微控制器圖書(shū)信息

書(shū) 名: 微控制器

作 者:(印度)卡莫(Kamal.R.)

出版社:機(jī)械工業(yè)出版社

出版時(shí)間:2009年09月

ISBN: 9787111270300

開(kāi)本:16開(kāi)

定價(jià): 75.00 元

《微控制器:架構(gòu)、編程、接口和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》全面介紹各種主流微處理器、控制與通信接口、嵌入式系統(tǒng)編程、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及開(kāi)發(fā)調(diào)試工具和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容，系統(tǒng)完整地討論了嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的相關(guān)技術(shù)和知識(shí)，適合電學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的本科生閱讀。對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)感興趣的軟件工程師和對(duì)單片機(jī)交互感興趣的硬件工程師而言，《微控制器:架構(gòu)、編程、接口和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》也是難得的軟硬件兼?zhèn)涞膬?yōu)秀參考書(shū)?！段⒖刂破?架構(gòu)、編程、接口和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》從8051微控制器著眼，講解使用8051、68HC11、80x96和ARM系列微控制器進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的方法，并通過(guò)實(shí)例對(duì)RTOS，軟件構(gòu)件塊、中斷處理機(jī)制、定時(shí)器、IDE和接口電路的使用進(jìn)行詳解。除微控制器的通用體系結(jié)構(gòu)以外，《微控制器:架構(gòu)、編程、接口和系統(tǒng)設(shè)計(jì)》還覆蓋了程序設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等主題。

Raj Kamal，資深教授，他的研究領(lǐng)域包括嵌入式系統(tǒng)、微控制器、Internet、Web技術(shù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等，在國(guó)內(nèi)外雜志上發(fā)表過(guò)大量研究論文。

出版者的話

譯者序

前言

第1章 微控制器的種類(lèi)、選擇和應(yīng)用

本章目標(biāo)

1.1 微控制器

1.1.1中央處理單元

1.1.2 微處理器

1.1.3 微計(jì)算機(jī)

1.1.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

1.1.5 微控制器

1.1.6 嵌入式處理器

1.2 微控制器的種類(lèi)

1.2.1 8位、16位、32位微控制器

1.2.2 全內(nèi)嵌式和帶外部存儲(chǔ)器的微控制器

1.2.3 CISC和RISC結(jié)構(gòu)微控制器

1.2.4哈佛和普林斯頓存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)微控制器

1.3 主流微控制器概覽

1.3.1 8051、擴(kuò)展8051XA和8051MX系列

1.3.2 MC68HCll/68HCl2系列

1.4 微控制器的選擇

1.4.1 所需特性列表及需要考慮的因素

1.4.2 處理器和處理器系列的選擇

1.4.3 基于片上資源的選擇

1.4.4 軟件構(gòu)建塊的選擇

1.4.5 基于開(kāi)發(fā)工具的選擇

1.5 應(yīng)用實(shí)例

1.5.1 自動(dòng)加工控制

1.5.2 儀器應(yīng)用

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第2章 微控制器的體系結(jié)構(gòu)和資源概述

本章目標(biāo)

2.1 微控制器體系結(jié)構(gòu)

2.1.1 8048和8049微控制器體系結(jié)構(gòu)的功能概述

2.1.2 8048系列微計(jì)算機(jī)的管腳和信號(hào)

2.2 系列成員

2.3 微控制器資源

2.3.1 總線寬度

2.3.2 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

2.3.3 并口

2.3.4 EEPROM和Flash

2.3.5脈寬調(diào)制輸出

2.3.6 使用PWM或者定時(shí)器的片上D/A轉(zhuǎn)換

2.3.7 片上A/D轉(zhuǎn)換

2.3.8 復(fù)位電路

2.3.9看門(mén)狗定時(shí)器設(shè)備

2.3.10 靈活位處理能力

2.3.11 節(jié)電模式

2.3.12 定時(shí)器

2.3.13實(shí)時(shí)時(shí)鐘

2.3.14 異步和同步串行通信接口

2.4 高級(jí)和下一代微控制器中的資源

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第3章 8051/8031系列的體系結(jié)構(gòu)

本章目標(biāo)

3.1 8051微控制器

3.1.1 硬件

3.1.2 端口和電路的10管腳

3.2 內(nèi)部和外部存儲(chǔ)器

3.3 計(jì)數(shù)器和定時(shí)器

3.4 Intel8051的同步串行和異步串行通信接口

3.4.1 串行同步通信

3.4.2 串行異步模式通信

3.4.3 與RS232連接

3.5 中斷

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第4章 8501系列微控制器指令集

本章目標(biāo)

4.1 基本匯編語(yǔ)言編程

4.1.1 機(jī)器碼

4.1.2 指令中的操作碼和操作數(shù)

4.1.3 指令周期

4.1.4 指令執(zhí)行時(shí)間

4.1.5 作為指令集合的程序和例程

4.1.6 尋址模式

4.1.7 指令集的指令分類(lèi)

4.2 數(shù)據(jù)傳送指令

4.2.1 MOV指令

4.2.2 MOVC類(lèi)型指令

4.2.3 MOVx類(lèi)型指令

4.2.4 應(yīng)用SP來(lái)使用堆棧區(qū)域的PUSH和POP指令

4.2.5 xCH類(lèi)型指令

4.3 數(shù)據(jù)和位處理指令

4.3.1 字節(jié)數(shù)據(jù)處理(清除、求補(bǔ)、循環(huán)移位和交換)指令

4.3.2布爾變量(位)處理和布爾處理指令

4.4 算術(shù)指令

4.5 對(duì)寄存器、內(nèi)部RAM和SFR字節(jié)進(jìn)行邏輯操作的指令

4.6 程序流控制指令

4.6.1 周期延遲(NOP)指令

4.6.2 長(zhǎng)跳轉(zhuǎn)、絕對(duì)跳轉(zhuǎn)和短跳轉(zhuǎn)

4.6.3 條件相對(duì)短跳轉(zhuǎn)

4.6.4 遞減然后根據(jù)是否為O進(jìn)行條件跳轉(zhuǎn)

4.6.5 比較后跳轉(zhuǎn)

4.6.6 例程調(diào)用--無(wú)條件返回和從例程中返回

4.7 中斷控制流程(RETI指令)

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第5章 實(shí)時(shí)控制:中斷

本章目標(biāo)

5.1 MCU的中斷處理結(jié)構(gòu)

5.1.1 例程、中斷和中斷服務(wù)例程

5.1.2 8051中的中斷服務(wù)

5.1.3 中斷源的標(biāo)識(shí)

5.1.4 中斷服務(wù)例程的地址

5.2 中斷等待時(shí)間和中斷最終期限

5.3 多重中斷源

5.4 不可屏蔽中斷源

5.5 中斷源的使能(解除屏蔽)或者禁用

5.6 輪詢(xún)來(lái)確定中斷源及其優(yōu)先級(jí)分配

5.6.1 輪詢(xún)更高優(yōu)先級(jí)中斷源的優(yōu)點(diǎn)

5.6.2 在ISR結(jié)束時(shí)輪詢(xún)更高優(yōu)先級(jí)待響應(yīng)中斷源的優(yōu)點(diǎn)

5.7 Intel805l中的中斷結(jié)構(gòu)

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第6章 實(shí)時(shí)控制:定時(shí)器

本章目標(biāo)

6.1.MCU中的可編程定時(shí)器

6.1.1 編程特性

6.1.2 溢出事件

6.2 自由運(yùn)行計(jì)數(shù)器和實(shí)時(shí)控制

6.2.1 使用輸出比較寄存器以及作為自由運(yùn)行計(jì)數(shù)器運(yùn)行的定時(shí)器

6.2.2 使用輸入采集寄存器

6.2.3 實(shí)時(shí)鐘中斷

6.2.4 軟件定時(shí)器

6.3 中斷間隔和密度、約束

6.3.1 中斷服務(wù)延遲

6.3.2 中斷服務(wù)間隔

6.3.3 中斷密度

6.3.4 中斷約束

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第7章 系統(tǒng)設(shè)計(jì):外設(shè)與接口

本章目標(biāo)

7.1 8251串行10USART通信接口

7.1.1 825l的編程

7.1.2 處理器和DCE的連接

7.2 8255并行端口接口

7.2.1 8255編程

7.2.2 連接8255到處理器

7.3 8257可編程DMA控制器

7.3.1 10事務(wù)的方法

7.3.2 8257編程

7.3.3 連接到8086、8085、8096和86HCll12

7.4 可編程中斷控制器8259

7.5 ADC電路接口

7.6 DAC電路接口

7.7 內(nèi)部集成電路接口(I2C總線標(biāo)準(zhǔn))

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第8章 系統(tǒng)設(shè)計(jì):數(shù)字和模擬接口方法

本章目標(biāo)

8.1 開(kāi)關(guān)、小鍵盤(pán)和鍵盤(pán)接口

8.1.1 單鍵按鍵(開(kāi)關(guān))及其接口

8.1.2 按鍵陣列和它的接口

8.1.3 小鍵盤(pán)或者鍵盤(pán)(按鍵矩陣)和它的接口

8.2 LED和LED陣列

8.2.1 LED和LED信號(hào)器

8.2.2 LED或信號(hào)器的陣列

8.2.3 7段十六進(jìn)制數(shù)字的LED陣列

8.3 鍵盤(pán)/顯示器控制器(8279)

8.4 文字?jǐn)?shù)字式設(shè)備--顯示系統(tǒng)和它的接口

8.4.1 16段數(shù)碼顯示器

8.4.2點(diǎn)陣顯示器

8.4.3LCD顯示器

8.4.4 LCD顯示器控制器

8.4.5 LcD顯示控制器的接口連接

8.4.6 Hitachi44780、OptrexDMC16xx、DMCl6 xxx、DMC20xxx和DMC24XXX系列兼容LCD控制器的編程

8.5 打印機(jī)接口

8.5.1 并行接口來(lái)連接打印機(jī)中的打印控制器

8.5.2 串行RS232C:接口來(lái)連接打印機(jī)中的打印控制器

8.6 使用IEEE488(GPIB)總線來(lái)實(shí)現(xiàn)可編程指令接口

8.7 與Flash存儲(chǔ)器連接的接口

8.8 其他一些接口

8.8.1 將MCU端口10管腳與連接的物理系統(tǒng)光隔離

8.8.2 與線圈的接口

8.8.3 與擴(kuò)音器的接口

8.8.4 在音樂(lè)播放盒中與小鍵盤(pán)和揚(yáng)聲器的接口

8.8.5 在機(jī)器人、打印機(jī)或工業(yè)驅(qū)動(dòng)器中與步進(jìn)電機(jī)的接口

8.9 與大功率設(shè)備連接的接口

8.9.1 與輸入和輸出模塊連接的接口

8.9.2 與大功率電機(jī)和加熱器連接的接口

8.9.3 使用高級(jí)微控制器來(lái)與功率器件連接的接口

8.10 模擬輸入接口

8.11 模擬輸出接口

8.11.1 DC電機(jī)控制

8.11.2 伺服電機(jī)控制

8.12 光學(xué)電機(jī)轉(zhuǎn)軸編碼器

8.12.1 增量式轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器

8.12.2 旋轉(zhuǎn)絕對(duì)角度編碼器

8.13 工業(yè)控制

8.13.1 控制應(yīng)用

8.13.2 基于MCU的刻度尺

8.14 工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)

8.15 基于MCU測(cè)量?jī)x表的原型

8.16 機(jī)器人和嵌入式控制

8.17數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)字濾波器

8.17.1 數(shù)字信號(hào)處理

8.17.2 數(shù)字濾波器

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第9章 編程框架:匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言編程

本章目標(biāo)

9.1 編程基礎(chǔ)

9.1.1 寄存器

9.1.2 Intel80518位PSW(程序狀態(tài)字)

9.1.3 Intel80x9616位PSW(程序狀態(tài)字)

9.1.4 Motorola8位68HC11CCR(狀態(tài)條件碼)

9.1.5 累加器

9.1.6 指向內(nèi)存的寄存器(變址寄存器和基址寄存器)

9.1.7 通用數(shù)據(jù)/地址寄存器和臨時(shí)內(nèi)存或寄存器文件

9.1.8 位可訪問(wèn)寄存器

9.1.9 cPU寄存器結(jié)構(gòu)的考慮

9.1.1 0指令和尋址模式

9.2 CPU寄存器和內(nèi)部RAM的結(jié)構(gòu)

9.3 匯編語(yǔ)言編程

9.4 匯編程序

9.5 在中斷期間保持CPU狀態(tài)

9.6 傳遞參數(shù)

9.6.1 傳遞參數(shù)

9.6.2 將參數(shù)傳遞到堆棧中

9.7 控制結(jié)構(gòu)

9.7.1 N路分支(決策塊)

9.7.2 循環(huán)

9.8 運(yùn)行時(shí)計(jì)算分支轉(zhuǎn)移目的地

9.9 C語(yǔ)言編程和使用GNU工具

9.9.1 用C語(yǔ)言編程

9.9.2 內(nèi)嵌代碼

9.9.3 參數(shù)傳遞

9.9.4 程序編譯過(guò)程和開(kāi)發(fā)工具

9.9.5 GNU工具

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第10章 編程框架:軟件構(gòu)建模塊

本章目標(biāo)

10.1 堆棧

10.2 隊(duì)列

10.3 表

lO.3.1 表數(shù)據(jù)和軟件構(gòu)建模塊

10.3.2 查詢(xún)表

10.3.3 Hash表

10.4 字符串

10.4.1 字符串作為可變長(zhǎng)度的字符數(shù)組

10.4.2 將字符串作為程序存儲(chǔ)中的常量使用

10.5 狀態(tài)機(jī)

10.6 按鍵處理

10.6.1 實(shí)際使用中的按鍵處理

第11章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

第12章 微控制器應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具

第13章 16位微控制器809680196系列

第14章 MotorolaMC68HCll系列

第15章 ARM32位McU:架構(gòu)、編程和開(kāi)發(fā)工具

附錄A

附錄B

附錄C

附錄D

附錄E

附錄F

附錄G

多項(xiàng)選擇題答案

參考文獻(xiàn)

……

哈佛結(jié)構(gòu)是一種將程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開(kāi)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。中央處理器首先到程序指令存儲(chǔ)器中讀取程序指令內(nèi)容，解碼后得到數(shù)據(jù)地址，再到相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行下一步的操作(通常是執(zhí)行)。程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開(kāi)，可以使指令和數(shù)據(jù)有不同的數(shù)據(jù)寬度，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位寬度，而數(shù)據(jù)是8位寬度。

哈佛結(jié)構(gòu)的微處理器通常具有較高的執(zhí)行效率。其程序指令和數(shù)據(jù)指令分開(kāi)組織和存儲(chǔ)的，執(zhí)行時(shí)可以預(yù)先讀取下一條指令。目前使用哈佛結(jié)構(gòu)的中央處理器和微控制器有很多，除了上面提到的Microchip公司的PIC系列芯片，還有摩托羅拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR系列和安謀公司的ARM9、ARM10和ARM11，51單片機(jī)也屬于哈佛結(jié)構(gòu)。

馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)也稱(chēng)普林斯頓結(jié)構(gòu)，是一種將程序指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在一起的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。程序指令存儲(chǔ)地址和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址指向同一個(gè)存儲(chǔ)器的不同物理位置，因此程序指令和數(shù)據(jù)的寬度相同，如英特爾公司的8086中央處理器的程序指令和數(shù)據(jù)都是16位寬。

目前使用馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)的中央處理器和微控制器有很多。除了上面提到的英特爾公司的8086，英特爾公司的其他中央處理器、安謀公司的ARM7、MIPS公司的MIPS處理器也采用了馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)。

通過(guò)以上兩種基于CISC.和RISC架構(gòu)的微控制器的對(duì)比分析，會(huì)發(fā)現(xiàn)許多共同的特性，如安全特性、外圍設(shè)備、電源管理和在系統(tǒng)編程等。顯然.它們都是適應(yīng)具體應(yīng)用的共性要求而增加的功能。兩者最大的不同是指令結(jié)構(gòu)的差異。MCS一5l有50條基本指令，若累計(jì)各種不同尋址方式，指令共計(jì)lll條，對(duì)應(yīng)的機(jī)器指令有單字節(jié)、雙字節(jié)和三字節(jié)指令~68H(:05有62條基本指令，加上多種尋址方式，最終指令達(dá)210條，也分為單字節(jié)、雙字節(jié)和三字節(jié)指令。比較而言，RIS(:微控制器的所有指令是由一些簡(jiǎn)單、等長(zhǎng)度的指令構(gòu)成.精簡(jiǎn)指令使微控制器的線路可以盡量?jī)?yōu)化，硬件結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，從而可以實(shí)現(xiàn)較低的成本和功耗，當(dāng)然完成相同的工作可能需要更多的指令。所以，二者取舍之間沒(méi)有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，只能說(shuō)根據(jù)應(yīng)用的不同需求和側(cè)重來(lái)進(jìn)行選擇。

微處理器是20世紀(jì)偉大的技術(shù)創(chuàng)新之一，由此而衍生的微控制器將微處理器和外設(shè)集于一身，為多種應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了新局面，并將繼續(xù)發(fā)揮不可替代的作用。

基于RISC架構(gòu)的微控制器

MAXQ2000微控制器是Maxino/Dallas公司推出的一款基于RISC架構(gòu)的16位微控制器。理解這款微控制器的一些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以使我們更好地理解RISC結(jié)構(gòu)微控制器的最新發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)特點(diǎn)，從而為我們構(gòu)建新型系統(tǒng)提供更加理想的選擇。MAXQ2000的指令讀取和執(zhí)行操作在一個(gè)周期內(nèi)完成，而沒(méi)有流水線操作，這是因?yàn)橹噶罴劝瞬僮鞔a也包括了數(shù)據(jù)。字母Q表示這款微控制器的一個(gè)重要特點(diǎn)便是"安靜"，MAXQ架構(gòu)通過(guò)智能化的時(shí)鐘管理來(lái)降低噪聲.這意味著MAXQ只向那些需要使用時(shí)鐘的電路提供時(shí)鐘，這樣既降低了功耗，又為模擬電路的整合提供了一個(gè)最安靜的環(huán)境。它包含液晶顯示(LCD)接口，最多可以驅(qū)動(dòng)100或132段(兩種版本)。這款微控制器的功耗指標(biāo)和MIPS/MHz代碼效率方面都在同類(lèi)微控制器當(dāng)中遙遙領(lǐng)先.下面介紹MAXQ2000的主要特性。

指令集由23條對(duì)寄存器和存儲(chǔ)器進(jìn)行操作的固定長(zhǎng)度的16位指令組成。指令集高度正交，允許算術(shù)和邏輯操作使用累加器和任何寄存器。特殊功能寄存器控制外圍設(shè)備，并細(xì)分成寄存器模塊。產(chǎn)品系列的結(jié)構(gòu)是模塊化的，因此新的器件和模塊能夠繼續(xù)使用為現(xiàn)有產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的代碼.該結(jié)構(gòu)是基于傳送觸發(fā)的，這意味著對(duì)某一寄存器位置的讀或?qū)憰?huì)產(chǎn)生額外作用。這些額外作用構(gòu)成了由匯編器定義的高層操作碼的基礎(chǔ)，如ADDC、OR和JUMP等。

MAXQ2000具有32KB閃存、lKBRAM、4KB的內(nèi)部ROM存儲(chǔ)器塊和16級(jí)堆棧存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器缺省配置成Harvard結(jié)構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器具有獨(dú)立的地址空間，還可以使能為Vorl Ncumann存儲(chǔ)器配置模式，即將固定用途ROM、代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器放置到一個(gè)連續(xù)的存儲(chǔ)器映射中.這適合于需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)程序修改或特殊存儲(chǔ)器配置的應(yīng)用。閃存程序存儲(chǔ)器可以通過(guò)16字密鑰進(jìn)行密碼保護(hù)，從而防止未授權(quán)者訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器。同時(shí)，還具有3個(gè)數(shù)據(jù)指針，支持高效快速地處理數(shù)據(jù).

固定用途ROM由可以在應(yīng)用軟件中進(jìn)行調(diào)用的子程序組成(缺省起始地址為8000H).包括:通過(guò)JTAG或UART接口進(jìn)行在系統(tǒng)編程(引導(dǎo)加載程序);在電路調(diào)試程序;測(cè)試程序(內(nèi)部存儲(chǔ)器測(cè)試，存儲(chǔ)器加載等);用于在應(yīng)用閃存編程和快速查找表的用戶可調(diào)用程序。無(wú)論以任何方式復(fù)位，都從固定用途ROM開(kāi)始運(yùn)行程序。R。M軟件決定程序立刻跳轉(zhuǎn)到8000H位置、用戶應(yīng)用代碼的起始位置、還是上面提到的某特定用途子程序.用戶可訪問(wèn)固定用途ROM中的程序，并且可以由應(yīng)用軟件調(diào)用這些程序。

器件的大多數(shù)功能是由寄存器組來(lái)控制的。這些寄存器為存儲(chǔ)器操作提供工作空間，并配置和尋址器件上的外設(shè)寄存器。寄存器分成兩大類(lèi):系統(tǒng)寄存器和外設(shè)寄存器.公共寄存器組也稱(chēng)作系統(tǒng)寄存器，包括ALU、累加器寄存器、數(shù)據(jù)指針、堆棧指針等。外設(shè)寄存器定義了可能包含在基于MAXQ架構(gòu)的不同產(chǎn)品中的附加功能.

MAXQ2000同樣提供了先進(jìn)的電源管理功能，根據(jù)系統(tǒng)不同時(shí)刻的不同性能需求，可以動(dòng)態(tài)設(shè)置處理速度，從而大大降低功耗。通過(guò)軟件選擇分頻功能，來(lái)選擇系統(tǒng)時(shí)鐘周期是l、2、4或者8個(gè)振藹周期。為進(jìn)一步降低功耗，還有另外三種低功耗模式，256分頻、32 kH。和停機(jī)模式。

提供多個(gè)中斷源，可對(duì)內(nèi)部和外部事件快速響應(yīng)。MAXQ結(jié)構(gòu)采用了單一中斷向量(IV)和單一中斷服務(wù)程序(ISR)設(shè)計(jì)。必須在用戶中斷程序內(nèi)清除中斷標(biāo)志，以避免由同一中斷源引發(fā)重復(fù)中斷。當(dāng)檢測(cè)到使能的中斷時(shí)，軟件跳轉(zhuǎn)到一個(gè)用戶可編程的中斷向量位置。

一旦軟件控制權(quán)轉(zhuǎn)移到ISR，可以使用中斷識(shí)別寄存器(IIR)來(lái)判定中斷源是系統(tǒng)寄存器還是外設(shè)寄存器。然后，就可以查詢(xún)特定模塊以確定具體中斷源，并采取相應(yīng)的操作。由于中斷源是由用戶軟件識(shí)別的，因此用戶可以為每種應(yīng)用確立一個(gè)獨(dú)特的中斷優(yōu)先級(jí)方案。

集成的硬件乘法器模塊執(zhí)行高速乘法、乘方和累加操作，并能在一個(gè)周期內(nèi)完成一個(gè)16位×16位乘法和累加操作。硬件乘法器由2個(gè)]6位并行加載操作數(shù)寄存器(MA，MB)和1個(gè)累加器組成。加載寄存器能夠自動(dòng)啟動(dòng)操作，從而節(jié)省了重復(fù)計(jì)算的時(shí)間。硬件乘法器的累加功能是數(shù)字濾波、信號(hào)處理以及PII)控制系統(tǒng)中的一個(gè)基奉單元，這使得MAXQ2000可以勝任需要大量數(shù)學(xué)運(yùn)算的應(yīng)用。

基于8051內(nèi)核的CISC微控制器

迄今為止，MCS-51已成為8位機(jī)中運(yùn)行最慢的系列?，F(xiàn)在Dallas推出的DS89C430系列產(chǎn)品在保持與80C51引腳和指令集兼容的基礎(chǔ)上，每個(gè)機(jī)器周期僅為一個(gè)時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)了8051系列的最高吞吐率。一般而言，對(duì)于現(xiàn)有的基于8051的應(yīng)用軟件可以直接寫(xiě)入DS89C430而無(wú)需進(jìn)行更改。除此之外，DS89C430還在許多其他方面引入了新的功能，從而為具體應(yīng)用提供了更多靈活性。下面介紹DS89C430不同于8051的功能和特點(diǎn)。

片內(nèi)程序存儲(chǔ)器邏輯上分為成對(duì)的8 KB、16 KB或32 KB閃存單元，以支持在應(yīng)用編程。這允許器件在應(yīng)用軟件的控制下修改程序存儲(chǔ)器，應(yīng)用系統(tǒng)能夠在執(zhí)行其主要功能的情況下，完成在線軟件升級(jí)。DS89C430集成了64 B加密陣列，允許用戶以加密形式查看數(shù)據(jù)，進(jìn)行程序代碼校驗(yàn)。

器件支持通過(guò)RS-232串口實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)編程。在系統(tǒng)編程通過(guò)將器件的一個(gè)或多個(gè)外部引腳設(shè)置為某特定狀態(tài)來(lái)激活引導(dǎo)加載程序。器件啟動(dòng)后，開(kāi)始執(zhí)行駐留于器件內(nèi)部專(zhuān)用ROM的加載程序。一旦收到一個(gè)回車(chē)符號(hào)，串口就執(zhí)行自動(dòng)波特率功能，并與主機(jī)的波特率同步。如圖1所示是在系統(tǒng)編程的物理連接.簡(jiǎn)單的引導(dǎo)加載程序接口允許使用幾種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與目標(biāo)微控制

器間的通信。最簡(jiǎn)單的方法是使用Dallas的微控制器工具包(MTK)軟件.它具有高度前端特征，簡(jiǎn)化了目標(biāo)配置，上傳、下載代碼以及特殊功能配置等任務(wù)操作。

8051微控制器是通過(guò)MOVX指令來(lái)訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)空間的，用MOVX@DPTR指令可訪問(wèn)整個(gè)64 KB的片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。傳統(tǒng)的8051只有一個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR，要將數(shù)據(jù)從一個(gè)地址移到另一個(gè)地址非常麻煩。DS89C430則具備雙數(shù)據(jù)指針DPTR0和DPTRl，因此軟件可以使用一個(gè)指針裝載源地址，另一個(gè)指針裝載目的地址。DPTR0的SFR地址與805l相同(82H和83H)，因此使用該指針時(shí)源代碼無(wú)需更改，DPTRl位于84H和85H地址。所有與數(shù)據(jù)指針相關(guān)的操作都使用活動(dòng)數(shù)據(jù)指針，活動(dòng)指針通過(guò)控制位SEL選擇。每個(gè)指針還各有

一個(gè)控制位，決定INCDPTR操作是遞增還是遞減數(shù)據(jù)指針值。

在拷貝數(shù)據(jù)塊時(shí)，與使用單數(shù)據(jù)指針相比，雙數(shù)據(jù)指針可以節(jié)省大量代碼。用戶通過(guò)轉(zhuǎn)換SEL位來(lái)轉(zhuǎn)換活動(dòng)數(shù)據(jù)指針，其中一種方法可通過(guò)執(zhí)行INCDPS指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于這些大的數(shù)據(jù)塊拷貝，用戶必須頻繁執(zhí)行該指令來(lái)轉(zhuǎn)換DPTR0和DPTRl。為了在節(jié)省代碼的同時(shí)提高運(yùn)行速度和效率，DS89C430又包含了一個(gè)轉(zhuǎn)換選擇位 (TSL)，來(lái)確定執(zhí)行MOVX指令時(shí)硬件是否自動(dòng)轉(zhuǎn)換SEL位，這樣就可以省去INCDPS指令并進(jìn)一步提高運(yùn)行速度。

大的數(shù)據(jù)塊拷貝需要源指針和目的指針逐字節(jié)尋址數(shù)據(jù)空間，傳統(tǒng)的方法是通過(guò)使用INCDPTR指令來(lái)增加數(shù)據(jù)指針。為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸速率，引入了自動(dòng)增減控制位(AID)，用以確定執(zhí)行MOVX指令時(shí)，是否會(huì)自動(dòng)增減活動(dòng)指針值。表l為各種情況下DS80C320和DS89C430進(jìn)行64B數(shù)據(jù)塊傳輸時(shí)的速度比較。從表l中可以看出，采用雙數(shù)據(jù)指針后運(yùn)行速度得到極大提高。

CMOS電路的功耗主要由兩部分組成:連續(xù)漏電流造成的靜態(tài)功耗以及對(duì)負(fù)載電容進(jìn)行充放電所需的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)電流造成的動(dòng)態(tài)功耗。其中，動(dòng)態(tài)功耗是總體功耗的主要部分，該功耗(PD)可以通過(guò)負(fù)載電容(CL)、電源電壓(VDD)和工作頻率(f)進(jìn)行計(jì)算，即:PD=CL×VDD2×f。

對(duì)于某具體應(yīng)用，電容和電源電壓相對(duì)固定，而處理器的處理速度在不同時(shí)刻可能是不同的，因此工作頻率可以根據(jù)不同需要進(jìn)行調(diào)整，從而在不影響系統(tǒng)性能的前提下達(dá)到降低功耗的要求。

DS89C430支持三種低功耗節(jié)電模式。

①系統(tǒng)時(shí)鐘分頻控制:允許微控制器使用內(nèi)部分頻的時(shí)鐘源繼續(xù)工作，以節(jié)省功耗。通過(guò)軟件設(shè)置時(shí)鐘分頻控制位，設(shè)置工作速率為每機(jī)器周期1024個(gè)振蕩器周期.

②空閑模式:以靜態(tài)方式保持程序計(jì)數(shù)器，并掛起處理器。在此模式中，處理器不取指令也不執(zhí)行指令。除了外圍接口時(shí)鐘保持為活動(dòng)狀態(tài)以及定時(shí)器、看門(mén)狗、串口和電源監(jiān)視功能仍然工作外，所有的資源均保存。處理器能夠使用允許的中斷源退出空閑模式。

③停機(jī)模式:禁止處理器內(nèi)部的所有電路。所有片內(nèi)時(shí)鐘、定時(shí)器和串口通信都停止運(yùn)行，處理器不執(zhí)行任何指令。通過(guò)使用六個(gè)外部中斷中的任何一個(gè)，處理器都能夠退出停機(jī)模式。

Intel公司作為最早推出微處理器的公司，同樣也是最早推出微控制器的公司。繼1976年推出MCS-48后，又于1980年推出了MCS-51，為發(fā)展具有良好兼容性的新一代微控制器奠定了良好的基礎(chǔ)。在8051技術(shù)實(shí)現(xiàn)開(kāi)放后，Philips、Atmel、Dallas和Siemens等公司紛紛推出了基于80C5l內(nèi)核(805l的CMC)S版本)的微控制器。這些各具特色的產(chǎn)品能夠滿足大量嵌入式應(yīng)用需求?；?0C51內(nèi)核的微控制器并沒(méi)有停止發(fā)展的腳步，例如現(xiàn)在Maxim/Dallas公司提供的DS89C430系列微控制器，其單周期指令速度已經(jīng)提高到了805l的12倍。

基于CISC架構(gòu)的微控制器除了80C51外，還包括Motorola提供的68HC系列微控制器，這也是大量應(yīng)用的8位微控制器系列。

基于RISC架構(gòu)的微控制器則包括Microchip的PIC系列8位微控制器等。在16位RISC架構(gòu)的微控制器中，Maxim公司推出的MAXQ系列微控制器以其高性能、低功耗和卓越的代碼執(zhí)行效率，成為許多需要高精度混合信號(hào)處理以及便攜式系統(tǒng)和電池供電系統(tǒng)的理想選擇。

微控制器(Microcontroller Unit，即MCU)可從不同方面進(jìn)行分類(lèi):根據(jù)數(shù)據(jù)總線寬度可分為8位、16位和32位機(jī);根據(jù)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)可分為Harvard結(jié)構(gòu)和Von Neumann結(jié)構(gòu);根據(jù)內(nèi)嵌程序存儲(chǔ)器的類(lèi)別可分為OTP、掩膜、EPROM/EEPROM和閃存Flash;根據(jù)指令結(jié)構(gòu)又可分為CISC(Complex Instruction Set Computer)和RISC(Reduced Instruction Set Computer)微控制器。

ADμC706x系列ARM微控制器是美國(guó)ADI公司出品的高性能微控制器，包括ADμC7060和ADμC7061兩種型號(hào)?！禔DI處理器實(shí)用叢書(shū):ADμC706x系列ARM微控制器原理及應(yīng)用》重點(diǎn)介紹ADμC706x系列ARM微控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外圍接口、開(kāi)發(fā)環(huán)境以及典型應(yīng)用案例，書(shū)中的應(yīng)用實(shí)例代碼均經(jīng)過(guò)作者實(shí)際調(diào)試，內(nèi)容詳略得當(dāng)，非常適合初學(xué)者學(xué)習(xí)和實(shí)踐。