微机原理及单片机接口技术..doc

9.11 第一章 1.1.1 分类 1.按字长分类：4、8、16、32、64位机 2.结构类型：单片机、单板机、微型计算机 3.用途：个人计算机、工作站/服务器、网络计算机。 4.体积：台式机、便携式。 1.1.2性能指标 由计算机系统的结构、指令系统、硬件组成、软件配置等多方面决定。 主频：指微型计算机CPU的时钟频率，主频决定计算机的速度。 字长：指微型计算机内部一次处理的二进制的位数，字长越长，运算精度越高，功能越强。 存储器的容量：分为内存储器（内存或主存）和外存储器。 内存：CPU直接访问的存储器，需要执行的程序和需要存储的数据放在其中。 外存：硬盘 存储周期：主存储器完成一次读写所需要的时间，存储时间越短，计算机运算速度越高。（与珠村器指标有关） 运算速度：衡量计算机性能的重要指标。指微型计算机每秒所能执行指令的条数。 1.2.1微型计算机系统 微型计算机 微型计算机（主机） 包括：微处理器、存储器、输入输出接口、系统总线（连接） 存储器 存储器是微型机的存储和记忆装置，用来存储数据、程序、中间结果和最终结果的数字信息。分为随机存储器（RAM）和只读存储器(ROM)。 读操作是CPU将内存单元的内容读入CPU内部 写操作是CPU将信息传送到内存单元保存起来 （2）系统总线 分为地址总线（AB）、数据总线(DB)、控制总线(CB)。 地址总线：地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存容量。（三态 单向总线） 数据总线：用来传输数据和信息的。数据总线的条数和所用微处理器的 字长相等（三态双向总线） 控制总线：传送各类控制信号。 每条控制总线最多传送两个控制信号。 控制信号分为两类：1.CPU发出（如读命令、写命令、中断响应等） 2.存储器和外部设备的状态信息，（如中断请求、 复位、总线请求） 控制总线宽度根据系统需要确定，传送方向就具体控制信号而定。 （3）微处理器：算术逻辑部件、控制部件、寄存器组三部分组成 1.2.2微处理器 微处理器 (1)微处理器简称MPU，它是一个中央处理器CPU。 (2)CPU是微型计算机的核心部件，它将运算器、控制器、寄存器通过内部总线连接在一起，并集成在一个独立芯片上。(具有解释指令、执行指令、和与外界交换数据的能力)。 1）运算器 由运算逻辑单元、累加器、标识寄存器及相应控制逻辑组合而成的电路。（在控制 信号下可完成加减乘除等运算） 控制器（计算机控制中心。指令寄存器、指令译码器、操作控制器组成） 它对指令进行分析、处理以及产生控制信号。同时产生控制部件所需的 定时脉冲信号，是计算机各部件协调的工作。 控制器只会是通过程序进行的，程序放在存储器中，它依次从存储器中 取出指令。控制器根据指令的要求，对CPU内部和外部发出相应的控制 信息。 寄存器（专用寄存器固定 通用寄存器依据需要规定用途） 用来存放参加处理和运算的操作数，以及存放数据处理的中间结果和最 终结果 性能指标 主频：微处理器的时钟频率。 外频：微处理器外部总线工作频率。 制造工艺：管子之间最小线距来衡量位处理器的继承密度。 工作电压：微处理器正常工作所需电压。（热量） 地址线宽度：决定了为处理器可以访问的物理地址空间。 数据线宽度：决定了微处理器与外围部件内存以及输入/输出设备之间依 次数据传输的信息量。 内部协办处理器：包含它的话，可以加快特定类型的数值计算。 超标量结构：在一个时钟周期内微处理器可以执行一条以上的指令，即 至少包括两条指令流水线。 L1/L2高速缓存：一级二级高速缓存。可以提高为处理器的运行效率。 回写结构缓存：读写操作均有效，速度较快 通写结构缓存：及对读操作有效。 1.2.3单片机、单板机、多板机（了解） 1.3微型计算机基础知识 8位微型计算机地址总线16位，最大寻址范围2^16=64KB 16位计算机的地址总线20位，最大寻址范围2^20=1MB 32位——4GB 36位——64GB 1.3.1计算机数制及其相互转换 二进制、八进制、十进制、十六进制之间相互转换。B、O、D、H（2、8、10、16） 数制：一定规律的计数规则 基数：一个正整数，它等于相邻数位上权的比 系数：一个数的一组数字或符号中各个位数上的数字 权：用数字或符号表示一个数时它所具有的位值 1.3.2计算机数值表示及其运算 原码、补码（取反加1）、反码。 (简单要掌握) 加减乘除运算。 补码加减法运算 1.3.3数的定点和浮点表示 （1）定点数：指小数点在数值中的位置固定不变。用这种方法表示的数称为定点数。 1）纯小数：小数点固定在符号位之后。范围 -（1-2^(-n））≤X≤1-2^(-n) 2）纯整数：小数点固定在最低位之后。 -（2^n