单片微型计算机原理与应用概述1
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作。
C第P一U章结概构述图
2.2 微型计算机（Microcomputer）— C
定 义：
微型计算机是以微处理器为核心，配以存储器、 输入/输出接口电路和系统总线组成的。 当CPU、存储器、输入/输出接口电路集成在单片 芯片，或组装在一块或多块电路板上，称单片机或 单板机或多板机。
第一章 概述
微型计算机的分类：
提高，发展了32位的总线结构，可执行 多任务、多用户操作。 应 用：办公自动化、网络环境
第一章百度文库概述
第五代：64位机发展阶段
时 间：2002-至今 代表产品：Intel Itanium（安腾） 字 长：64位 特 点：外部数据线64位，32位以上地址总线，
增加了虚拟现实等多媒体能力和通信 上的应用。 应 用：办公自动化、网络服务器
第一章 概述
算术逻辑单元ALU： 指令寄存器IR中的指令， (Arithm累et加ic器LoAgLic：U地nit址) 寄经存过器指A令R译：码器ID 执行算(存术Ac放和cu操逻m作u辑la数等to及r运(由地至)A运算它址存d程用的算d。把通储(译信Ir序于指结ne要过器码号ss计指令果ts寻地。，，r数向的u。R址址产控ce器下地t的总g生制io（一址is单线n相系t条。PeD元，应统Cr要e)）的送的协c是执o：控调，d行e制工r)
格低廉 应 用：面向家电、计算器和二次仪表
第一章 概述
第二代：8位机发展阶段
时 间：1973-1977年 代表产品：Intel 8080/8085、MC 6800、Z800等 字 长：8位 特 点：指令系统比较完善，运算速度提高一个
数量级。寻址能力有所增强 应 用：面向家电、智能仪表、工业控制
第一章 概述
第三代：16位机发展阶段
时 间：1978-1985年 代表产品：Intel 8086/8088、80186、80286
MC 68000、Z 8000 字 长：16位 特 点：指令系统丰富，采用多级中断，多种寻
址方式、配有强大的系统软件 应 用：工业控制
第一章 概述
第四代：32位机发展阶段
时 间：1985-2002 代表产品：Intel 80386、80486、Pentium系列 字 长：32位 特 点：内存容量已达1MB以上，硬盘技术不断
第一章 概述
晶体管
苹果(Apple)计算机
计算机的发展方向：
第五代：非冯诺依曼计算机 第六代：神经计算机
生物计算机 光计算机
第一章 概述
按规模、性能及价格的不同，计算机分为：
巨型机 大型机 中型机 小型机 微型机
第一章 概述
微型计算机的诞生
微型计算机诞生于20世纪70年代 主要特点：体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、价
第一章 概述
微型计算机的发展 微处理器、微型计算机及微型计算机系统 微型计算机的工作过程 计算机中的数与编码
第一章 概述
重点： 微处理器及微型计算机的结构及工作过程，计算 机中数的表示及其运算。
难点： 微型计算机的工作过程及补码的运算等。
第一章 概述
第一章 概述
微型计算机的发展 微处理器、微型计算机及微型计算机系统 微型计算机的工作过程 计算机中的数与编码
第一章 概述
1.1 微型计算机的发展及应用
世界上第1台计算机?
●名称：ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) ●诞生时间：1946年2月15日 ●诞生地：美国宾夕法尼亚大学 ●目的：用于第2次世界大战后期的弹道计算
ENIAC计算机 ●使用18000只电子管 ●占地面积170m2 ●重量30吨 ●耗电量140千瓦
格便宜、使用方便、软件丰富 微型计算机的核心是微处理器（CPU）。 新的微处理器——新一代微型计算机。
第一章 概述
以微处理器为标记，微型计算机 的划分
1971年 第1台微型计算机诞生
年代 1971~1973 1973~1977 1978~1985 1985~2002
2002-至今
CPU(微处理器) Intel 4004 / 8008 Intel 8080 Intel 8086 / 8088 / 80286 Intel 80386 / 80486 Pentium 586 Pentium Ⅱ Pentium Ⅲ Pentium Ⅳ Itanium
PC机
嵌入式微型机
单片机：CPU、存储器、I/O接口 等集成在一块芯片上
单板机：CPU、存储器、I/O接口 等集成在一块电路板上
第一章 概述
第一章 概述
微型计算机的发展 微处理器、微型计算机及微型计算机系统 微型计算机的工作过程 计算机中的数与编码
第一章 概述
2.1 微处理器（Microprocessor）— P (MPU )
✓定 义：微型化的中央处理器，是由一片或几片 大规模集成电路芯片组成的中央处理部件，简称 CPU（Central Processing Unit ）。 ✓基本组成：算术逻辑部件；累加器和通用寄存器 组；程序计数器、指令寄存器和指令译码器；时 序和控制部件等。
电子管
第一章 概述
✓ENIAC是电子管计算机，时钟频率仅有100KHz, 但能在1秒钟的时间内完成5000次加法运算。 ✓与现代的计算机相比，有许多不足，但它的问世 开创了计算机科学技术的新纪元，对人类的生产和 生活方式产生了巨大的影响 。
第一章 概述
按照硬件组成及年代的不同，计算机可分：
第一代（1945-1955）电子管计算机 第二代（1955-1965）晶体管计算机 第三代（1965-1975）集成电路计算机 第四代 (1975年至今) 大规模集成电路计算机 ● 1959年，美国 Texas 公司利用照像 技术把多个晶体管和电路蚀刻在一 块硅片上，这种半导体集合体就是: “集成电路” —— IC (Integrated circuit)
老式电脑 IBM-PC （第一台个 人计算机）
586电脑
Pentium多媒体电脑
第一章掌上概电述脑
笔记本电脑
第一代：4位机发展和8位机萌芽阶段
时 间：1971-1973年 代表产品：Intel 4004和MCS-4微型机
Intel 8008和MCS-8微型机 字 长：4位或8位 特 点：指令系统比较简单，运算功能较差，价
C第P一U章结概构述图
2.2 微型计算机（Microcomputer）— C
定 义：
微型计算机是以微处理器为核心，配以存储器、 输入/输出接口电路和系统总线组成的。 当CPU、存储器、输入/输出接口电路集成在单片 芯片，或组装在一块或多块电路板上，称单片机或 单板机或多板机。
第一章 概述
微型计算机的分类：
提高，发展了32位的总线结构，可执行 多任务、多用户操作。 应 用：办公自动化、网络环境
第一章百度文库概述
第五代：64位机发展阶段
时 间：2002-至今 代表产品：Intel Itanium（安腾） 字 长：64位 特 点：外部数据线64位，32位以上地址总线，
增加了虚拟现实等多媒体能力和通信 上的应用。 应 用：办公自动化、网络服务器
第一章 概述
算术逻辑单元ALU： 指令寄存器IR中的指令， (Arithm累et加ic器LoAgLic：U地nit址) 寄经存过器指A令R译：码器ID 执行算(存术Ac放和cu操逻m作u辑la数等to及r运(由地至)A运算它址存d程用的算d。把通储(译信Ir序于指结ne要过器码号ss计指令果ts寻地。，，r数向的u。R址址产控ce器下地t的总g生制io（一址is单线n相系t条。PeD元，应统Cr要e)）的送的协c是执o：控调，d行e制工r)
格低廉 应 用：面向家电、计算器和二次仪表
第一章 概述
第二代：8位机发展阶段
时 间：1973-1977年 代表产品：Intel 8080/8085、MC 6800、Z800等 字 长：8位 特 点：指令系统比较完善，运算速度提高一个
数量级。寻址能力有所增强 应 用：面向家电、智能仪表、工业控制
第一章 概述
第三代：16位机发展阶段
时 间：1978-1985年 代表产品：Intel 8086/8088、80186、80286
MC 68000、Z 8000 字 长：16位 特 点：指令系统丰富，采用多级中断，多种寻
址方式、配有强大的系统软件 应 用：工业控制
第一章 概述
第四代：32位机发展阶段
时 间：1985-2002 代表产品：Intel 80386、80486、Pentium系列 字 长：32位 特 点：内存容量已达1MB以上，硬盘技术不断
第一章 概述
晶体管
苹果(Apple)计算机
计算机的发展方向：
第五代：非冯诺依曼计算机 第六代：神经计算机
生物计算机 光计算机
第一章 概述
按规模、性能及价格的不同，计算机分为：
巨型机 大型机 中型机 小型机 微型机
第一章 概述
微型计算机的诞生
微型计算机诞生于20世纪70年代 主要特点：体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、价
第一章 概述
微型计算机的发展 微处理器、微型计算机及微型计算机系统 微型计算机的工作过程 计算机中的数与编码
第一章 概述
重点： 微处理器及微型计算机的结构及工作过程，计算 机中数的表示及其运算。
难点： 微型计算机的工作过程及补码的运算等。
第一章 概述
第一章 概述
微型计算机的发展 微处理器、微型计算机及微型计算机系统 微型计算机的工作过程 计算机中的数与编码
第一章 概述
1.1 微型计算机的发展及应用
世界上第1台计算机?
●名称：ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) ●诞生时间：1946年2月15日 ●诞生地：美国宾夕法尼亚大学 ●目的：用于第2次世界大战后期的弹道计算
ENIAC计算机 ●使用18000只电子管 ●占地面积170m2 ●重量30吨 ●耗电量140千瓦
格便宜、使用方便、软件丰富 微型计算机的核心是微处理器（CPU）。 新的微处理器——新一代微型计算机。
第一章 概述
以微处理器为标记，微型计算机 的划分
1971年 第1台微型计算机诞生
年代 1971~1973 1973~1977 1978~1985 1985~2002
2002-至今
CPU(微处理器) Intel 4004 / 8008 Intel 8080 Intel 8086 / 8088 / 80286 Intel 80386 / 80486 Pentium 586 Pentium Ⅱ Pentium Ⅲ Pentium Ⅳ Itanium
PC机
嵌入式微型机
单片机：CPU、存储器、I/O接口 等集成在一块芯片上
单板机：CPU、存储器、I/O接口 等集成在一块电路板上
第一章 概述
第一章 概述
微型计算机的发展 微处理器、微型计算机及微型计算机系统 微型计算机的工作过程 计算机中的数与编码
第一章 概述
2.1 微处理器（Microprocessor）— P (MPU )
✓定 义：微型化的中央处理器，是由一片或几片 大规模集成电路芯片组成的中央处理部件，简称 CPU（Central Processing Unit ）。 ✓基本组成：算术逻辑部件；累加器和通用寄存器 组；程序计数器、指令寄存器和指令译码器；时 序和控制部件等。
电子管
第一章 概述
✓ENIAC是电子管计算机，时钟频率仅有100KHz, 但能在1秒钟的时间内完成5000次加法运算。 ✓与现代的计算机相比，有许多不足，但它的问世 开创了计算机科学技术的新纪元，对人类的生产和 生活方式产生了巨大的影响 。
第一章 概述
按照硬件组成及年代的不同，计算机可分：
第一代（1945-1955）电子管计算机 第二代（1955-1965）晶体管计算机 第三代（1965-1975）集成电路计算机 第四代 (1975年至今) 大规模集成电路计算机 ● 1959年，美国 Texas 公司利用照像 技术把多个晶体管和电路蚀刻在一 块硅片上，这种半导体集合体就是: “集成电路” —— IC (Integrated circuit)
老式电脑 IBM-PC （第一台个 人计算机）
586电脑
Pentium多媒体电脑
第一章掌上概电述脑
笔记本电脑
第一代：4位机发展和8位机萌芽阶段
时 间：1971-1973年 代表产品：Intel 4004和MCS-4微型机
Intel 8008和MCS-8微型机 字 长：4位或8位 特 点：指令系统比较简单，运算功能较差，价