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微控制器基础知识—第二章

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楼主
ID:645485 发表于 2022-6-8 00:31 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 tongguan123 于 2022-6-9 16:38 编辑
第二章 微控制器的历史和五个要素

1   微控制器的历史
1971年,美国英特尔公司开发了一种微控制器,即名为i4004d的4位微控制器。它由一家日本BUSICOM公司订购,用于其计算器。后来合同变更,它成功作为通用微控制器出售。继“i8008”、“i8080A”和“i8085”等8位微控制器之后,英特尔公司又开发了16位微控制器“8086”。在开发了几款微控制器后,他们继续开发当前个人电脑中使用的CPU。
微控制器的诞生和优点
1973年,东芝公司开发了12位微控制器TLCS-12。当时,美国正在考虑将电子控制单元作为废气法规的对策。在此背景下,东芝的12位微控制器被开发出来,作为福特的车载发动机控制器。此后,东芝开发了从4位到32位或更高版本的的高级微控制器。
东芝的初代微控制器

2   微控制器的历史:大规模集成电路和微控制器
大规模集成电路一般是指由1000个及以上元件所组成的半导体集成电路(IC)。它们又被称为LSI(大规模集成电路)。微控制器通过LSI实现计算机的功能。
集成电路的特征

3   微控制器的五个要素
人类通过眼睛和耳朵输入信息,通过思维进行计算和记忆。他们用自己的身体部位说出、写出结果。可以说,大脑和神经控制着整个身体统一运动。与人类一样,微控制器也会存储开关、键盘、传感器等输入的信息,进行计算,并将结果作为数据输出。因此,微控制器还必须满足计算、存储、输入、输出和控制这五个基本要素。这些称为微控制器的五个要素。
微控制器的五个要素

4   CPU(计算、控制)
下图为一个微控制器的硬件配置。五要素中的第一个,我们要介绍的是负责计算和控制的CPU。CPU一般被称为“微控制器的中心”或“微控制器的大脑”。
负责计算和控制的CPU
CPU是由C(Central/中央)、P(Processing/处理)和U(Unit/单元)三个字母组合而成的缩写。可以说,CPU位于微控制器的中心,是进行处理的部分。“处理”是指增加或减少数据。因此,CPU被称为中央处理器。
什么是CPU

5   存储器(存储电路)
五要素中的第二个,我们将介绍负责存储的存储器。存储器有两种操作:记忆、读取存储数据和指令。通常,“记忆”或“读取”操作都是由CPU的信号来选择的。对于微控制器,“记忆”被操作称为“写入”,图为CPU向存储器发出“写入”的指令。
对存储器的写入操作
“读取”操作之所以被称为“读取”,是因为它从存储器中读取数据。存储器分为代码区和数据区。代码区是放置程序的地方。数据区是放置数据的地方。
对存储器的读取操作

6   存储器类型:ROM和RAM
微控制器的程序储存在存储器中。存储器有两种类型:可以读取和写入数据的RAM(随机存取存储器),要将程序存储为只读数据的ROM(只读存储器)。根据用途的不同,RAM和ROM有多种类型。通常,RAM在关闭电源会丢失存储的数据,但ROM不会在关闭电源后丢失数据。
存储器类型(RAM和ROM)

7   I/O(输入和输出)
五个要素中的第三和第四个分别是输入和输出。I/O是外部设备与微控制器之间进行数据和信号交换的功能。有专用于外部设备的外围电路,它们执行数据的输入、输出和通信。
输入和输出
基本操作包括CPU的“读”和“写”。输入/输出称为“端口”,其地址称为“端口地址”。根据与外部设备的数据和信号交换,有“输入端口”和“输出端口”。
输入端口、输出端口

8   总线
到目前为止,我们已经讲解了CPU、存储器和I/O功能。只有通过布线将CPU、存储器和I/O连接起来,使信号流通时,才能实现微控制器的控制(第五个要素)。图1是一个说明微控制器信号流的示例。微控制器的各项功能都由多条信号线连接。这些信号线称为“总线”。
图1.连接各功能的信号线(总线)
图2.总线示例

9   总线类型
总线的类型有三种:数据总线、地址总线和控制总线。每条总线上的通信都是在另一条总线的配合下进行的。
数据总线是用于CPU与存储器、CPU与I/O之间交换数据的信号线,并处理存储在指定位置的数据。交换的数据包括用于计算的数值、计算结果、外部设备的输入信号和输出到外部设备的信号。
地址总线是用于指定存储器和I/O位置的信号线。交换数据时,需要指定数据的发送目的地或数据的存储目的地。地址总线指定此位置。
控制总线是用于指定读取还是写入地址总线指定的位置的信号线。当控制总线发出“写入”指令时,地址总线上指定的存储器和I/O接收数据总线上发送的数据。当控制总线发出“读取”指令时,数据被输出到数据总线。
总线类型

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沙发
ID:624685 发表于 2022-6-8 08:49 | 只看该作者
能打包就好了,谢谢分享
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板凳
ID:645485 发表于 2022-6-8 15:25 | 只看该作者
pq1972 发表于 2022-6-8 08:49
能打包就好了,谢谢分享
送给有需要的你!!!微控制器基础知识

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地板
ID:765334 发表于 2022-9-9 21:07 来自手机 | 只看该作者
又学习了一章
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5#
ID:1044716 发表于 2022-9-14 11:17 | 只看该作者
学习了一章
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6#
ID:140733 发表于 2023-12-1 09:38 | 只看该作者
整套下来非常不错
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7#
ID:1064313 发表于 2024-1-6 10:39 | 只看该作者
大佬,资料可以打包下载就好了
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