微机原理及接口技术概述
微机原理与接口技术pdf
微机原理与接口技术pdf微机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的基本原理和接口技术的应用。
本文将从微机原理和接口技术两个方面进行介绍和讨论，希望能够对读者有所帮助。
首先，我们来谈谈微机原理。
微机原理是指微型计算机的基本工作原理，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等各个部分的工作原理。
CPU是微型计算机的核心部件，它负责执行指令、进行运算和控制数据传输。
存储器用于存储数据和程序，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。
输入输出设备用于与外部环境进行信息交换，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
了解微机原理对于理解计算机的工作原理和进行系统调试都非常重要。
其次，我们来谈谈接口技术。
接口技术是指计算机与外部设备进行数据交换的技术，包括串行接口、并行接口、通信接口等。
串行接口是一种逐位传输数据的接口，适用于远距离传输和低速设备。
并行接口是一种同时传输多位数据的接口，适用于短距离传输和高速设备。
通信接口是一种用于计算机与通信设备进行数据交换的接口，包括网卡、调制解调器等。
了解接口技术对于设计外部设备、进行通信协议的开发都非常重要。
在实际应用中，微机原理和接口技术经常是相互结合的。
例如，我们在设计一个外部设备时，需要了解计算机的工作原理，选择合适的接口技术进行数据交换。
又如，在进行系统调试时，需要了解接口技术，进行数据的采集和分析。
因此，微机原理与接口技术的学习是非常重要的。
总之，微机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的基本原理和接口技术的应用。
通过本文的介绍，希望读者能够对微机原理和接口技术有所了解，并能够在实际应用中灵活运用。
希望本文能够对读者有所帮助。
微机原理与接口技术知识点总结整理
微机原理与接口技术知识点总结整理微机原理与接口技术是计算机科学中的重要分支，其主要研究方向是了解计算机的硬件构造、操作系统、编程语言以及各种数据通信协议等相关知识。
本文将对微机原理与接口技术的相关知识点进行总结整理。
一、微机原理1.微机概述：微机是指由微处理器、存储器、输入/输出设备等组成的计算机系统，是应用最为广泛的计算机类型。
2.计算机硬件构成：计算机硬件由内部和外部两部分组成，内部主要包括CPU、主板、显卡、内存、硬盘等，外部主要包括鼠标、键盘、显示器、打印机等。
3.CPU结构：CPU由控制单元和运算单元组成，控制单元用于控制程序的执行，运算单元用于进行算数和逻辑运算。
4.存储器结构：存储器主要包括ROM和RAM两种，ROM为只读存储器，RAM为随机存储器，可以随时进行数据的读写操作。
5.总线结构：计算机内部的各个部件都需要通过总线进行连接和通信，常用的总线包括数据总线、地址总线和控制总线。
二、接口技术1.接口概述：接口是计算机系统中连接不同设备之间的桥梁，是实现设备间数据交换的通道。
2.串行接口：串行接口能够传输或接收一个比特位或字节序列，常用的串行接口包括RS-232、RS-485和USB等。
4.键盘扫描接口：键盘扫描接口通常采用矩阵式扫描技术，可以实现多个按键同时使用的功能。
5.鼠标接口：鼠标接口主要包括串行和PS/2两种，其中PS/2接口常用于笔记本电脑和台式机。
6.网络接口：网络接口可以实现计算机之间的数据交换和共享，主要包括局域网和广域网。
三、总结通过以上对微机原理与接口技术的知识点总结整理，我们可以了解到计算机硬件组成、CPU结构、存储器结构、总线结构以及各种接口技术的作用和应用，进而更深入地学习和应用计算机科学相关知识。
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术微机原理与接口技术随着科技的飞速发展，微机原理与接口技术在现代社会中发挥着重要的作用。
微机原理是指微型计算机的基本原理和内部结构，而接口技术则是实现不同设备之间的连接与通信。
本文将从微机原理与接口技术的定义、发展历程以及应用前景等方面探讨微机原理与接口技术的意义与作用。
微机原理是指微型计算机的基本原理和内部结构，它包括硬件和软件两个方面。
硬件方面，微机原理主要涉及微型计算机的中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等组成部分。
而软件方面，则主要包括操作系统、编程语言以及应用软件等。
通过这些硬件和软件组成，微机能够进行数据处理、存储和传输等功能，为用户提供便利和效益。
随着计算机技术的发展，微机原理得到了不断的突破与创新。
例如，CPU的性能不断提高，存储器的容量不断增加，同时操作系统的功能也变得更加强大。
这些创新使得微机越来越强大，为各行各业提供了更多的应用场景和解决方案。
而接口技术则是实现不同设备之间的连接与通信。
随着计算机的普及和应用的广泛，设备之间的连接和通信问题变得越来越重要。
接口技术的发展使得不同设备之间可以进行数据传输和共享资源。
常见的接口技术包括串口、并口、USB等。
通过这些接口，用户可以将设备连接到微型计算机上，并进行数据的输入和输出，同时还可以实现资源共享和设备之间的通信。
微机原理与接口技术的发展为各行各业带来了巨大的变革和发展机遇。
在教育领域，微机原理和接口技术的应用使得教学更加直观生动，学生可以通过计算机进行实验和模拟，提高学习效果。
在医疗领域，微机原理和接口技术的应用使得医疗设备更加智能化，提高了医疗效率和质量。
在工业领域，微机原理和接口技术的应用使得生产过程更加自动化和智能化，降低了生产成本和提高了产品质量。
同时，微机原理与接口技术的发展也带来了一些挑战和问题。
例如，随着计算机的普及和应用的广泛，安全性和隐私保护问题变得越来越重要。
如何保护用户的个人信息和商业机密成为了一个亟待解决的问题。
微机原理及接口技术第一章概述
三、微型计算机的分类
按处理器同时处理数据的位数或字长分：
8位机
按其结构分：
16位机
32位机
64位机
PC机、
单片微型机、 单板微型机
1.2
微型计算机组成
现代计算机结构仍然是在冯· 诺依曼提出 的计算机逻辑结构和存储程序概念基础上建 立起来的。
一、微型计算机的硬件结构
微型计算机由微处理器、存储器、输入/输 出接口构成，它们之间由系统总线连接。
地址总线 (AB)
只读存储器 ROM 随机存储器 RAM
I/O接口
I/O设备 数据总线 (DB) 控制总线 (CB)
CPU
1. 微处理器
整个微机的核心是微处理器(up, MPU)，也 称CPU。它包含算术逻辑部件ALU、寄存器组 及控制部件。
ALU ： 算术运算、逻辑运算
寄 存 器：存放操作数、中间结果、地址、标 志等信息 控制部件：整个机器控制中心，包括程序计 数器IP、指令寄存器IR、指令译 码器ID、控制信息产生电路。
外部设备
I/O接口电路
存储器 RAM ROM 总线
控制部件
算术逻辑部件
寄存器组
MPU
2. 存储器 微机的存储器分为：主存和辅存 主存(内存)：用于存放当前正在运行的程序和正 待处理数据。(CPU内部cache，主 板上的内存, 造价高，速度快，存 储容量小) 辅存(外存)：存放暂不运行的程序和输入处理的 数据，(主机箱内或主机箱外，造 价低，容量大，可长期保存，但 速度慢)
办公自动化
信息高速公路
仪器仪表
将传感器与计算机集 成于同一芯片上，智能
传感器不仅具有信号检
测、转换功能，同时还 具有记忆、存储、解析、 统计、处理及自诊断、 自校准、自适应等功能。
微机原理及接口技术
微机原理及接口技术一、前言随着信息时代的到来，计算机技术的不断发展，微机技术已经得到了广泛的应用和发展。
微机原理及接口技术作为微机技术的重要基础，对于了解微机的结构和工作原理，以及实现微机与外部设备的通信具有十分重要的意义。
本文将围绕着微机的结构、工作原理以及微机与外部设备的接口技术进行详细的介绍和分析。
二、微机的结构微机是由中央处理器(CPU)、内存(MEM)、输入/输出(I/O)接口电路、总线(BUS)等部分组成的。
CPU是微机的核心部分，它能对数据进行处理、控制微机的运作；内存是储存数据和指令的地方，CPU可以直接对内存进行读取和写入操作；I/O接口电路是微机与外部设备之间进行数据交换的桥梁；总线则是将CPU、内存和I/O接口电路连接在一起，并传递数据和控制信息。
三、微机的工作原理微机的工作过程主要由指令执行和数据存取两个部分组成。
当CPU需要执行下一条指令时，会从内存中读取这条指令，然后进行解析并执行相应的操作。
当CPU需要访问数据时，会从内存中读取数据，并将数据写入内存中。
而CPU与输入/输出设备之间的通信也是通过I/O接口电路完成的。
CPU可以根据需要对内存进行读写操作，这是因为内存与CPU的速度非常接近，对内存的操作是非常快速的。
而CPU与外设之间通过I/O接口电路进行通信，则是因为I/O接口电路需要实现对不同类型的设备接口进行适配，对设备的操作速度也受到限制。
四、微机的接口技术为了实现微机与外部设备的通信，需要通过不同的接口技术来实现对不同类型设备的连接。
常用的接口技术有串行接口(Serial Interface)、并行接口(Parallel Interface)、通用串行总线(USB)、蓝牙接口(Bluetooth Interface)等。
其中，USB接口已经成为目前最为普遍的接口技术之一。
串行接口技术和并行接口技术是早期应用比较广泛的接口技术，它们的主要区别在于对数据的传输方式不同。
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术是计算机处理技术的一门重要课程。
它主要
从计算机结构和功能出发，讨论计算机的系统构成及其实现面向硬件、软件和系统开发的相关技术，并具体详细地介绍计算机的结构，包括
计算机的指令集结构、运算部件、存储器系统、输入输出装置、中央
处理器与通信设备等硬件设备；另外系统软件的功能与介绍，以及计
算机环境的分析、调试和优化。
从一个基本的角度来理解微机原理，它是构成一台计算机系统的
基本原理。
它要求我们知道计算机系统的概念、实现计算机程序的方法、指令结构、通信原理、汇编语言和程序调试等。
要理解微机原理，首先需要掌握微机原理中涉及的相关概念，例如CPU、内存、总线、接口、外设等。
接口技术是一种用于接口计算机硬件部件与控制部件的技术。
可
以说接口技术是介于计算机硬件和软件之间的一种重要的技术。
主要
通过线缆、插座、网络技术、外设进行接口，使计算机的硬件组件和
控制部件能够正常工作。
接口技术是什么？它要求我们掌握什么？它
也涉及到相关的概念，如总线、接口（I/O）、外设等。
接口技术需要开发者具备很强的分析能力，以及丰富的硬件知识和技术，以便在计算机系统中及时对性能和控制做出反应。
总之，微机原理与接口技术是一门非常重要的课程，它针对计算机系统的硬件和软件，深入探讨了微机原理和接口技术，既可以让读者理解微机原理，也可以让读者熟悉系统软件和接口技术，从而可以方便地开发出更好更强大的微机系统。
微机原理及接口技术
微机原理及接口技术1 微机原理微机原理是指利用微型计算机设备，采用半导体技术，来实现信息的输入、处理和输出功能，从而实现各种科学、技术问题的求解的原理。
微机包括的系统是由处理器、主存储器、外设组成的。
处理器是控制微机的核心部件，它包含了微机中的逻辑单元和微程序控制存储器。
逻辑单元由算术逻辑单元、控制单元等组成，主要完成指令的分析、编码和执行等功能。
微程序控制存储器用来存放微程序让处理器根据软件来定义计算机的运行。
主存储器是计算机系统中用来存放程序和数据的内存，为程序/数据执行提供了地址空间。
由于是属于主存储器，这部分内存具有拥有最快的存取时间和最大的存储容量，通常被称为主存储器。
外设的职责是接受外部信息并把处理结果反馈给外部设备，外设一般包括输入输出设备、存储设备和通讯设备。
输入输出设备可以把信息从外界传输至计算机，可以把处理结果从计算机传输至外界，还可以打印输出结果。
存储设备可以保存大量信息供计算机使用，而且在各种计算机应用系统中也是不可缺少的重要组成部分。
通讯设备可以实现在一个计算机系统与另一个计算机系统的信息传输，有助于建立网络系统，使微机系统具有更强大的功能。
2 接口技术接口技术，即微机接口技术，旨在把微机与主机及其他应用系统和设备，连接起来，以实现数据传输以及进行数据处理。
接口技术可以根据应用环境来分类，包括局域网接口，有限状态机接口，广域网接口，多机系统接口，存储器接口，数据采集接口，系统控制台接口，复杂的处理和分析系统接口等。
其中，有限状态机接口是指利用有限状态机把实体机上的软件与系统无缝的集成起来的技术，具备易学、实用的特点，其设计与编程过程易于理解，对运算机技术熟悉的人来做出操作只是小菜一碟。
局域网接口是指网络系统用来支持计算机在局域网系统中进行通信的技术，可以有效的管理网络上的各种设备。
多机系统接口则是实现多台计算机之间通信连接，完成共同操作的接口技术，允许多台计算机共享同一个网络上的资源设备，为大型网络系统提供了可靠的数据传输及控制平台。
微型计算机原理及接口技术
微型计算机原理及接口技术
微型计算机原理及接口技术是指在微型计算机和外部设备之间进行数据交换和通信的技术。
微型计算机原理是指微型计算机的基本工作原理，包括微处理器、存储器、输入输出设备等组成部分的工作原理。
接口技术是指微型计算机与外部设备之间进行数据交换和通信所需要的硬件和软件技术。
在微型计算机中，微处理器是控制微型计算机工作的核心部件。
它负责执行指令、进行数据处理和控制操作。
微处理器通过总线与其他部件进行连接，包括存储器、输入输出设备等。
其中，存储器用于存储程序和数据，输入输出设备用于与外界进行数据交换。
为了实现微型计算机与外部设备之间的数据交换和通信，需要使用接口技术。
接口技术可以分为硬件接口和软件接口两种。
硬件接口是指通过物理接口的方式连接微型计算机和外部设备，例如串口、并口、USB等。
软件接口是指通过编程的方式实
现微型计算机与外部设备之间的数据交换和通信。
接口技术的选择取决于具体的应用场景和外部设备的要求。
不同的外部设备可能需要不同类型的接口进行连接。
例如，打印机通常通过并口或USB接口连接到微型计算机，而鼠标则通
常通过PS/2或USB接口连接。
此外，还可以通过网络接口实
现微型计算机之间的数据通信。
总的来说，微型计算机原理及接口技术是实现微型计算机与外
部设备之间数据交换和通信的关键技术。
了解和掌握这些技术对于有效地使用微型计算机和外部设备具有重要意义。
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数据总线DB
控制总线CB
1.2.2 微型计算机的软件系统
操作系统 MS-DOS
汇编程序
文本编辑程序
MASM和LINK
调试程序
DEBUG.EXE
1.3 IBM PC系列机系统
16位IBM PC系列机是32位微机的基础 8088CPU
IBM PC机 IBM PC/XT机 IBM PC/AT机
（1）数—用来直接表征量的多少，它们有大小之分，可进行各种数学 运算。 （2）码—用来指代某个事物或事物的状态属性。计算机对码主要是做 管理、编辑、判断、检索、转换、存储及传输等工作。
1.4.1 计算机中的数
在讨论计算机中的数时，需要说明几个基本概念:
(1)进位计数制---即采用进位的计数方法。采用这种计数方法后人们可以用有限的数 码符号来表示无穷大或无穷小的数。在计算机领域，常用的进位计数制有二进制、十进 制、八进制和十六进制（因本课程不使用八进制数据，故以下从略）。例如，二进制中 有两个数码符号，即0和1,执行逢2进1的运算规则；十进制中有10个数码符号0-9，执行 逢10进1的运算规则；十六进制中有16个数码符号0一9及A一F，执行逢16进1的运算规则。 注意，在十六进制中，数码A表示十进制的10，但决不能记作10，因为1和0是两个十六 进制符号。 (2)基数---某种进位计数制中所包含的数码个数就是该数制的基数（Base），如二进制 的基数为2，N进制的基数为N。基数体现了该数制中进位和借位的原则：当我们在某个 数位上计够一个基数时需要向前进1；反之，从前一位借1可在后一位上当一个完整的基 数来使用。 (3)权—也称权重（Weight），表示进位计数制中各数位的单位值（可形象地理解为每个 数位的单位“重量”）。权可以用基数幂的形式来表示，例如在十进制数1111.11中， 各个“1”具有不同的权重，从左到右分别为：103、102 、101、100、10-1和10-2。还可进 一步推广到N进制数(1111．11）N，从左到右各数位上的权重分别是：N3、N2、 N1、N0, N-1和N-2。
1.4.1 计算机中的数
2.数的定点表示
真值：指符合人们使用习惯的数的原始表示形式。 机器数：指数据在机器中的实际表示形式。 定点数：是指小数点位置默认并固定资产的机器数。 浮点数：是指这样一种数据的表示方法，它的小数点位置表面上被固定，但通过指数 的变化，小数点的实际位置是浮动的，其目的正是通过小数点的浮动来保持它的有效数 字、即精度维持不变，浮点数在机器内部对应着N X2n组织形式，其中N称为尾数，取 二进制定点小数的形式，n称为阶码或指数，取二进制定点整数的形式。
指定选修课
以技术为主 面向应用 软硬件相结合
课程 特点
先修课程
数字逻辑
提供硬件基础
计算机组成原理
确立计算机部件功能 掌握计算机工作原理
先修 课程
学习方法很重要
复习并掌握选修课的有关内容 课堂：听讲与理解、适当笔记 课后：认真读书、完成作业 实验：充分准备、勇于实践 总成绩＝考试成绩 学习 ＋实验成绩＋平时成绩 要求
62线的IBM PC总线
1.3.3 存储空间的分配
000000H 0A0000H 0C0000H 0E0000H 0F0000H 100000H 系统RAM 640KB 显示RAM 128KB
FE0000H
常规内存：1MB 常规内存 扩展ROM 基本RAM区：640KB 1MB 128KB 保留ROM 保留RAM区：128KB 64KB 基本ROM 扩展ROM区：128KB 64KB 扩展RAM 基本ROM区：64KB ≈15MB 扩展内存：用作RAM区 扩展内存
1.4.2 计算机中的码
BCD码 １．BCD码(Binary Coded Decimal)是十进制数的 编码表示法，由于机器中只能用二进制数，所以BCD码是 二进制编码的十进制数，用四位二进制数来表示一位十进 制数。BCD码的种类较多，常用的有8421码、2421码、 余3码和格雷码等。现以8421码为例进行讨论。 ２． 8421码是BCD码中的一种，因组成它的4位二进 制数码的权为8、4、2、1而得名。在这种编码系统中，十 组4位二进制数编码分别代表了0~9十个数码。如下表所 示
1.4.2 计算机中的码
ASCII码
１．ASCII码（American Standard Coded for Information Interchange）是 “美国信息交换标准代码”的简称。ASCII码诞生于1963年，是一种比较完整的字符 编码，已成为国际通用的标准编码，现已广泛用于微型计算机中。 ２．通常，ASCII码由7位二进制数码构成，可为128个字符编码。这128个字符共 分两类：一类是图形字符，共9４个；另一类是控制字符，共3４个。96个图形字符包 括十进制数符10个、大小写英文字母52个和其他字符3２个，这类字符有特定形状，可 以显示在CRT上和打印在纸上，其编码可以存储、传送和处理。3４个控制字符包括回 车符、换行符、退格符、设备控制符和信息分隔符等等，这类字符没有特定形状，其编 码虽然可以存储、传送和起某种控制作用，但字符本身是不能在CRT上显示和打印机上 打印的。 ３．ASCII码的一般形式是以一个字节来表示，它的低7位是ASCII值，最高有效位 用来作为奇偶校验位，用以检测在字符的传送过程中是否发生了错误。
1.4.1 计算机中的数
1.不同数制间的转换
（1）十进制N进制的转换——整数部分不断除以N（基数）取余，直到被除数为 0为止，小数部分不断乘N（基数）取整直到被乘数为0为止。 （2）N进制到十讲制的转换——按权展开。 （3）二进制与十六进制间的转换——二者间有一个简单的对应关系：以小数点 为中心，侧每4位（不足4位时在外侧补0)二进制数对应1位十六进制数，反向 操作时亦然。
1.1.1 微型计算机的发展
第1代：4位和低档8位微机
4004→4040→8008
第2代：中高档8位微机
Z80、I8085、M6800，Apple-II微机
第3代：16位微机
8086→8088→80286，IBM PC系列机
1.1.1 微型计算机的发展（续）
第4代：32位微机
80386→80486→Pentium→Pentium →Pentium III →Pentium 4 32位PC机、Macintosh机、PS/2机
地址总线AB：传送地址信息 数据总线DB ：传送数据信息 控制总线CB ：传送控制信息
总线信号
地址总线AB
输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址 地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围 CPU读操作时，外部数据通过数据总线送往CPU CPU写操作时，CPU数据通过数据总线送往外部 数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数 协调系统中各部件的操作，有输出控制、输入状态等信号 控制总线决定了系统总线的特点，例如功能、适应性等
章节目录（续） 计划学时
第8章 中断控制接口 第9章 定时计数控制接口 第10章 DMA控制接口 第11章 并行接口 第12章 串行通信接口 第13章 模拟接口 第14章 32位微型计算机系统 8 4 6 12 6 6 0
课程 内容
专业技术基础课
硬件系列课程之一
计算机组成原理 微机原理及接口技术 计算机体系结构
第1章
第1章 微型计算机系统概述
教学重点
微型计算机的系统组成 计算机中数据的表示
1.1 微型计算机的发展和应用
1946年，世界上出现第一台数字式电子 计算机ENIAC（电子数据和计算器） 发展到以大规模集成电路为主要部件的 第四代，产生了微型计算机 1971年，Intel公司设计了世界上第一 个微处理器芯片Intel4004，开创了一 个全新的计算机时代
3.
系 统 总 微处理器子系统 线 形 存储器 存储器 成
地址总线AB 数据总线DB
控制总线CB
I/O接口
4.
I/O设备和I/O接口 系统总线
I/O设备 图1.1 微型计算机的系统组成
系统总线
总线是指传递信息的一组公用导线 总线是传送信息的公共通道 微机系统采用总线结构连接系统功能部件 总线信号可分成三组
游戏接口 并行打印机接口LPT2 串行通信接口COM2 并行打印机接口LPT1 SDLC通信接口 BSC通信接口 单色显示/打印机适配器 彩色图形适配器CGA 软盘适配器 串行通信接口COM1
DMA控制器1 中断控制器1 定时计数器 并行接口电路 DMA页面寄存器 中断控制器2 DMA控制器2 15 协处理器
I/O 通 道
200－207 278－27F 2F8－2FF 378－37F 380－38F 3A0－3AF 3B0－3BF 3D0－3DF 3F0－3F7 3F8－3FF
1.4 计算机中的数据表示
计算机处理的对象是各种数据，计算机 中的数据均采用二进制形式。 从使用角度来看，计算机中的数据可分 为两大类：
II
第5代：64位微机
Itanium、64位RISC微处理器芯片 微机服务器、工程工作站、图形工作站
1.1.2 微型计算机的应用
将 CPU 以 及 其 他 主 要 部 件 （ 如 用于数值计算、数据处理及信息管理方向 ROM、RAM、I/O接口）都集成在 通用微机，例如：PC微机 一个微处理器芯片中 功能越强越好、使用越方便越好 例如：常用的MCS-51、MCS-96
数据总线 控制总线
8259 中断控制 器
I/O 通 道
ROM-BIOS、主体为RAM 8259A、8253、8237A、8255等
8288 I/O接口控制电路 总线控制器