单片微机原理及应用课件_第1章__单片微型计算机概述.ppt

第一章概述,1.1微型计算机发展概况1.2微计算机系统概念1.3单片机的特点1.4计算机中的数和编码,1.1微型计算机发展概况,1946年，世界上出现第一台数字式电子计算机ENIAC（电子数据积分器）发展到以大规模集成电路为主要部件的第四代，产生了微型计算机1971年，Intel公司设计了世界上第一个微处理器芯片Intel4004，开创了一个全新的计算机时代,1946年由美国宾夕法尼亚大学研制ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndcalculator），运算速度5000次/秒，功耗150kw/h，占地170m2,造价100万美元。,第1代：4位和低档8位微机I4004I4040I8008第2代：中高档8位微机M6800、I8080、Z80、I8085Apple-II微机、MCS-48、MCS-51系列第3代：16位微机M68000、Z8000I8086/808880286，IBMPC系列机,第4代：32位微机I8038680486PentiumPentiumIIPentiumIIIPentium4第5代：64位微机Titanium、64位RISC微处理器芯片,单片机发展概况,1976-1978初级8位单片机IntelMCS-48系列1978-1983高档8位单片机IntelMCS-51系列：-51子系列：8031/8051/8751-52子系列：8032/8052/8752低功耗型80C31高性能型80C252廉价型89C2051/1051,1983-90年代初16位单片机IntelMCS-96系列8098/8096、80C198/80C196,DSP90年代初-至今16位单片机高档32位单片机ARM,1.2微型计算机系统一、微处理器（Microprocessor）,微处理器具有运算和控制功能，是整个微型计算机的核心，也称中央处理器CPU（CentralProcessingUnit）。由一片或几片大规模集成电路组成，具有控制器和运算器功能。注意，微处理器并不是一台完整的计算机微处理器的主要功能部件（1）算术逻辑部件（ALU）：用来进行算术和逻辑运算。例如，SUBAL，5；ANDAL，FEH；ADDAL，10；ORAL，01H；（2）累加器A：运算前存放操作数，运算后存放运算结果。,（3）程序计数器（ProgramCounter-PC），也称指令计数器（InstructionCounter），由它指出下一条要执行指令所在存储单元的地址，具有加1计数的功能。（4）指令寄存器：用来存放从存储器中取出的指令码。（5）指令译码器：对指令码进行译码，确定指令的操作（如加、减、移位等）。（6）时序和控制部件,系统总线,总线是指传递信息的一组公用导线总线是传送信息的公共通道微机系统采用总线结构连接系统功能部件总线信号可分成三组地址总线AB：传送地址信息(单向)数据总线DB：传送数据信息(双向)控制总线CB：传送控制信息(每根单向/双向),总线是计算机的部件与部件之间传输信息的公共通路，它能分时地发送和接收各部件的信息。总线不仅仅是一组传输线，它还包括与数据传输有关的控制逻辑。所以，在一个计算机系统中，总线应被看成一个独立的部件。,总线信号,地址总线AB输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围数据总线DBCPU读操作时，外部数据通过数据总线送往CPUCPU写操作时，CPU数据通过数据总线送往外部数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数控制总线CB协调系统中各部件的操作，包括以下信号：控制信息（输出）、请求（输入）、状态联络（输入/出）控制总线决定了系统总线的特点，例如功能、适应性等,微型计算机是指，以微处理器为核心，配上存储器、I/O接口电路和系统总线所组成的计算机。微型计算机系统的硬件部分通常由五部分组成:,输入设备,运算器,输出设备,控制器,存储器,二、微型计算机,这种计算机系统通常由多块印刷电路板制成：,1.3.2主机板组成,CPU,CPU芯片,内存条,存储器接口,存储器芯片,输入输出接口,输入输出接口芯片,定时计数器芯片,A/D、D/A芯片,单板机,印刷电路板,单硅晶片,CPU,存储器,控制电路,定时器,时钟电路,I/O口,单片机,三、微型计算机系统,微型计算机系统包括硬件和软件两大部分，它以微型计算机为主体，配上系统软件和外部设备组成。外部设备：键盘、显示器、打印机等。系统软件：操作系统和系统应用软件。,微型计算机组成结构,1.4微型计算机的工作过程,程序：为完成某项工作,将一系列指令有序地组合。指令：计算机执行某种操作的命令。由操作码和操作数两部分组成。操作码表示计算机执行什么具体操作。操作数表示参加操作的数或操作数所在地址。计算机的工作过程就是执行程序的过程，即不断地取指令、译码和执行指令的过程，直至遇到停机指令才暂停工作。,8088指令执行过程,下面用动画形式演示如下指令的执行过程100