微机原理及接口技术 课件.ppt

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1、第1章绪论1.1基本概念1.2微处理器概述1.3PC概述1.1基本概念1.微处理器控制器、运算器、寄存器以及连接三者的片内总线的集成。还可以集成协处理器(Coprocessor)、高速缓冲存储器(Cache)以及多个CPU。2.微型计算机微处理器、内存、I/O接口以及连接三者的系统总线的集合，也即俗称的裸机。微处理器是微型计算机的核心，微型计算机中的各部件是在微处理器的控制下工作的。3.微型计算机系统微型计算机相应的软件外设软件：系统软件和用户软件。系统软件是使微机正常工作不可缺少的部分，用户软件则是为用户执行特定任务而设计的。外设：外存和I/O

2、设备1.1基本概念1.1基本概念4.单片机CPU、内存、I/O接口以及使三者互连的总线在一个芯片上的集成，也即微型计算机在一个芯片上的集成。它是计算机发展微型化的更进一步。5.单片机系统由单片机、专用软件和I/O设备组成的系统，常用于特定任务的控制或处理。单片机系统具有专用性，微型计算机系统具有通用性。6.嵌入系统一般定义为以应用为核心，以计算机技术为基础，软、硬件可“裁剪”，适合对功能、实时性、可靠性、安全性、体积、重量、成本、功耗、环境、安装方式等方面有严格要求的专用计算机系统。我们也可以将其看做是具有更强功能、更小尺寸的高级单片机系统。1.

3、1基本概念图1.1微处理器、微型计算机、微型计算机系统的关系1.2微处理器概述微处理器的发展第一代(4位)：1971年，Intel4004/4040，主频1MHz第二代(8位)：1973~1977年，Intel8080/8085，ZilogZ80，Motorola6800，主频4MHz~5MHz第三代(16位)：1978~1984年，Intel8086/8088,8MHz，地址线20位，访存能力1MB。80286主频10MHz，保护模式下访存16MB。第四代(32位)：1985~1992年，Intel80386和80486，内外总线均为32位，访

4、存能力4GB，虚拟内存空间64TB。第五代(64位)1.3PC概述1.3.1PC的发展微型计算机，也称个人计算机或个人电脑(PC)，是随着微处理器(也即CPU)的发展而发展的。1981年IBM个人电脑(PC)的发布，是计算机发展史上的一个重要里程碑，标志着PC开始进入计算机主流。第一款PC是1981年的IBMPC，它采用主频为4.77 MHz的Intel8088微处理器，单色显示器，容量为160KB的5.25英寸软盘驱动器，64KB内存(RAM，可扩展到256KB)，没有硬盘；其软件界面都是纯文本的，包括PC-DOS、微软BASIC、VisiCa

5、lc、UCSDPascal、CP/M-86、Easywriter1.0等；能发出的惟一的声音是系统中小扬声器发出的蜂鸣声。计算机的发展有四大趋势：巨型化、微型化、智能化和网络化。1.3.2PC的基本组成1.硬件系统微型计算机的硬件系统如图1.2所示，它是图1.1中的一部分，由微处理器(或称中央处理单元(CPU))、内部存储器(简称内存)、输入/输出接口(简称接口)及系统总线构成。图1.2微型计算机的硬件系统(1)CPUCPU是一个复杂的电子逻辑元件，它包含了早期计算机中的运算器、控制器及其他功能器件，能进行算术、逻辑运算及控制操作。现在经常见到的

6、CPU均采用超大规模集成技术做成单片集成电路。它的结构很复杂，功能很强大。(2)内存微型计算机内部的存储器。特点：速度快，价格高，容量小存储器由许多单元组成，每个单元存放一组二进制数。为了区分各个存储单元，给每个存储单元编上不同的号码，并把存储单元的号码叫做地址。内存的地址编号是由0开始的，顺序向下编排。例如，8086CPU的内存地址是00000H～FFFFFH，对应1兆个存储单元，简称内存可达到1兆字节(1MB)。(3)系统总线系统总线包括地址总线、数据总线和控制总线。微型计算机与外设（也包括其他计算机）的连接线称为外总线，也称为通信总线。它的

7、功能就是实现计算机与计算机或计算机与其他外设的信息传送。特点：分时复用(4)接口（Interface）定义：微处理器(CPU)与外部设备的连接部件，并能完成一定的功能，它是CPU与外界进行信息交换的中转站。为什么要研究接口？接口是为解决CPU与外设在连接时的矛盾而存在的。接口的功能有哪些？接口的分类？为了便于CPU对接口读/写，就必须为接口编号，该编号称为接口地址或I/O地址。8086/88的接口地址可从0000H～FFFFH编址，共64K。2.软件系统(1)系统软件系统软件用来对构成微型计算机的各部分硬件，如CPU、内存、各种外设进行管理和协调

8、，使它们有条不紊、高效率地工作。同时，系统软件还为其他程序的开发、调试、运行提供一个良好的环境和平台。最重要的系统软件就是操作系统。它是