第1章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

1、 微處理器、微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微處理器、微計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 電子實(shí)驗(yàn)中心電子實(shí)驗(yàn)中心 趙趙 建建課件密碼：課件密碼：stud Email:2011年全國大學(xué)生電子競賽年全國大學(xué)生電子競賽B題題成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology 甲車車頭緊靠起點(diǎn)標(biāo)志線甲車車頭緊靠起點(diǎn)標(biāo)志線,乙車車尾緊靠邊界乙車車尾緊靠邊界,甲、乙兩輛小車同時(shí)起動(dòng)，甲、乙兩輛小車同時(shí)起動(dòng)，先后通過起點(diǎn)標(biāo)志線，在行車道同向而行，實(shí)現(xiàn)兩車交替超車領(lǐng)跑功能。跑先后通過起點(diǎn)標(biāo)志線，在行車道同向而行，實(shí)現(xiàn)兩車交替超車領(lǐng)跑功能。跑道如圖所示。道如圖所示。 該課程共該

2、課程共80學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)，5學(xué)分學(xué)分。其中理論教。其中理論教學(xué)學(xué)56學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)24學(xué)時(shí)。學(xué)時(shí)。 課程考核形式為課程考核形式為閉卷考試閉卷考試?？荚嚦煽冋肌？荚嚦煽冋?0%，平時(shí)成績占，平時(shí)成績占30%。 課程主要以課程主要以MCS-51單片機(jī)單片機(jī)來介紹微處來介紹微處理器的工作原理。理器的工作原理。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology課課 程程 概概 述述 課程的學(xué)習(xí)方法：課程的學(xué)習(xí)方法： 課堂教學(xué)以講授為主，課后主要靠自己不課堂教學(xué)以講授為主，課后主要靠自己不斷地練習(xí)。記住斷地練習(xí)。記住所有的程

3、序員都是練出來的，所有的程序員都是練出來的，不是看出來的。不是看出來的。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology課課 程程 概概 述述DO IT YOURSELF第一章第一章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識 本章對微型計(jì)算機(jī)的基本概念、硬件結(jié)構(gòu)、工作本章對微型計(jì)算機(jī)的基本概念、硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、系統(tǒng)組成、應(yīng)用特點(diǎn)、計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示方原理、系統(tǒng)組成、應(yīng)用特點(diǎn)、計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示方法等各類知識作了相應(yīng)的概述。法等各類知識作了相應(yīng)的概述。 本章要求掌握：本章要求掌握： 1 1、了解微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)組成；

4、、了解微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)組成； 2 2、熟練掌握各種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換。、熟練掌握各種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 的的 發(fā)發(fā) 展展1958-1965年年內(nèi)部使用晶體管內(nèi)部使用晶體管開始使用計(jì)算機(jī)開始使用計(jì)算機(jī)算法語言算法語言開始應(yīng)用與工業(yè)開始應(yīng)用與工業(yè)控制控制1946-1958年年體積大、運(yùn)算速體積大、運(yùn)算速度低、存儲(chǔ)容量度低、存儲(chǔ)容量小小主要用于

5、科研部主要用于科研部門門1965-1970年年以中小規(guī)模集成以中小規(guī)模集成電路為主，出現(xiàn)電路為主，出現(xiàn)了操作系統(tǒng)了操作系統(tǒng)用于自動(dòng)控制、用于自動(dòng)控制、管理等很多領(lǐng)域管理等很多領(lǐng)域第一代第一代第二代第二代第三代第三代成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology把信息采集、存把信息采集、存儲(chǔ)、處理、通信儲(chǔ)、處理、通信和人工智能結(jié)合和人工智能結(jié)合在一起在一起1970年以后年以后采用大規(guī)模集成采用大規(guī)模集成電路為主要器件電路為主要器件可以處理音頻、可以處理音頻、視頻等多媒體信視頻等多媒體信息息有待各位致力于有待各位致力于計(jì)算

6、機(jī)發(fā)展的人計(jì)算機(jī)發(fā)展的人去進(jìn)一步探索和去進(jìn)一步探索和推動(dòng)推動(dòng)第四代第四代第五代第五代第第代代計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 的的 發(fā)發(fā) 展展成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology1973-1978年年采用中檔的采用中檔的8位位微處理器微處理器1971-1973年年采用采用4位或者低位或者低檔的檔的8位微處理位微處理器器1978-1981年年采用采用16位微處理位微處理器器第一代第一代第二代第二代第三代第三代微微 型型 計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 的的 發(fā)發(fā) 展展成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University o

7、f Information Technology1993年以后年以后采用采用64位微處理位微處理器器1981-1992年年采用采用32位微處理位微處理器器2005年年雙核微雙核微處理器誕生處理器誕生2006年年四核微四核微處理器誕生處理器誕生第四代第四代第五代第五代第第代代微微 型型 計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī) 的的 發(fā)發(fā) 展展成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology字長字長運(yùn)算速度運(yùn)算速度存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量軟件配置軟件配置外設(shè)擴(kuò)展能力外設(shè)擴(kuò)展能力微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)主要由以下幾部分來表示主要由以下幾部分

8、來表示成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo) 1、字長、字長 計(jì)算機(jī)在同一時(shí)間內(nèi)處理的一組二進(jìn)計(jì)算機(jī)在同一時(shí)間內(nèi)處理的一組二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)計(jì)算機(jī)的制數(shù)稱為一個(gè)計(jì)算機(jī)的“字字”，而這組二，而這組二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)就是進(jìn)制數(shù)的位數(shù)就是“字長字長”。在其他指標(biāo)。在其他指標(biāo)相同時(shí)，字長越大計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的速度相同時(shí)，字長越大計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的速度就越快。就越快。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology微型

9、計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo) 2、運(yùn)算速度、運(yùn)算速度 運(yùn)算速度是衡量計(jì)算機(jī)性能的一項(xiàng)重要運(yùn)算速度是衡量計(jì)算機(jī)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。一般有兩種表示方法。指標(biāo)。一般有兩種表示方法。 A. MIPS（Millions of Instruction Per Second） 百萬條指令百萬條指令/秒秒 B. 使用使用CPU主頻來描述運(yùn)算速度主頻來描述運(yùn)算速度 一般來說，主頻越高，運(yùn)算速度就越快。一般來說，主頻越高，運(yùn)算速度就越快。比如：比如：Pentium 4 1.5G 的主頻就為的主頻就為1.5GHz。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Informat

10、ion Technology微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo) 3、存儲(chǔ)容量、存儲(chǔ)容量 存儲(chǔ)容量是衡量微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)能力的存儲(chǔ)容量是衡量微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)能力的一個(gè)指標(biāo)，它包括內(nèi)存容量和外存容量，微型一個(gè)指標(biāo)，它包括內(nèi)存容量和外存容量，微型計(jì)算機(jī)中通常以字節(jié)為單位表示存儲(chǔ)容量。計(jì)算機(jī)中通常以字節(jié)為單位表示存儲(chǔ)容量。 內(nèi)存儲(chǔ)器是內(nèi)存儲(chǔ)器是CPU可以直接訪問的存儲(chǔ)器，需可以直接訪問的存儲(chǔ)器，需要執(zhí)行的程序與需要處理的數(shù)據(jù)就是存放在主存要執(zhí)行的程序與需要處理的數(shù)據(jù)就是存放在主存中的。內(nèi)存儲(chǔ)器容量的大小反映了計(jì)算機(jī)即時(shí)存中的。內(nèi)存儲(chǔ)器容量的大小反映了計(jì)算機(jī)即時(shí)存儲(chǔ)信息的能力。儲(chǔ)信息的能力。 外存

11、儲(chǔ)器容量通常是指硬盤容量。外存儲(chǔ)器容量通常是指硬盤容量。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo) 4、軟件配置、軟件配置 軟件配置情況直接影響微型計(jì)算機(jī)系軟件配置情況直接影響微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的使用和性能的發(fā)揮，軟件的配置應(yīng)該統(tǒng)的使用和性能的發(fā)揮，軟件的配置應(yīng)該包括功能強(qiáng)、操作簡單、又能滿足應(yīng)用要包括功能強(qiáng)、操作簡單、又能滿足應(yīng)用要求的操作系統(tǒng)和豐富的應(yīng)用軟件。求的操作系統(tǒng)和豐富的應(yīng)用軟件。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Infor

12、mation Technology微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo) 5、外設(shè)擴(kuò)展能力、外設(shè)擴(kuò)展能力 外部設(shè)備的配置及擴(kuò)展能力主要指計(jì)外部設(shè)備的配置及擴(kuò)展能力主要指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接各種外部設(shè)備的可能性、靈算機(jī)系統(tǒng)連接各種外部設(shè)備的可能性、靈活性和適應(yīng)性?；钚院瓦m應(yīng)性。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模型硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)包括中央處理機(jī)包括中央處理機(jī)、存儲(chǔ)器和外部、存儲(chǔ)器和外部設(shè)備等設(shè)備等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的運(yùn)行是計(jì)算機(jī)的運(yùn)行程序和相應(yīng)的文程序和相

13、應(yīng)的文檔。檔。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)輸入輸入設(shè)備設(shè)備運(yùn)算器運(yùn)算器控制器控制器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器輸出輸出設(shè)備設(shè)備計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)馮馮諾依曼結(jié)構(gòu)諾依曼結(jié)構(gòu)成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)硬件組成及其結(jié)構(gòu)圖一微型計(jì)算機(jī)硬件組成及其結(jié)構(gòu)圖一成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of In

14、formation Technology微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)硬件組成及其結(jié)構(gòu)圖二微型計(jì)算機(jī)硬件組成及其結(jié)構(gòu)圖二成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology微機(jī)系統(tǒng)硬件主要組成部分微機(jī)系統(tǒng)硬件主要組成部分微處理器微處理器 微處理器是微型計(jì)算機(jī)的核心，又稱為微處理器是微型計(jì)算機(jī)的核心，又稱為CPU（Central Processing Unit）。包括運(yùn)算邏輯部件、）。包括運(yùn)算邏輯部件、寄存器部件和控制部件。這三個(gè)部件相互協(xié)調(diào)，對命寄存器部件和控制部件。這三個(gè)部件相互協(xié)調(diào)，對命令和數(shù)據(jù)進(jìn)

15、行分析、判斷、運(yùn)算并控制計(jì)算機(jī)各部分令和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷、運(yùn)算并控制計(jì)算機(jī)各部分協(xié)調(diào)工作。協(xié)調(diào)工作。微微處處理理器器基基本本結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析 1、算術(shù)邏輯部件、算術(shù)邏輯部件ALU ALU（Arithmetic Logic Unit）是運(yùn)算）是運(yùn)算器的核心部件。它在控制器的控制下能對兩個(gè)器的核心部件。它在控制器的控制下能對兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。 2、累加器、累加器A（Accumulator） 簡單

16、地說，簡單地說，A用來保存被加數(shù)及兩個(gè)數(shù)的用來保存被加數(shù)及兩個(gè)數(shù)的和。加數(shù)存放在另外一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中。和。加數(shù)存放在另外一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析 3、標(biāo)志寄存器、標(biāo)志寄存器FR（Flag Register） 標(biāo)志寄存器是用來存放標(biāo)志寄存器是用來存放ALU運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)信運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)信息。通常是根據(jù)有關(guān)指令的運(yùn)行結(jié)果由息。通常是根據(jù)有關(guān)指令的運(yùn)行結(jié)果由CPU自動(dòng)設(shè)自動(dòng)設(shè)置的。置的。CCarry Flag進(jìn)位（借位）進(jìn)位（借位）標(biāo)志標(biāo)志AFA

17、uxiliary Carry Flag輔助進(jìn)位標(biāo)志輔助進(jìn)位標(biāo)志（半進(jìn)位）標(biāo)（半進(jìn)位）標(biāo)志志OFOverflow Flag溢出標(biāo)志溢出標(biāo)志PFParity Flag奇偶標(biāo)志奇偶標(biāo)志成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析 4、寄存器組、寄存器組RS（Registers） 寄存器是寄存器是CPU內(nèi)部重要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)資源，是匯編內(nèi)部重要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)資源，是匯編程序員能直接使用的硬件資源之一。程序員能直接使用的硬件資源之一。寄存器寄存器通用寄存器通用寄存器專用寄存器專用寄存器用來存儲(chǔ)數(shù)

18、據(jù)，用用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，用途廣泛，可由用戶途廣泛，可由用戶自己定義自己定義有專門的用途，不有專門的用途，不可以隨意更改其值可以隨意更改其值成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析 5、控制器、控制器CU（Control Unit） 控制器是整個(gè)控制器是整個(gè)CPU的指揮控制中心。是計(jì)算機(jī)系的指揮控制中心。是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)布操作命令的部件，是計(jì)算機(jī)的指揮中心。所有統(tǒng)發(fā)布操作命令的部件，是計(jì)算機(jī)的指揮中心。所有的操作都是在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)的。的操作都是在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)的。 主要由

19、以下三個(gè)部分組成：主要由以下三個(gè)部分組成： 1、程序計(jì)數(shù)器、程序計(jì)數(shù)器PC（Program Counter） 2、指令寄存器、指令寄存器IR（Instruction Register） 3、指令譯碼器、指令譯碼器ID（Instruction Decoder）成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析v程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PC（Program Counter） 又叫程序指針，用來存放下一條要執(zhí)行的指令的又叫程序指針，用來存放下一條要執(zhí)行的指令的地址。為了保證程序（在操作系統(tǒng)中理

20、解為進(jìn)程）能地址。為了保證程序（在操作系統(tǒng)中理解為進(jìn)程）能夠連續(xù)地執(zhí)行下去，夠連續(xù)地執(zhí)行下去，CPU必須具有某些手段來確定下必須具有某些手段來確定下一條指令的地址。而程序計(jì)數(shù)器正是起到這種作用，一條指令的地址。而程序計(jì)數(shù)器正是起到這種作用，所以通常又稱為指令計(jì)數(shù)器。執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時(shí)，就是所以通常又稱為指令計(jì)數(shù)器。執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時(shí)，就是修改修改PC的值，使程序跳轉(zhuǎn)到其他的程序空間里運(yùn)行的值，使程序跳轉(zhuǎn)到其他的程序空間里運(yùn)行。其值一般不可以隨意更改，如果其值出現(xiàn)異常，那。其值一般不可以隨意更改，如果其值出現(xiàn)異常，那么程序就會(huì)么程序就會(huì)“跑飛跑飛”。 成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu U

21、niversity of Information Technology微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析v指令寄存器指令寄存器IR（Instruction Register） 它接收從存貯器取來的指令操作碼，并保存當(dāng)前它接收從存貯器取來的指令操作碼，并保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。指令操作碼就是用來指明這條正在執(zhí)行的一條指令。指令操作碼就是用來指明這條指令完成何種操作。指令完成何種操作。v指令譯碼器指令譯碼器IR（Instruction Decoder） 它對指令的操作碼進(jìn)行譯碼，以便確定所要求的操它對指令的操作碼進(jìn)行譯碼，以便確定所要求的操作。比如在作。比如在MCS-51單片機(jī)中，操作碼

22、單片機(jī)中，操作碼0 x04，經(jīng)過指，經(jīng)過指令譯碼器譯碼后，單片機(jī)執(zhí)行對令譯碼器譯碼后，單片機(jī)執(zhí)行對A寄存器加寄存器加1的操作，的操作，即即INC A。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology存存 儲(chǔ)儲(chǔ) 器器 解解 析析 存儲(chǔ)器（存儲(chǔ)器（Memory）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來存放程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中的全憶設(shè)備，用來存放程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中的全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲(chǔ)器中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保

23、存在存儲(chǔ)器中。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息中。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。不管是指令碼還是地址，或者是數(shù)據(jù)，在存。不管是指令碼還是地址，或者是數(shù)據(jù)，在存儲(chǔ)器中都是按照二進(jìn)制的形式表示。儲(chǔ)器中都是按照二進(jìn)制的形式表示。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology存存 儲(chǔ)儲(chǔ) 器器 解解 析析 存儲(chǔ)器的最小單位為位（存儲(chǔ)器的最小單位為位（bit）。）。8個(gè)位（個(gè)位（bit）組成一個(gè)字節(jié)（組成一個(gè)字節(jié)（byte）。）。由于他們的簡寫都是由于他們的簡寫都是b，所，所以要特別注意區(qū)分以要特別注意區(qū)分。DATA7

24、 DATA6 DATA5 DATA4 DATA3 DATA2 DATA1 DATA01個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)高位高位低位低位比如：比如：二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)01010110是一個(gè)字節(jié)，對于字節(jié)通常用是一個(gè)字節(jié)，對于字節(jié)通常用16進(jìn)制數(shù)來表示，因此對于二進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)來表示，因此對于二進(jìn)制數(shù)01010110用字節(jié)表示為用字節(jié)表示為0 x56（C語言），或者語言），或者56H（匯編語言）（匯編語言）成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology存存 儲(chǔ)儲(chǔ) 器器 解解 析析 存儲(chǔ)器的容量通常是以字節(jié)為單位，常用的單存儲(chǔ)器的容量通常是以字節(jié)為

25、單位，常用的單位有位有KB、MB、GB等，具體的單位換算如下表。等，具體的單位換算如下表。常用單位常用單位換換 算算K1KB=1,024byte=210字節(jié)M1MB=1,048,576byte=220字節(jié)G1GB=1,073,741,824byte=230字節(jié)T1TB=1,099,511,62,776byte=240字節(jié)P1PB=1,125,899,906,842,624byte=250字節(jié)成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology輸輸 入入 輸輸 出出 設(shè)設(shè) 備備 解解 析析 輸入輸出設(shè)備，又稱輸入輸出設(shè)備，又稱

26、I/O設(shè)備，是計(jì)算機(jī)外部設(shè)設(shè)備，是計(jì)算機(jī)外部設(shè)備之一。備之一。 輸入設(shè)備（輸入設(shè)備（Input Device）是向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)）是向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)和信息的設(shè)備，是計(jì)算機(jī)與用戶或其他設(shè)備通信的橋和信息的設(shè)備，是計(jì)算機(jī)與用戶或其他設(shè)備通信的橋梁。梁。 輸出設(shè)備（輸出設(shè)備（Output Device）是人與計(jì)算機(jī)交互）是人與計(jì)算機(jī)交互的一種部件，用于數(shù)據(jù)的輸出。它把各種計(jì)算結(jié)果或的一種部件，用于數(shù)據(jù)的輸出。它把各種計(jì)算結(jié)果或信息以數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式表示出來。信息以數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式表示出來。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Infor

27、mation Technology總總 線線 系系 統(tǒng)統(tǒng) 解解 析析 總線（總線（Bus）是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送）是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束。信息的公共通信干線，它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束?？偩€是一種總線是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它是，它是cpu、內(nèi)存、輸入、內(nèi)存、輸入/輸出設(shè)輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道，主機(jī)的各個(gè)部件通過總線相備傳遞信息的公用通道，主機(jī)的各個(gè)部件通過總線相連接，外部設(shè)備通過相應(yīng)的接口電路再與總線相連接連接，外部設(shè)備通過相應(yīng)的接口電路再與總線相連接，從而形成了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各，從而形成了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)系

28、統(tǒng)中，各個(gè)部件之間傳送信息的公共通路叫總線。個(gè)部件之間傳送信息的公共通路叫總線。微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)是以總線結(jié)構(gòu)來連接各個(gè)功能部件的是以總線結(jié)構(gòu)來連接各個(gè)功能部件的。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology總總 線線 系系 統(tǒng)統(tǒng) 解解 析析 總線按功能和規(guī)范可分為三大類：總線按功能和規(guī)范可分為三大類：v片總線片總線(Chip Bus, C-Bus)：又稱元件級總線，是把：又稱元件級總線，是把各種不同的芯片連接在一起構(gòu)成特定功能模塊各種不同的芯片連接在一起構(gòu)成特定功能模塊(如如CPU模塊模塊)的信息傳輸通路。的信息

29、傳輸通路。 v內(nèi)總線內(nèi)總線(Internal Bus, I-Bus)：又稱系統(tǒng)總線或板級：又稱系統(tǒng)總線或板級總線，是微機(jī)系統(tǒng)中各插件總線，是微機(jī)系統(tǒng)中各插件(模塊模塊)之間的信息傳輸通之間的信息傳輸通路。例如路。例如CPU模塊和存儲(chǔ)器模塊或模塊和存儲(chǔ)器模塊或I/O接口模塊之間接口模塊之間的傳輸通路。的傳輸通路。 v外總線外總線(External Bus, E-Bus)：又稱通信總線，是：又稱通信總線，是微機(jī)系統(tǒng)之間或微機(jī)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)微機(jī)系統(tǒng)之間或微機(jī)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)(儀器、儀表、儀器、儀表、控制裝置等控制裝置等)之間信息傳輸?shù)耐?，如之間信息傳輸?shù)耐罚鏓IA RS-232C、IEEE-48

30、8等。等。 成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology總總 線線 系系 統(tǒng)統(tǒng) 解解 析析 按照計(jì)算機(jī)所傳輸?shù)男畔⒎N類也可分為三類：按照計(jì)算機(jī)所傳輸?shù)男畔⒎N類也可分為三類：v地址總線地址總線AB（Address Bus） 是用來傳送地址信息是用來傳送地址信息的信號線。由于地址只能從的信號線。由于地址只能從CPU傳向外部存儲(chǔ)器或傳向外部存儲(chǔ)器或IO端口，所以地址總線總是端口，所以地址總線總是單向三態(tài)單向三態(tài)的。地址總線的的。地址總線的位數(shù)決定了位數(shù)決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存空間大小?？芍苯訉ぶ返膬?nèi)存空間大小。v數(shù)據(jù)總

31、線數(shù)據(jù)總線DB（Data Bus） 是用來傳送數(shù)據(jù)信息的信是用來傳送數(shù)據(jù)信息的信號線。數(shù)據(jù)總線是號線。數(shù)據(jù)總線是雙向三態(tài)形式雙向三態(tài)形式的總線。數(shù)據(jù)總線的的總線。數(shù)據(jù)總線的位數(shù)與微處理器的字長一致。位數(shù)與微處理器的字長一致。v控制總線控制總線CB（Control Bus）是用來傳送控制信號和是用來傳送控制信號和時(shí)序信號的?？刂瓶偩€的信號一般是雙向的，具體情時(shí)序信號的?？刂瓶偩€的信號一般是雙向的，具體情況主要取決于況主要取決于CPU。 成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology微型計(jì)算機(jī)的工作過程微型計(jì)算機(jī)的工作過程

32、 計(jì)算機(jī)采取計(jì)算機(jī)采取“存儲(chǔ)程序與程序控制存儲(chǔ)程序與程序控制”的工作方式，的工作方式，即事先把程序加載到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，當(dāng)啟動(dòng)運(yùn)行即事先把程序加載到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，當(dāng)啟動(dòng)運(yùn)行后，計(jì)算機(jī)便會(huì)自動(dòng)按照程序的要示進(jìn)行工作。其工后，計(jì)算機(jī)便會(huì)自動(dòng)按照程序的要示進(jìn)行工作。其工作過程簡單描述為：作過程簡單描述為： 取指取指譯碼譯碼執(zhí)行執(zhí)行v 取指。把程序計(jì)數(shù)器（PC）的內(nèi)容（指令地址）裝入存儲(chǔ)器地址寄存器（MAR），送給地址總線，然后由地址總線選中該地址所在的主存單元，取出該指令的代碼，經(jīng)數(shù)據(jù)總線輸入CPU中的指令寄存器（IR）。 v 譯碼。指令的操作碼經(jīng)指令譯碼器譯碼后，給CPU的相應(yīng)的寄存器和其他

33、部件發(fā)出一系列控制信號。在指令譯碼的同時(shí)，程序計(jì)數(shù)器（PC）的內(nèi)容加1，產(chǎn)生下一條指令地址。 v 執(zhí)行。CPU的各個(gè)部件根據(jù)不同的控制信號序列，執(zhí)行相應(yīng)的操作。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology單單 片片 機(jī)機(jī) 概概 述述單片機(jī)單片機(jī)SCM（Single Chip MicroComputer） 屬于微型機(jī)的一種屬于微型機(jī)的一種 具有一般微機(jī)的基本組成和功能具有一般微機(jī)的基本組成和功能 又稱為微控制器又稱為微控制器MCU（MicroController Unit）。）。 其基本結(jié)構(gòu)是將微型計(jì)算機(jī)的基本功能其基

34、本結(jié)構(gòu)是將微型計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器部件：中央處理器CPU、存儲(chǔ)器，輸入輸出、存儲(chǔ)器，輸入輸出接口、定時(shí)接口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等全部集成在計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等全部集成在一個(gè)半導(dǎo)體芯片上。一個(gè)半導(dǎo)體芯片上。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology單單 片片 機(jī)機(jī) 的的 特特 點(diǎn)點(diǎn)系統(tǒng)擴(kuò)展配置典型規(guī)范系統(tǒng)擴(kuò)展配置典型規(guī)范控制能力強(qiáng)控制能力強(qiáng)集成度高體積小有很高的可靠性集成度高體積小有很高的可靠性優(yōu)異的性能價(jià)格比優(yōu)異的性能價(jià)格比成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology工業(yè)自動(dòng)化工業(yè)自動(dòng)化儀器儀表儀器儀表家用電器家用電器軍事軍事信息通信產(chǎn)品信息通信產(chǎn)品MCU單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖 成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu Uni