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1、单片机原理及应用 主讲教师：物科院 冯杰 Email：,省级电工电子实验教学示范中心,课程内容,微型计算机的基础知识 围绕MCS-51系列单片机的原理结构、汇编指令系统、汇编语言程序设计，系统总线扩展技术，单片机定时计数、中断、串口通信，初步掌握单片机系统的设计开发方法及单片机的简单应用。,学习本课程的建议,抓住5个环节：预习、听课、复习、记笔记、 作业 注重两个能力：自学能力、实践能力 注意两个交流：与同学、老师的交流 实现一个转变：专业基础课向专业课学习方法的转变。,1.1微型计算机概述 1.2微型计算机系统模型 1.3单片微型计算机 1.4计算机中数和编码,第一章 微型计算机基础知识,1
2、.1 微型计算机概述,1 计算机的发展史 1946年美国宾夕法尼亚大学为了弹道设计的需要设计了世界上第一台数字电子计算机。 它的运算速度不高，且是一个庞然大物。却是计算机发展历史上的一个里程碑 。 电子计算机发展历程的各个阶段，是以所采用的电子器件的不同来划分的。,计算机发展的五个阶段（基本电子器件）,“微型计算机”： 把以大规模、超大规模集成电路为主要部件的微处理器（CPU）作为核心，配以存储器、输入/输出接口电路及系统总线所制造出的计算机系统。 微型计算机的换代，通常是按其CPU字长（计算机能同时处理的二进制数的位数）和典型的微处理器芯片作为各阶段的标志。,2 微型计算机的发展史,1971
3、年Intel公司为了设计高级袖珍计算器设计了第一台微机Intel4004,1971年，Intel公司推出第一片4位微处理器Intel4004，以其为核心组成了一台高级袖珍计算机。随后出现的Intel4040，是第一片通用的4位微处理器。 1972年，Intel8008，8位，集成度约2000管/片，时钟频率1MHz。,第一代：4位及低档8位微处理器（19711973）,第二代：中档8位微处理器1973年1978年,1、1973-1976年为典型的第二代，以美国Intel公司的8080和Motorola公司的MC6800微处理器为代表。 2、1976-1978年为高档的8位微型计算机和8位单片微
4、型计算机阶段，称之为二代半。高档8位微处理器，以美国ZILOG公司的Z-80和Intel公司的8085为代表，集成度和速度都比典型的第二代提高了一倍以上。此外，MOS公司推出了MOS 6502，它是IBM PC机问世之前世界上最流行的微型计算机Apple2（苹果机）的CPU。,这个阶段也是微型计算机的发展和改进阶段，其间又分为两个阶段 ：,1978年，Intel首次推出16位处理器8086（时钟频率达到48MHz），8086的内部和外部数据总线都是16位，地址总线为20位，可直接访问1MB内存单元。 1979年，Intel又推出8086的姊妹芯片8088（时钟频率达到48MHz），集成度达到2
5、万6万管/片。它与8086不同的是外部数据总线为8位（地址线为20位）。 1982年，Intel推出了80286（时钟频率为10MHz），该芯片仍然为16位结构，但地址总线扩展到24位，可访问16MB内存，其工作频率也较8086提高了许多。,第三代：16位微处理器（19781981）,1985年，Intel又推出了32位处理器80386（时钟频率为20MHZ），该芯片的内外部数据线及地址总线都是32位，可访问4GB内存，并支持分页机制。 1989年推出了80486（时钟频率为3040MHz），集成度达到15万50万管/片（168个脚），甚至上百万管/片，因此被称为超级微型机。,第四代：32位微
6、处理器（19811992）,第五代：64位微处理器（1993 ）,1993年，Intel公司推出了新一代高性能处理器Pentium（奔腾），Pentium的速度比80486快数倍。AMD和Cyrix推出了与Pentium兼容的处理器K5和6x86，获得了少部分的市场份额。 1996年，Intel公司推出了Pentium Pro（高能奔腾）， Pentium Pro的性能有了质的飞跃。 1997年初，Intel发布了Pentium的改进型号Pentium MMX（多能奔腾）。兼容CPU厂商在这段时间也相继推出了多款产品来与Pentium MMX竞争，其中最具代表性的要数AMD的K6。 1997年
7、推出了P。P是对Pentium Pro的改进，因为其核心结构与Pentium Pro类似，但加快了16位指令的执行速度，且支持MMX指令集。 1998年推出了赛扬（Celeron）P的二级缓存以及其它可以省略的东西，从而将价格降了下来。 1999年又推出了开发代号为Coppermine的P，该芯片大大加强CPU在三维图像和浮点运算方面的能力。 2000年3月底，Intel又推出了566MHz和600MHz的赛扬（也叫Coppermine-128kB）。,二、微型计算机系统的三个层次组成,微型计算机系统的三个层次 微处理器(Microprocessor) 微型计算机(Microcomputer) 微型计算机系统(Microcomputer System),三 微型计算机的分类, 1) 按形态分类 2) 按CPU的字长分类 3) 按主机装置分类,按形态分类 单片机、单板机、微机系统,单板机,单片机,系统机,三种应用形态图示,