智能装置与设计-微处理器基础
零基础也能学懂的PLC编程入门图解
一、PLC的定义与分类PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术，用面向控制过程面向用户的“自然语言”编程，适应工业环境，简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。
PLC是在继电器顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用自动控制装置。
1.PLC的定义可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。
2.PLC的分类PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。
对于PLC，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。
2.1.按结构形式分类根据PLC的结构形式，可将PLC分为整体式和模块式两类。
（1）整体式PLC整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，如图所示。
具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。
小型PLC一般采用这种整体式结构。
整体式PLC由不同I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成，基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等；扩展单元内只有I/O和电源等，而没有CPU。
基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。
整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。
（2）模块式PLC模块式PLC将PLC的各组成部分分别做成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。
模块式PLC 由框架或基板和各种模块组成，模块装在框架或基板的插座上，如图所示。
这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。
微处理器技术基础
计算机RISC
第一章 微处理器技术基础
▲§1.3 计算机编码及总线的概念
1.3.1 带符号数的表示方法 1.3.2 计算机中常用编码 1.3.3 微型计算机系统的三总线
▲§1.4 8086/8088微处理器内部结构
§1.1 微处理器的发展简史
4 计算机辅助系统 计算机辅助系统主要有计算机辅助教学（CAI）、计算机辅助 设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（ CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系统。
5 人工智能 人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行为及其 规律的一门学科，包括智能机器人，模拟人的思维过程，计算 机学习等等。其主要任务是建立智能信息处理理论，进而设计 可以展现某些近似于人类智能行为的计算系统。
以 8086 微处理器组成的微机系统是IBM PC/XT及其兼容 机，虽然市场上已经少见了，但从学习的角度出发，它仍然可 以作为基本例机学习。
§1.2 微处理器有关的技术名词
1.2.1 高速缓冲存储器Cache
目的：为了解决处理器速度快而存储器慢的矛盾，在两 者之间加一级高速缓冲器Cache。
作用：在CPU要从主存中读取一个数据时，它先在Cache 中查找是否有该数据。若有，立即从Cache中读取到CPU， 若没有，从主存中读取这个数据送CPU，同时将包含这个 数据的整个数据块送到Cache。
§1.1 微处理器的发展简史
时钟
微处理器 CPU
存储器RAM
存储器ROM 数据总线（双向） 地址总线（单向）
接口电路
控制总线 接口电路
外存
I/O设备
计算机的基本结构
智能仪表第2章微处理器概论
精简的指令集
专用型微处理器通常采用 精简指令集（RISC），减 少指令数量和复杂性，提 高处理速度。
定制化的硬件设计
专用型微处理器可以根据 应用需求进行定制化的硬 件设计，如增加特定功能 的硬件加速器等。
数字信号处理器（DSP）
1 2 3
高效的数字信号处理
DSP专门用于处理数字信号，具备高速、高精度 的运算能力，适用于音频、视频、通信等领域的 信号处理。
集成度高
嵌入式系统核心芯片通常集成了处 理器、内存、接口等多种功能于一 体，方便开发者构建紧凑、高效的 嵌入式系统。
实时性能强
嵌入式系统核心芯片具备实时性能 强的特点，可以迅速响应外部事件 和中断请求，保证系统的实时性和 稳定性。
03
微处理器性能指标评价方法
时钟频率与指令周期关系
时钟频率
微处理器的时钟频率是指芯片内时钟振荡器的频率，通常以MHz或GHz表示。它决定了 微处理器每秒钟可以执行的时钟周期数。
指令周期
指令周期是指微处理器执行一条指令所需的时间，通常以时钟周期数来衡量。一个指令周 期包括取指、译码、执行和写回等阶段。
关系
时钟频率与指令周期密切相关。更高的时钟频率意味着微处理器每秒钟可以执行更多的时 钟周期，从而可能提高指令执行速度。但是，实际性能还受到其他因素的影响，如指令集 架构、缓存大小和内存带宽等。
时钟电路设计
合理设计微处理器的时钟电路，确保时钟信号的稳定性和准确性，以 满足智能仪表的实时性要求。
复位电路设计
设计可靠的复位电路，确保微处理器在异常情况下能够正常复位并重 新启动。
接口电路设计
根据智能仪表的通信接口需求，设计相应的接口电路，如UART、SPI、 I2C等，并确保接口信号的稳定性和可靠性。
智能控制习题答案
第一章绪论1 •什么是智能、智能系统、智能控制答：“智能”在美国Heritage词典定义为“获取和应用知识的能力”。
“智能系统”指具有一定智能行为的系统，是模拟和执行人类、动物或生物的某些功能的系统。
“智能控制”指在传统的控制理论中引入诸如逻辑、推理和启发式规则等因素，使之具有某种智能性；也是基于认知工程系统和现代计算机的强大功能，对不确定环境中的复杂对象进行的拟人化管理。
2 •智能控制系统有哪几种类型，各自的特点是什么答：智能控制系统的类型：集散控制系统、模糊控制系统、多级递阶控制系统、专家控制系统、人工神经网络控制系统、学习控制系统等。
各自的特点有：集散控制系统：以微处理器为基础，对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统。
该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。
人工神经网络：它是一种模范动物神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的算法数学模型。
这种网络依靠系统的复杂程度，通过调整内部大量节点之间相互连接的尖系，从而达到处理信息的目的。
专家控制系统：是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的经验方法来处理该领域的高水平难题。
可以说是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。
多级递阶控制系统是将组成大系统的各子系统及其控制器按递阶的方式分级排列而形成的层次结构系统。
这种结构的特点是：1 •上、下级是隶属矢系，上级对下级有协调权，它的决策直接影响下级控制器的动作。
2- 信息在上下级间垂直方向传递，向下的信息有优先权。
同级控制器并行工作，也可以有信息交换，但不是命令。
智能仪器原理与设计课后答案
智能仪器原理与设计课后答案【篇一：《智能仪器设计》复习题及答案】>答：智能仪器有以下特点：（1）自动校正零点、满度和切换量程（2）多点快速检测（3）自动修正各类测量误差（4）数字滤波（5）数据处理（6）各种控制规律（7）多种输出形式（8）数据通信（9）自诊断（10）掉电保护。
2、简述智能仪表的设计思想和研制步骤。
答：智能仪表的设计思想是根据仪表的功能要求和技术经济指标，自顶向下（由大到小、由粗到细）地按仪表功能层次把硬件和软件分成若干个模块，分别进行设计和调试，然后把它们连接起来，进行总调。
智能仪表的研制步骤大致上可以分为三个阶段：确定任务、拟定设计方案阶段；硬件、软件研制及仪表结构设计阶段；仪表总调、性能测试阶段。
3、在mcs-51系列单片机中扩展外部存储器用哪几个i/o端口？答：在mcs-51系列单片机中扩展外部存储器用p0和p2口。
4、在8031扩展系统中，片外程序存储器和片外数据存储器共处一个地址空间，为什么不会发生总线冲突？答：因为片外程序存储器和片外数据存储器虽然共处一个地址空间，但它们的控制信号是不同的，其中8031的为片外程序存储器的读选通信号，而和为片外数据存储器的读和写选通信号。
5、mcs-51有哪些中断源？它们各自的中断服务程序入口地址是什么？答：mcs-51有5个中断源，它们分别是外部中断0、定时器0、外部中断1、定时器1和串行口。
它们各自的中断服务程序入口地址见下表。
6、当使用一个定时器时，如何通过软硬件结合的方法来实现较长时间的定时？答：首先用定时器定时一个时间，然后在数据存储器中设置一个计数器，通过计数器对定时器的溢出次数的累计即可实现较长时间的定时。
7、试述模拟量输入通道的结构形式及其使用场合。
答：模拟量输入通道有单通道和多通道之分。
多通道的结构通常又可以分为两种：（1）每个通道有独自的放大器、s/h和a/d，这种形式通常用于高速数据采集系统。
（2）多路通道共享放大器、s/h和a/d，这种形式通常用于对速度要求不高的数据采集系统。
PLC基础知识介绍PPT课件
• PLC输出接口-----路将中央处理单元送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电 信号输出，以驱动电磁阀、接触器、电机等被控设备的执行元件。
第四章 PLC基础知识
基本内容： PLC简介、基本功能、特点、应用范围、工作方式。
重点： 定义、基本功能、工作方式。
难点： 工作方式、扫描时间。
第一节 PLC基础知识 一、 PLC的产生与历史 二、 可编程控制器的定义 三、 PLC的现状及发展趋势 四、PLC的特点 五 、PLC的基本功能 六、 PLC与其他工业控制系统的比较
• 在模型复杂、计算量大且较难、实时性要求较高
的环境中，工业控制机则更能发挥其专长。
第二节 PLC基本原理
• 2.1 PLC内部硬件框图及各部分作用 • 2.2 PLC工作过程特点及主要性能指标 • 2.4 PLC分类
2.1 PLC内部硬件框图及各部分作用
2.1.1 PLC的组成 PLC由四部分组成 ：中央处理单元（CPU板）、输入输出（I/O）部件和电源部件。
• PLC控制只要改变程序并改动少量的接线端子， 然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很
就可适应生产工艺的改变。
快掌握使用 ，便于推广应用。
• 从适应性、可靠性及设计、安装、维护等各方面 • PLC是专为工业现场应用而设计的，具有更高的
进行比较。传统的继电器控制大多数将被PLC所 可靠性。
取代。
智能仪器设计基础考试重点题目打印
1、智能仪器的发展趋势（1）微型化（2）多功能化（3）人工智能化（4）网络化2、智能仪器的分类、组成和特点（1）从发展应用的角度看，智能仪器系统分为微机内嵌和微机扩展两大类。
（2）智能仪器由硬件和软件两大部分组成。
硬件包括微处理器、存储器、输入通道、输出通道、人机接口电路、通信接口电路。
（3）智能仪器的特点○1操作自动化○2具有自测功能○3具有数据分析和处理功能○4具有友好的人机对话功能○5具有可程控操作能力3、什么是智能仪器，其主要特点是什么？智能仪器是计算机技术与测量技术相结合的产物，是含有微型计算机或微处理器的测量仪器。
由于它拥有对数据的储存、运算、逻辑判断和自动化操作等功能，具有一定的智能作用，因而被称为智能仪器。
特点：操作自动化、具有自测功能、具有数据分析和处理功能、具有友好的人机对话功能、具有可程控操作能力、除此之外，智能仪器还能通过自学学会处理更多、更复杂的程序。
4、智能仪器的作用数据采集、数据处理、数据传输。
5、常见的A/D转换器有哪几种类型？其特点是什么？类型（1）并联比较型A/D转换器（2）逐次逼近型A/D转换器（3）双积分型A/D转换器（4）￡-△调制型A/D转换器特点：○1转换速度快，随着转换位数的增加，所需的硬件个数多○2精度、速度、和价格均适中，抗干扰能力差○3精度高、抗干扰性好价格低廉，转换速度较慢○4具有积分式与逐次式的双重优点，以很低的采样分辨率和很高的采样频率将模拟信号数字化6、模拟量输出通道有哪几种基本机构？试说明其特点和使用场合。
（1）单通道结构：只有一路信号输入，常用于频率较高的模拟信号的A/D转换。
（2）多通道结构：○1多通道并行结构：常用于模拟信号频率很高且各路必须同步采样的高转换速率系统，速度快、成本高、体积功耗大○2多通道共享结构：适合对转换要求不高的系统。
通道速度慢，元件开销少7、在设计智能仪器时，选择模拟多路开关要考虑的主要因素是什么？答：（1）通道数量（2）泄漏电流（3）导通电阻（4）开关速度8.传感器的性能指标（1）线性范围，（2）精度，（3）灵敏度，（4）稳定性，（5）频率响应特性9、隔离放大器种类光电耦合隔离放大器、变压器耦合隔离放大器、电容耦合隔离放大器10、A/D转换器的主要技术指标（1）A/D转换器的转换精度（分辨率和量化误差、转换误差）（2）A/D转换器的转换速度（3）满量程输入范围11、A/D转换器的控制方式根据A/D转换器与微处理器的连接方式及智能仪器要求的不同，常有程序查询方式、延时等待方式和中断方式。
微处理器系统设计与应用
微处理器技术的不断进步，推动了电子信息产业 的升级，为各行各业的数字化转型提供了强大的 技术支持。
社会影响
微处理器广泛应用于智能终端、物联网、云计算 等领域，极大地改变了人们的生活方式和社会生 产模式。
对未来微处理器系统设计与应用的展望
更高效能
随着半导体工艺的持续进步，未来微处理器将具备更高的 运算效能和能效比，满足更复杂、更智能的应用需求。
网络通信
物联网设备之间需要进行数据传 输和通信，微处理器需要支持多 种通信协议（如Wi-Fi、蓝牙、 ZigBee等），以便设备能够与互 联网和其他设备进行连接和交互 。
04 微处理器未来发展趋势
微处理器技术发展方向
01
02
03
更高性能
随着技术的进步，微处理 器将具备更高的运算速度 和更低的功耗，以满足不 断增长的计算需求。
微处理器系统性能优化
流水线优化
通过优化流水线的调度和管理 ，可以提高处理速度。
缓存优化
通过合理使用缓存，可以减少 对内存的访问时间，提高处理 速度。
并行计算
通过使用多核处理器或多线程 技术，可以实现并行计算，提 高处理速度。
功耗优化
通过降低功耗和提高能效，可 以延长微处理器的使用寿命和
降低运行成本。
物联网中的微处理器应用
物联网设备
微处理器在物联网设备中发挥着 重要作用，如智能家居设备、智 能穿戴设备、智能农业设备等。 这些设备通过微处理器实现智能 化控制和数据处理，提高了设备 的便利性和功能性。
低成本与低功耗
在物联网设备中，成本和功耗是 重要的考虑因素。低成本和低功 耗的微处理器能够降低设备的生 产成本和维护成本，提高设备的 续航能力。
智能仪器设计要点总结
1、什么是智能仪器？它有什么特点?以微处理器为核心，将计算机技术与测量仪器相结合的仪器.拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能,具有一定的智能作用。
测量范围宽、精度高、稳定性好.智能仪器一般均配有GP—IB（或RS—232C、RS—485）等通信接口，可跟另外的智能仪器组成智能仪器系统。
2、按智能仪器的结构可将智能仪器分为哪两类？微机内嵌（内藏）式微机扩展式3、什么叫做微机内嵌式智能仪器？什么叫做微机扩展式智能仪器？将微机作为核心部件嵌入到智能仪器中，仪器包含一个或多个微机,属于嵌入式系统。
利用微机强大的功能完成信号调理、A/D转换、数字处理、数据存储、显示、打印、通信等各项任务。
将原智能仪器中测量部分配以相应的接口电路制成各种仪器卡，插入到PC机的总线插槽或扩展槽内，而原有智能仪器所需的键盘、显示器以及存储卡等均能借助于PC机资源（也就是利用微机的硬件、软件资源完成数据分析和显示)给使用者的感觉是一个微机系统。
4、什么叫做个人仪器？其组成方式怎样?个人仪器(Personal Computer Instrumen t，PCI)亦称PC仪器，是以个人计算机为基础的仪器，其组成方法是，将原独立式智能仪器中的测量部分制作成仪器卡，插入PC的总线插槽，而原独立式智能仪器所需的键盘、显示器及存储器等均借助于PC的资源。
5、什么是虚拟仪器？它能实现什么功能?虚拟仪器是指在计算机为核心的硬件平台上，由用户定义功能，具有虚拟面板,其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统.虚拟仪器的三大功能为数据采集、数据分析处理、显示结果6、虚拟仪器的三大功能模块分别是什么？计算机、仪器模块和软件7、LabVIEW的基本程序单位是什么？它包括哪几部分？8、什么是网络化仪器?在智能仪器中将TCP/IP协议等作为一种嵌入式应用，使测量过程中的控制指令和测量数据以TCP/IP方式传送，使智能仪器可以接入Internet，构成分布式远程测控系统。
基于ARM微处理器的电力开关柜智能操控装置设计
器 Ａ ９ Ｓ Ｍ７ 。 其 片 内 除 具 有 Ａ Ｍ７内 核 的 Ｔ １ Ａ Ａ３ Ｒ
ＡＲ ７ Ｄ Ｍ Ｔ ＭＩ ， 还 集 成 了 ２ ６ Ｂ ＦａｈＲ 外 ５ Ｋ ｌｓ ＯＭ、
为 满 足配 电 要 求 ，操 控 装 置 需 要 根 据 开 关 柜 接 线
方 案 完 成 如 下 功 能 ： ）能 够 动 态 模 拟 出一 次 系统 １ 图 ； ）根 据 工 作 情 况 实 时 显 示 断 路 器 、手 车 及 接 ２ 地 开 关 位 置 、联 锁 状 态 ； ）动 态 显 示 电压 、 电流 ３ 等 电力参 数 值 ； ）断 路器 手 车 进 出控 制 准确 平 稳 ； ４ ５ ）能 够 进 行 断路 器 分 合 闸、接 地 开 关 分 合 闸 、紧 急 分 闸 、解 锁 操 作 及 柜 内照 明 ； ）能 够 对 柜 内温 ６ 湿 度进 行 自动 调节 ； ） 够进 行就 地 ／ ７能 远程 操控 开
能 化 、集成 化 、网络化 方 向的快 速发 展 ，对 电力 开
关 设备 的操 作 与控制 ，也提 出 了许 多新的 、更高 的
２ 操控装置的设计
２１ 装 置整体 结构 及工 作原 理 ． 根 据 上 述 要 求 ，设 计 了结 构 如 图 １ 示 操 控 所
系统 。
丽磊
露尔 电 流 传 藤 器 — —— —
钟
旭 ，李飞 燕
ＺＨＯ ＮＧ ． ｌ ｅ ． ａ Ｘｕ Ｌ ｉ ｎ Ｆ ｙ
（ 广东技术 师范 学院 电子与信息学 院，广州 ５ ６ ５ １ ６） ０
摘
要 ； 利用 ３ 位Ａ Ｍ微处理器ＡＴ １ ＡＭ７ 及 多功 能电能计量专用芯片ＡＤ ７ ５设 计了一种 电力开 ２ Ｒ ９ Ｓ Ａ３ Ｅ ７８
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RISC与CISC
RISC CISC
精简指令集 复杂指令集
价格
性能
指令集 高级语言支
持 寻址模式
控制单元 寄存器数目
CISC
RISC
由硬件完成部分软件功能，硬件复 杂性增加，芯片成本高
由软件完成部分硬件功能，软件复 杂性增加，芯片成本低
减少代码尺寸，增加指令的执行周 期数
大量的混杂型指令集，有简单快速 的指令，也有复杂的多周期指令， 符合HLL（high level language）
P2口锁存器
EPROM/ROM
ACC
B 寄存器
TMP2
TMP1
堆栈指针
ALU
PCON T2CON
SCON TH0
TNOD TL0
TCON TH0
PSW
RCPL2L SBUF
IE
IP
中断，串行口和定时器逻辑
定时和控 制逻辑
指令 寄存
器
P1口锁存器
P3口锁存器
程序地址 寄存器 0缓冲器
PC增量器
程式序计数器
128B
（SFR）128B
定时/计数器1
RAM
专用寄存器
定时/计数器2
CPU
振荡器
总线控制器 4个8位I/O口 串行通信接口
接晶振
读写
P0 P1 P2 P3
TXD
RXD
口 口 口口
/PSEN
ALE /EA RST
RAM地址 寄存器
RAM
P0口驱动器
P2口驱动器
MCS-51单片机 架构结构框图
P0口锁存器
< 33 MHz
> 500K
8/16bit
20世纪90年代 初期
0.8 - 0.5 m
<100 MHz
>2M
8/16/32bit
20世纪90年代 中后期
0.5 – 0.35 m
<200 MHz
>5M
8/16/32bit
21世纪 初期
0.25 - 0.13 m
< 600 MHz
>22M
8/16/32/64b it
MSP430系列
MSP430是具有工业级16位RISC，功耗极低
MSP430性能
Ultra-low-power consumption
0.1uA RAM retention 0.8uA real-time clock mode 250uA / MIPS active
High-performance analog ideal for precise measurements Including ADCs, DACs, Comparator, Supply voltage supervisor, LCD driver
DPTR
OSC
P1口驱动器
P3口驱动器
MCS96系列
Classic（8x9x） High-speed input/output（8xC196Kx） Event processing（8xC196Nx） Motor control（8xC196Mx） CAN products （82527和87C196x）
Millions of Units
32位浪潮的到来
16,000 14,000 12,000 10,000
8,000 6,000 4,000 2,000
0 2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
MPU MCU (excl. DSP) Cores
200bedded Control Market Shipments by Type
总共约26亿个32位处理器 付运，占总数96亿的27%
Millions of Units
12,000
10,000
8,000
6,000
Total MCU, by Sub-Category
4,000
(excl. DSP)
2,000
0
Source: Semico Research Corp. and SIA/WSTS
使用流水线降低指令的执行周期数， 增加代码尺寸
简单的单周期指令，在汇编指令方 面有相应的CISC微代码指令
硬件完成
软件完成
复杂的寻址模式，支持内存到内存 寻址
简单的寻址模式，仅允许LOAD和 STORE指令存取内存，其它所有的 操作都基于寄存器到寄存器
微码
直接执行
寄存器较少
寄存器较多
哈佛结构
冯-诺伊曼结构
Digital Still Camera
PIC系列单片机
PIC单片机架构特点 PIC单片机的种类 PIC16F87X系列单片机概述
PICmicro 单片机架构特点
RISC指令的单片机 PIC单片机之所以有很高的性能是因为其具备如下特
性:
内部为哈佛结构 指令流水线操作 引入寄存器文档的概念 所有指令为单字节
8-位
程序和 数据
存储器
哈佛结构
12/14/16-位
程序 存储器
8-位 数据 存储器
从同一存储器空间取指令和 取操作数据.
限制了数据流量
从两个独立的存储空间分别 取指令和存取操作数. 数据流量增加 针对程序区和数据区可以设 计不同的数据线宽度
传统的微处理器采用的冯·诺依曼结构将指令和 数据存放在同一存储空间中，统一编址，指令和 数据通过同一总线访问。
自动化学院
微处理器基础知识
微处理器的选取原则 单片机概述 典型单片机系列概述 PIC单片机简介
微处理器选取原则
硬件原则 字长 功耗 存储容量 功能模块配置 开发设备
软件原则 指令系统 开发环境
嵌入式微处理器的发展
制作工艺
主频 晶体管个
数 位数
20世纪80年代 中后期
1 - 0.8 m
哈佛结构则是不同于冯·诺依曼结构的一种并行 体系结构，其主要特点是程序和数据存储在不同 的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两 个相互独立的存储器，每个存储器独立编制、独 立访问。与之相对应的是系统中设置的两条总线 （程序总线和数据总线），从而使数据的吞吐率 提高了一倍。
指令流水线
大部分单片机, 其取指和执行过程是顺序进行的. 指令流水线的引入，允许取指令和执行可以同步进行. 使得指令可以在一个指令周期内执行. 程序分支例外 (如 GOTO, CALL 或直接修改PC)，这需两个指
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
32-Bit + 16-Bit 8-Bit 4-Bit
单片机基本组成
存储器
时钟电路
CPU
中断逻辑
外围 功能模块
典型单片机系列
MCS51、MCS96系列 MSP430系列 PIC系列
MCS51系列
INTO INT1
中断控制
令周期.
Tcy0 Tcy1 Tcy2 Tcy3 Tcy4