單片機的使用領(lǐng)域已十分廣泛,如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。
從二十世紀九十年始,單片機技術(shù)就已經(jīng)發(fā)展起來,隨著時代的進步與科技的發(fā)展,目前該技術(shù)的實踐應(yīng)用日漸成熟,單片機被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。現(xiàn)如今,人們越來越重視單片機在智能電子技術(shù)方面的開發(fā)和應(yīng)用,單片機的發(fā)展進入到新的時期,無論是自動測量還是智能儀表的實踐,都能看到單片機技術(shù)的身影。
單片機主要寄存器介紹:
(1)累加器A
累加器A是微處理器中使用頻繁的寄存器。在算術(shù)和邏輯運算時它有雙功能:運算前,用于保存一個操作數(shù);運算后,用于保存所得的和、差或邏輯運算結(jié)果。
(2)數(shù)據(jù)寄存器DR
數(shù)據(jù)寄存器通過數(shù)據(jù)總線向存儲器和輸入/輸出設(shè)備送(寫)或取(讀)數(shù)據(jù)的暫存單元。它可以保存一條正在譯碼的指令,也可以保存正在送往存儲器中存儲的一個數(shù)據(jù)字節(jié)等等。
(3)指令寄存器IR和指令譯碼器ID
指令包括操作碼和操作數(shù)。
指令寄存器是用來保存當前正在執(zhí)行的一條指令。當執(zhí)行一條指令時,先把它從內(nèi)存中取到數(shù)據(jù)寄存器中,然后再傳送到指令寄存器。當系統(tǒng)執(zhí)行給定的指令時,必須對操作碼進行譯碼,以確定所要求的操作,指令譯碼器就是負責這項工作的。其中,指令寄存器中操作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入。
(4)程序計數(shù)器PC
PC用于確定下一條指令的地址,以保證程序能夠連續(xù)地執(zhí)行下去,因此通常又被稱為指令地址計數(shù)器。在程序開始執(zhí)行前必須將程序的條指令的內(nèi)存單元地址(即程序的首地址)送入PC,使它總是指向下一條要執(zhí)行指令的地址。
(5)地址寄存器AR
地址寄存器用于保存當前CPU所要訪問的內(nèi)存單元或I/O設(shè)備的地址。由于內(nèi)存與CPU之間存在著速度上的差異,所以必須使用地址寄存器來保持地址信息,直到內(nèi)存讀/寫操作完成為止。
顯然,當CPU向存儲器存數(shù)據(jù)、CPU從內(nèi)存取數(shù)據(jù)和CPU從內(nèi)存讀出指令時,都要用到地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。同樣,如果把設(shè)備的地址作為內(nèi)存地址單元來看的話,那么當CPU和設(shè)備交換信息時,也需要用到地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。
單片機運算器介紹:
運算器由運算部件——算術(shù)邏輯單元(Arithmetic & Logical Unit,簡稱ALU)、累加器和寄存器等幾部分組成。ALU的作用是把傳來的數(shù)據(jù)進行算術(shù)或邏輯運算,輸入來源為兩個8位數(shù)據(jù),分別來自累加器和數(shù)據(jù)寄存器。ALU能完成對這兩個數(shù)據(jù)進行加、減、與、或、比較大小等操作,后將結(jié)果存入累加器。
運算器有兩個功能:
(1) 執(zhí)行各種算術(shù)運算。
(2) 執(zhí)行各種邏輯運算,并進行邏輯測試,如零值測試或兩個值的比較。
運算器所執(zhí)行全部操作都是由控制器發(fā)出的控制信號來指揮的,并且,一個算術(shù)操作產(chǎn)生一個運算結(jié)果,一個邏輯操作產(chǎn)生一個。
單片機的發(fā)展先后經(jīng)歷了4位、8位、16位和32位等階段。8位單片機由于功能強,被廣泛用于工業(yè)控制、智能接口、儀器儀表等各個領(lǐng)域,8位單片機在中、小規(guī)模應(yīng)用場合仍占主流地位,代表了單片機的發(fā)展方向,在單片機應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著越來越大的作用。 80年代初,Intel公司推出了8位的MCS-51系列的單片機。
單片機硬件特征
(1)單片機的體積比較小, 內(nèi)部芯片作為計算機系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)簡單,但是功能*,使用起來十分方便,可以模塊化應(yīng)用。
(2)單片機有著較高的集成度,可靠性比較強,即使單片機處于長時間的工作也不會存在故障問題。
(3) 單片機在應(yīng)用時低電壓、低能耗,是人們在日常生活中的首要選擇, 為生產(chǎn)與研發(fā)提供便利。
(4)單片機對數(shù)據(jù)的處理能力和運算能力較強,可以在各種環(huán)境中應(yīng)用,且有著較強的控制能力。
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