课程总结_2015102700.

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1、PC: 组成、主要技术特征及主要用途 MCU：组成、主要特征及主要用途 共同：存在内存中的由“0”、“1”组成的机器 码（指令）不断读取和执行的过程 内容：硬件、软件 运算器 控制器 存储器 输入设备输出设备 CPU 程序存储与执行： 计算机是执行存储在存储器中的程 序；程序执行过程是自动按序进行 的；程序和数据由输入设备输入存 储器；运算结果由输出设备输出。 指令执行步骤： 取出指令 分析指令 执行指令 形成下一条指令地址 冯诺依曼体系结构 计算机的基本结构 CH1,3CH7,8,9,10,11 CH2,3 CH1,4,5,6 飞思卡尔MCU的突出特点 v功耗低：MC68332 : 690m

2、W5V MC9S12DP256: 260mW5V MKE06Z128VLK4: 600mW5V MC9S08AW60: 600mW5V v相同数据处理速度下，时钟近1/3左右，容 易满足EMC要求 结论 单片机的种类繁多，可选范围非常大， 每种单片机都有其应用定位 设计单片机系统的任务是选择单片机， 而不是改造单片机 1.8 数字电路基础 1.8.1 数字电路基础 v高速CMOS（ Complementary Metal-Oxide- Semiconductor）电路 N型MOS管 P型 MOS管 G D S G D S D S v逻辑电平 电源：高速CMOS 电路的电源电压Vdd 通 常为

3、+5V，Vss 接地，是0V。 高电平视作逻辑“1”，电平值的范围为 Vdd的65% 到Vdd（或Vdd-1.5V 到Vdd）， 即 +3.5V+5V。 低电平视作逻辑 “0”，要求不超过Vdd的 35%，或0V1.5V。 +1.5V+3.5V 应看作不确定电平。在硬件 设计中要避免出现不确定电平 电源的变化：3.3V，2.7V，1.8V，0.9V CMOS电路反向器 输 入 (1) 输 出 (2) 0 1 1 0 S D S D v与非门和或非门 逻辑运算符： “！”表示“非” ，“*”表 示“与”运，“+”表示“或”。 与非门C=!(A*B) 输 入 A B 输 出 C 0 0 0 1 1

4、 0 1 1 1 1 1 0 C 或非门 A B C 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 C=!(A+B) C v三态门(传输门） 控制 C 输入 (1) 输出 (2) 0 0 高阻 0 1 高阻 1 0 0 1 1 1 波 形 图 CP RD SD D Q 1.9 真实的 MCU MC9S0 8AW S08CPU结构 S08CPU结构 编程模型 S08CPU结构 称为累加器 ：存放操作数和结果 称为变址寄存器，是个16位寄存器 ， 高8位用H表示，低8位用X表 示。复位时清零H。 堆栈指针，复位时被置为$00FF。 入栈时SP减小；数据出栈时，SP增 加。 程序计数器，16位，它

5、表示下一条 指令或下一个操作数的地址。自动 加1。复位时，PC为地址$FFFE和 $FFFF单元中的内容。 条件码寄存器 2.1 存储器 CPU获取数据的渠道：存储器、I/O端口 存储器的组织：各单元是如何排列的、 RAM和ROM的具体位置、按字节或字组织 等 I/O口：是CPU与外设打交道的桥梁 ，由几 个寄存器描述其特性。 存储器和I/O端口的地址编排： 统一编排：用统一的指令读写，FSL 分开编排：用两类不同的指令读写，Intel 2.2 MC9S0 8AW 系列的 存储空 间分配 RAM 、 FLASH 2.3 MC9 S08 AW 寄存 器地 址和 位分 配 2.4 MC9 S08

6、AW 复位 和中 断向 量分 配 2.5 存储器组织 内存大端、小端排序 0 x1234存储到0 x0080开始的单元 地址 大端方式 小端 方式 0 x0080 0 x12 0 x34 0 x0081 0 x34 0 x12 FSL采用大端方式 ，Intel采用小端方式 Chapt 3 S08单片机的指令系统及汇编 语言程序设计 v指令与寻址方式 指令助记符、操作码、操作数 指令助记符：LDA #opr /LoaD Accumulator 操作码、操作数(opr) A6 ii 操作码规定了CPU完成的动作。指令码 操作数CPU动作的对象。地址码 主要内容：如何表达指令；如何找到操作数；指令功

7、能；汇编程序 寻址方式 CPU获取操作数的方式或渠道 LDA #$05 S08CPU共16种寻址方式（P59，T3-3） 不同的寻址方式由操作码和指令字节数体现： 寻址 方式 隐含 (INH） 立即数 （IMM） 直接 （DIR） 扩展 （EXT） 变址 （IX） 变址 （IX1） 变址 （IX2） 助记 符/机 器码 INCX 5C LDA #$AB A6 AB LDA $50 B6 50 LDA $350 C6 03 50 LDA ，X F6 LDA $10，X E6 10 LDA $200，X D6 02 00 各种寻址方式讨论 隐含寻址隐含在指令中，单字节，操作数多 位于CPU的寄存器

8、中。CLRA、DAA 立即寻址操作数包含在指令中 LDA #$FF 直接寻址操作数地址包含在指令中，00FF LDA $FF 扩展寻址操作数地址包含在指令中，寻址范 围0000FFFF LDA $0800 变址寻址 以某个寄存器的内容为基础+ 偏移量作为操作数的地址 使用变址寄存器（H：X）的内容+加上指令中给定 的8位或16位偏移量作为操作数的地址。 q无偏移量变址寻址（IX） LDA ,X /把以变址寄存器（H：X）为地址的存储单元 的内容送到累加器A q 8位偏移量变址寻址（IX1） LDA $10，X /把以变址寄存器（H：X）加上$10为地址的 单元的内容送到累加器A q16位偏移量

9、变址寻址（IX2） LDA $0100，X /把以变址寄存器（H：X）加上$100 为地址 的单元的内容送到累加 器A 使用堆栈指针的变址寻址方式 SP代替（H：X） q用堆栈指针的8位偏移量变址寻址 LDA 5，SP /把（SP）加上$5为地址的单元内容 取 到累加器A中 q用堆栈指针的16位偏移量变址寻址 LDA $100，SP /把（SP）加上$100为地址的单元内容 送到累加器A中 相对寻址 相对寻址主要用于相对转移指令 BRA rr /PC （PC）+$0002+rr Opcode:20 Operand:rr rr有符号数 转移范围：-126+129 存储器到存储器的寻址方式 存储器

10、存储器的优点：存储器可以作为寄存器，RISC做不到 指令格式为：MOV 源地址，目的地址 注：INTEL: MOV 目的地址，源地址 立即数到直接寻址 MOV #$AA，$F0 /将立即数$AA送到$00F0 直接寻址到直接寻址 MOV $00，$F0 /将地址$0000的内容送到$00F0 自动变址寻址到直接寻址 MOV X+，$FF /将变址寄存器（H：X）为地址的内 容送到$00FF，然后（H：X）自动加1 直接寻址到自动变址寻址 MOV $FF，X+ 汇编指令集C语言在硬件的延伸，尤其是嵌入式系统中 指令功能、对CCR的影响、寻址方式、字节数（操作码、操作数）、时钟周 期 指令分类 数

11、据传送 算术运算 数据和位操作 逻辑运算、循环、移位指令 程序控制指令 堆栈处理 其它指令 Chapt 4 MCU工作模式 4.1 工作模式分类 Run模式 背景调试（BDM） Wait模式 Stop模式 Stop2模式 Stop3模式 复位的概念 复位的概念使MCU进入确定的工作初始状态实际 上使PC=确定的数值及使部分寄存器等于确定的数值。 Chapt 5 复位与中断 5.1 复位 复位的作用 u共7项作用 MCU将停止当前运行的所有程序。 把绝大部分的控制寄存器和状态寄存器的值恢复到初始状态值（个别 寄存器不受复位影响）。 从复位中断向量地址$FFFE-$FFFF将用户自己定义的复位中断

12、处理程序 入口地址送到程序计数器PC中。 禁止MCU片内的模块；I/O接口被设置成高阻输入并禁止上拉允许。 设置中断屏蔽位，屏蔽中断输入。 堆栈指针SP置为$00FF。 系统时钟切换到MCU自时钟模块（内置RC振荡电路）。 Chapt 5 复位与中断 5.1 复位 引起复位的因素（复位源） u共7个因素 上电复位（POR）。由VDD引脚上的电压正跳变引起的内部复位。 低压检测复位（LVD）。由于电源电压降低到某个电压阈值以下时产生 的内部复位。 看门狗复位（COP）。由看门狗计数器溢出引起的内部复位。 非法操作码复位（ILOP）。由不在指令集中的操作码引起的内部复 位。 后台调试复位。由外部B

13、DM编程头提供的复位信号产生的复位。 外部复位（RESET）。由外部复位引脚RESET产生的低电平导致的复 位。 时钟失锁或者缺失复位（ICG）。由于时钟模块锁相环失锁或者时钟缺 失产生的复位。 Chapt 5 复位与中断 5.1 复位 系统复位状态寄存器SRS （地址0 x1800） 位76543210 读PORPINCOPILOP0ICGLVD0 写写入任何值将清除看门狗计数器 上电复 位 10000010 低压复 位 U0000010 其他复 位 01XX0X00 Chapt 5 复位与中断 复位过程及状态 复位过程 q时钟建立、稳定阶段 q读取复位向量的阶段 PCH （FFFE） PC

14、L （FFFF ） 例如（FFFE）=$40，(FFFF)=$00，PC=$4000 复位后的状态 SP=$00FF CCR.I=1 各模块的寄存器复位到默认状态 复位电路 工作过程 VCC 注意且牢记： 1、MCU的RESET引脚上的电压只要是低电压（逻辑低电平 “0”），则MCU 一定进入复位状态，只有当 RESET引脚上的电压变为逻辑高电平（“1”）时， MCU才会退出复位状态； 2、S3是自回位按钮，按下去后其引脚之间接通，而一旦松开，则自动复位，其 引脚断开。 复位电路工 作过程_1 VCC 上电复位： 1、在接通VCC（上电）的瞬时，电容C16上电压为零，MCU进入 复位过程； 2、随后