单片机基础ppt课件.ppt

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1、主要内容2.1计算机的产生和发展2.2计算机的组成与工作原理2.3微型机的组成2.4单片机2.1计算机的产生和发展1946-1958第一代：电子管计算机。存储器、语言1958-1964第二代：晶体管计算机。存储器、语言1964-1971第三代：集成电路计算机。存储器、网络。1971-第四代：大规模集成电路计算机。微型、单片、外部设备。1981-第五代：人工智能计算机。计算机发展趋势微型化巨型化单片化（智能化、系列化、标准化、网络化）2.2计算机的组成与工作原理1）主机运算器：进行算术运算和逻辑运算的部件，adder、register、accumulator控制器controlunit：

2、整个计算机硬件系统的指挥中心。PC(programcounter)、（instructionregister）、（instructiondecode）。主存储器（mainmemory）：内存储器，用于存储二进制代码。2.2.1计算机的组成2）外部设备输入设备：键盘，鼠标输出设备：打印机、显示器等外存储器：主存的后备存储器2.2.2计算机工作原理指令：指示机器完成某种操作的命令。操作码和操作数组成。计算机工作过程:输入程序和原始数据取指取操作数执指返回，继续完成程序指定的任务。2.3微型机的组成微处理器CPU存储器I/O接口电路外部设备地址总线数据总线控制总线2.3.1微型机的概念以微处

3、理器为核心，加上中大规模集成电路制作的存储器、I/O接口电路和外部设备，通过系统总线（地址总线、数据总线和控制总线）所组成的计算机称为微型计算机。1）微处理器CPU运算器和控制器的合称，具有运算和控制功能。a）运算器：逻辑单元ALU、累加器A、寄存器组。b）控制器：程序计数器、指令寄存器、指令译码器和控制逻辑部件等输入/输出设备是通过接口电路与微处理器相连的。为什么？键盘、LED、显示器、打字机、绘图仪、鼠标、A/D、D/A等：本身复杂性和多样性，不能直接与CPU相连。它们的速度远远低于CPU。2）输入/输出接口电路问题:CPU可以实现二进制算术运算,如要满足更复杂的运算,参与运算的数

4、据和运算的结果放到什么地方？完成运算的指令(程序),放到什么地方？某些数据需随时存放或取出，某些数据又要求不能由于计算机的运行而改变，如何实现这个要求？3）存储器存储器就是用来存储程序和数据的电子器件。存储器是存储数据和程序的部件，在机器中起记忆的作用；存储器分类内存储器存放当前运算所需的程序和数据，容量较小、存取速度快，设在微机内部。外存储器一种磁介质或光介质的存储器，称为软盘、硬盘、光盘等存放大量暂时不直接参与运算的程序和数据，可成批转入内存。2.3.2存储器结构及工作原理利用电平的高低来存放数据。00001100问题一个存储器有好多单元，线是并联的：存储器有只能放同一个数。解决方

5、法：在构上稍作变化，每个单元上有个控制线。1）存储器译码每个单元元的控制线都引到集成电路的外面行吗？不可行一片27512存储器中有65536个单元，把每根线都引出来，这个集成电路就得有6万多个脚？怎么办？方法(译码)：1根线可以代表2种状态；2根线可以代表4种状态；3根线可以代表8种；256种状态又需要几根线代表？8根线；65536种状态需要16根线就可以代表。问题：八根数据线不是存储器芯片和计算机之间专用的。如这个存储器芯片中的某个单元是0FFH，另一个存储器芯片中的同一个单元是00H，这八根线到底是处于高电平还是低电平？解决方法：当外面的线接到集成电路的引脚进来后，不直接接到各单元

6、去，中间再加一组开关。开关组通常包括三根引线：读控制端、写控制端和片选端。1)地址总线（单向）CPU通过地址总线输出地址来选择某一存储单元、I/O接口2根地址线：可寻址22=4个字节单元；16根地址线：可寻址216=64K字节单元；地址：内存由许多存储单元组成，每个存储单元（字节）有一个用于区分的编号2.3.3系统总线2)数据总线上述三个部件之间传递数据（双向）3)控制总线用来传达CPU发出的或者送至CPU的控制信息与状态信息，使微机协调工作。（单向）存储器与三大总线的连接地址译码器指令1指令2指令3指令n指令n＋10#1#地址寄存器数据寄存器ABDBCB控制器2.3.4常用术语1)位

7、（bit）、字节（Byte）、字（Word）、双字（DW）2)字长：计算机所处理的基本二进制数据的位数。国际上以微处理器芯片外部数据总线的位数来确定计算机的字长。8位机、16位机、32位机和64位机3)主存储容量1B=8bit；1KB=1024B；1MB=1024KB；1GB=1024MB1K=210=1024，1M=220=1KK8K、64K、16M、64M4)存取周期50nS、70nS、200nS5)运算速度机器在每秒所能执行的指令条数注意