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= 111110113、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、0C1H1·4 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
上傳時間： 2013-10-17
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具有梯形反電動勢的永磁同步電動機通常被稱為無刷直流電動機，它具有結構簡單、體積小、重量輕、效率高、高功率密度、啟動扭矩大、慣量小和響應快等其它種類直流電機無法比擬的特性。采用電子換向器替代了傳統直流電動機的機械換向裝置，從而克服了電刷和換向器所引起的噪聲、火花、電磁干擾、壽命短等一系列弊病。由于無刷直流電動機既具備交流電動機的結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優點，又具 有直流電動機的運行效率高、無勵磁損耗以及調速性能好等諸多優點，故其在在家用消費類產品（空調、冰箱、洗衣機）和IT周邊產品（打印機、軟驅、硬驅）中得到廣泛的應用。 C8051F單片機是美國Silabs公司推出的一種與51系列單片機內核兼容的單片機，具有高速、高性能、高集成度。以C8051F020為例，具有如下特點： C8051F020片上系統單片機片內資源： 一、模塊外設 (1)逐次逼近型8路12位ADC0 轉換速率最大100ksps 可編程增益放大器PGA 溫度傳感器 (2)8路8位ADC1輸入與P1口復用 轉換速率500ksps 可編程增益放大器PGA (3)兩個12 位DAC (4)兩個模擬電壓比較器 (5)電壓基準內部提供2.43V 外部基準可輸入 (6)精確的VDD監視器 二、高速8051微控制器內核 流水線式指令結構速度可達25MIPS 22個矢量中斷源 三、存儲器 片內4352字節數據RAM 64KBFlash程序存儲器可作非易失性存儲
上傳時間： 2013-12-21
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單片機原理與應用《課程簡介》：單片機已成為電子系統中進行數據采集、信息處理、通信聯絡和實施控制的重要器件。通常利用單片機技術在各種系統、儀器設備或裝置中，形成嵌入式智能系統或子系統。因此，單片機技術是電類專業特別是電子信息類學生必須具備的基本功。本課程以51系列單片機為模型，主要向學生介紹單片機的基本結構、工作原理、指令系統與程序設計、系統擴展與工程應用。作為微機原理與接口技術的后續課程，本課程強調實踐環節，側重系統構成與應用設計。力求通過實踐環節，軟、硬結合，培養初步的單片機開發能力，并使其前導課程講授的基本概念得到綜合與深化。由于課時的限制，綜合性的應用設計安排在后續課程《微機應用系統設計》中進行。 課 程 內 容：第一章 單片微型計算機概述單片機的發展與應用 MCS-51系列單片機簡介第二章 MCS-51系列單片機結構MCS-51單片機基本結構 CPU 時序簡介 存儲器空間結構 片內RAM與SFR時鐘電路與復位電路 并行I/O口與總線擴展第三章 MCS-51單片機指令系統指令系統簡介數據傳送指令 數據處理指令 位處理指令 程序控制指令匯編語言程序設計方法 程序調試的常用方法第四章 SCB-I 單片單板機SCB-I 單片單板機結構簡介 監控系統簡介SCB-I 單片單板機的基本操作 第五章 單片機常用接口電路的軟、硬件設計LED顯示接口電路與應用編程鍵盤接口電路與應用編程計數器/定時器工作原理及其應用編程MCS-51中斷系統及其應用編程8255擴展并行接口及其應用編程串行通信接口及其應用編程A/D與D/A轉換接口及其應用編程*第六章 單片機應用系統設計舉例第七章 單片機開發工具簡介* 加“*”為選講內容教學要求：1、 了解單片機的一般性概念及單片機技術的發展。2、 掌握51系列單片機的基本結構與工作原理。3、 掌握51系列單片機的指令系統與程序設計的基本方法。4、 以單片單板機為樣板，掌握51系列單片機的系統擴展設計。5、 通過實驗，掌握單片機常用接口電路的軟硬件設計及其應用。6、 以上為本課程的基本要求。作為提高要求，對有能力、有興趣的學生，若能較快地完成基本實驗，可在規定課時內安排有一定難度的綜合性實驗，以提高其應用設計的能力。 課時安排和考核方式：1、 講課40學時，實驗20學時，課內外學時比 1:2 ；（實驗從第七周開始，7個基本實驗，選做1個綜合實驗）2、 考核方式平時考查 20實驗考核 40（含實驗過程、實驗驗收與實驗報告）期末筆試 40參考書：《MCS-51單片機應用設計》 張毅剛 等編 哈爾濱工業大學出版社《MCS-51系列單片機原理及應用》 孫涵芳 徐愛卿 編著 北京航空航天大學出版社《單片微機與測控技術》 趙秀菊 等編 東南大學出版社《單片微型機原理、應用與實驗》 張友德 等編 復旦大學出版社 《單片機實驗》 肖璋 雷兆宜 編 暨南大學講義
上傳時間： 2014-01-08
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本章主要介紹51系列單片機系統擴展問題，在本章中要研究較多的硬件方面及硬軟結合方面的問題，本章與第一章關系密切，在學習本章內容之前，要先明確51系列單片機本身的系統資源，可先復習一下前面幾章的有關單片機硬件組成方面的內容。 本章將介紹以下具體內容： 系統擴展的含義、單片機的地址總線和數據總線、常見系統擴展電路舉例。§7.0 前言 1.系統擴展的含義 單片機中雖然已經集成了CPU、I/O口、定時器、中斷系統、存儲器等計算機的基本部件（即系統資源），但是對一些較復雜應用系統來說有時感到以上資源中的一種或幾種不夠用，這就需要在單片機芯片外加相應的芯片、電路，使得有關功能得以擴充，我們稱為系統擴展（即系統資源的擴充）。 2.系統擴展分類----單一功能的擴展 綜合功能的擴展3.系統擴展需要解決的問題---- 單片機與相應芯片的接口電路連接（即地址總線、數據總線、控制總線的連接）與編程。4.單片機的地址總線和數據總線 51系列單片機沒有專用的對外地址總線和數據總線，其P0口和P2口既是通用I/O口，同時P0口還是分時復用的雙向數據總線和低8位地址總線（一般需要加一級鎖存器），而P2口則是高8位地址總線5.常見系統擴展電路（1）單一功能的系統擴展 存儲器的擴展（程序存儲器、數據存儲器、E2PROM ） 外部中斷源的擴展（簡單門電路） 并行口的擴展（8155）（2）綜合功能的擴展 外部RAM、定時器、并行口擴展（8155） 存儲器、并行口、定時器擴展（多芯片）7.1.1 程序存儲器的擴展.程序存儲器的作用----存放程序代碼或常數表格 .擴展時所用芯片----一般用只讀型存儲器芯片（可以是EPROM、E2PROM、 FLASH芯片等）。 .擴展電路連接 ---- 用EPROM 2764擴展程序存儲器。 .存儲器地址分析----究竟單片機輸出什么地址值時，可以指向存儲器中的某一單元。
上傳時間： 2013-10-19
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PCI Express 協議由于其高速串行、系統拓撲簡單等特點被廣泛用于各種領域。Altera公司的Arria II GX FPGA內集成了支持鏈式DMA傳輸功能的PCI Express硬核，適應了PCI Express總線高速度的要求。文中利用Jungo公司的WinDriver軟件實現了鏈式DMA的上層應用設計。首先給出了鏈式DMA實現的基本過程，接著分析了鏈式DMA數據傳輸需要處理的幾個問題，給出了相應的解決辦法和策略。采用這些方法，保證了DAM數據傳輸的正確性，簡化了底層FPGA應用邏輯的設計。
上傳時間： 2013-11-20
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Arria V系列 FPGA芯片基本描述 （1）28nm FPGA，在成本、功耗和性能上達到均衡； （2）包括低功耗6G和10G串行收發器； （3）總功耗比6G Arria II FPGA低40%； （4）豐富的硬核IP模塊，提高了集成度 （5）目前市場上支持10.3125Gbps收發器技術、功耗最低的中端FPGA。
上傳時間： 2013-10-26
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支持40 GbE、100 GbE和Interlaken的高密度硬核MLD/PCS模塊，從而提高系統集成度。 寬帶數據緩沖，提供1,600-Mbps外部存儲器接口。 數據包處理和流量管理功能的高效實現。 更高的系統性能，同時保持功耗和成本預算不變。
上傳時間： 2013-11-23
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針對傳統集成電路（ASIC）功能固定、升級困難等缺點，利用FPGA實現了擴頻通信芯片STEL-2000A的核心功能。使用ISE提供的DDS IP核實現NCO模塊，在下變頻模塊調用了硬核乘法器并引入CIC濾波器進行低通濾波，給出了DQPSK解調的原理和實現方法，推導出一種簡便的引入?仔/4固定相移的實現方法。采用模塊化的設計方法使用VHDL語言編寫出源程序，在Virtex-II Pro 開發板上成功實現了整個系統。測試結果表明該系統正確實現了STEL-2000A的核心功能。 Abstract: To overcome drawbacks of ASIC such as fixed functionality and upgrade difficulty, FPGA was used to realize the core functions of STEL-2000A. This paper used the DDS IP core provided by ISE to realize the NCO module, called hard core multiplier and implemented CIC filter in the down converter, described the principle and implementation detail of the demodulation of DQPSK, and derived a simple method to introduce a fixed phase shift of ?仔/4. The VHDL source code was designed by modularity method , and the complete system was successfully implemented on Virtex-II Pro development board. Test results indicate that this system successfully realize the core function of the STEL-2000A.
上傳時間： 2013-11-06
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提出一種高性能全數字式正弦波逆變電源的設計方案。該方案分為前后兩級，前級采用推挽升壓電路將輸入的直流電升壓到350 V左右的母線電壓，后級采用全橋逆變電路，逆變橋輸出經濾波器濾波后，用隔離變壓器進行電壓采樣，電流互感器進行電流采樣，以形成反饋環節，增加電源輸出的穩定性。升壓級PWM驅動及逆變級SPWM驅動均由STM32單片機產生，減小了硬件開支。基于上述方案試制的400 W樣機，具有輸出短路保護、過流保護及輸入過壓保護、欠壓保護功能，50 Hz輸出時頻率偏差小于0.05 Hz，滿載（400 W）效率高于87%，電壓精度為220 V±1%，THD小于1.5%。
上傳時間： 2013-11-17
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針對飛行模擬器座艙數據采集的復雜性，設計了一種基于以太網分布式的數據采集控制系統，該系統是RCM5700微處理器模塊上的以太網應用。在系統的基礎上具體討論了PoE技術的應用，在傳輸數據的網線上同時提供電流，提出并實現了一種包括輔助電源在內的完整可靠的PoE供電方案。設計采用美國國家半導體的LM5073和LM5576并根據不同的負載情況，進行穩定可靠的電壓轉換，以滿足數據采集電路的要求。實驗結果表明：該設計穩定可靠，滿足低于13 W的采集節點供電要求，提高了模擬器信號采集系統的通用性和標準化程度，避免了以往數據采集節點單獨繁瑣的電源設計。 Abstract: Aiming at the complexity of large avion simulation and controlling，the simulator cabin distribute data collecting and control system was designed. This system is the application of RCM5700 on Ethernet. Based on this system，PoE technique that makes Ethernet can also provide power were expounded with emphasis and included FAUX design the PoE resolution was realized. To achieve the requirement of this system，LM5073 and LM5576 were used to DC-DC switch. From the data of experiment，the design filled the requirement of power-need of node whose power was lower than 13W. The application of the technique can advance the degree of simulation data collections currency and standardization and avoid designing additional power system.
上傳時間： 2013-11-09
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