B、中档单片机C、高档单片机D、普通单片机3. ATMEL公司生产的单片机以三大系列为主,其中XMEGA是属于( C )A、低档单片机B、中档单片机C、高档单片机D、普通单片机4. 单片机的基本组成结构包括:CPU、程序存储器、、输入接口、输出接口五大部分( B )A、EEPROMB、数据存储器C、ROMD、堆栈第一章(较易)问答:1.什么是ISP技术,采用ISP技术的单片机有什么优点?2.说明单片机的RAM,FlashROM,EEPROM用途和特点?第二章()填空:1.单片机的三总线结构是指:数据总线、地址总线、控制总线。

2. ATmega16包含 16KB FLASH ROM, 1KB RAM和 512字节的EEPROM。

3. FLASH ROM支持用户多次擦除和写入代码,可以实现大于1万次的写入 (填读写或写入)。

4. 单片机的数据存储器包含 RAM 和 EEPROM 两大部分,其中 EEPROM 是RAM 的补充。

单片机最小系统定义及其组成部分

单片机最小系统定义及其组成部分

单片机最小系统定义及其组成部分
单片机最小系统是指单片机能够正常工作所必须的最基本的电路系统。

它由单片机芯片、晶振、复位电路、电源电路和外设电路等组成。

1. 单片机芯片
单片机芯片是单片机最小系统的核心部分,它是整个系统的控制中心。

单片机芯片包含了CPU、存储器、输入输出接口、定时器、串行通信接口等功能模块,可以实现各种控制和处理任务。

2. 晶振
晶振是单片机最小系统中的重要组成部分,它提供了单片机的时钟信号。

单片机需要时钟信号来同步各种操作,晶振的频率决定了单片机的工作速度。

常用的晶振有4MHz、8MHz、12MHz等。

3. 复位电路
复位电路是单片机最小系统中的重要组成部分,它用于在单片机上电或者复位时将单片机的各个寄存器和状态清零,使单片机进入初始状态。

复位电路通常由复位电路芯片和复位电路电阻组成。

4. 电源电路
电源电路是单片机最小系统中的重要组成部分,它为单片机提供电源。

电源电路通常由稳压电路、滤波电容、电源开关等组成,可以保证单片机的稳定工作。

5. 外设电路
外设电路是单片机最小系统中的重要组成部分,它用于连接单片机和各种外设,如LED、LCD、键盘、麦克风等。

外设电路通常由电阻、电容、晶体管、继电器等组成,可以实现单片机与外设之间的数据交换和控制。

单片机最小系统是由单片机芯片、晶振、复位电路、电源电路和外设电路等组成的。

它是单片机能够正常工作所必须的最基本的电路系统。

在实际应用中,单片机最小系统可以根据具体需求进行扩展和改进,以满足不同的应用需求。

单片机控制器的组成和作用

单片机控制器的组成和作用

单片机控制器的组成和作用一、引言随着科技的发展,单片机控制器在各个领域中得到了广泛的应用。

本文将重点介绍单片机控制器的组成和作用,帮助读者更好地了解该技术。

二、单片机控制器的组成1. 中央处理器(CPU):单片机的核心部件,负责执行指令和控制系统的运行。

2. 存储器:包括程序存储器(ROM)和数据存储器(RAM),用于存储指令和数据。

3. 输入/输出接口:用于与外部设备进行数据交换,包括输入接口和输出接口。

4. 时钟电路:用于提供单片机的时钟信号,控制指令执行和数据传输的时序。

5. 外设接口:用于连接外部设备,如显示器、键盘、传感器等。

三、单片机控制器的作用1. 数据处理:单片机控制器能够接收外部输入的数据,并通过内部的算法和逻辑运算,对数据进行处理和分析。

例如,温度传感器可以将采集到的温度数据输入给单片机控制器,单片机控制器通过算法可以判断温度是否超过了设定的阈值,并做出相应的控制动作。

2. 控制执行:单片机控制器可以根据事先编写好的程序,控制外部设备的运行状态。

例如,自动化生产线中的机械臂可以通过单片机控制器的指令来实现精确的位置控制和动作执行。

3. 系统管理:单片机控制器可以监测和管理系统的各种状态和参数。

例如,电力系统中的单片机控制器可以实时监测电压、电流等参数,并根据设定的规则来控制电力的分配和优化。

4. 通信和网络:单片机控制器可以通过通信接口与其他设备或系统进行数据交互。

例如,智能家居系统中的单片机控制器可以与手机或电脑进行通信,实现对家庭设备的远程控制和监控。

5. 人机交互:单片机控制器可以通过显示器、按键等外设实现与用户的交互。

例如,智能门锁系统中的单片机控制器可以通过触摸屏或密码键盘接收用户的输入,并做出相应的反馈。

四、单片机控制器在实际应用中的案例1. 智能家居系统:单片机控制器可以实现对家庭设备的远程控制和监控,提高家居的智能化水平。

2. 工业自动化系统:单片机控制器可以实现对生产线的精确控制和监测,提高生产效率和质量。

8位单片机结构

8位单片机结构

8位单片机结构8位单片机是一种常见的嵌入式微控制器,它具有8位宽的数据总线和地址总线,适用于各种控制和嵌入式系统。

本文将介绍8位单片机的结构,包括其组成部分和功能。

一、概述8位单片机由中央处理器(CPU)、存储器、输入输出(I/O)接口、定时器和串行通信接口等组成。

它可以执行各种指令,控制外围设备的操作,并处理数据。

二、中央处理器8位单片机的中央处理器通常采用精简指令集计算机(RISC)架构,具有较小的指令集和较短的指令周期。

它包括指令寄存器、程序计数器、算术逻辑单元(ALU)和状态寄存器等组件。

三、存储器8位单片机的存储器包括程序存储器和数据存储器。

程序存储器用于存储程序代码,数据存储器用于存储数据。

它们可以是闪存、EPROM、RAM等不同类型的存储器。

四、输入输出接口8位单片机的输入输出接口可以连接各种外围设备,如按键、LED、LCD、温度传感器等。

它们通过引脚与外围设备进行通信,并提供数据输入和输出的功能。

五、定时器8位单片机的定时器用于生成精确的时间延迟和定时事件。

它可以用于计时、脉冲宽度调制(PWM)、频率测量等应用。

定时器通常包括计数器和控制寄存器。

六、串行通信接口8位单片机的串行通信接口用于与其他设备进行通信,如串口通信、SPI(串行外围接口)通信、I2C(两线制串行通信)通信等。

它可以实现数据的发送和接收。

七、应用领域8位单片机广泛应用于各种控制和嵌入式系统,如家电控制、工业自动化、电子仪器、车载电子等。

它具有体积小、功耗低、成本低等优点,适合于资源受限的应用场景。

八、发展趋势随着技术的不断发展,8位单片机的性能不断提升,功能越来越强大。

同时,它也面临着来自32位单片机和ARM处理器等竞争对手的挑战。

总结:8位单片机是一种常见的嵌入式微控制器,具有8位宽的数据总线和地址总线。

它由中央处理器、存储器、输入输出接口、定时器和串行通信接口等组成。

它广泛应用于各种控制和嵌入式系统,并具有体积小、功耗低、成本低等优点。

单片机的基本组成

单片机的基本组成

单片机的基本组成单片机是一种集成电路,具有微处理器、存储器、输入输出接口以及时钟电路等基本组成部分。

它被广泛应用于各种电子设备中,如手机、电视、汽车等。

本文将从以下几个方面介绍单片机的基本组成。

一、微处理器微处理器是单片机的核心部件,它负责处理各种指令和数据。

微处理器通常由控制单元和算术逻辑单元组成。

控制单元负责从存储器中获取指令,并根据指令控制执行的操作。

算术逻辑单元则负责执行各种运算和逻辑操作。

微处理器的性能通常由其主频、指令集和位数决定。

二、存储器存储器用于存储程序和数据。

单片机的存储器分为程序存储器和数据存储器两种。

程序存储器用于存储程序代码,常见的有闪存和EEPROM。

数据存储器则用于存储数据,包括RAM和寄存器。

RAM 是一种易失性存储器,用于临时存储数据。

而寄存器则是一种特殊的存储器,用于存储微处理器的状态和临时数据。

三、输入输出接口输入输出接口用于与外部设备进行数据交互。

单片机的输入输出接口可以连接各种传感器、执行器和其他外部设备。

常见的输入接口有模拟输入和数字输入,常见的输出接口有数字输出和模拟输出。

输入输出接口通常由引脚和相关电路组成,可以通过编程控制引脚的状态和电平,实现与外部设备的通信。

四、时钟电路时钟电路用于提供单片机的时钟信号,控制单片机的运行速度。

时钟信号可以是外部时钟源输入,也可以是内部时钟源产生。

时钟信号的频率决定了单片机的工作速度,常见的频率有8MHz、16MHz 等。

时钟电路还可以包括定时器和计数器,用于实现定时、计数等功能。

五、其他辅助电路除了上述基本组成部分,单片机还可能包括其他辅助电路,如复位电路、电源管理电路等。

复位电路用于在上电或复位时将单片机恢复到初始状态,以确保可靠的启动。

电源管理电路用于管理单片机的电源供给,包括电源开关、电源监测和电源管理等功能。

单片机的基本组成包括微处理器、存储器、输入输出接口、时钟电路以及其他辅助电路。

这些组成部分协同工作,实现了单片机的各种功能和应用。

单片机的基本组成

单片机的基本组成

单片机的基本组成单片机,又称微控制器,是一种将所有计算机的功能集成在一个芯片上的小型设备。

它具有体积小、价格低、通用性强、可靠性高、易使用等优点,广泛应用于智能仪表、工业控制、家电、通信设备等领域。

一、单片机的核心单片机的核心是一块中央处理器(CPU),它是整个单片机的控制中心。

CPU的主要功能是执行算术和逻辑运算,以及对数据进行处理和控制。

不同类型的单片机,其CPU的型号和性能也不同。

二、单片机的存储器单片机的存储器包括程序存储器和数据存储器。

程序存储器用于存储程序代码和常量,而数据存储器用于存储临时数据和变量。

单片机的存储器结构通常是冯·诺依曼式的,即程序和数据存储器共享同一组线。

三、单片机的输入/输出接口单片机的输入/输出接口是用于连接外部设备的接口。

输入接口用于接收外部设备的信号,输出接口用于向外部设备发送信号。

常见的输入/输出接口有数字I/O接口、模拟I/O接口、定时器/计数器接口等。

四、单片机的其他组成部分除了上述核心部件外,单片机还包括电源电路、时钟电路、复位电路等其他组成部分。

电源电路为单片机提供电力,时钟电路为单片机提供时钟信号,复位电路用于使单片机恢复初始状态。

单片机的组成结构紧凑,功能强大,应用广泛。

了解单片机的组成结构有助于更好地理解和使用单片机。

计算机系统是一种复杂的电子系统,它由多个不同的部分组成,这些部分协同工作,使计算机能够执行各种任务。

以下是计算机系统的基本组成:1、硬件系统硬件系统是计算机系统的物理组成部分,包括中央处理器(CPU),内存,硬盘,显卡,声卡,网卡,电源,主板,显示器,键盘,鼠标等。

这些硬件组件通过各种接口和线路连接在一起,形成一个完整的计算机系统。

中央处理器(CPU)是计算机系统的核心,它负责执行程序中的指令,处理数据和执行计算。

内存是计算机的临时存储区域,它可以让CPU 快速地访问数据和指令。

硬盘是计算机的永久存储器,它存储了计算机的操作系统,应用程序和用户数据。

单片机技术的原理及应用

单片机技术的原理及应用

单片机技术的原理及应用单片机(Microcontroller)是一种带有计算机功能的芯片,通常包含有处理器、内存、输入输出端口、定时器、计数器等功能模块。

它集成了多种外围设备功能于一个芯片中,因此被广泛应用于自动化控制、仪器仪表、家电电子、医疗设备、安全监控、智能交通等领域。

那么,单片机技术的原理是什么?它有哪些应用场景呢?一、单片机技术的原理单片机主要由中央处理器、存储器和外设接口三部分组成。

中央处理器是单片机的核心组成部分,其作用是执行程序、获取和处理数据,控制系统的运行。

存储器是单片机的数据储存部分,主要分为程序存储器(ROM)和数据存储器(RAM)两种类型。

其中ROM是只读存储器,用于存储单片机的程序代码和指令;而RAM是随机存储器,用于存储程序的中间结果、数据、程序计数器等。

外设接口包括输入输出接口、定时计数器、中断控制器等,用于与外部设备进行通信和数据交换。

单片机技术的实现过程主要包括指令执行周期和中断等操作。

指令执行周期是指单片机在每个指令周期内的操作,其基本过程包括取指、译码、执行和存储四个步骤。

中断操作是指当单片机执行某些任务时,遇到紧急情况需要停止当前操作,同时执行其他任务的操作过程。

二、单片机技术的应用单片机技术广泛应用于各个领域,以下列举几个具体的应用场景:1、智能家居控制:通过单片机技术可实现家电设备自动化控制,如智能门锁、智能灯光等。

通过单片机芯片集成了输入输出端口、计时器、PWM控制等功能,可实现对家电设备的远程控制和定时开关。

2、医疗设备:单片机技术在医疗设备上应用较为广泛,如心电图、血糖仪、血氧仪等。

通过单片机芯片集成的高精度ADC、LCD显示器、脉冲宽度调制器等模块,可实现对生命体征的监测和数据处理。

3、智能交通:当今城市交通越来越拥堵,为了保障交通安全和优化交通流量,智能交通系统应运而生。

单片机技术被应用于交通信号灯、车辆卡口等设备中,可实现自动控制、数据采集等功能。

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时磊5说-单片机的基本组成 在讲单片机的组成之前我们先来说一下大家都熟知的计算机 一、计算机的经典结构 在设计计算机时匈牙利籍数学家冯•诺依曼提出的“程序存储”和“二进制运算”的思想。

1、 二进制运算决定了计算机的硬件结构。

二进制运算包括二进制算术运算和逻辑运算 (逻辑运算的基础是逻辑代数,又称布尔代数) 逻辑量只表示两种不同的状态, 可以对应电子线路中的电阻高低、 二极管、三极管的通断等。

因此,二进制运算决定了计算机可以由电子元器件,特别是集成电路组成。

2、 程序存储决定了软件控制硬件工作。

因此,计算机的基本结构包括硬件和软件两部分。

计算机的工作原理:由输入设备将软件送入存储器, 然后由控制器逐条取出存储器中的控制软件,并运行,再将运行结果送到输出设备。

3、 计算机的经典结构根据以上思路,计算机由运算器、控制器、存储器和输入设备、输出设备组成。

图1.1.1计算机经典结构图对经典结构中各部分有机组合,就构成了微型计算机。

由于各部分的具体电路(元器件及元器件的组合方式)不同,又形成了各种应用形态。

二、微型计算机(Microcomputer )组成及应用形态1、微型计算机组成将经典结构中的运算器、控制器组合在一起,再增加一些寄存器等,集成为一个芯片,这个芯片称为微处理器 (Microcontroller ),即CPU (Center Processing Unit )。

这样微型计 算机就由CPU 、存储器、输入/输出(I/O )接口组成。

再配以输入 /输出(I/O )设备和 软件,就构成了微型计算机应用系统,简称微型计算机。

r CPUS 臂!1 器]存储器晒牛jI I/O 彌徽 计 设备机 统 ' 時图1.1.2微型计算机系统结构图-------------------------------------- f | 磊 Sn/ ........ .......... .... ........... ......... ----------------------------------------2、应用形态(1)系统机(多版机)微处理器CPU 、存储器、I/O 端口电路和总线接口等组装在一块主板上,再通过系统总线和 外设适配卡连接键盘、显示器、打印机等,再配上系统软件就构成了一个完整的计算机系统。

「CPUJ 存韓「主板 【心接口(端口 [瞬1总銭援口图1.1.3微型计算机结构图这就是办公室、家庭使用的PC 机的典型形态。

由于较大的存储容量 光盘等),输入、输出设备齐全,而且软件丰富(系统软件和应用软件) 和应用系统开发。

(2)单板机将CPU 、存储器、I/O 接口芯片和简单的I/O 设备等装配在一块线路板上,再配上监控 程序(固化在ROM 中)就构成了单板机。

广CFUJ 存储翳 草广碾存 j [/0端口 战 J L HO ©小遵盘(输人说蛊k LED 示「締人騷蛊D1-软件图1.1.4单板机结构图实验开发系统就是单板机的典型形态:由于有硬件和软件,能独立运行,但 I/O 设备简单,特别是软件资源少(只有监控程序),不能应用于海量计算和大型应用程序的开发,主要用于计算机原理教学和简单的测试(调试)系统。

三单片机将CPU 、存储器、I/O 接口电路集成到一块芯片上,这个芯片称为单片机。

渕型计M机(存储器、硬盘、软盘、 ,能够进行海量计算------------------------- 布磊Sn/ — ................. ................ ......... ...........厂CPU [控制嚣〜1血搓□电路图1.1.5单片机结构图单片机作为一片集成了微型计算机基本部件的集成电路芯片,与通用计算机相比,自身不带软件,不能独立运行;存储容量小,没有输入、输出设备,不能将系统软件和应用软件存储到自身的存储器中并加以运行,它自身没有开发功能。

所以,必须借助开发机(一种特殊的计算机系统)来完成开发任务。

即相应的软、硬件设计和调试以及将调试好的程序固化到自身的存储器中。

完成单片机的硬件和软件设计、调试,把软件固化(下载)到单片机应用系统中,是《单片机原理与应用》课程的主要学习任务,也是检查这门课程学习效果的基本标准。

1、单片机开发系统和单片机应用系统开发单片机开发系统又称为开发机或仿真机。

单片机的实质仍然是计算机,其工作的基本条件就是软件配合硬件才能正常工作。

但单片机自身没有开发能力。

即不能用自身系统检查硬件故障和软件错误;也不能用自身的系统将软件程序写入自己的存储器中。

在设计计算机应用系统时,完成软件、硬件设计后,必须使用开发系统(其它设备)完成软件、硬件的测试和程序写入。

完成这一目标的过程,称为单片机应用系统的开发。

完成开发的设备,称开发系统(仿真器)2、单片机应用系统开发方式(1 )、仿真:利用开发机的资源(CPU、存储器、I/O设备等)来模拟欲开发的单片机应用系统(即目标机)的CPU、存储器和I/O操作,并跟踪目标机的运行情况。

然后再将调试好的程序固化到目标机中。

即把开发机上的单片机出借给目标机,因为开发机本身具有开发能力,通过开发机调试目标机,调试完成后,再把程序固化到目标机,目标机就可以独立运行了。

1)、独立型仿真机开发独立型仿真器采用与单片机应用系统相同类型的单片机做成单板机形式,板上配有LED显示器和简单键盘,,可以进行源程序的编辑、汇编、运行调试。

2)利用非独立型仿真器开发独立式仿真器还配有串行按口,能与普通微机系统连接,利用普通微机系统配备的组合软件进行源程序的编辑、汇编和联机仿真器,用仿真器进行程序固化。

(2)在系统与在应用仿真将单片机先安装到印制线路板上,然后通过PC机将程序下载到目标系统,实现在系统和在应用编程功能。

具有这种功能的单片机内部必须具有EPROM或FLAS侦测逻辑电路,调试器和烧写器。

如:SST公司的SST89E54,89E58 ;MICROCHIP 公司PIC16F87X ;ATMEL公司的AT89S5X等单片机芯片均有此功能。

3)MCS —51是美国INTEL公司生产的一个高档8位单片机系统的总称。

属于这一系列,即以51 为核心的单片机芯片主要有:8031/8051,8751 ;8032/8052;80C51/87C51/80C31 ;还有ATMEL公司的AT89S51,AT89S51等品种,它们的工作原理和内部构架相同,引脚和指令系统相互兼容,主要在内部功能单元数量,存储器类型和容量以及应用上有些区别。

一、单片机内部结构时需 1VCT 彳从功能上划分,MCS — 51内部结构可以分为 5个部分:CPU 、存储器、I/O 端口、定时/计 时器、中断系统。

概述:MCS — 51结构图1、CPU 结构8051内部CPU 是一个字长为 8位的中央处理单元 (center processing unit )它对数据的处理是按资字节为单位的。

CPU 包括三部分:运算器、控制器和专用寄存器。

(1) 运算器:由一个算术逻辑单元 ALL 、一个布尔处理器和两个 8位暂存器组成。

能给实现数据的四则运算(加、减、乘、除) ,逻辑运算(与、或、非、异或等),数据传递,移位,判断,程序转移等功能。

(2) 控制器:由指令寄存器 IR ,指令译码器ID ,定时及控制逻辑电路等组成。

指令寄存器IR 保存当前正在执行 的一条指令。

指令的内容含指令操作码和地址码。

操作码送往指令译码器 ID ,经译码后形成相应的微操作信号,地址码送往操作数地址形成电路,以形成实际的操作数地址。

定时与控制部件完成取指令、执行指令、 存取操作数和运算结果,向其它部件发出各种控制信号,协调各部件的工作。

(3) 专用寄存器:主要用来指示当前要执行指令的内存地址,存放操作数和指示指令执行后的状态。

包括程序计数器PC 、累加器A 、程序状态字PSW 寄存器,堆栈指示器SP 。

数据指针DPTR 寄存器和通用寄存器 B 。

r单元 ALJ-布尔碍 L 替存黒r-扌骨令寄存器皿走时田空需燈詣电跆FC 3U rsw BDFT7R. SFl 片内-4-KE数据存诸謂 RAIvI J1〜比串口 C serial >片夕卜4ECB ------- 片夕卜64KB内 12SB MDS- J1PO —F5靖口I/L_J 轴走时応十时噩< TO . T1 >ZTVT'O中断系统TOT11)程序计数器PC(program counter)a)定义:程序计数器PC 是一个二进制16位的程序地址寄存器,是由16个触发器构成的计数器。

寻址范围216= 64K。

是MCS-51单片机中唯——个16位寄存器。

b)功能:用来存放将要执行指令的内存地址,CPU既可以对它并行存取,又可自动加“1”。

迄今为止,世界上的所有电子计算机仍然是冯•诺依曼式的。

这就是说,计算机的程序是以二进制形式存放在内存储器中,CPU的任务是自动逐条执行已放入内存中的指令,以完成某项任务。

为了确保CPU能自动连续执行程序,芯片设计师专门在CPU中集成了一个程序计数器PC,在程序执行前用来存放程序在内存中的起始地址。

CPU根据PC中的地址就可以到内存中取出第一条指令的第一个字节,PC随后加“ 1 ”,自动指向第一条指令的第二个字节;CPU再根据PC就可以取出第一个指令的第二个字节;PC再次自动加“ 1 ”指向第一个指令的下一个字节或第二条指令的第一个字节。

以此类推。

这样,CPU在执行完第一条指令时,PC实际上已得到了第二条指令的起始地址。

因此,人们只要在程序执行前预先把要执行的程序的指令码按照顺序放到程序存储器中,并把要执行的程序的起始地址放入程序计数器PC, CPU就能让程序自动执行。

PC的自动加“1”功能确保了存储器中程序的连续执行。

在单片机设计中,在电路结构上设计成单片机复位时PC = OOOOh,故,程序的首起始地址通常OOOOh开始。

2)累加器(accumulator)a)定义:累加器A又记作ACC,是一个具有特殊用途的二进制8位寄存器。

b)功能:专门用来存放操作数和运算结果。

操作码字段用于指示机器执行何种操作。

第一操作数用于指示两个操作数中第一个操作数在内存中的地址;第二操作数可以使机器找到参加运算的第二个操作数;结果操作数用于存放操作结果。

下一条指令地址,指示机器按此地址取出下一条要执行指令的指令码。

这种指令格式的特点是层次、概念清楚,逻辑关系简单明了。

缺点是指令码太长,严重影响了指令的执行速度。

MCS-51单片机采用了地址压缩技术,把四字段地址压缩到一个,故称单地址指令格式。

其中“操作数”相当与四地址中的“第一操作数”。

“第二操作数”和“结果操作数”合二为一,由累加器A充任。

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