微机系统组成及工作原理
微机原理(杭州电子科技大学【4】8086系统结构[2-3]
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二、系统的复位与启动
【8086CPU时序】
① 复位信号:通过RESET引脚上的触发信号来引起8086系统复位和启
动,RESET至少维持4个时钟周期的高电平。
② 复位操作:当RESET信号变成高电平时,8086/8088CPU结束现行
操作,各个内部寄存器复位成初值。
标志寄存器
清零
指令寄存器 CS寄存器 DS寄存器 SS寄存器 ES寄存器
的比例倍频后得到CPU的主频,即: CPU主频 = 外频 × 倍频系数
⑥ PC机各子系统时钟(存储系统,显示系统,总线等)是由系统频率按 照一定的比例分频得到。
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内频 550MHz Pentium III
倍频系数5.5
L1 Cache
L2 550MHz Cache
处理机总线 100MHz
微机原理与接口技术
第四讲
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第二章 8086系统结构
内容提要
z微型计算机的发展概况 z8086CPU内部结构 z8086CPU引脚及功能 z8086CPU存储器组织 z8086CPU系统配置 z8086CPU时序
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※有关概念介绍
z 主频,外频,倍频系数 z T状态 z 总线周期 z 指令周期 z 时序 z 时序图
总线操作
读存储器操作 (取操作数)
写存储器操作 (将结果存放到内存)
读 I/O 端口操作 (取 I/O 端口中的数)
写 I/O 端口操作 (往 I/O 端口写数)
中断响应操作
总线周期
存储器读周期 存储器写周期 I/O 端口读周期 I/O 端口写周期 中断响应周期
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微机原理知识点总结
微处理器:简称μP或MP(Microprocessor)是指由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器功能的中央处理器部件,又称为微处理机。
微型计算机:简称μC或MC,是指以微处理器为核心,配上存储器、输入/输出接口电路及系统总线所组成的计算机(又称主机或微电脑)。
微型计算机系统(主机+外设+软件配置)(Microcomputer system) 简称μCS或MCS,是指以微型计算机为中心, 以相应的外围设备、电源和辅助电路(统称硬件) 以及指挥微型计算机工作的系统软件所构成的系统。
2.微机系统结构(三种总线结构):数据总线,地址总线,控制总线3.8086cup内部结构由两部分组成:总线接口单元BIU; 执行单元EU.(1).总线接口单元BIU组成:4个16位的段寄存器(CS、DS、ES、SS);1个16位的指令指针寄存器IP;1个20位的地址加法器;1个指令队列(长度为6个字节); I/O控制电路(总线控制逻辑);内部暂存器。
BIU的功能:根据EU的请求负责CPU与内存或I/O端口传送指令或数据。
①BIU从内存取指令送到指令队列②当EU执行指令时,BIU要配合EU从指定的内存单元或I/O端口中读取数据,或者把EU的操作结果送到指定的内存单元或I/O端口去。
(2)执行单元EU 组成:①ALU(算术逻辑单元);②通用寄存器组AX,BX,CX,DX(4个数据寄存器),BP(基址指针寄存器),SP(堆栈指针寄存器), SI(源变址寄存器), DI(目的变址寄存器),③数据暂存寄存④标志寄存器FR ⑤EU控制电路作用:负责执行指令,执行的指令从BIU的指令队列中取得;运算结果和所需数据,则由EU向BIU发出请求,经总线访问内存或I/O端口进行存取。
4.物理地址与逻辑地址有什么区别?答:逻辑地址是指未定位之前在程序中存在的地址,由段地址和偏移地址组成。
物理地址是实际访问存储器时的地址(通过20位地址总线传递)。
微机原理课件第二章 8086系统结构
但指令周期不一定都大于总线周期,如MOV AX,BX
操作都在CPU内部的寄存器,只要内部总线即可完成,不 需要通过系统总线访问存储器和I/O接口。
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• 8086CPU的典型总线时序,充分体现了总 线是严格地按分时复用的原则进行工作的。 即:在一个总线周期内,首先利用总线传 送地址信息,然后再利用同一总线传送数 据信息。这样减少了CPU芯片的引脚和外 部总线的数目。
• 执行部件(EU)
• 功能:负责译码和执行指令。
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• 联系BIU和EU的纽带为流水指令队列
• 队列是一种数据结构,工作方式为先进先出。写入的指令 只能存放在队列尾,读出的指令是队列头存放的指令。
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•BIU和EU的动作协调原则 BIU和EU按以下流水线技术原则协调工作,共同完成所 要求的任务: ①每当8086的指令队列中有空字节,BIU就会自动把下 一条指令取到指令队列中。 ②每当EU准备执行一条指令时,它会从BIU部件的指令 队列前部取出指令的代码,然后译码、执行指令。在执 行指令的过程中,如果必须访问存储器或者I/O端口, 那么EU就会请求BIU,完成访问内存或者I/O端口的操 作; ③当指令队列已满,且EU又没有总线访问请求时,BIU 便进入空闲状态。(BIU等待,总线空操作) ④开机或重启时,指令队列被清空;或在执行转移指令、 调用指令和返回指令时,由于待执行指令的顺序发生了 变化,则指令队列中已经装入的字节被自动消除,BIU会 接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。 (EU等待)
•CF(Carry Flag)—进位标志位,做加法时最高位出现进位或 做减法时最高位出现借位,该位置1,反之为0。
微机原理
第一章ENIAC 的不足:运算速度慢、存储容量小、全部指令没有存放在存储器中、机器操作复杂、稳定性差 。
冯·诺依曼(Johe V on Neumman )提出了“存储程序”的计算机设计方案。
特点是: 1、采用二进制数形式表示数据和计算机指令。
2、指令和数据存储在计算机内部存储器中,能自动依次执行指令。
由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机硬件。
工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”。
一型计算机的分类字长:有4位、8位、16位、32位、64位微型计算机等 工艺:可分成MOS 工艺、双极型TTL 工艺的微处理器 结构类型:有单片机、单板机、位片机、微机系统等 用途:个人计算机、工作站/务器、网络计算机 体积大小:台式机、携机。
二.微型计算机的性能指标介绍位:这是计算机中所表示的最基本、最小的数据单元。
字长:是计算机在交换、加工和存放信息时的最基本的长度。
字节(Byte ):是计算机中通用的基本单元,由8个二进制位组成。
字:是计算机内部进行数据处理的基本单位。
主频:也称时钟频率,是指计算机中时钟脉冲发生器所产生的频率。
访存空间:是该微处理器构成的系统所能访问的存储单元数。
指令数:构成微型计算机的操作命令数。
基本指令执行时间:计算机执行程序所花的时间。
可靠性:指计算机在规定时间和条件下正常工作不发生故障的概率。
兼容性:指计算机硬件设备和软件程序可用于其他多种系统的性能。
性能价格比:是衡量计算机产品优劣的综合性指标。
微型计算机是以微处理器为核心,再配上存储器、接口电路等芯片构成的微型计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成 :1.中央处理单元CPU (Control Processing Unit )是微型计算机的核心部件,是包含有运算器、控制器、寄存器组以及总线接口等部件的一块大规模集成电路芯片,俗称微处理器。
微处理器是微型计算机的核心,它的性能决定了整个微型机的各项关键指标。
微机原理
1.1微型计算机主要包括那几个组成部分?各部分的基本功能是什么?答:微型计算机由CPU,存储器,输入/输出接口及系统总线组成CPU是微型计算机的核心部件,一般具有下列功能:进行算术和逻辑运算,暂存少量数据,对指令译码并执行指令所规定的操作,与存储器和外设进行数据交换,提供整个系统所需要的定时和控制信号,响应其他部件发出的中断请求;总线是计算机系统各功能模块间传递信息的公共通道,一般由总线控制器,总线发送器,总线接收器以及一组导线组成;存储器是用来存储数据,程序的部件;I/O接口在CPU和外设之间起适配作用,是微型计算机的重要组成部件1.2简述CPU执行指令的工作过程答:CPU执行指令的工作过程可以归纳为3个阶段:取指令,分析指令,执行指令执行指令的基本过程:1、开始执行程序时,程序计数器中保存第一条指令的地址,指明当前将要执行的指令存放在存储器的哪个单元2控制器将程序计数器中的地址送至地址寄存器MAR,并发出读命令。
存储器根据此地址取出一条指令,经过数据总线进入指令寄存器IR3指令译码器译码,控制逻辑阵列发出操作命令,执行指令操作码规定的操作。
4、修改程序计数器的内容2.1、8086/8088CPU的功能结构由哪两部分组成?它们的主要功能是什么?答:8086/8088CPU的功能结构由以下两部分组成:总线接口单元BIU(Bus Interface Unit)和执行部件EU(Execution Unit)总线接口单元BIU的主要功能是负责与存储器,I/O端口进行数据传送。
具体讲:取指令,即总线接口部件从内存中取出指令后送到指令队列;预取指令;配合EU执行指令,存取操作数和运算结果。
执行部件EU主要功能是负责指令执行。
2.4、什么是总线周期?8086/8088CPU的基本总线周期由几个时钟周期组成?若CPU主时钟频率为10MHz,则一个时钟周期为多少?一个基本总线周期为多少?答:BIU通过系统总线对存储器或I/O端口进行一次读/写操作的过程成为一个总线周期。
第2章微型计算机系统的组成及工作原理
2.5.6 ISA总线的定义与应用
2. ISA总线的信号线定义 ——98芯插槽,包括地址线、数据线、控制线、时钟和电源线 (1)地址线:SA019和LA1723 (2)数据线:SD015 (3)控制线:AEN、BALE、 IOR 和 IOW、 SMEMR和 SMEMW
MEMR 和 MEMW、 MEM CS16 和 I/O CS16 、SBHE
2.1.2 微机系统的软件配置
系统软件、工具软件、应用软件、用户应用程序
.3 微机系统中的信息流与信息链
1. 微机系统中信息流与信息链的构成 信息流:存储器中的数据、程序代码;接口寄存器中的I/O数据、 状态、I/O命令 信息链:信息流在系统中流动的路径; 包括物理(硬件)环节和逻辑(软件)环节 2. 微机系统中信息流与信息链 ——早期微机系统/现代微机系统中的信息链 3. 研究信息流与信息链的意义 ——通过信息流从整体上认识微机体系结构和组成微机系统的各 部件之间的关系
2.5.7 现代微机总线技术的新特点
3. 总线桥 (1) 总线桥 ——总线转换器和控制器,是两种不同总线间的总线接口 内部包含兼容协议及总线信号和数据缓冲电路;把一条总线映 射到另一条总线上 北桥:连接CPU总线和PCI总线的桥 南桥:连接PCI总线和本地总线(如ISA)的桥 (2) PCI总线芯片组 ——实现总线桥功能的一组大规模集成专用电路 保持主板结构不变前提下,改变这些芯片组的设计,即可适应 不同微处理器的要求 4. 多级总线结构中接口与总线的连接
2.4 I/O设备与I/O设备接口
2.4.1 I/O设备及其接口的作用
1. I/O设备的作用 2. I/O设备接口的作用——连接与转换
2.4.2 I/O设备的类型及设备的逻辑概念
微机系统组成及工作原理
VS
输出设备
是计算机硬件系统的终端设备,用于接收 计算机数据的输出显示、打印、声音、控 制外围设备操作等。也是把各种计算结果 数据或信息以数字、字符、图像、声音等 形式表现出来。常见的输出设备有显示器 、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音 输出系统、磁记录设备等。
总线与接口
总线
是各种功能部件之间传送信息的公共通信干 线,它是由导线组成的传输线束, 按照计 算机所传输的信息种类,计算机的总线可以 划分为数据总线、地址总线和控制总线,分 别用来传输数据、数据地址和控制信号。总 线是一种内部结构,它是cpu、内存、输入、 输出设备传递信息的公用通道,主机的各个 部件通过总线相连接,外部设备通过相应的 接口电路再与总线相连接,从而形成了计算 机硬件系统。
微机系统组成及工作原理
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目 录
• 微机系统概述 • 微机硬件组成 • 微机软件组成 • 微机工作原理 • 典型微机系统举例分析 • 总结回顾与拓展延伸
目 录
• 微机系统概述 • 微机硬件组成 • 微机软件组成 • 微机工作原理 • 典型微机系统举例分析 • 总结回顾与拓展延伸
设备驱动程序
连接和控制系统硬件设备的软件,如显卡驱动 、打印机驱动等。
数据库管理系统
存储、管理和检索数据的软件,如MySQL、 Oracle等。
系统软件
操作系统
管理硬件资源,提供程序运行环境,如 Windows、Linux等。
设备驱动程序
连接和控制系统硬件设备的软件,如显卡驱动 、打印机驱动等。
数据库管理系统
开发工具
辅助程序员进行软件开发和调试 的工具,如集成开发环境(IDE)、
编译器、调试器等。
版本控制工具
计算机组成与工作原理电子教案第1章
的输入/输出设备必须通过输入/输出接口电路与系统总线相连,然后才能通
过系统总线与CPU进行信息交换。接口在系统总线和输入/输出设备之间传 输信息,提供数据缓冲,以满足接口两边的时序要求。具体地说,接口应 具有数据缓冲及转换功能、设备选择和寻址功能、联络功能、解释并执行 CPU命令功能、中断管理功能、错误检测功能等。 微型计算机的输入/输出接口一般使用大规模、超大规模集成电路技术 做成电路板的形式,插在主机板的扩展槽内,常称作适配器,也称作
图1-5 CPU
(二) 内存储器
内存储器简称内存,用来存放CPU运行时需要的程序和数据。内 存分为只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)两类,我们平时
所说的内存一般指RAM,RAM中保存的数据在电源中断后将全部丢失。
由于内存直接与CPU进行数据交换,所以内存的存取速度要求与CPU的 处理速度相匹配。
2.接口的功能
⑴ 控制--接口靠程序的指令信息来控制外围设备的动作,如启动、关闭设备等。
⑵ 缓冲—接口内部设有缓冲寄存器,可实现数据缓冲作用,使主机与外设在工作速度 上达到匹配,避免数据丢失和错乱。
⑶ 状态--接口监视外围设备的工作状态并保存状态信息。状态信息包括数据“准备就 绪”、“忙”、“错误”等等,供CPU询问外围设备时进行分析之用。 ⑷ 转换--接口可以完成任何要求的数据转换,主机与接口间传输的数据是数字信号, 但接口与外设间传输的数据格式却因外设而异,为满足各种外设的要求,接口电 路中必须实现各种数据格式的相互转换。例如:并一串转换、串一并转换、模一 数转换、数一模转换等。 ⑸ 整理--接口可以完成一些特别的功能,例如在需要时可以修改字计数器或当前内存 地址寄存器。 ⑹ 程序中断--每当外围设备向CPU请求某种动作时,接口即发生一个中断请求信号到 CPU。
计算机组成原理和微机原理
计算机组成原理和微机原理计算机组成原理和微机原理是计算机科学与技术领域中非常重要的两门课程,它们涉及到计算机的硬件和软件方面的知识。
本文将详细介绍计算机组成原理和微机原理的概念、内容和重要性。
一、计算机组成原理的概念和内容计算机组成原理是计算机科学与技术领域中的基础课程之一,它主要研究计算机的硬件结构和工作原理。
计算机组成原理涉及到的内容很广泛,主要包括计算机的基本组成、计算机的运行过程、计算机的存储结构、计算机的输入输出系统等方面。
1.计算机的基本组成计算机的基本组成包括中央处理器(CPU)、存储器(memory)和输入输出设备(I/O devices)。
中央处理器是计算机的核心部件,负责执行计算机的指令和处理数据。
存储器用于存放程序和数据,可以分为主存储器(RAM)和辅助存储器(硬盘、光盘等)。
输入输出设备用于与计算机进行交互,如键盘、鼠标、显示器等。
2.计算机的运行过程计算机的运行过程包括指令的周期性执行和数据的处理。
在计算机中,每个指令都是由一系列的操作码(Opcode)和操作数(Operand)组成,其中操作码表示操作的类型,操作数表示操作的具体内容。
指令的周期性执行是通过时钟信号来实现的,时钟信号可以控制计算机的时序和同步。
3.计算机的存储结构计算机的存储结构主要包括主存储器和辅助存储器。
主存储器用于存放正在执行的程序和数据,是计算机运行的关键部件。
主存储器可以按照访问方式分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)等。
辅助存储器用于存放大量的程序和数据,可以分为硬盘、光盘、磁带等。
4.计算机的输入输出系统计算机的输入输出系统是计算机与外部世界进行交互的重要组成部分。
输入设备用于将外部的信息传递给计算机,如键盘、鼠标等;输出设备用于将计算机的结果显示给用户,如显示器、打印机等。
输入输出设备和计算机之间有一个接口(interface),可以通过接口进行数据的传输和控制。
二、微机原理的概念和内容微机原理是计算机科学与技术领域中的重要课程,它主要研究微型计算机的组成和工作原理。
微机原理 1-3系统组成
•分布式操作系统——分布式计算机,MDS、CDCS 目前常用:DOS、Windows、Unix、Linux、Vista
微机原理与接口技术 §1.3 计算机系统组成
第1章 微型计算机基础知识
§1.3.5 软件系统
操作系统* 汇编程序 语言处理程序* 解释程序 数据库系统 编译程序
分类:
软件系统
系统软件
§1.3I/O接口
输入设备:键盘、鼠标,摄像头、扫描仪、触摸屏、MIC等
(指将原始信息,如数据、程序、控制命令等转换为计 算机所能识别的信息,并存入计算机内存的设备。)
输出设备:显示器、打印机、绘图仪等
(将存储在内存中的处理结果或其它信息,以能为 人所接受的或能为其它计算机接受的形式输出。)
编程对象
语句元素
面向机器
由“0”、“1”构成
面向机器
用助记符编程
面向“过程”
用语言按照语法规 则编写,如BASIC
运行条件
机器直接理解运行
需要“解释器”翻 需要“汇编器”翻 译为目标指令,再 译为机器语言才能 由“编译器”翻译 执行 为机器语言
特点
可读性、可记忆性 难学、难记、难读、难改, 易学、易懂,程序 好,效率高、实时 占内存少,速度快 容量大,速度慢 性强 1011 0000 0001 0000 0000 0100 0000 0101 01000100000011000000000 MOV AL,16 ADD AL,4 MOV ADDR6,AL C++语言 ADDR6=16+4
第1章 微型计算机基础知识
§1.3.5 软件系统
分类:
对计算机本身进行操作 和管理,提供给用户操作 环境和软件运行环境。
微型计算机原理及应用知识点总结
微型计算机原理及应⽤知识点总结第⼀章计算机基础知识⼀、微机系统的基本组成1.微型计算机系统由硬件和软件两个部分组成。
(1)硬件:①冯●诺依曼计算机体系结构的五个组成部分:运算器,控制器,存储器,输⼊设备,输⼊设备。
其特点是以运算器为中⼼。
②现代主流的微机是由冯●诺依曼型改进的,以存储器为中⼼。
③冯●诺依曼计算机基本特点:核⼼思想:存储程序;基本部件:五⼤部件;信息存储⽅式:⼆进制;命令⽅式:操作码(功能)+地址码(地址),统称机器指令;⼯作⽅式:按地址顺序⾃动执⾏指令。
(2)软件:系统软件:操作系统、数据库、编译软件应⽤软件:⽂字处理、信息管理(MIS)、控制软件⼆、微型计算机的系统结构⼤部分微机系统总线可分为3类:数据总线DB(Data Bus),地址总线AB(Address Bus),控制总线CB(Control Bus)。
总线特点:连接或扩展⾮常灵活,有更⼤的灵活性和更好的可扩展性。
三、⼯作过程微机的⼯作过程就是程序的执⾏过程,即不断地从存储器中取出指令,然后执⾏指令的过程。
★例:让计算机实现以下任务:计算计算7+10=?程序:mov al,7Add al,10hlt指令的机器码:10110000(OP)0000011100000100(OP)0000101011110100(OP)基本概念:1.微处理器、微型计算机、微型计算机系统2.常⽤的名词术语和⼆进制编码(1)位、字节、字及字长(2)数字编码(3)字符编码(4)汉字编码3.指令、程序和指令系统习题:1.1,1.2,1.3,1.4,1.5第⼆章8086/8088微处理器⼀、8086/8088微处理器8086微处理器的内部结构:从功能上讲,由两个独⽴逻辑单元组成,即执⾏单元EU和总线接⼝单元BIU。
执⾏单元EU包括:4个通⽤寄存器(AX,BX,CX,DX,每个都是16位,⼜可拆位,拆成2个8位)、4个16位指针与变址寄存器(BP,SP,SI,DI)、16位标志寄存器FLAG(6个状态标志和3个控制标志)、16位算术逻辑单元(ALU)、数据暂存寄存器;EU功能:从BIU取指令并执⾏指令;计算偏移量。
微机原理 第2章_8086系统结构
8086 CPU的引脚及其功能
8086 CPU的两种工作模式
最小模式:用于单机系统,系统所需要的控 制信号由8086直接提供,MN/MX=1,CPU 工作于最小模式 最大模式:用于多处理机系统,系统所需的 控制信号由总线控制器8288提供, MN/MX=0,CPU工作于最大模式
8086 CPU在最小模式下的引脚定义 8088与8086的区别
通 用 寄 存 器
AX BX CX DX SP BP SI DI
8086 CPU结构框图
20位地址总线
Σ
数据 总线 16位
ALU数据总线 (16位) 暂存器
队列 总线 (8位)
CS DS SS ES IP 内部寄存器 指令队列
总线 控制 电路 8086 总线
ALU
标志寄存器
EU 控制器
1 3 4 5 6
PSW
存放状态标志、控制标志和系统标 志
PSW格式:
15 11 10
OF DF
9 IF
8
7
6
4 AF
2 PF
0 CF
TF SF ZF
状态标志
状态标志用来记录程序中运行结果的状态信息,它们根据有关指 令的运行结果由CPU自动设置,这些状态信息往往作为后续条件 转移指令的转移控制条件,包括6位: OF:溢出标志,在运算过程中,如操作数超出了机器数的表示范 围,称为溢出,OF=1,否则OF=0 SF:符号标志,记录结果的符号,结果为负SF=1,否则SF=0 ZF:零标志,运算结果为0,ZF=1,否则ZF=0 CF:进位标志,进行加法运算时从最高位产生进位,或减法运算 从最高位产生借位CF=1,否则CF=0 AF:辅助进位标志:本次运算结果,低4位向高4位产生进位或借 位,AF=1,否则AF=0 PF:奇偶标志,用来为机器中传送信息时可能产生的代码出错情 况提供检验条件,当结果操作数中低8位中1的个数为偶数时PF=1, 否则PF=0
第二节微机控制的点火系统的组成与原理
第二节微机控制的点火系统的组成与原理微机控制的点火系是70年代末开始使用无触点点火装置后的又一重大进展,其最大的成功在于实现了点火提前角的自动控制,即可根据发动机的工况对点火提前角进行适时控制。
因而可获得混合气的最佳燃烧,从而能最大限度的改善发动机的高速性能,提高其动力性、经济性,减少排气污染。
而普通的无触点点火系采用机械方式调整点火时刻,因为机械装置本身的局限性,无法保证在各种状况下点火提前角均处于最佳。
此外,由于分电器中的运动部件的磨损,又会导致驱动部件松旷,影响点火提前角的稳定性和均匀性。
全电子点火系则可完全避免此类现象产生。
在微机控制的点火系统中,点火控制包括点火提前角的控制、通电时间控制和爆燃控制等三个方面,并具有以下特点:1)在所有的工况及各种环境条件下,均可自动获得理想的点火提前角,从而使发动机在动力性、经济性、排放性及工作稳定性等方面均处于最佳。
2)在整个工作范围内,均可对点火线圈的导通时间进行控制。
从而使线圈中存储的点火能量保持恒定不变,提高了点火的可靠性,可有效地减少能源消耗,防止线圈过热二此外,该系统可很容易实现在整个工作范围内提供稀薄燃烧所需恒定点火能量的目标。
3)采用闭环控制技术后,可使点火提前角控制在刚好不发生爆燃的状态,以此获得较高的燃烧效率,有利于发动机各种性能的提高。
微机控制的点火系统一般由电源、传感器、电子控制系统(ECU)、点火控制模块、分电器、火花塞等组成,如图5-1所示。
l)电源一般由蓄电池和发电机共同组成,可供给点火系统所需的点火能量。
2)点火线圈能将点火瞬间所需的能量存储在线圈的磁场中,还可将电源提供的低压电转变为足以在电极间产生击穿点火的15 --- 20kV高压电。
3)分电器可根据发动机的工作时序,将点火线圈产生的高压电依次送到各缸火花基。
4)火花塞将具有一定能量的电火花引人气缸,点燃气缸内的混合气。
5)传感器主要用于检测发动机各种运行参数的变化,为ECU提供点火提前角的控制依据。
CH01_1 微机原理 第1章绪论
主要应用: 嵌入式应用。广泛嵌入到 工业、农业、 航 空、航天、军事、通信、能源、交通 IT、 IT、金融、仪器仪 金融、仪器仪 表、保安、医疗、办公设备、娱乐 休闲、健身、体育竞 表、保安、医疗、办公设备、娱乐休闲、健身、体育竞 赛、服务领域等的产品中,已成为现代电子系统中重要的 赛、服务领域等的产品中,已成为现代电子系统中重要的 智能化工具。 学习重要性:单片机已成为电子系统中最普遍的应用手 段,除了单独设课程外,在涉及的许多实践环节,如课程 设计、毕业设计乃至研究生论文课题中,单片机系统都是 最广泛的应用手段之一。近年来,在高校中大力推行的各 种电子设计竞赛中,采用单片机系统解决各类电子技术问 题已成为主要方法之一。 请稍微留心一下我们的周围,看看周围由于应用单片机 请稍微留心一下我们的周围,看看周围由于应用单片机 后发生了什么变化?
掌握微处理器、微型机和单片机的概念及组成; 掌握计算机中常用数制及数制间的转换;(补充内 容) 掌握计算机中常用的编码BCD码和ASCII码;(补 充内容) 掌握数据在计算机中的表示方法,原码、反码及 补码。(补充内容)
第一章 基本内容:
1.1 什么是单片机 1.2 单片机的历史及发展概况 1.3 8位单片机的主要生产厂家和机型 1.4 单片机的发展趋势 1.5 单片机的应用 1.6 MCS-51系列单片机
微处理器 MPU 核心 MicroProcessor Unit
器件
微控制器 MCU MicroController Unit
embedded
微处理器 微型计算机 微型计算机系统
3、微型计算机系统
硬件系统 软件系统
微型计算机 微处理器:运算器、控制器 内存储器 ROM:ROM、PROM、 EPROM、E2PROM、Flash ROM RAM:SRAM、DRAM、iRAM 、NVRAM I/O接口:并行、串行、中断接 口、DMA接口 系统总线:数据、地址、控制总 线(DB、AB、CB) 外围设备 输入/输出设备 A/D 、D/A转换器 开关量输入/输出 终端
电控点火系统组成与工作原理
2、独立点火方式:
一个气缸配一个点火线圈,该点火线圈产生 的高压只送往这一个缸。
一、点火器
1、功用: 根据ECU输入的指令,按点火顺序
控制各个点火线圈工作,同时向ECU 输送点火确认信号IGF。
一、点火器
2、构造: 各种发动机的点火器内部结构不一
样。 有的只有大功率三极管,单纯起开
关作用(奥迪200、日产公司ECCS系 统);
ECU根据各传感信号确定出最佳点 火提前角,并在适 当时刻向点火控制器发出点火信号。
一、微机控制点火系统的组成和工作原理
3、点火控制主要信号: G信号:判缸信号。 Ne信号:曲轴转角信号。 IGT信号:ECU向点火器中功率晶体管 发出的通断
控制信号。 IGF信号:完成点火后,点火器向ECU 输送的点火
同时点火系的高压配电方式有两种: 二极管分配方式、点火线圈分配方式。
1、同时点火方式:
(1)二极管分配方式:
1、同时点火方式:
结构特点: 有两个初级绕组和一个次级绕组(4缸
发动机),次级绕组的两端分别通过高压 二极管及4个火花塞形成回路。
当发动机点火顺序为1-3-4-2时,1缸 和4缸、2缸和3缸分别配对,同时点火。
二、点火线圈
1、功用: 将火花塞跳火所需的能量存储在线
圈的磁场中,并将电源提供的低电压 转变为足以在电极间产生击穿点火的 高电压。
二、点火线圈 2、构造:
高压二极 管的作用:
防止功率 三极管导通时, 因点火线圈磁 通量变化而产 生感生电动势 造成火花塞误 跳火的现 象。
二、点火线圈
3、检查: 拔下点火线圈的连接线,用万用表
在点火过程中,初级电路每通断一次, 点火器都会向ECU反馈一个点火确认信号
微机原理_8088(8086)工作原理
8088/8086寄存器结构 8088/8086寄存器结构
15 AH BH CH DH 8 7 AX AL BX BL CX CL DX DL SP BP DI SI IP FLAGS CS DS ES SS 0 累加器 基址变址 计数 数据 堆栈指针 基址指针 目的变址 源变址 指令指针 标志 代码 数据
AX(Accumulator BX(Base
CX(Count DX(Data
指针寄存器
堆栈指针SP(Stack Pointer): 堆栈指针SP(Stack Pointer):用于实现内存中的堆栈
存储方式(FILO),指示栈顶的偏移地址; ),指示栈顶的偏移地址 存储方式(FILO),指示栈顶的偏移地址;
总线接口部件 (Bus Interface Unit)
执行部件 用来存放计算的中间结果, 用来存放计算的中间结果, (Execution Unit) CPU从寄存器中存取数据比从 CPU从寄存器中存取数据比从
负责指令的译码、 负责指令的译码、 存储器中存取数据要快得多。 存储器中存取数据要快得多。 与微处理器外部总线连接, 与微处理器外部总线连接,负责 执行等。 BIU 执行等。 大量使用寄存器能提高计算机 与存储器、I/O接口进行数据交换 接口进行数据交换, 与存储器、I/O接口进行数据交换, 运行速度, 运行速度,但也提高了成本 存取指令、操作数等。 存取指令、操作数等。
指令指针IP(Instruction Pointer): 指令指针IP(Instruction Pointer):计算机之所以
能自动地一条一条地取出并执行指令,是因为CPU中 能自动地一条一条地取出并执行指令,是因为CPU中 有一个跟踪指令地址的电路,其核心就是指令指针IP, 有一个跟踪指令地址的电路,其核心就是指令指针IP, 它用于指明当前应该调用内存中哪个地址位置的指令 CPU中来运行 中来运行, 到CPU中来运行,从而实现计算机自动运行程序员事 先安排好的软件。 先安排好的软件。
电控点火系统的组成与工作原理
1、同时点火方式:
两个气缸共用一个点火线圈,该点火 线圈的高压电同时送往两缸的火花塞,同 时跳火。
1、同时点火方式:
同时跳火的两缸必须满足如下条件: 当一缸处于压缩行程上止点时,另一缸处于 排气行程上止点。曲轴旋转一圈后,两缸所处的 行程正好相反。 如6缸发动机,第一缸与第六缸、第二缸与 第五缸、第三缸与第四缸共用一个点火线圈,火 花塞串联,同时点火。
同时点火系的高压配电方式有两种: 二极管分配方式、点火线圈分配方式。
1、同时点火方式:
(1)二极管分配方式:
1、同时点火方式:
结构特点:
有两个初级绕组和一个次级绕组(4缸发动 机),次级绕组的两端分别通过高压二极管与4 个火花塞形成回路。
当发动机点火顺序为1-3-4-2时,1缸和4缸、 2缸和3缸分别配对,同时点火。 点火器内部有两个功率三极管,分别控制 点火线圈中的两个初级绕组。
(3)无分电器点火次级高压波形、 图8—19所示为无分电器双缸同时点火系统(一个点火线圈给两个气缸点火) 波形测试。采用示波器的两个通道,以测试做功和排气的点火波形。由于压缩压 力的不同,其中做功的气缸所需要的点火电压较高。
2.点火初级波形 由于点火初级和次级线圈有互感作用,在次级线圈产生高压时还会反馈给初级 电路。点火初级波形如图8—20所示。 点火初级陈列波主要用于检查火花塞、高压线的短路或断路故障,及火花塞 是否污损。当点火次级不易测试时(例如,无火花塞高压线的汽车),就需测试点 火初级波形。 让发动机怠速运转、急加速或路试汽车,使行驶性能或点火不良等故障现象 再现,并确认各缸信号的幅值、频率、形状和脉冲宽度等是否一致。观察各缸点 火击穿峰值电压高度是否相对一致。如果一个缸的点火峰值电压明显比其他缸高 出很多,则说明这个气缸的点火次级线路中电阻过高,如点火高压线开路或阻值 太高;如果一个缸的点火峰值电压比其他缸低,则说明点火高压线短路或火花塞 间隙过小、火花塞破裂或污浊。 点火初级单缸波形的测 试内容、项目和方法与 分电器次级单缸波形完 全相同,只是测试时要 确认一下闭合角是否随 发动机的负荷和转速变 化而改变。
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4004
4004包含2300个晶体管,尺寸规格为3mm×4mm,计 算性能远远超过当年的ENIAC,最初售价为200美元。
8008
1972年4月,霍夫等人开发出 第一个8位微处理器Intel 8008。由于8008采用的是P 沟道MOS微处理器,因此仍 属第一代微处理器。
8080 第二代微处理器
1973年8月,霍夫等人研制出8位微处理器Intel 8080,以N沟道MOS电路取代了P沟道,第二代微 处理器就此诞生。
主频2MHz的8080芯片运算速度比8008快10倍, 可存取64KB存储器,使用了基于6微米技术的6000 个晶体管,处理速度为0.64MIPS。
Intel 8086 第三代微处理器
收获与时间成正比, 花时间越多,收获将越大
第一章 微型计算机系统组成 及工作原理
教学内容
1.微机发展简史、分类 2.微机的运算基础 3.微机系统的硬件结构 4.微机的基本工作原理 5.典型的微型计算机系统
微机的发展简史、分类
发展简史
计算机的发展简史 微机系统的三个层次
微机的发展简史、分类 计算机的发展简史
第四代计算机中 微处理器的发展:Intel 4004
1971年1月,Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位 芯片Intel 4004,标志着第一代微处理器问世,微处理器 和微机时代从此开始。
1971年11月,Intel推出MCS-4微型计算机系统(包括 4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯 片和4004微处理器)
特
(1965—1970)
提高运行速度
出现操作系统、诊断程序等软件
点
超大规模集成 采用半导体存储器 电路计算机 采用图形界面操作系统 (1971—至今) 器件速度更快, 软件、外设更加丰富
世界上第一台电子数字计算机
ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer),由美国宾夕 法尼亚大学于1946年研制成功并投入使用。
1. 根据使用的基本电子器件,计算机经历了四个阶段:
电子管计算机 用机器语言、汇编语言编写程序 (1946—1956) 用于军事和国防尖端技术
晶体管计算机 开始使用高级语言编写程序 (1957—1964) 开始用于工程技术、数据处理和
主
其它科学领域
要
集成电路计算机 采用微程序、流水线等技术,
计算机的发展日新月异
从CPU的发展来看
4004->8008->8086->8088->80186>80286->80386->80486-586>pentium->PII->PIII->P4
从计算机的规模,运算速度上看,
巨型机、大型机、中型机、小型机、 微型机、单片机
我国计算机技术的发展
1953年开始研究,1958年研究出第一台计算机,103型通用计算机 50年来相继研究出了第二代,第三代计算机。 80年代研究出了每秒1亿次的巨型机,银河I,II,其他如曙光天演(清华
BBS,学校高性能计算中心)。1985年6月,中国第一台自行研制的微 机长城0520研制成功,其广告词是:“一台我们自己制造的能够处 理中文的电脑”。 在高性能计算,并行计算上已紧跟国际先进水平,但计算机的核心部 件CPU技术还远远落后。 中科院研究开发的龙芯/GODSON
第一台微型计算机:Altair 8800
1975年4月,MITS发布第一个通用型Altair 8800,售价375 美元,带有1KB存储器。这是世界上第一台微型计算机。
Altair定位在青年电脑迷市场 Paul Allen和Bill Gates在三周内为Altair开发出BASIC语言,
MITS成为两个未来富翁的第一个客户
1981-PC元年
早在1980年7月,一个负责“跳棋计划”的13人小组秘密来到佛罗 里达州波克罗顿镇的IBM研究发展中心,开始开发后来被称为IBM PC的产品。一年后的8月12日,IBM公司在纽约宣布第一台IBM PC 诞生,这个开创计算机历史新篇章的时刻。
第一台IBM PC采用了主频为4.77MHz的Intel 8088 操作系统是Microsoft提供的MS-DOS IBM将其命名为“个人电脑(Personal Computer)
学习方法很重要
课堂:听讲与理解、适当笔记(参与、发现) 课后:认真读书、完成作业(独立) 实验:充分准备、勇于实践(分析问题和解决问
题的能力)
收获与时间成正比
本课程理论联系实际非常紧密,内容更新极快。 只能采用解剖麻雀方法,教师在这里只起到抛砖引玉 的作用。 老师:指导者
同学们学习过程中,要花时间去学习、思索、实 践,有机地将本专业的知识结合起来,构成一个实际 系统,解决实际问题。 学生:主体地位
3.软件实验:针对本课程的特点,配合主教材的使用。软件实验 由指令系统与汇编语言程序设计两部分组成。从简单指令入手, 逐步熟悉和掌握汇编语言的编程方法和调试方法。
4.教材具体内容的取舍,我们作了如下安排:淡化汇编语言程序 设计的内容;增加实用性的内容;介绍前沿内容和流行技术; 精选例题和习题。
学习要求
Apple
1976年3月,Steve Wozniak和Steve Jobs开发出微型计 算机Apple I,4月1日愚人节这天,两个Steve成立了Apple 计算机公司。
Apple II是第一个带有彩色图形的个人计算机,售价为1300 美元。Apple II及其系列改进机型风靡一时,这使Apple成 为微型机时学内容
1.教材内容:教材以8086/8088作为主线,讲述8086/8088微 处理器组成原理、体系结构、汇编语言及程序设计技术、接口 技术及应用的有关内容。
2.新技术介绍:同时考虑到学生对计算机知识学习的系统性和完 整性,我们将当前高性能微机系统采用的新技术融合到各相关 章节中进行介绍
1978年6月,Intel推出4.77MHz的8086微处理器,标 志着第三代微处理器问世。它采用16位寄存器、16位数 据总线和29000个3微米技术的晶体管,售价360美元。
Z80微处理器
Zilog公司于1976年开发的Z80微处理器,广泛用于微型 计算机和工业自动控制设备。当时,zilog、Motorola和 Intel在微处理器领域三足鼎立。