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单片机应用及原理(二)

2021-11-30

5.基本结构

1算术单元

运算单元包括运算和算术、逻辑单元(ALU)、累加器和寄存器。算术逻辑单元的功能是对传输的数据执行算术或逻辑运算。输入源是来自累加器和数据寄存器的两个8位数据。Alu可以对两个数据执行加法、减法和/或比较,并将结果存储在累加器中。例如,添加了两个数字6和7。在加法之前,将操作数6放入累加器,将操作数7放入数据寄存器。执行add指令时,ALU将两个数字相加,并将结果13存储在累加器中,以替换累加器的原始内容。图6

算术单元有两个功能:

1)执行各种算术运算

2)执行各种逻辑运算并执行逻辑测试,如测试两个值的零值,或比较控制器发送的控制信号以控制算术单元执行的所有操作。算术运算产生运算结果,逻辑运算产生决策

II。该控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、定时发生器和操作控制器组成。它是负责发布命令的“决策机构”,即协调和指导整个微机系统的运行。它的主要功能是:

1)从内存中获取一条指令并指示下一条指令在内存中的位置

2)解码并测试指令系统,并生成相应的操作风险控制信号,以便于管理和执行指定的操作

3)命令和控制CPU、内存和I/O设备之间的数据流方向

Alu计数器寄存器和控制部分通过微处理器的内部总线互连,通过外部总线与外部存储器和输入输出接口电路连接。外部总线也称为系统总线,分为数据总线dB、地址总线AB和控制总线CB。通过输入输出接口电路,它可以与各种外围设备进行通信

3主寄存器

累加器A是微处理器中常用的寄存器。在算术和逻辑运算中,它有两个功能:在运算前保存操作数,在运算后保存逻辑运算的和、差或结果?2) 数据寄存器?数据寄存器是一个临时存储单元,通过数据总线向存储器和输入/输出设备发送(写入)或(读取)数据。它可以存储解码指令、发送到内存的数据字节等。3) 指令寄存器和指令解码器ID,包括操作码和操作数。指令寄存器用于存储当前执行的指令。当执行指令时,它首先从内存中取出数据寄存器并将其传输到指令寄存器。当系统执行给定指令时,必须对操作码进行解码以确定所需的操作。指令解码器完成了这项工作。指令寄存器中的操作码字段的输出是指令解码器(4)的输入。程序计数器

PC用于确定下一条指令的地址,以确保程序可以连续执行。因此,它通常被称为指令地址计数器。在程序开始执行之前,程序的[敏感词]条指令的内存地址(即程序的[敏感词]个地址)必须发送到PC以始终指向要执行的下一条指令的地址

5)地址寄存器ar

地址寄存器可用于企业存储系统当前CPU访问的内存管理单元或I/O设备的地址。由于内存和CPU的开发速度不同,在内存读/写操作员完成其工作之前,必须使用网络地址寄存器来维护公司地址和信息。显然,当CPU在内存中存储空间数据时,CPU从内存中获取相关数据,从内存中读取指令,并使用不同的地址寄存器和数据寄存器。类似地,如果将没有外围技术设备的地址视为存储地址单元,则当CPU和外围设备交换产品信息时,还需要地址寄存器和数据寄存器。适用研究范围

(1)智能仪表

(2)单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、小型化、使用方便等优点。广泛应用于仪器仪表中。结合不同类型的传感器,可以实现电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、压力等物理参数的元件测量。单片机控制使仪器数字化、智能化、小型化,其功能强于电子或数字电路。本实用新型具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应性强、扩展灵活、使用方便等优点,测控系统、机器人等应用控制系统。如工厂流水线的智能管理、电梯的智能控制、各种报警系统和计算机联网,形成二次控制系统;(3) 现在家用电器广泛采用单片机控制,从电饭煲、洗衣机、冰箱、空调、彩电、其他视听设备、电子称重设备、白色家电等。(4)网络和通信?现代单片机普遍采用中文通信接口,可以更方便地分析和与计算机信息进行通信,通过网络和通信工程设备为计算机的应用和研究提供良好的物质生活条件。从手机、电话和小型程控交换机建立自动通信和呼叫管理系统,然后对教师进行无线通信到手机、集群移动互联网通信、无绳对讲机等方面的培训;(5)医疗设备?MCU还广泛应用于医疗器械,如吸痰机、各种分析仪、显示器、超声诊断设备和床位呼叫系统

(6)模块化管理系统?设计了一些特殊的微控制器来实现特定的功能