CHP1微型计算机基础

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1、教材：《单片机原理及其接口技术》胡汉才编著清华大学出版社参考书：《单片机原理及接口技术》张毅刚主编人民邮电出版社《MCS－51单片机原理及接口技术》马家辰等编哈工大出版社《ATMEL89系列单片机应用技术》余永权编著北航出版社《单片机原理与C51编程》宋彩利等编西安交大出版社《单片机基础知识与技能实训》刘起义编人民邮电出版社《MCS-51系列单片机系统及应用实践教程》毛敏主编高等教育出版社预备知识数字电路：与、或、非门。三极管开关电路（非门）。工作原理：截止，饱和。对应状态:电压高、低；1,0三态门：L，H，高阻态；译码器：2－4、3－8译码器，LS138寄存器：D触发器，具有记忆

2、作用，8位位（bit），字节（byte），字（word），字长；计算机功能分类:单片机（MCU,8~16位），嵌入式(ARM32位)，DSP;核心：CPU，主要指标：运算速度：主频，字长，第1章微型计算机基础1.1微型计算机概述电子计算机是科技发展的产物第一台电子数字计算机于1946年问世，称ENIAC由数千个电子管和继电器组成，占地170mm2,速度为5000次/秒加法运算计算机的飞速发展归功于半导体集成技术的发展:第一代（1946～1958）电子管数字计算机第二代（1958～1964）晶体管数字计算机第三代（1964～1971）集成电路计算机第四代（1971～）大规模、超大规模

3、集成电路→巨型机，大中型计算机，微型计算机，……微型机是由LSI、VLSI等组成的,具有功能强，结构紧凑、系统可靠性高的特征，它由中央处理器（CPU）、存储器、通用或专用I/O接口电路等组成。它可分为多板微机、单板微机和单片微机。组成微型计算机的各主要功能部件：中央处理器、存储器、I/O接口电路及定时/计数器等，制作在一块集成电路芯片中从而构成完整的微型计算机，称作单晶片微型计算机。单片微机发展迅速，根据其性能、用途及工作特点可大致分成单片机（Singlechipmicrocomputer)或称微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）、和ARM（嵌入式系统）等几大类。一、计算机

4、组成和系统1.组成（五大组成部分）冯·诺依曼型计算机运算器输出设备控制器输入设备存储器CPUROM：程序存储RAM：数据存储概念：硬件、软件；计算机和计算机系统程序存储比较哈佛结构（DSP，MCU）：存放程序的存储区（ROM）和存放数据的存储区空间分开（RAM）。优点：速度快，效率高。工作原理：顺序执行特点：程序和数据合用一个存储器空间，如PC机。CPUROMRAMI/O接口外设AddressBusDataBusControlBus2.微型计算机基本结构示意图电气连接、信息交换：通过三大总线！ROM：主要储存程序，RAM：存储数据3.系统图1-1微处理器、微计算机和微计算机系统的关

5、系功能：微型化，巨型化，网络化，智能化速度：取决于：主频（时钟频率，振荡频率）字长（16位，32位，64位……）精简指令结构：RISC，单周期指令工艺：线间距减小：≤0.13微米，功耗降低构造：通用：CPU，专用：MCU，DSP……体积小，抗干扰能力强，省电，成本低二、计算机的发展1.2.1数制日常生活中广泛使用的数为十进制数，这是一种逢十进一的计数方法。常用的数制还有二进制、十六进制等。基数小于10的计数制，可用十进制相应的数码作为它的数字符号，一个数一般由多个数码组成。数码在数中的位置不同，其值也不同。1.2计算机中的数制和转换一、二进制数（用B表示）以2为基数的数制称为二进位

6、计数制，它只包括0和1两个数码，很容易用电子元件的两种不同的状态来表示，例如，用高电平表示1，用低电平表示0。所以，计算机中通常采用二进制数。二进制数的计数特征：逢二进一，运算简单。在加、减、乘、除四则运算中，乘法实质上是做移位加法，除法则是移位减法。二、十六进制数（用H表示）为了书写和阅读方便，经常采用十六进制数作为二进制的缩写形式。十进制数、二进制数、十六进制数的对照表如表1-1所示。在计数时，逢十六进一，这样书写长度短，且可方便将十六进制数转换为二进制数或将二进制数转换为十六进制数。表1-1十进制数、二进制数、十六进制数对照表1.2.2不同进制数之间的转换1．二进制转换为十进

7、制基本方法：将二进制数按权展开式，利用十进制数的运算法则求和，即可得到等值的十进制数。2．十进制到二进制的转换十进制整数转换为二进制整数十进制小数转换为二进制小数带小数的十进制数转换为二进制数将二进制数转换为十六进制数，从低位开始，每四位一组，然后将其转换为对应的十六进制数。如最后一组不足四位，需在左边补0。用同样方法可将二进制小数转换十六进制小数。只是分组应从小数点右边开始分成四位一组。十六进制数转换为二进制数，将每位十六进制数直接转换成相应的二进制数。3．二进制、