第1章 微机基础知识bh

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1、单片机原理与接口技术（第3版）学院：计算机科学学院教师：师红宇时间：2013年3月第1章微机基础知识内容提要第1章微机基础知识第2章89C51单片机硬件结构和原理第3章89C51指令系统第4章汇编语言程序设计知识第4章C-51程序设计知识第5章中断系统第6章定时器及应用第7章89C51串行口及通信技术第8章单片机小系统片外扩展第9章应用系统配置及接口技术第一章微机基础知识§1.1微处理器、微机和单片机的概念微处理器(Microprocessor)又称中央处理单元CPU（CentralProcessingUnit），是小型计算机或微型计算机的控制和处理部分。微型计算机（Microcomputer

2、,简称微机）是具有完整运算及控制功能的计算机。组成微处理器(CPU)存储器接口适配器（输入输出接口电路）输入/输出（I/O）设备冯诺依曼提出的计算机组成结构单片机（Single-ChipMicrocomputer）是将微处理器、一定容量RAM和ROM以及I/O口、定时器等电路集成在一块芯片上，构成单片微型计算机。微处理器RAMROMI/O口定时器单片微型计算机§1.1.1微处理器(机）的组成（一）运算器1、运算器的组成算术逻辑单元(简称ALU）运算器累加器寄存器2、运算器的作用是把传送到微处理器的数据进行运算或逻辑运算。举例ALU可对两个操作数进行加、减、与、或、比较大小等操作，最后将结果存入

3、累加器。ALU执行不同的运算操作是由不同控制线上的信息所确定的。例如：两个数（7和9）相加，在相加之前，操作数9放在累加器中，7放在数据寄存器中，执行两数相加运算的控制线发出“加”操作信号，ALU即把两个数相加并把结果（16）存入累加器，取代累加器前面存放的数9。3、ALU的两个主要的输入来源输入来源数据寄存器累加器4、运算器的两个主要功能（1）执行各种算术运算。（2）执行各种逻辑运算，并进行逻辑测试。如:零值测试或两个值的比较。控制器的组成程序计数器指令寄存器指令译码器时序产生器操作控制器（二）控制器1、控制器的组成2、作用它是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个计算机系统的操作。3、控

4、制器的主要功能对指令进行译码或测试，并产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作。指挥并控制CPU、内存和输入/输出设备之间数据流动的方向。从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的位置。（三）CPU中的主要寄存器1、累加器（A）2、数据寄存器（DR）3、指令寄存器（IR）4、指令译码器（ID）6、地址寄存器（AR）5、程序计数器（PC）1、累加器（A）在算术和逻辑运算时，它具有双重功能：运算前，用于保存一个操作数；运算后，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。累加器是微处理器中最繁忙的寄存器。2、数据寄存器（DR）数据（缓冲）寄存器（DR）是通过数据总线（DBUS）向存储器（M）和输入/

5、输出设备I/O送（写）或取（读）数据的暂存单元。3、指令寄存器（IR）指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时先把它从内存取到数据寄存器中，然后再传送到指令译码器中。4、指令译码器（ID）指令分为操作码和地址码字段，由二进制数字组成。当执行任何给定的指令，必须对操作码进行译码，以便确定所要求的操作。指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。操作码一经译码后，即可向控制器发出具体操作的特定信号。5、程序计数器（PC）通常又称为指令地址计数器。在程序开始执行前，必须将其起始地址，即程序的第一条指令所在的内存单元地址送到PC。当执行指令时，CPU将自动修改PC的内容，使之总

6、是保存将要执行的下一条指令的地址。由于大多数指令都是按顺序执行的，所以修改的过程通常是简单的加1操作。6、地址寄存器（AR）地址寄存器用来保存当前CPU所要访问的内存单元或I/O设备的地址。因为内存（I/O设备）和CPU之间存在着速度上的差别，所以必须使用地址寄存器来保存地址信息，直到内存（I/O设备）读/写操作完成为止。一、存储器地址总线、数据总线和若干控制线把存储器和微处理器连接起来。存储器从CPU接收控制信号，以确定存储器执行读/写操作。地址总线将8位地址信息送入地址译码器，地址译码器的输出可以确定唯一的存储单元。数据总线用来传送存储器到CPU或CPU到存储器的数据信息。§1.1.2存储

7、器和输入/输出接口二、I/O接口及外设每个外设与微处理器的连接必须经过接口适配器（I/O接口）。每个I/O接口及其对应的外设都有一个固定的地址，在CPU的控制下实现对外设的输入（读）和输出（写）操作。一.二进制、十进制、十六进制1.二进制：是“0”和“1”这样的数、逢2进位。按权展开时权的基数为2。用后缀字母“B”表示。如：1001=1×23+0×22+0×21+1×20=9（十进制数）2.十进制