第1章微机基础知识李朝青单片机原理及接口技术(第3版)PPT课件
合集下载
单片机原理及其接口技术 单片机基础知识PPT课件
每秒只能运行5千次加法运算
1946年情人节，世界上第一台电子计算机诞生
第9页/共79页
ENIAC—Electronic Numerical Integrator
1947年贝尔实验室 发明了晶体管
• 计算机经历了五个时代 • 电子管计算机 • 晶体管计算机 • 集成电路计算机 • 大规模、超大规模集成电路计算机 • 智能计算机
第30页/共79页
2．二进制数 二进制数是计算机内的基本数制，其主要特
点是： (1) 任何二进制数都只由0和1两个数码组成， 其
基数是2。 优点(：2 )运进算借规则位简规单则，是易“用逢电二子进器一件，实借现一运算当。二 ” 。 缺一点般：在不数直的观后，面表用示符同号一B数表值示须这用个较数多是的位二。进 制 数 。
单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机芯片开关输入led显示数码管显示串行模块键盘输入鼠标输入crt或led显示器输出主机内有cpu存储器等部件单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页11111计算机的问世112计算机经历了五个时代113微型计算机结构框图及单片机定义114单片机的发展状况115单片机的特点及应用领域单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页1946年情人节世界上第一台电子计算机诞生重30吨占地170平方米17468个电子管6万个电阻器1万个电容器6千个开关每秒只能运行5千次加法运算耗电174千瓦每15分钟就可能烧掉一支真空管每次一开机整个费城西区的电灯都为之黯然失色11单片机概述111计算机的问世单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页智能计算机eniacelectronicnumericalintegrator1947年贝尔实验室发明了晶体管第一个半导体集成电路1958年112计算机经历了五个时代单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页计算机巨型机微型机通用微机单片机通用单片机专用单片机小型机单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页集成在同一块芯片上单片机113微型计算机结构框图及单片机定义微型计算机由运算器控制器存储器输入设备和输出设备五大部分组成存储器romramio接口io设备输入输出地址总线ab数据总线db控制总线cbcpu运算器控制器单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机是一种把处理器cpu随机存储器ram只读存储器rom多种io口等功能集成到一块芯片上的小而完善的计算机系统
1946年情人节，世界上第一台电子计算机诞生
第9页/共79页
ENIAC—Electronic Numerical Integrator
1947年贝尔实验室 发明了晶体管
• 计算机经历了五个时代 • 电子管计算机 • 晶体管计算机 • 集成电路计算机 • 大规模、超大规模集成电路计算机 • 智能计算机
第30页/共79页
2．二进制数 二进制数是计算机内的基本数制，其主要特
点是： (1) 任何二进制数都只由0和1两个数码组成， 其
基数是2。 优点(：2 )运进算借规则位简规单则，是易“用逢电二子进器一件，实借现一运算当。二 ” 。 缺一点般：在不数直的观后，面表用示符同号一B数表值示须这用个较数多是的位二。进 制 数 。
单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机芯片开关输入led显示数码管显示串行模块键盘输入鼠标输入crt或led显示器输出主机内有cpu存储器等部件单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页11111计算机的问世112计算机经历了五个时代113微型计算机结构框图及单片机定义114单片机的发展状况115单片机的特点及应用领域单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页1946年情人节世界上第一台电子计算机诞生重30吨占地170平方米17468个电子管6万个电阻器1万个电容器6千个开关每秒只能运行5千次加法运算耗电174千瓦每15分钟就可能烧掉一支真空管每次一开机整个费城西区的电灯都为之黯然失色11单片机概述111计算机的问世单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页智能计算机eniacelectronicnumericalintegrator1947年贝尔实验室发明了晶体管第一个半导体集成电路1958年112计算机经历了五个时代单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页计算机巨型机微型机通用微机单片机通用单片机专用单片机小型机单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页集成在同一块芯片上单片机113微型计算机结构框图及单片机定义微型计算机由运算器控制器存储器输入设备和输出设备五大部分组成存储器romramio接口io设备输入输出地址总线ab数据总线db控制总线cbcpu运算器控制器单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机是一种把处理器cpu随机存储器ram只读存储器rom多种io口等功能集成到一块芯片上的小而完善的计算机系统
单片机原理及接口技术 李朝青 第4版
单片机原理及接口技术
3、CPU中的主要寄存器
1）累加器（A） 2）数据寄存器（DR） 3）指令寄存器（IR） 4）指令译码器（ID） 5）程序计数器（PC） 6）地址寄存器（AR）
单片机原理及接口技术
1）累加器（A）
累加器是微处理器中最繁忙的寄存器。 在算术和逻辑运算时，它具有双重功能：
运算前，用于保存一个操作数； 运算后，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。
例如： 两个数（7和9）相加，在相加之前，操作数
9放在累加器中，7放在数据寄存器中，执行两 数相加运算的控制线发出“加”操作信号，ALU 即把两个数相加并把结果（16）存入累加器， 取代累加器前面存放的数9。
单片机原理及接口技术
3）ALU的两个主要的输入来源
输入来源
累加器 数据寄存器
单片机原理及接口技术
设计者：刘艳玲
单片机原理及接口技术
第1章 微机基础知识
1.1 微处理器、微机和单片机的概念 1.2 微机的工作过程 1.3 常用数制和编码 1.4 数据在计算机中的表示 1.5 89C51/S51单片机 1.6 思考题与习题
单片机原理及接口技术
§1.1 微处理器、微机和单片机的概念
§1.1.1 微处理器(机)的组成 §1.1.2 存储器和输入输出接口
单片机原理及接口技术
5）程序计数器（PC）
通常又称为指令地址计数器。 在程序开始执行前，必须将其起始地址，即程序的
第一条指令所在的内存单元地址送到PC。
当执行指令时，CPU将自动修改PC的内容，使之总是保 存将要执行的下一条指令的地址。
由于大多数指令都是按顺序执行的，所以修改的过程 通常是简单的加1操作。
1）运算器的组成
运算器
3、CPU中的主要寄存器
1）累加器（A） 2）数据寄存器（DR） 3）指令寄存器（IR） 4）指令译码器（ID） 5）程序计数器（PC） 6）地址寄存器（AR）
单片机原理及接口技术
1）累加器（A）
累加器是微处理器中最繁忙的寄存器。 在算术和逻辑运算时，它具有双重功能：
运算前，用于保存一个操作数； 运算后，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。
例如： 两个数（7和9）相加，在相加之前，操作数
9放在累加器中，7放在数据寄存器中，执行两 数相加运算的控制线发出“加”操作信号，ALU 即把两个数相加并把结果（16）存入累加器， 取代累加器前面存放的数9。
单片机原理及接口技术
3）ALU的两个主要的输入来源
输入来源
累加器 数据寄存器
单片机原理及接口技术
设计者：刘艳玲
单片机原理及接口技术
第1章 微机基础知识
1.1 微处理器、微机和单片机的概念 1.2 微机的工作过程 1.3 常用数制和编码 1.4 数据在计算机中的表示 1.5 89C51/S51单片机 1.6 思考题与习题
单片机原理及接口技术
§1.1 微处理器、微机和单片机的概念
§1.1.1 微处理器(机)的组成 §1.1.2 存储器和输入输出接口
单片机原理及接口技术
5）程序计数器（PC）
通常又称为指令地址计数器。 在程序开始执行前，必须将其起始地址，即程序的
第一条指令所在的内存单元地址送到PC。
当执行指令时，CPU将自动修改PC的内容，使之总是保 存将要执行的下一条指令的地址。
由于大多数指令都是按顺序执行的，所以修改的过程 通常是简单的加1操作。
1）运算器的组成
运算器
单片机原理及接口技术 第一章ppt课件
单片机程序设计语言可分为三类： ⑴ 机器语言 ⑵ 汇编语言 ⑶ 高级语言
本书介绍的MCS-51型单片机使用汇编语言。
.
§1-3 计算机中数的表示方法及运算
引言:
● 十进制数是人们习惯使用的进制。 ● 计算机只能“识别”二进制数。 ● 为了书写和识读方便，计算机程序需要用十六进制数表示。 ● 十进制数、二进制数、十六进制数之间的关系、相互转换和
.
⒊ 十六进制数
⑴ 有优异的性能价格比。 ⑵ 集成度高，体积小，可靠性好。 ⑶ 控制能力强。 ⑷ 低功耗,低电压,便于生产便携式产品。 ⑸ 易扩展。
.
2、单片机的应用
⑴ 智能化家用电器。 ⑵ 办公自动化设备。
⑶ 商业营销设备。 ⑷ 工业自动化控制。
⑸ 智能化仪表。 ⑺ 汽车电子产品。
⑹ 智能化通信产品。
⑻ 航空航天系统和国防军事、尖端武器等。
.
几种单片机封装形式
.
返回
1.1.2 微型计算机的发展概况
形成两大分支：
1、PC机： PC机系统全力实现海量高速数据处 理，兼顾控制功能。
2、单片机：单片机系统全力满足测控对象的测 控功能，兼顾数据处理能力。
.
单片机与PC机之异同（1）
组成：
CPU(进行运算、控制) RAM(数据存储器) I/O口(串口、并口等) ROM(程序存储器) PC机： 上述部件以芯片形式安装在主板上。 单片机：上述部件被集成到单芯片中。
本章要点： 微型计算机和单片机的发展概况 单片机系统组成概述(CPU、总线、存储器和I/O 口等) 二进制、十进制和十六进制数(数制转换和运算) 计算机中数的表示(原码、反码和补码) 单片机常用编码(BCD码、ASCII码)
.
本书介绍的MCS-51型单片机使用汇编语言。
.
§1-3 计算机中数的表示方法及运算
引言:
● 十进制数是人们习惯使用的进制。 ● 计算机只能“识别”二进制数。 ● 为了书写和识读方便，计算机程序需要用十六进制数表示。 ● 十进制数、二进制数、十六进制数之间的关系、相互转换和
.
⒊ 十六进制数
⑴ 有优异的性能价格比。 ⑵ 集成度高，体积小，可靠性好。 ⑶ 控制能力强。 ⑷ 低功耗,低电压,便于生产便携式产品。 ⑸ 易扩展。
.
2、单片机的应用
⑴ 智能化家用电器。 ⑵ 办公自动化设备。
⑶ 商业营销设备。 ⑷ 工业自动化控制。
⑸ 智能化仪表。 ⑺ 汽车电子产品。
⑹ 智能化通信产品。
⑻ 航空航天系统和国防军事、尖端武器等。
.
几种单片机封装形式
.
返回
1.1.2 微型计算机的发展概况
形成两大分支：
1、PC机： PC机系统全力实现海量高速数据处 理，兼顾控制功能。
2、单片机：单片机系统全力满足测控对象的测 控功能，兼顾数据处理能力。
.
单片机与PC机之异同（1）
组成：
CPU(进行运算、控制) RAM(数据存储器) I/O口(串口、并口等) ROM(程序存储器) PC机： 上述部件以芯片形式安装在主板上。 单片机：上述部件被集成到单芯片中。
本章要点： 微型计算机和单片机的发展概况 单片机系统组成概述(CPU、总线、存储器和I/O 口等) 二进制、十进制和十六进制数(数制转换和运算) 计算机中数的表示(原码、反码和补码) 单片机常用编码(BCD码、ASCII码)
.
《单片机微机原理与接口技术》.ppt
有0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，a，b，c，d，e，f 共十六个基数码
权：……4096，256，,16，1
例：3eH=3×161+14×160=62D=0011,1110B
0
1
2
3
4
5
6
7
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
8
9
A
B
C
D
E
F
1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
－
－
－
－
－
1、有8符0H号数的12编8 码 －0 －127 －128 原码：78位F数H有码符的号最数1高原2位码7表，示可符表号示1，-21072：7～正+数1；2171，2：7共负2数55个数127
反码：－由原码求得－。正数的反码－与原码相同－；负数的反码－除符号位不变
外，其余08位0各H有位符均号由数1变反00码，，或可由表0变示1-01(取27反～)+。127，0共255个数0
陈光东编 华中理工大学出版社
《单片机中级教程-原理与应用》
何立民主编、张俊谟著 北京航空航天大学出版社
《单片机原理与应用》
李晓荃主编、魏立东等著 电子工业出版社
计划学时：
55学时 (其中讲课46学时，实验6学时，习题３学时)
前导课程：
数学、电工电子学、计算机语言类等课程
后续教学环节：
1、《微机原理与接口技术》课程设计 2、机电一体化相关方向的 毕业设计
实践中，本课程教学安排上有二种不同方案，二 者有诸多相通之处，但偏重点完全不同，希望学习过 程及将来参加其它考试时特别予以关注：
权：……4096，256，,16，1
例：3eH=3×161+14×160=62D=0011,1110B
0
1
2
3
4
5
6
7
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
8
9
A
B
C
D
E
F
1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
－
－
－
－
－
1、有8符0H号数的12编8 码 －0 －127 －128 原码：78位F数H有码符的号最数1高原2位码7表，示可符表号示1，-21072：7～正+数1；2171，2：7共负2数55个数127
反码：－由原码求得－。正数的反码－与原码相同－；负数的反码－除符号位不变
外，其余08位0各H有位符均号由数1变反00码，，或可由表0变示1-01(取27反～)+。127，0共255个数0
陈光东编 华中理工大学出版社
《单片机中级教程-原理与应用》
何立民主编、张俊谟著 北京航空航天大学出版社
《单片机原理与应用》
李晓荃主编、魏立东等著 电子工业出版社
计划学时：
55学时 (其中讲课46学时，实验6学时，习题３学时)
前导课程：
数学、电工电子学、计算机语言类等课程
后续教学环节：
1、《微机原理与接口技术》课程设计 2、机电一体化相关方向的 毕业设计
实践中，本课程教学安排上有二种不同方案，二 者有诸多相通之处，但偏重点完全不同，希望学习过 程及将来参加其它考试时特别予以关注：
单片机原理及接口技术(第三版)课件
单片机的模拟输入和输出
模拟输入
单片机可通过模拟输入接口读取 传感器信号、电压或电流等连续 变化的模拟量。
模拟输出
单片机可通过模拟输出接口控制 模拟设备，如音频放大器、电机 驱动器等。
温度传感器
温度传感器是常见的模拟输入设 备，用于测量环境温度。
协议与总线
协议
单片机与外部设备之间的通信通常需要遵循特定的 协议，如SPI、I2C和UART。
2
单片机的发展历程
单片机起源于20世纪70年代，经过几十年的发展，如今已成为电子领域的核心 技术之一。
3
单片机的应用领域
单片机广泛应用于各种领域，包括自动化控制、通信、医疗设备、智能家居等。
单片机的体系结构
核心部件
单片机的核心包括中央处理器 （CPU）、存储器和外设接口。
总线结构
总线是单片机内部各部件之间传 输数据和控制信号的通道。
总线
总线是连接单片机与外部设备的通信线路，如数据 总线、地址总线和控制总线。
单机的存储系统
1
存储器层次结构
单片机的存储器层次结构包括寄存器、缓存、内部存储器和外部存储器，用于存 储程序和数据。
2
存储器类型
常见的存储器类型包括只读存储器（ROM），随机访问存储器（RAM）和闪存。
3
存储器管理
单片机通过存储器管理单元（MMU）来管理和分配存储空间。
单片机的定时/计数功能
定时器
外设接口
单片机的外设接口包括并口、串 口、模拟输入与输出接口，以及 各种专用接口。
单片机的指令系统
指令集
单片机的指令集是其内部固 化的一组指令，用于完成特 定的计算和操作。
指令格式
单片机的指令格式通常包含 操作码、操作数和地址等字 段，用于描述指令的功能和 操作对象。
单片机原理与接口技术(第3版)[李晓林]-第1章
![单片机原理与接口技术(第3版)[李晓林]-第1章](https://img.taocdn.com/s3/m/3e77893452d380eb62946d41.png)
1.3 单片机的应用
1.3.1 单片机应用领域
1.1.4 单片机的重要指标
1.2 单片机的发展历史和 产品类型 1.2.1 单片机的发展历史
2019/2/16
1.3.2 单片机应用举例
1.4 单片机技术相关网站
习题与思考题
3
1.1 单片机的结构组成、特点和指标
微处理器 ---- 把运算器与控制器封装在一小块 芯片上，称该芯片为微处理器，也称为中央处 理器（CPU） 。
Maxim公司的DS89C420系列；Cygnal公司的C8051F系列； Philips公司的80C51、80C552系列； Winbond（台湾华邦）的W78C51、W77C51系列。
2019/2/16
22
1.2.2 单片机的产品类型
非80C51结构的单片机产品
近年来推出的非80C51系列的主要产品有：
2019/2/16
27
1.2.4 其他系列单片机
德州仪器TMS370系列8位机，具有多种存储模式、
多种外围接口模式，适用于复杂的实时控制场合。
德州仪器MSP430系列16位低功耗单片机，特别适用
于三表（电表、水表、燃气表）等超低功耗场合。
Microchip的PIC系列8位单片机，速度快，价格低，
适于用量大、档次低、价格敏感的产品。
Motorola单片机的特点是噪声低、抗干扰能力强，
比较适合于工控领域及恶劣的环境。
2019/2/16
28
1.2.4 其他系列单片机
AVR单片机为高速、低功耗产品。端口有较强的负 载能力，可以直接驱动LED。支持ISP、IAP，I/O 口驱动能力较强。 Epson单片机特点是LCD驱动部分性能较好，低电 压、低功耗。 Scenix单片机特点是双时钟设置，指令运行速度较 快，具有虚拟外设功能，柔性化I/O端口，所有的 I/O端口都可单独编程设定。 Zilog公司的Z8单片机采用多累加器结构，有较强的 中断处理能力。
单片机原理及接口技术 李朝青
第三章1、指令：CPU根据人的意图来执行某种操作的命令指令系统：一台计算机所能执行的全部指令集合机器语言：用二进制编码表示，计算机能直接识别和执行的语言汇编语言：用助记符、符号和数字来表示指令的程序语言高级语言：独立于机器的，在编程时不需要对机器结构及其指令系统有深入了解的通用性语言5、SFR：直接寻址，位寻址，寄存器寻址；片外RAM：寄存器间接寻址6、MOV A，40H ；直接寻址（40H）→AMOV R0，A ；寄存器寻址（A）→R0MOV P1，#0F0H ；立即数寻址0F0→P1MOV @R0,30H ；直接寻址（30H）→（R0）MOV DPTR,#3848H ；立即数寻址3848H→DPTRMOV 40H,38H ；直接寻址（38H）→40HMOV R0,30H ；直接寻址（30H）→R0MOV P0,R0 ；寄存器寻址（R0）→P0MOV 18H，#30H ；立即数寻址30H→18HMOV A，@R0 ；寄存器间接寻址((R0))→AMOV P2，P1 ；直接寻址（P1）→P2最后结果：（R0）=38H，（A）=40H，（P0）=38H，（P1）=（P2）=0F0H，（DPTR）=3848H，（18H）=30H，（30H）=38H，（38H）=40H，（40H）=40H，（48H）=38H注意：→左边是内容，右边是单元7、用直接寻址，位寻址，寄存器寻址8、MOV A,DATA ;直接寻址2字节1周期MOV A,#DATA ;立即数寻址2字节1周期MOV DATA1,DATA2 ;直接寻址3字节2周期MOV 74H,#78H ;立即数寻址3字节2周期如果想查某一指令的机器码，字节数或周期数可查阅书本后面的附录A9、MOV A,@R0 ;((R0))=80H→AMOV @R0,40H ;(40H)=08H→(R0)MOV 40H,A ;(A)=80→40HMOV R0,#35H ;35H→R0最后结果：（R0）=35H （A）=80H，（32H）=08H，（40H）=80H10、用直接寻址，位寻址，寄存器寻址11、只能采用寄存器间接寻址（用MOVX指令）12、低128字节：直接寻址，位寻址，寄存器间接寻址，寄存器寻址（R0~R7）高128字节：直接寻址，位寻址，寄存器寻址13、采用变址寻址（用MOVC指令）14、压缩BCD码在进行加法运算时应逢十进一，而计算机只将其当作十六进制数处理，此时得到的结果不正确。
单片机第三版{李广弟主编}ppt(完全版)
1.单片机概念
单片微机是早期Single Chip Microcomputer的直译， 反映了早期单片微机的形态本质. 将计算机的基本部件CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行 I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及总线等微型化， 使之集成在一块芯片上构成单片机。 按照面向对象、突出控制功能，在片内集成了许多外 围电路及外设接口，突破了传统意义的计算机结构，发展成 microcontroller的体系结构，目前国外已普遍称之为微控制 器MCU（Micro Controller Unit）。 鉴于它完全作嵌入式应 用，故又称为嵌入式微控制器Embedded Microcontroller）。
n 1
i m
例如, 二进制数 1011.01 可表示为 (1011.01)2=1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2
2. 八进制数 当R=8 时, 称为八进制。在八进制中, 有 0、1、2、…、 7 共 8 个不同的数码, 采用“逢八进一”的原则进行计数。 如（503)8可表示为 (503)8=5×82+0×81+3×80
(46.12)8=4×81+6×80+1×8-1+2×8-2=38.156 25
(2D.A4)16=2×161+13×160+10×16-1+4×16-2=45.640 62
2. 十进制数转换成二、八、十六进制数 任意十进制数 N 转换成 R 进制数, 需将整数部分和小 数部分分开, 采用不同方法分别进行转换, 然后用小数点将 这两部分连接起来。 (1) 整数部分: 除基取余法。 分别用基数 R 不断地去除 N 的整数, 直到商为零为止, 每次所得的余数依次排列即为相应进制的数码。最初得到 的为最低有效数字, 最后得到的为最高有效数字。
单片微机是早期Single Chip Microcomputer的直译， 反映了早期单片微机的形态本质. 将计算机的基本部件CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行 I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及总线等微型化， 使之集成在一块芯片上构成单片机。 按照面向对象、突出控制功能，在片内集成了许多外 围电路及外设接口，突破了传统意义的计算机结构，发展成 microcontroller的体系结构，目前国外已普遍称之为微控制 器MCU（Micro Controller Unit）。 鉴于它完全作嵌入式应 用，故又称为嵌入式微控制器Embedded Microcontroller）。
n 1
i m
例如, 二进制数 1011.01 可表示为 (1011.01)2=1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2
2. 八进制数 当R=8 时, 称为八进制。在八进制中, 有 0、1、2、…、 7 共 8 个不同的数码, 采用“逢八进一”的原则进行计数。 如（503)8可表示为 (503)8=5×82+0×81+3×80
(46.12)8=4×81+6×80+1×8-1+2×8-2=38.156 25
(2D.A4)16=2×161+13×160+10×16-1+4×16-2=45.640 62
2. 十进制数转换成二、八、十六进制数 任意十进制数 N 转换成 R 进制数, 需将整数部分和小 数部分分开, 采用不同方法分别进行转换, 然后用小数点将 这两部分连接起来。 (1) 整数部分: 除基取余法。 分别用基数 R 不断地去除 N 的整数, 直到商为零为止, 每次所得的余数依次排列即为相应进制的数码。最初得到 的为最低有效数字, 最后得到的为最高有效数字。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
09.12.2
Back
2）作用
它是发布命令的“决策机构”，即协 调和指挥整个计算机系统的操作。
09.12.2
Back
3）控制器的主要功能
从内存中取出一条指令，并指出下一 条指令在内存中的位置。
对指令进行译码或测试，并产生相应 的操作控制信号，以便启动规定的动作。
指挥并控制CPU、内存和输入/输出设 备之间数据流动的方向。
09.12.2
Back
2）数据寄存器（DR）
数据（缓冲）寄存器（DR）是通过数据总 线（DBUS）向存储器（M）和输入/输出 设备I/O送（写）或取（读）数据的暂存单 元。
09.12.2Back Nhomakorabea3）指令寄存器（IR）
指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指 令。
当执行一条指令时先把它从内存取到数据寄 存器中，然后再传送到指令译码器中。
09.12.2
Back
4）指令译码器（ID）
指令分为操作码和地址码字段，由二进制数字组 成。当执行任何给定的指令，必须对操作码进行 译码，以便确定所要求的操作。
指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器 的输入。
操作码一经译码后，即可向控制器发出具体操作 的特定信号。
09.12.2
Back
5）程序计数器（PC）
地址寄存器用来保存当前CPU所要访问的内存单元 或I/O设备的地址。
因为内存（I/O设备）和CPU之间存在着速度上的 差别，所以必须使用地址寄存器来保存地址信息， 直到内存（I/O设备）读/写操作完成为止。
09.12.2
单片机（Single-Chip Microcomputer）
是将微处理器、一定容量RAM和ROM以及 I/O口、定时器等电路集成在一块芯片上，构 成单片微型计算机。
单片微型计算机
微处理器 RAM ROM I/O口 定时器
09.12.2
Back
§1.1.1 微处理器（机）的组成
1、运算器
2、控制器 3、CPU中的主要寄存器
09.12.2
Back
计算机的模型
微处理单元与存储器及I/O接口组成的计算机模型如 图1-2 所示。
图中只画出CPU主要的寄存器和控制电路，并且假设所有的计数器、寄 存器和总线都是8位宽度。
ALU、计数器、寄存器和控制部分除在微处理器内通过内部总线相互联系以外，还通过外
09.12.2
Back
4）运算器的两个主要功能
（1）执行各种算术运算。 （2）执行各种逻辑运算，并进行逻辑测试。
如零值测试或两个值的比较。
09.12.2
Back
2、控制器
1）、控制器的组成 2）、控制器的作用 3）、控制器的主要功能
09.12.2
Back
1）控制器的组成
控制器的组成
程序计数器 指令寄存器 指令译码器 时序产生器 操作控制器
多媒体演示系统
设计者：刘艳玲
目录
第1章 微机基础知识 第2章 89C51单片机硬件结构和原理 第3章 指令系统 第4章 汇编语言程序设计知识 第5章 中断系统 第6章 定时器及应用 第7章 89C51串行口及串行通信技术 第8章 单片机小系统及扩展 第9章 应用系统配置及接口技术 第10章 系统实用程序
09.12.2
参考资料
Exit
第一章 微机基础知识
§1.1 微处理器、微机和单片机的概念 §1.2 常用数制和编码 §1.3 数据在计算机中的表示 §1.4 89C51单片机 §1.5 思考题与习题
09.12.2
Back
§1.1 微处理器、微机和单片机的概念
§1.1.1 微处理器(机)的组成 §1.1.2 存储器和输入输出接口
部总线和外部的存储器和输入/输出接口电路联系。
外部总线一般分为数据总线、地址总线和控制总线，统称为系统总线。 存储器包括RAM和ROM。
微计算机通过输入/输出接口电路可与各种外围设备联接。
09.12.2
09.12.2
图1-2 一个计算机模型
1、运算器
1）、组成 2）、作用 3）、ALU的两个主要的输入来源 4）、运算器的两个主要功能
举例
09.12.2
Back
例如： 两个数（7和9）相加，在相加之前，操作
数9放在累加器中，7放在数据寄存器中，执 行两数相加运算的控制线发出“加”操作信 号，ALU即把两个数相加并把结果（16）存入 累加器，取代累加器前面存放的数9。
09.12.2
Back
3）ALU的两个主要的输入来源
输入来源
累加器 数据寄存器
通常又称为指令地址计数器。
在程序开始执行前，必须将其起始地址，即程 序的第一条指令所在的内存单元地址送到PC。
当执行指令时，CPU将自动修改PC的内容，使之总是 保存将要执行的下一条指令的地址。
由于大多数指令都是按顺序执行的，所以修改的 过程通常是简单的加1操作。
09.12.2
Back
6）地址寄存器 （AR）
09.12.2
Back
1）运算器的组成
运算器
算术逻辑单元(简称ALU） 累加器 寄存器
09.12.2
Back
2）运算器的作用
是把传送到微处理器的数据进行运算或逻辑 运算。
ALU可对两个操作数进行加、减、与、或、 比较大小等操作，最后将结果存入累加器。
ALU执行不同的运算操作是由不同控制线上 的信息所确定的。
09.12.2
Back
09.12.2
3、CPU中的主要寄存器
1）累加器（A） 2）数据寄存器（DR） 3）指令寄存器（IR） 4）指令译码器（ID） 5）程序计数器（PC） 6）地址寄存器（AR）
Back
1）累加器（A）
累加器是微处理器中最繁忙的寄存器。 在算术和逻辑运算时，它具有双重功能：
运算前，用于保存一个操作数； 运算后，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。
是具有完整运算及控制功能的计算机。
微处理器(CPU)
包括
存储器 接口适配器（输入输出接口电路）
输入/输出（I/O）设备。
如图1-1所示。
图1-1 微机的组成
•微处理器由控制器、运算器和若干个寄存器组成； •Ｉ/Ｏ设备与微处理器的连接需要通过接口适配器(即Ｉ/Ｏ接口)； •存储器是指微机内部的存储器(RAM、ROM和EPROM等芯片)。
09.12.2
Back
1、微处理器 2、微型计算机 3、单片机
概念
09.12.2
微处理器(Microprocessor)
是小型计算机或微型计算机的控制和处理部分。 又称中央处理单元CPU（Central Processing
Unit）。
09.12.2
微型计算机（Microcomputer,简称微机 MC）