《单片机应用系统设计技术—基于C51的Proteus仿真第2章...ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机应用系统设计技术—基于C51的Proteus仿真第2章...ppt（86页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第2章章 单片机系统电路基础单片机系统电路基础计算机是微电子学与计算数学相结合的产物。计算机是微电子学与计算数学相结合的产物。微电子学的基本元器件及其集成电路形成了计微电子学的基本元器件及其集成电路形成了计算机的硬件基础，而计算数学的计算方法与数算机的硬件基础，而计算数学的计算方法与数据结构则构成了计算机的软件基础。本章简要据结构则构成了计算机的软件基础。本章简要阐述与计算机有关的数学知识及单片机系统中阐述与计算机有关的数学知识及单片机系统中最基本的单元电路。最基本的单元电路。n2.1 数制与编码数制与编码n2.2 单片机系统常用数字集成电路单片机系统常用数字集成电路n2.3 单片机系统中的
2、常用存储器电路单片机系统中的常用存储器电路n2.4 电源电路电源电路n2.5 时钟与复位电路时钟与复位电路n本章小结本章小结2.1 数制与编码数制与编码n2.1.1 进位计数制进位计数制n2.1.2 进位计数制的相互转换进位计数制的相互转换n2.1.3 数码和字符的代码表示数码和字符的代码表示2.1.1 进位计数制进位计数制1.十进制计数制十进制计数制 十进制的基为十进制的基为10，它所使用的数码为，它所使用的数码为09，共，共10个数字。个数字。计数规律：逢计数规律：逢10进进1 任意一个十进制数任意一个十进制数(S)10，可以表示为，可以表示为(S)10=kn-110n-1+kn-210n
3、-2+k0100+k-110-1+k-210-2+k-m-110-m-1(2001.9)10=2 103+0 102+0 101+1 100+9 10-1例：例：2.二进制计数制二进制计数制2.1.1 进位计数制进位计数制二进制的基为二进制的基为2，它所使用的数码为，它所使用的数码为0、1，共，共2个数字。个数字。计数规律：逢计数规律：逢2进进1。任意一个二进制数任意一个二进制数(S)2可以表示成可以表示成(S)2=k n-12n-1+kn-22n-2+k020+k-12-1+k-22-2+k-m-12-m-1例：例：(1101.101)2=l23+1 22+0 21+1 20+1 2-1+0
4、 2-2+1 2-32.1.1 进位计数制进位计数制3.十六进制计数制十六进制计数制 十六进制的基为十六进制的基为16，其使用的数码为，其使用的数码为09、AF，共，共16个数字个数字 计数规律：逢计数规律：逢16进进1 任意一个十六进制数任意一个十六进制数(S)16可以表示成可以表示成(S)16=kn-116n-1+kn-216n-2+k0160+k-116-1+k-216-2+k-m-116-m-1例：例：(8AE6)16=8163+A162+E161+6160用用AF表示表示1015(8AE6)16也可表示为也可表示为8AE6H 2.1.2 进位计数制的相互转换进位计数制的相互转换1.十
5、进制转换成十六进制十进制转换成十六进制一个十进制整数转换成十六进制数时，按除一个十进制整数转换成十六进制数时，按除16取余的方法进行。取余的方法进行。例：例：(725)10=(?)16 转换结果，得到转换结果，得到(725)10=(2D5)16。一个十进制小数转换成十六进制小数时，可按乘一个十进制小数转换成十六进制小数时，可按乘16取整的方法进行。取整的方法进行。例：例：(0.7875)10=(?)16 0.7 8 7 5 1 6 1 2.6 取整数取整数12，即，即16进制数进制数C 0.6 16 9.6 取整数取整数9 0.6 1 6 9.6 取整数取整数91.十进制转换成十六进制十进制转
6、换成十六进制转换结果，可得转换结果，可得(0.7875)10=(0.C99)162.十六进制转换成十进制数十六进制转换成十进制数十六进制数转换成等值的十进制数时，可用按权相加的方法进行。十六进制数转换成等值的十进制数时，可用按权相加的方法进行。(1C4.68)16=1162+C161十十4160+616-1+816-2 =256+192+4+0.375+0.03125=(452.40625)10例：例：3.十六进制与二进制数的转换十六进制与二进制数的转换一位十六进制数表示的数值恰好相当于一位十六进制数表示的数值恰好相当于4位二进制数能表示的位二进制数能表示的数值。因此彼此之间的转换极为方便，只
7、要从小数点开始分数值。因此彼此之间的转换极为方便，只要从小数点开始分别向左右展开即可。别向左右展开即可。(3AB4)16(0011 1010 1011 0100)2(1111 1101.0100 1111)2(FD.4F)162.1.3 数码和字符的代码表示数码和字符的代码表示n一、一、三个术语三个术语 数码：代表一个确切的数字数码：代表一个确切的数字代码：特定的二进制数码组，是不同信号代码：特定的二进制数码组，是不同信号 的代号，不一定有数的意义的代号，不一定有数的意义 编码编码：n位二进制数可以组合成位二进制数可以组合成2n个不同个不同 的信息，给每个信息规定一个具的信息，给每个信息规定一
8、个具 体码组，这个过程叫作编码。体码组，这个过程叫作编码。二、二、二进制码：二进制码：自然码：有权码，每位代码都有固定权值，自然码：有权码，每位代码都有固定权值，结构形式与二进制数完全相同结构形式与二进制数完全相同循环码循环码：无权码，每位代码无固定权值，任何：无权码，每位代码无固定权值，任何 相邻的两个码组中，仅有一位代码不相邻的两个码组中，仅有一位代码不 同。同。详细见主教材第详细见主教材第22页页 表表2.1 2.1 两种两种4 4位二进制编码位二进制编码三、三、二二-十进制码（十进制码（BCD码）码）BCD码用二进制代码对十进制数进行编码，用二进制代码对十进制数进行编码，它既具有二进制
9、码的形式（它既具有二进制码的形式（4位二进制码），位二进制码），又有十进制数的特点（每又有十进制数的特点（每4位二进制码是位二进制码是1位位十进制数）。十进制数）。(6840)10=(0110 1000 0100 0000)BCD 例：例：四、四、字母与字符的编码字母与字符的编码由于计算机中采用二进制数码表示。要在计算机中表示字母、由于计算机中采用二进制数码表示。要在计算机中表示字母、字符等都要用特定的二进制数码表示。字母与字符用二进制字符等都要用特定的二进制数码表示。字母与字符用二进制码表示的方法很多，目前在计算机中普遍采用的是码表示的方法很多，目前在计算机中普遍采用的是ASCII码码（Am
10、erican Standard Code for Information Interchange，美国标准信息交换码）。它采用美国标准信息交换码）。它采用8位二进制编码，故可以表位二进制编码，故可以表示示256个字符。其中包括数码个字符。其中包括数码09、英文字母以及打印和不、英文字母以及打印和不可打印的字符。可打印的字符。详细见主教材第详细见主教材第23页页 表表2.2 ASCII码字符表码字符表 2.2 单片机系统常用数字集成电路单片机系统常用数字集成电路n2.2.1 常用的逻辑门电路常用的逻辑门电路n2.2.2 集电极开路门输出电路集电极开路门输出电路n2.2.3 常用组合逻辑电路常用组
11、合逻辑电路n2.2.4 常用时序逻辑电路常用时序逻辑电路1、与门、与门 2.2.1 常用的逻辑门电路常用的逻辑门电路与运算符，也有用与运算符，也有用 “”、“”、“&”表示表示与运算表达式与运算表达式与运算表达式与运算表达式 Y=AB=AB与门逻辑符号与门逻辑符号&AYBYAB A B YA B Y 0 0 00 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1与运算真值表与运算真值表与运算真值表与运算真值表与逻辑功能口诀：与逻辑功能口诀：与逻辑功能口诀：与逻辑功能口诀：有有有有“0 0 0 0”出出出出“0 0 0 0”；全全全全“1 1 1 1”出出出出“1
12、1 1 1”。或运算符，也可用或运算符，也可用“”、“”表示表示或运算表达式或运算表达式或运算表达式或运算表达式 Y=A+B或门逻辑符号或门逻辑符号1 1 ABYYAB2、或门或门或逻辑功能口诀：或逻辑功能口诀：或逻辑功能口诀：或逻辑功能口诀：有有有有“1 1 1 1”出出出出“1 1 1 1”；全全全全“0 0 0 0”出出出出“0 0 0 0”。A B YA B Y 0 0 00 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1或运算真值表或运算真值表“”非逻辑运算符非逻辑运算符非运算表达式非运算表达式非运算表达式非运算表达式 Y=A非门逻辑符号非门逻辑符号1
13、AYYA3、非门非门 A YA Y 0 10 1 1 0 1 0 非运算真值表非运算真值表4、恒等门、恒等门运算表达式运算表达式运算表达式运算表达式 Y=A恒等门逻辑符号恒等门逻辑符号1AYYA A YA Y 0 00 0 1 1 1 1 恒等门运算真值表恒等门运算真值表5、与非门与非门 A B YA B Y 0 0 10 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0与非逻辑真值表与非逻辑真值表与与与与非逻辑表达式非逻辑表达式非逻辑表达式非逻辑表达式与非逻辑功能口诀：与非逻辑功能口诀：与非逻辑功能口诀：与非逻辑功能口诀：有有有有“0 0 0 0”出出出出“1
14、1 1 1”；全全全全“1 1 1 1”出出出出“0 0 0 0”。&AYBYAB与非门逻辑符号与非门逻辑符号或非逻辑功能口诀：或非逻辑功能口诀：或非逻辑功能口诀：或非逻辑功能口诀：有有有有“1 1 1 1”出出出出“0 0 0 0”；全全全全“0 0 0 0”出出出出“1 1 1 1”。A B YA B Y 0 0 10 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0或非逻辑真值表或非逻辑真值表6、或非门或非门或非逻辑表达式或非逻辑表达式或非逻辑表达式或非逻辑表达式或非门逻辑符号或非门逻辑符号1 1 ABYYAB异或逻辑功能口诀：异或逻辑功能口诀：异或逻辑功能
15、口诀：异或逻辑功能口诀：同为同为同为同为“0 0 0 0”；异为异为异为异为“1 1 1 1”。7、异或门异或门 A B YA B Y 0 0 00 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0异或逻辑真值表异或逻辑真值表异或逻辑表达式异或逻辑表达式异或逻辑表达式异或逻辑表达式异或门逻辑符号异或门逻辑符号YAB=1AYBAYB 逻辑代数中的逻辑运算逻辑代数中的逻辑运算逻辑代数中的逻辑运算逻辑代数中的逻辑运算TTL门电路中，因为输出级采用了推拉式电路，无论输出高门电路中，因为输出级采用了推拉式电路，无论输出高电平还是低电平，它的输出电阻都很低，从而有效地降低了电
16、平还是低电平，它的输出电阻都很低，从而有效地降低了输出级的静态功耗并提高了驱动负载的能力。输出级的静态功耗并提高了驱动负载的能力。2.2.2 集电极开路门输出电路集电极开路门输出电路但推拉式输出结构有其局限性：但推拉式输出结构有其局限性：1）它们的输出端不能并联使用，）它们的输出端不能并联使用，2）无法满足对不同输出高低电平的需要；）无法满足对不同输出高低电平的需要；3）不能满足驱动较大电流、较高电压的负载的要求。）不能满足驱动较大电流、较高电压的负载的要求。克服上述局限的方法就是，门电路的输出级采用集电极开克服上述局限的方法就是，门电路的输出级采用集电极开路的三极管结构，制成集电极开路门电路
17、（路的三极管结构，制成集电极开路门电路（OC门门,Open Collector Gate）。）。OC与非门逻辑符号与非门逻辑符号 应用时输出端要接一上拉负载电阻应用时输出端要接一上拉负载电阻RL1、线与、线与OC门的主要作用：门的主要作用：2、作为驱动器。、作为驱动器。利用利用OC门可以控制一些较大电流的执行机构，如控制电动机。门可以控制一些较大电流的执行机构，如控制电动机。OC与非门驱动发光二极管与非门驱动发光二极管2.2.3 常用组合逻辑电路常用组合逻辑电路n1.编码器（编码器（ENC）1）普通编码器）普通编码器在普通编码器中，任何时刻在普通编码器中，任何时刻只允许输入一个编码信号，只允许
18、输入一个编码信号，否则输出将发生混乱。否则输出将发生混乱。普通编码器是多输入、多输出普通编码器是多输入、多输出的组合逻辑电路：有多个输入的组合逻辑电路：有多个输入端端N，1为有信号，为有信号，0为无信号为无信号（或相反）；多个输出端（或相反）；多个输出端n。两者关系满足两者关系满足2n=N。某一输。某一输入与它的编码输出是唯一对应入与它的编码输出是唯一对应关系。关系。4-2编码器看作计算机配编码器看作计算机配有的有的4个外部设备：声卡个外部设备：声卡（A0）、硬盘驱动器）、硬盘驱动器（A1）、鼠标（）、鼠标（A2）、）、网卡（网卡（A3）作为输入信）作为输入信号，号，B0、B1作为编码输作为编
19、码输出。逻辑表达式为：出。逻辑表达式为：4-2编码编码器真器真值值表表A3A2A1A0B1B00001000010010100101000112）优先编码器）优先编码器在优先编码器电路中，允许同时输入两个以上的信号。不过在设在优先编码器电路中，允许同时输入两个以上的信号。不过在设计优先编码器时将所有的输入信号按优先顺序排队，当几个输入计优先编码器时将所有的输入信号按优先顺序排队，当几个输入信号同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码。信号同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码。A3优先权最高，优先权最高，A0优先权优先权最低。优先排队电路的逻最低。优先排队电路的逻辑表达式为：辑表达式
20、为：4-2优先编码器真值表优先编码器真值表A3A2A1A0B1B0000100001x0101xx101xxx11单片机系统中常用的优先编码器电路单片机系统中常用的优先编码器电路功功 能能型型 号号说说 明明10-4优优先先编码编码器器74HC147十十进进制制-二二进进制制编码编码器器8-3优优先先编码编码器器74HC148八八进进制制-二二进进制制编码编码器器3状状态态8-3优优先先编码编码器器74LS348八八进进制制-二二进进制制编码编码器，三器，三态输态输出，出，可接可接单单片机数据片机数据总线总线优先编码器优先编码器74HC148演示演示n2.译码器（译码器（DEC）译译码码器器是
21、是编编码码器器的的逆逆过过程程，编编码码器器和和译译码码器器成成对对存存在在，译译码码器器也也是是多多输输入入、多多输输出出的的组组合合逻逻辑辑电电路路，多多个个输输入入端端数数为为N，则输出端数为，则输出端数为n=2N。1）2-4线译码器线译码器对于任意组输入编码，仅有与对于任意组输入编码，仅有与该编码相对应的一个输出端输该编码相对应的一个输出端输出为出为0，称为译中；其余所有，称为译中；其余所有输出都为输出都为1，称为未译中。，称为未译中。逻辑表达式为：逻辑表达式为：2-4线译码线译码器真器真值值表表A0A1B0B1B2B3000111011011101101111110当编码输入当编码输
22、入A0=0,A1=0时时,B0=0（有译码输出），（有译码输出），B1=B2=B3=1（无译码输出）（无译码输出）2）3-8线译码器（线译码器（74HC138）3个地址输入端：个地址输入端：A1、A2、A3；3个使能输入端：个使能输入端：G1、G2、G3；8个输出端：个输出端：Y0Y7 74HC138译码器输出逻辑表达式为：译码器输出逻辑表达式为：使能输入逻辑表达式为：使能输入逻辑表达式为：当当EN=1时译码器工作，时译码器工作，3-8线译码器有输出线译码器有输出（0 表示有译码输出，表示有译码输出，1表示无表示无译码输出）译码输出）74HC138译码器译码器演示演示单单片机系片机系统统中常用
23、的中常用的译码译码（驱动驱动）器）器电电路路功功 能能型型 号号说说 明明2-4译码译码器器74HC139双重双重3-8译码译码器器74HC1384-16译码译码器器74HC154BCD十十进进制制译码驱译码驱动动器器74LS145OC门输门输出出7段段显显示示译码驱动译码驱动器器74LS48二二-十十进进制制3.数据选择器和数据分配器数据选择器和数据分配器 n1）4选选1数据选择器数据选择器在数字系统的传输过程中，有时需要从多路输入数据在数字系统的传输过程中，有时需要从多路输入数据中选中某一路输出，这时就要用到称为数据选择器中选中某一路输出，这时就要用到称为数据选择器（MUX）的逻辑电路。）
24、的逻辑电路。4路输入信号是路输入信号是D0、D1、D2和和D3，地址选择端是地址选择端是A和和B，输出端是，输出端是Y 输入信号中的哪一路送到输出端，输入信号中的哪一路送到输出端，决定于决定于A和和B的状态：的状态：AB=00,Y=D0，信号，信号D0到输出端；到输出端；AB=10,Y=D1，信号，信号D1送到输出端；送到输出端；AB=01,Y=D2，信号，信号D2送到输出端；送到输出端；AB=11,Y=D3，信号，信号D3送到输出端。送到输出端。n2）数据分配器）数据分配器数据分配器也称多路分配器，是一路输入、多路输出数据分配器也称多路分配器，是一路输入、多路输出的组合逻辑器件。的组合逻辑器
25、件。1-4数据分配器是指数据分配器是指1路路输入、输入、4路输出的组合路输出的组合逻辑电路逻辑电路 译码器也可以作为数据分配器使用，只要将译译码器也可以作为数据分配器使用，只要将译码器的使能端连接数据输入端即可实现数据分码器的使能端连接数据输入端即可实现数据分配器的功能。配器的功能。用用3-8译码器实现数据译码器实现数据1-8分配器分配器 单单片机系片机系统统中常用数据中常用数据选择选择器和数据分配器器和数据分配器功 能型 号说 明16-1数据选择器74HC1508-1数据选择器74HC151有反相输出8-1数据选择器74HC1524-1数据选择器74HC153双重4选12-1数据选择器74H
26、C257三态输出2-4数据分配器74HC1552-4数据分配器74LS156OC门输出4.三态门与传输门三态门与传输门n1）总线：）总线：总总线线（BUS）是是一一组组导导线线，是是数数据据传传送送的的公公共共通通路路。在在总总线线结结构构的的计计算算机机中中，多多个个部部件件挂挂在在总总线线上上，共共享享总总线线，多多个个部部件件分分时时使使用用总总线线，进进行行部部件件间间的的数数据据传传送送。所所谓谓分分时时使使用用总总线线，就就是是在在某某一一时时刻刻，只只允允许许一一组组数数据据发发送送到到总总线线上上，使使相相应应的部件接收总线上的数据。的部件接收总线上的数据。n2）特殊控制开关）
27、特殊控制开关 三态门：三态门：三态门是一种扩展逻辑功能的输出级，也是一种控制开关。三态门是一种扩展逻辑功能的输出级，也是一种控制开关。恒等恒等门门和非和非门门真真值值表表恒恒 等等 门门非非 门门ENAFENAF0000010110101x高阻高阻1x高阻高阻2.2.4 常用时序逻辑电路常用时序逻辑电路n1.锁存器锁存器由若干个电平触发的由若干个电平触发的D触发器构成的一次能存储触发器构成的一次能存储多位二进制代码的时序逻辑电路，叫作锁存器。多位二进制代码的时序逻辑电路，叫作锁存器。锁存器的工作特点为，数据信号有效滞后于时锁存器的工作特点为，数据信号有效滞后于时钟信号有效。这意味着时钟信号先到
28、，数据信钟信号有效。这意味着时钟信号先到，数据信号后到。号后到。74HC373/74HC573功能表功能表输输 出出 控控 制制GD输输 出出01110000 xQn1xx高阻高阻 8位锁存器位锁存器74HC373/74HC573 （图中只画出（图中只画出4位）位）n2.寄存器寄存器由若干个正沿由若干个正沿D触发器构成的一次能存储多位触发器构成的一次能存储多位二进制代码的时序逻辑电路，叫作寄存器，也二进制代码的时序逻辑电路，叫作寄存器，也称为数据触发器。称为数据触发器。寄存器的工作特点为，时钟信号有效滞后于数寄存器的工作特点为，时钟信号有效滞后于数据信号有效。这意味着数据信号先建立，时钟据信号
29、有效。这意味着数据信号先建立，时钟信号后建立。在信号后建立。在CP上升沿时刻打入到触发器。上升沿时刻打入到触发器。8位寄存器位寄存器74HC374/74HC574 （图中只画出（图中只画出4位）位）74HC374/74HC574功能表功能表输输 出出 控控 制制CPD输输 出出0 110 0000 xQn1xx高阻高阻74HC374/74HC574寄存器时序图寄存器时序图单单片机系片机系统统中常用的中常用的锁锁存器和寄存器存器和寄存器功功 能能型型 号号触触发发送送数方式数方式备备 注注双双D型触型触发发器器74HC74上升沿上升沿带带清清0端端4D型型锁锁存器存器74HC75高高电电平平6D
30、型触型触发发器器74HC174上升沿上升沿带带清清0端端8D型触型触发发器器74HC273上升沿上升沿带带清清0端端8D型触型触发发器器74HC574上升沿上升沿8D型型锁锁存器存器74HC573高高电电平平2.3单片机系统中的常用存储器电路存储器电路单片机系统中的常用存储器电路存储器电路存储器是用来存放数据的集成电路或介质，常见的存存储器是用来存放数据的集成电路或介质，常见的存储器有半导体存储器（储器有半导体存储器（ROM、RAM）、光存储器）、光存储器（如（如CD、VCD、MO、MD、DVD）、磁介质存储器）、磁介质存储器（如磁带、磁盘、硬盘）等。存储器是计算机极为重（如磁带、磁盘、硬盘）
31、等。存储器是计算机极为重要的组成部分，有了它计算机才具有存储信息的功能，要的组成部分，有了它计算机才具有存储信息的功能，使计算机可以脱离人的控制自动工作。单片机系统中使计算机可以脱离人的控制自动工作。单片机系统中主要使用的存储器是半导体存储器，从使用功能上，主要使用的存储器是半导体存储器，从使用功能上，可分为随机存取存储器（可分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器）和只读存储器（ROM）两类。）两类。2.3.1 RAM存储器存储器RAM存储器是指断电时信息会丢失的存储器，但存储器是指断电时信息会丢失的存储器，但是这种存储器可以现场快速地修改信息，所以是这种存储器可以现场快速地修改信息，所以R
32、AM存储器是可读写存储器，一般都作为数据存存储器是可读写存储器，一般都作为数据存储器使用，用来存放现场输入的数据或者存放可以储器使用，用来存放现场输入的数据或者存放可以更改的运行程序和数据更改的运行程序和数据 RAM存储器分类：存储器分类：静态读写存储器（静态读写存储器（SRAM，Static RAM）动态读写存储器（动态读写存储器（DRAM，Dynamic RAM）SRAM的基本结构的基本结构1.地址译码方式地址译码方式地址译码有两种方式，一种是地址译码有两种方式，一种是单译码方式单译码方式，或称为字结，或称为字结构方式，适用于小容量存储器；另一种是构方式，适用于小容量存储器；另一种是双译码
33、方式双译码方式，或称为或称为X-Y译码结构。译码结构。1）单译码方式）单译码方式16字字4位单译码存储器结构位单译码存储器结构2）双译码方式）双译码方式双译码结构地址译码存储器双译码结构地址译码存储器2.读写控制电路读写控制电路在在RAM结构中，读出和写入的数据线是公用的，为控制电结构中，读出和写入的数据线是公用的，为控制电路中数据的流向，设立了专门的读写控制电路。路中数据的流向，设立了专门的读写控制电路。1）引脚图）引脚图3.静态静态RAM 622562）工作方式）工作方式方方 式式功功 能能001写入写入D0D7数据写入数据写入62256010读读出出读读62256数据到数据到D0D71x
34、x未未选选中中D0D7输输出高阻出高阻态态3）连接使用方法）连接使用方法RAM 62256写入、读出数据演示 只读存储器（只读存储器（ROM）的特点是：其内容是预先写入）的特点是：其内容是预先写入的而且一旦写入，使用时就只能读出不能改变，掉的而且一旦写入，使用时就只能读出不能改变，掉电时也不会丢失，电时也不会丢失，ROM器件还具有结构简单、信息器件还具有结构简单、信息度高、价格低、非易失性和可靠性高等特点。对度高、价格低、非易失性和可靠性高等特点。对ROM内容的设定（写入）称为编程。内容的设定（写入）称为编程。2.3.2 ROM存储器存储器ROM的分类：的分类：固定固定ROM可编程的可编程的P
35、ROM可擦可编程的可擦可编程的EPROM 按编程方式按编程方式 1、ROM的结构与工作原理的结构与工作原理ROM由存储矩阵、地址译码器、读放与选择电路组成。由存储矩阵、地址译码器、读放与选择电路组成。2、ROM的点阵结构表示法的点阵结构表示法 3、可用紫外线擦除可编程只读存储器、可用紫外线擦除可编程只读存储器EPROMn1）引脚与接线）引脚与接线常用常用EPROMEPROM主要技主要技术术特性特性参数参数 型型号号EPROM 2764EPROM 27128EPROM 27256容量（容量（B）81024161024321024引脚数引脚数282828最大最大维维持持电电流流(m mA)111最
36、大工作最大工作电电流流(mA)303030存取存取时间时间(ns)100100100工作工作电压电压(V)555n2）编程操作）编程操作 EPROM在工厂提供的产品未被编程前，所在工厂提供的产品未被编程前，所有的位都是逻辑有的位都是逻辑1状态，用户根据需要使用状态，用户根据需要使用专用设备编程器把逻辑专用设备编程器把逻辑0状态写入到所希望状态写入到所希望的位中。的位中。4、闪速存储器、闪速存储器n闪速存储器（闪速存储器（Flash EEPROM）可以用来存放程序，）可以用来存放程序，但由于其读写方便，也可以像但由于其读写方便，也可以像RAM一样存放经常需一样存放经常需要修改的数据，所以又称为要
37、修改的数据，所以又称为Flash Memory。n下新一代闪速存储器的特点及其功能。下新一代闪速存储器的特点及其功能。1）低电压在线编程，使用方便，可多次擦写）低电压在线编程，使用方便，可多次擦写2）按块）按块/按扇区擦除，按字节编程按扇区擦除，按字节编程3）完善的数据保护功能）完善的数据保护功能2.4 电源电路电源电路 电源系统为整个系统提供能量，是整个系统工作电源系统为整个系统提供能量，是整个系统工作的基础的基础，具有极其重要的地位，但却往往被忽略。如具有极其重要的地位，但却往往被忽略。如果电源系统处理得好，整个系统的故障往往减少了一果电源系统处理得好，整个系统的故障往往减少了一大半。大半
38、。电源供电模块以电源稳压部分为主体，外围辅助部分可电源供电模块以电源稳压部分为主体，外围辅助部分可包含过压过流保护部分、电压监控部分以及其他部分等。包含过压过流保护部分、电压监控部分以及其他部分等。本节介绍电源稳压部分，其他部分参考有关书籍。本节介绍电源稳压部分，其他部分参考有关书籍。2.4 电源电路电源电路电源供电模块概述电源供电模块概述电源供电模块包括前级和末级部分，如图电源供电模块包括前级和末级部分，如图2.35所示。所示。图2.35 电源供电模块示意图2.4 电源电路电源电路前级接单片机系统的主供电电源，可以是交流AC220V、设备电源、电池或电脑的USB电源之一，末级的输入接前级的输
39、出，末级由集成稳压电路组成，末级的输入接前级的输出，末级由集成稳压电路组成，末级集成稳压电路的作用就是在供电电源电压波动和末级集成稳压电路的作用就是在供电电源电压波动和负载变动时，其输出的直流电压不受影响。负载变动时，其输出的直流电压不受影响。末级是本节讨论重点末级是本节讨论重点2.4 电源电路电源电路集成线性稳压电路集成线性稳压电路图2.37 78/79系列固定输出典型应用电路2.4 电源电路电源电路低压差线性稳压电路低压差线性稳压电路2.4 电源电路电源电路LM1117系列低压差线性稳压电路系列低压差线性稳压电路LM1117也是一款低压差集成电路，可固定输出电压，也是一款低压差集成电路，可
40、固定输出电压，也可调节输出电压，输出电压范围为也可调节输出电压，输出电压范围为1.515 V，封装形，封装形式和用法与式和用法与LM1085基本相同，其不同点如下：基本相同，其不同点如下：输出固定电压值较多，电压低，精度高。固定输出集成输出固定电压值较多，电压低，精度高。固定输出集成电路有电路有LM1117-1.5、LM1117-1.8、LM1117-2.5、LM1l17-2.85、LM1117-3、LM1117-3.3、LM1117-3.5、LM1117-5。2.4 电源电路电源电路开关型稳压电路开关型稳压电路采用线性稳压器件（如采用线性稳压器件（如78xx系列三端稳压器件）作为电系列三端稳
41、压器件）作为电压调节和稳压器件，可将较高的直流电压转变压调节和稳压器件，可将较高的直流电压转变MCU所所需的工作电压。这种线性稳压电源的线性调整工作方式需的工作电压。这种线性稳压电源的线性调整工作方式在工作中会有大的在工作中会有大的“热损失热损失”而开关电源调节器件则以完全导通或关断的方式工作。而开关电源调节器件则以完全导通或关断的方式工作。因此，工作时要么是大电流流过低导通电压的开关管、因此，工作时要么是大电流流过低导通电压的开关管、要么是完全截止而无电流流过。因此，开关稳压电源的要么是完全截止而无电流流过。因此，开关稳压电源的功耗极低，功耗极低，2.4 电源电路电源电路开关型稳压电路开关型
42、稳压电路图图2.40 LM2576构成的基本稳压电路构成的基本稳压电路 2.5 时钟与复位电路时钟与复位电路时钟电路时钟电路单片机的处理器的工作是在统一的时钟脉冲控制下一单片机的处理器的工作是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍地进行的，能产生时钟脉冲的电路称为时钟电拍一拍地进行的，能产生时钟脉冲的电路称为时钟电路。对于同一系列、相同体系结构的单片机处理器而路。对于同一系列、相同体系结构的单片机处理器而言，时钟脉冲的频率（相当于言，时钟脉冲的频率（相当于PC的主频）越高，的主频）越高，CPU的处理速度就越快。的处理速度就越快。2.5 时钟与复位电路时钟与复位电路内部时钟方式内部时钟方式该电路产生的时
43、钟信号的振荡频率就是晶振的固有该电路产生的时钟信号的振荡频率就是晶振的固有频率，用频率，用fosc表示。表示。2.5 时钟与复位电路时钟与复位电路外部时钟方式外部时钟方式外部外部时钟时钟方式方式电电路接路接线线2.5 时钟与复位电路时钟与复位电路复位是单片机系统的初始化操作。单片机系统启动运行复位是单片机系统的初始化操作。单片机系统启动运行时，都需要首先复位，其作用是使微处理器和系统中其时，都需要首先复位，其作用是使微处理器和系统中其他部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工他部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。因而，复位是一个很重要的操作方式。作。因而，复位是一个很重要的
44、操作方式。单片机处理器芯片都有一个引脚为复位信号输入端。不单片机处理器芯片都有一个引脚为复位信号输入端。不同的处理器芯片要求的复位信号不一定相同，可分为高同的处理器芯片要求的复位信号不一定相同，可分为高电平复位信号和低电平复位信号，这种高低电平信号往电平复位信号和低电平复位信号，这种高低电平信号往往还需要具有一定的负载驱动能力。往还需要具有一定的负载驱动能力。2.5 时钟与复位电路时钟与复位电路上电上电+按键复位电路按键复位电路 2.5 时钟与复位电路时钟与复位电路同步复位电路同步复位电路 2.5 时钟与复位电路时钟与复位电路带电源监控的多功能复位电路带电源监控的多功能复位电路-看门狗复位电路
45、看门狗复位电路RC阻容复位电路，复位信号波形差，复位不可靠，特阻容复位电路，复位信号波形差，复位不可靠，特别是在快速开关机时容易出现复位不良的现象。为了保别是在快速开关机时容易出现复位不良的现象。为了保证单片机系统更可靠地工作，复位电路可采用带电源监证单片机系统更可靠地工作，复位电路可采用带电源监控的微处理器复位监控电路，又称看门狗复位电路。控的微处理器复位监控电路，又称看门狗复位电路。2.5 时钟与复位电路时钟与复位电路带电源监控的多功能复位电路带电源监控的多功能复位电路-看门狗复位电路看门狗复位电路本章小结本章小结n在计算机中常用的数制有十进制、二进制和十六进制。在计算机中常用的数制有十进
46、制、二进制和十六进制。n常用的数字编码为常用的数字编码为BCD码，常用的字符编码是码，常用的字符编码是ASCII码码。n单片机系统中常采用数字集成逻辑门电路作为隔离、驱单片机系统中常采用数字集成逻辑门电路作为隔离、驱动和扩展接口。动和扩展接口。n单片机常采用单片机常采用ROM存储器作为程序存储器，存储器作为程序存储器，RAM存储存储器作为数据存储器，闪速存储器器作为数据存储器，闪速存储器Flash EEPROM可以用可以用来存放程序，但由于其读写方便，也可以像来存放程序，但由于其读写方便，也可以像RAM一样一样存放经常需要修改的数据。存放经常需要修改的数据。本章小结本章小结n电源供电模块的稳定
47、可靠是单片机系统平稳运行电源供电模块的稳定可靠是单片机系统平稳运行的前提和基础。如果单片机系统的电源供电模块的前提和基础。如果单片机系统的电源供电模块设计合理且稳定可靠，那么整个系统的故障往往设计合理且稳定可靠，那么整个系统的故障往往就会减少一大半。就会减少一大半。n线性稳压电路中三端固定式集成稳压器因线路简线性稳压电路中三端固定式集成稳压器因线路简单，最为常用。单，最为常用。开关稳压电源的功耗极低，其开关稳压电源的功耗极低，其平均工作效率可达平均工作效率可达70%90%。本章小结本章小结n时钟脉冲产生方法分为内部时钟方式和外部时钟时钟脉冲产生方法分为内部时钟方式和外部时钟方式。方式。n复位作用是使微处理器和系统中其他部件处于一复位作用是使微处理器和系统中其他部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。n看门狗复位电路除了提供可靠的、足够宽的高低看门狗复位电路除了提供可靠的、足够宽的高低电平的复位信号外，同时具备电源监控、看门狗电平的复位信号外，同时具备电源监控、看门狗定时器功能，定时器功能，本章作业：1、2、4、6、10、11、14