微型计算机接口技术讲义与习题精讲电子教案

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1、微型计算机技术及应用第一章微型计算机概述§1.1微型计算机的特点和发展一、分类:电子计算机通常按体积、性能和价格分类为:巨型机,大型机,中型机,小型机和微型机五类.从系统结构和基本工作上说,微型机和其他几类计算机并没有本质上的区别.所不同的是微型机广泛采用了集成度相当高的器件和部件,因此带来了以下一系列的特点.二、微型机的特点1.体积小,质量轻.2.价格低廉.3.可靠性高,结构灵活.4.应用面广.三、微型机的发展:从1974年至今仅30余年时间,微处理器经历了四代的发展.1.第一代(1971年开始)这是4位μp的时期,典型产品为:1971年10月,Intel400

2、4(4位),1972年3月,Intel8008(8位),其集成度为2000管子/片,采用P-MOS工艺,10μm光刻技术.时钟频率为1MHZ.平均指令执行时间约为20μs2.第二代(1973年开始)这是8位μp的时期,典型产品为:1973年,Intel8080;1974年3月,Motorola的MC6800.这两种是中档的8位μp。1975年至1976年,ZILOG的Z80;1976年Intel8085,这两档是高档的8位μp.其中Intel8080的集成度为5400管子/片,它采用了N-MOS工艺,6μm光刻技术。时钟频率为2～4MHZ.平均指令执行时间约为1～

3、2μs。这一时期还出现了8位单片微型计算机,以Intel8048/8748、MC6801、Z8为代表,用于工业控制和智能仪表.3.第三代(1978年开始)这是16位μp的时期,典型产品为:1978年,Intel8086；1979年,Zilogo的Z8000；1979年,Motorola的MC68000,其集成度为68000管子/片,它采用了H-MOS工艺,3μm光刻技术,时钟频率为4～8MHZ.平均指令执行时间约为0.5μs.4.第四代(1981年开始)这是32位μp时期,典型产品为:1983年,Zilogo的Z80000；1984年7月,Motorola的MC6

4、8020,集成度为7万管子/片,采用CHMOS工艺,2μm光刻技术。1985年夏,Intel80386,集成度为27.5万管子/片,采用共97页第96页微型计算机技术及应用CHMOS工艺,1.2μm光刻技术,时刻频率为16～20MHZ左右,平均指令执行时间约为0.1μs.1989-1995年,Intel又相继推出了80486和Pentium，其中Pentium的集成度已高达3100000管子/片,时钟频率高达150MHZ. §1.2微型机的分类可以以不同的角度对微型机进行分类.最通常的做法是把微处理器的字长作为微型机的分类标准.一.4位微处理器二.8位微处理器三.

5、16位微处理器四.32位微处理器五.64位微处理器六．分层的存储系统存储器分为5层,从0层到4层.0层:0层通常是CPU内部寄存器,离CPU最近,存储速度最快,单数量有限.1层:①空间局部性.②时间局部性片内CACHE称为第一级CACHE,片外CACHE称为第二级CACHE.2层:2层是主存储器.通常是由动态RAM(DRAM)组成.3层：3层是大容量的虚拟存储器，普遍使用的是磁盘存储器。4层：4层存储器用来存储一个时期内用不着的数据或者因其重要而需要保留的数据。这种归档（数据库）寄存往往采用磁带或可更换的磁盘和光盘。§1.3微处理器、微型计算机和微型计算机系统一、

6、计算机的基本组成和基本工作原理(雷P12)1、计算机的基本组成(雷P12)2、存储程序工作原理(雷P13)二、名词术语(雷P13)1、微处理器微处理器也称为中央处理单元CPU。2、微机通过总线(BUS)和I/O(输入/输出)接口电路,把CPU和半导体存储器(ROM、RAM)有机的地组合在一起,即构成一台计算机的物理装置,称为微机。按组装的结构不同,微机可分为3、微机系统（雷P14）共97页第96页微型计算机技术及应用微机配上外部设备、系统电源和系统软件就构成一个微机系统，简称系统。4、微机多机系统（雷P14）由多台微机或/和多片微处理器组合而成的微机复合系统。5、

7、微机开发系统MDS（雷P14）6、计算机网络系统（雷P14）7、多媒体（雷P14）多媒体是指文、图、声、像等单媒体与计算机程序融合在一起形成的信息传播体。三、微机结构(雷P14)1、总线(雷P15)(1)地址总线(AB)(2)数据总线(DB)(3)控制总线(CB)2、微处理器(CPU或MPU)(雷P15)CPU一般由PC：程序计数器AR：地址寄存器A：累加器RS：寄存器阵列PLA：控制信号产生电路ID：指令译码器IR：指令寄存器3、存贮器(雷P16)4、微型计算机(雷P15)5、微型计算机系统共97页第96页微型计算机技术及应用§1.3微型计算机的应用一、科学计算

8、二、信息处