MCS51-1概述讲述.ppt

微型计算机原理与接口技术 季爱明 苏州大学信控系 课程特点 实践性强，旨在应用 硬件、软件结合紧密 学习方法 课前预习，课后复习 软硬兼顾，上机实践 微型计算机的发展 微型计算机的发展 1950年10月，图灵发表论文《机器能思考吗》。这一划时代的作品，使图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠 微型计算机的发展 微型计算机的发展 微型计算机的发展 微型计算机的发展 微型计算机的发展 电子管计算机 晶体管计算机 集成电路计算机 大规模集成电路计算机 超大规模集成电路计算机 微型计算机的组成 微型计算机的组成 微处理器 微处理器也称作中央处理单元，简称CPU（Central Processing Unit） 本身具有运算和控制功能 控制器：负责全机的控制工作 运算器：执行所有的算术和逻辑运算 微处理器是微型计算机的核心 多数CPU是单核的，多核CPU由多个CPU核完成微处理器功能 CPU具备的功能 进行算术和逻辑运算 对指令进行译码并执行规定的动作 可暂存少量数据 提供整个系统所需要的定时和控制 能和存储器、外设交换数据 可以响应其他部件发来的中断请求 CPU的内部结构组成 算术逻辑部件（ALU）：处理各种数据信息，可以进行加、减、乘、除算术和与、或、非、异或等逻辑运算 累加器和通用寄存器组：用来保存参加运算的数据以及运算的中间结果，也用来存放地址 程序计数器（指令指针）：指向下一条要取出的指令 指令寄存器：存放从存储器中取出的指令码 译码器：对指令码进行译码和分析，从而确定指令的操作，并确定操作数的地址，再得到操作数，以完成指定的操作。 时序和控制部件：指令译码器对指令进行译码时，产生相应的控制信号送到时序和控制逻辑电路，组合成外部电路所需要的时序和控制信号。这些信号送到微型计算机的相应部件，以控制这些部件协调工作。 CPU的控制信号由CPU内部产生相应的控制信号：送到存储器、 输入/输出接口电路和其他部件 CPU的控制信号由CPU内部产生相应的控制信号：送到存储器、 输入/输出接口电路和其他部件  CPU的控制信号 由CPU产生相应的控制信号：送到存储器、输入/输出接口电路和其他部件 微型计算机系统的其它部件也会在它们需要的时候向CPU发出各种请求信号：如中断请求、总线请求等 存储器 存储器是计算机中的记忆部件,存放编写的程序或程序中所用的数据、信息、中间结果 存储器中存放的数据和程序，从形式上看都是二进制数 存储单元的地址和内容 位:计算机存储信息的基本单位 字节:每8位组成一个字节 字:16位 双字:32位 每一个字节单元有一个存储器地址，地址用二进制数表示，为无符号整数，书写格式为16进制 存储单元的地址和内容 小端模式和大端模式 大端模式(Big-endian) 字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则存放在高地址中 小端模式(Little-endian ) 低地址中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是 字数据的高字节 小端模式和大端模式 存储器操作 CPU对内存的操作有读、写两种 读操作是CPU将内存单元的内容取入CPU内部 写操作是CPU将其内部信息传送到内存单元保存起来 总线 数据总线（data bus, DB） 数据总线用来传输数据信息，是双向总线 地址总线（address bus, AB） 地址总线用于传送CPU发出的地址信息，是单向总线 控制总线（control bus, CB） 控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息 CPU向内存和外设发出的控制信息 内存或外设向CPU发出的请求信号 CB中每一根线的方向是一定的、单向的，但CB作为一个整体是双向的 输入输出设备和输入输出接口 输入输出设备是指微型计算机上配备的I/O设备，也称为外部设备或外围设备（简称外设），其功能是为微型计算机提供具体的输入/输出手段 微型计算机上配置的标准输入设备和标准输出设备一般是指键盘和显示器，二者又合称为控制台 为了解决微型计算机与种类繁多的外设之间的信息交换，各种外设都通过相应的接口(Interface)电路与主机系统相连。 微型计算机系统的组成 一台完整的计算机必须由硬件和软件这两大部分组成，其中硬件是基础，软件是灵魂，二者缺一不可 微型计算机硬件系统是机器的实体部分，主要包括主机和外围设备。 微型计算机软件系统主要包括系统软件、各种程序设计语言、应用程序和数据库等 微型计算机系统的基本组成 微型计算机的主要性能指标 基本字长 基本字长是指参与运算数的基本位数，它是由加法器、寄存器、数据总线的位数决定的 主存容量 主存储器所能存储的最大信息容量称为主存容量 运算速度 计算机的主频时钟频率来表