嵌入式微控制器概述

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1、第一章微控制器概述11.1嵌入式系统的含义与发展历史1.1.1嵌入式系统与单片机（1）嵌入式系统的由来计算机产生：因科学家需要一个高速的计算工具而产生。计算机应用领域的发展：数字计算→逻辑运算与推理→信息处理→通信→工业控制→家用电器……嵌入式系统（EmbeddedSystem）含义：面向测控对象，嵌入到实际应用系统中，实现嵌入式应用的计算机称之为嵌入式计算机系统，简称嵌入式系统。2（2）单片机的含义单片机是单片微型计算机（SingleChipMicroComputer）的简称，也称之为微控制器（MicrocontrollerUnit，MCU）或嵌入式计算机(Embed

2、dedcomputer)，即在一块芯片上集成了中央处理单元(CPU)、存储器(RAM/ROM等)、定时器/计数器及多种输入输出(I/O)接口的比较完整的数字处理系统。3目前典型的MCU内部框图MCU内部总线（控制总线、数据总线、地址总线）CPURAMFlash存储器A/D转换接口工作支撑模块定时器接口串行通信接口其他I/O模块……一个典型的MCU内部框图4（3）微控制器应用范围微控制器应用范围遍及航空航天、医疗、通讯、楼宇自动、网络通讯等各个领域，典型应用领域如下：测控领域包括自动控制/装备控制/仪器控制/仪表控制等，该领域的应用是嵌入式系统最主要、最基本的应用形式，这

3、种应用主要集中在生产领域，在该领域的应用已经持续了将近30年，并一直保持持续发展。消费领域家用电器、家用视频音频、娱乐产品、数码相机、DVD、DV、MP3播放机、掌上电脑、游戏机、PDA、数字电视等。5网络通信、移动通讯领域交换机、嵌入式网关、路由器、防火墙、手机、网络电话、机顶盒等。办公自动化设备和微机周边设备传真机、复印机、打印机、鼠标、键盘、扫描仪、移动磁盘等。航空航天、武器装备医疗设备和仪器智能玩具6微控制器应用领域嵌入式应用信息家电智能玩具军事电子通信设备移动存贮工控设备智能仪表汽车电子网络设备测控领域消费领域军事国防电子商务网络7具体产品81971年11月I

4、ntel公司首次宣布4004的4位微处理器，1974年12月Fairchild(仙童)公司即推出了8位MCUF8，开创了MCU的初级阶段。1978年，Zilog公司推出Z8MCU。1980年，Intel公司在MCS-48的基础上，推出了MCS-51，它使MCU的应用跃上了一个新台阶。Motorola公司于1974年开始推出MC6800微处理器，在1979年开始生产MCUMC6801，在1983年前后发展成为较高性能的M68HC05系列。二十世纪九十年代是MCU制造业大发展时期，这个时期的Motorola、Intel、ATMEL、德州仪器、三菱、日立、飞利浦、韩国LG等一

5、批企业开发一批性能优越的MCU，极大地推动了MCU的应用。目前MCU正向①大容量、高性能化；②小容量、低价格化；③外围电路内装化等几个方向快速发展，应用领域也不断地扩大。1.1.2MCU的发展简史91.1.3MCU在我国的应用与教学简况二十世纪八十年代前后，单片机在我国开始应用，各理工科院校陆续开设了有关课程。在教学及应用上，Zilog公司生产的Z80CPU成为我国工业控制的主流，以Z80为CPU组成的TP801单板机在教学上及应用领域发挥过巨大作用。二十世纪八十年代末至九十年代初，我国的工业控制领域开始转向使用Intel公司生产的MCS-51。从1999年开始，Mot

6、orola公司及后来独立出来的Freescale公司在我国推广其新一代单片机HC08系列及增强型HCS08系列，已经对我国的单片机应用产生积极的影响。本书即以HC08系列单片机及HCS08系列单片机为蓝本学习嵌入式技术基础。101.1.3MCU的体系结构1：MCU至少由CPU，存储器与I/O端口组成，它们可以以不同的方式组合，形成不同的体系结构。A存储器分离编址哈佛结构生成双倍空间B存储器统一编址冯诺依蔓结构11存储器的访问哈佛结构的存储器地址出现重叠,通过不同的控制线并配合不同的指令就可以区分开来.冯诺依曼结构可以使用同一指令访问两种存储器,仅由指令中的地址参数寻址不

7、同的单元即可.哈拂结构地址重叠,用不同指令访问.用MOVC访问程序存储器,用MOVX访问数据存储器.冯-诺依曼结构可以用统一指令访问两种存储器,地址参数不同.1213I/O端口的编址分离编址方按:INTEL的MCU将I/O端口作为内部寄存器处理,独立与程序存储器和外部数据存储器空间,类似哈佛结构的分离编址MOTOROLA的MCU则将I/O地址与存储器地址统一在一个空间.仅分配不同单元14寄存器编址INTEL的MCU使用内部的RAM作为寄存器用MOV指令访问,类似哈佛结构的存储器分离编址MOTOROLA的MCU的寄存器占用存储器资源15统一