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微機原理與接口課件

  • 資源大小：10263 K
  • 上傳時間： 2013-10-17
  • 上傳用戶：lz0324
  • 資源積分：2 下載積分
  • 標      簽： 微機原理 接口

資 源 簡 介

微處理器及微型計算機的發展概況
  第一代微處理器是以Intel公司1971年推出的4004，4040為代表的四位微處理機。
     第二代微處理機（1973年~1977年），典型代表有：Intel 公司的8080、8085；Motorola公司的M6800以及Zlog公司的Z80。
    第三代微處理機 第三代微機是以16位機為代表，基本上是在第二代微機的基礎上發展起來的。其中Intel公司的8088。8086是在8085的基礎發展起來的；M68000是Motorola公司在M6800 的基礎發展起來的；
    第四代微處理機 以Intel公司1984年10月推出的80386CPU和1989年4月推出的80486CPU為代表，
    第五代微處理機的發展更加迅猛，1993年3月被命名為PENTIUM的微處理機面世，98年PENTIUM 2又被推向市場。

INTEL CPU 發展歷史
Intel第一塊CPU 4004,4位主理器,主頻108kHz,運算速度0.06MIPs(Million Instructions Per Second, 每秒百萬條指令),集成晶體管2,300個,10微米制造工藝,最大尋址內存640 bytes,生產曰期1971年11月.

8085,8位主理器,主頻5M,運算速度0.37MIPs,集成晶體管6,500個,3微米制造工藝,最大尋址內存64KB,生產曰期1976年

8086,16位主理器,主頻4.77/8/10MHZ,運算速度0.75MIPs,集成晶體管29,000個,3微米制造工藝,最大尋址內存1MB,生產曰期1978年6月.

80486DX,DX2,DX4,32位主理器,主頻25/33/50/66/75/100MHZ,總線頻率33/50/66MHZ,運算速度20~60MIPs,集成晶體管1.2M個,1微米制造工藝,168針PGA,最大尋址內存4GB,緩存8/16/32/64KB,生產曰期1989年4月

Celeron一代, 主頻266/300MHZ(266/300MHz w/o L2 cache, Covington芯心 (Klamath based),300A/333/366/400/433/466/500/533MHz w/128kB L2 cache, Mendocino核心 (Deschutes-based), 總線頻率66MHz,0.25微米制造工藝,生產曰期1998年4月)

Pentium 4 (478針),至今分為三種核心:Willamette核心(主頻1.5G起,FSB400MHZ,0.18微米制造工藝),Northwood核心(主頻1.6G~3.0G,FSB533MHZ,0.13微米制造工藝, 二級緩存512K),Prescott核心(主頻2.8G起,FSB800MHZ,0.09微米制造工藝,1M二級緩存,13條全新指令集SSE3),生產曰期2001年7月.

更大的緩存、更高的頻率、
超級流水線、分支預測、亂序執行
超線程技術

微型計算機組成結構
單片機簡介
單片機即單片機微型計算機，是將計算機主機(CPU、    內存和I/O接口)集成在一小塊硅片上的微型機。

三、計算機編程語言的發展概況
機器語言  機器語言就是0，1碼語言，是計算機唯一能理解并直接執行的語言。
匯編語言  用一些助記符號代替用0，1碼描述的某種機器的指令系統，匯編語言就是在此基礎上完善起來的。
高級語言  BASIC，PASCAL，C語言等等。用高級語言編寫的程序稱源程序，它們必須通過編譯或解釋，連接等步驟才能被計算機處理。
面向對象語言  C++，Java等編程語言是面向對象的語言。

1.3 微型計算機中信息的表示及運算基礎
（一） 十進制ND
有十個數碼：0～9，逢十進一。
 例 1234.5=1×103 +2×102 +3×101 +4×100 +5×10-1
加權展開式以10稱為基數，各位系數為0～9，10i為權。
 一般表達式：
ND= dn-1×10n-1+dn-2×10n-2 +…+d0×100 +d-1×10-1+…

（二） 二進制NB
兩個數碼：0、1, 逢二進一。
 例 1101.101=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-3
加權展開式以2為基數，各位系數為0、1， 2i為權。
 一般表達式：
  NB = bn-1×2n-1 + bn-2×2n-2 +…+b0×20 +b-1×2-1+…

（三）十六進制NH
十六個數碼0～9、A～F，逢十六進一。
 例：DFC.8=13×162 +15×161 +12×160 +8×16-1
展開式以十六為基數，各位系數為0～9，A～F，16i為權。
 一般表達式：
 NH= hn-1×16n-1+ hn-2×16n-2+…+ h0×160+ h-1×16-1+…

二、不同進位計數制之間的轉換

（二）二進制與十六進制數之間的轉換
  24=16 ，四位二進制數對應一位十六進制數。
舉例：
（三）十進制數轉換成二、十六進制數
整數、小數分別轉換  
1.整數轉換法
“除基取余”：十進制整數不斷除以轉換進制基數，直至商為0。每除一次取一個余數，從低位排向高位。舉例：


2. 小數轉換法
“乘基取整”：用轉換進制的基數乘以小數部分，直至小數為0或達到轉換精度要求的位數。每乘一次取一次整數，從最高位排到最低位。舉例： 

三、帶符號數的表示方法

機器數：機器中數的表示形式。
真值： 機器數所代表的實際數值。
舉例:一個8位機器數與它的真值對應關系如下：
  真值： X1=+84=+1010100B     X2=-84= -1010100B
  機器數：[X1]機= 01010100    [X2]機= 11010100
(二)原碼、反碼、補碼
最高位為符號位，0表示 “+”，1表示“－”。
 數值位與真值數值位相同。
 例  8位原碼機器數：
  真值：   x1  = +1010100B     x2    =－ 1010100B  
   機器數： [x1]原  = 01010100  [x2]原 = 11010100
原碼表示簡單直觀,但0的表示不唯一，加減運算復雜。

正數的反碼與原碼表示相同。    
  負數反碼符號位為 1，數值位為原碼數值各位取反。
 例 8位反碼機器數：     
     x= +4： [x]原= 00000100 [x]反= 00000100
     x= -4： [x]原= 10000100  [x]反= 11111011
3、補碼（Two’s Complement）
正數的補碼表示與原碼相同。    
  負數補碼等于2n－abs（x）
8位機器數表示的真值
四、 二進制編碼
例：求十進制數876的BCD碼
 876= 1000 0111 0110 BCD
 876= 36CH = 1101101100B
 2、字符編碼    美國標準信息交換碼ASCII碼，用于計算      機與計算機、計算機與外設之間傳遞信息。

3、漢字編碼
“國家標準信息交換用漢字編碼”（GB2312-80標準），簡稱國標碼。
 用兩個七位二進制數編碼表示一個漢字
 例如“巧”字的代碼是39H、41H
漢字內碼
例如“巧”字的代碼是0B9H、0C1H
1·4  運算基礎
一、二進制數的運算
加法規則：“逢2進1”
       減法規則：“借1當2”
       乘法規則：“逢0出0，全1出1”
二、二—十進制數的加、減運算
        BCD數的運算規則 循十進制數的運算規則“逢10進1”。但計算機在進行這種運算時會出現潛在的錯誤。為了解決BCD數的運算問題，采取調整運算結果的措施：即“加六修正”和“減六修正”
例：10001000(BCD)+01101001(BCD)
        =000101010111(BCD)          
  
   1 0 0 0 1 0 0 0
       ＋  0 1 1 0 1 0 0 1
           1 1 1 1 0 0 0 1
       ＋  0 1 1 0 0 1 1 0     ……調整
          1 0 1 0 1 0 1 1 1
                                        進位

 例：
  10001000(BCD)－ 01101001(BCD)= 00011001(BCD)  

                1 0 0 0 1 0 0 0  
         －   0 1 1 0 1 0 0 1
             0 0 0 1 1 1 1 1
         －                    0 1 1 0   ……調整
             0 0 0 1 1 0 0 1 
三、 帶符號二進制數的運算

1.5 幾個重要的數字邏輯電路
編碼器
譯碼器
計數器
微機自動工作的條件
程序指令順序存放
自動跟蹤指令執行
1.6 微機基本結構
微機結構
各部分組成
連接方式
1、以CPU為中心的雙總線結構；2、以內存為中心的雙總線結構；3、單總線結構
CPU結構
管腳特點  1、多功能；2、分時復用
內部結構  1、控制; 2、運算; 3、寄存器; 4、地址
程序計數器
堆棧定義 1、定義；2、管理；3、堆棧形式

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