计算机基本知识课件.pptx

单片机原理及应用单片机原理及应用穆 兰授课：48学时，实验：8学时课内外学时数比例：1：2.5笔记:基本概念/框架交流:课前教师休息室、课间或另行约定教材和教学参考书胡汉才：单片机原理及其接口技术，清华大学出版社徐维祥：单片微型机原理及应用，大连理工大学出版社何立民：单片机高级教程，北京航空航天出版社其他相关参考资料及习题集提 示课件不给学生，学生上课记笔记成绩组成平时：作业、上课提问、纪律等20考试：70实验：10课堂要求1、上课记笔记，尤其是例题2、讲课时不许喧哗，有问题请举手3、作课堂练习时希望积极参与讨论、提问，第一章 计算机基本知识v计算机中的数和编码v微型计算机的发展和应用v微型计算机的硬件组成vIntel 系列单片机简介v半导体存储器简介1.1 计算机中的数和编码（P1）1.进位计数制1)十进制数(Decimal)2)二进制数(Binary)3)十六进制数(Hex)4)八进制数(Octal)1.1计算机中的数和编码2.计算机中有符号数的表示1)原码：最高位作为符号位，0表示正，1表示负2)反码：正数反码与原码相同；负数最高位不变，其余位取反3)补码：正数补码与原码相同；负数=反码+1。

Y=X1-X2=X1+-X2补X原 X补补1.1 计算机中的数和编码3.计算机中常用的编码1)BCD码（P20）a)压缩BCD码:4位二进制数表示1位十进制数；57的压缩BCD码为：(01010111)BCDb)非压缩BCD码:8位二进制数表示1位十进制数93的非压缩BCD码为：(00001001 0000011)BCD1.1 计算机中的数和编码2)ASCII码（P22）（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）采用7位二进制代来对一个字符进行编码，可表示128个字符ASCII码表特点（P442 附录A）87654321奇偶校验Zone codeDigit codeZone codeASCII code意义000控制字符001010特殊字符011数字100大写字母101110小写字母111如：0=30H A=41Ha=61H1.2 微型计算机的发展和应用1.发展简史 微型计算机是计算机技术和大规模集成电路技术相结合的产物，于1971年问世1.2 微型计算机的发展和应用2.应用领域v科学工程计算v数据处理v实时控制1.3 微型计算机的硬件组成1.常用术语v位(bit)：计算机所能存储和处理的最基本、最小的数据单位，即一个二进制的位。

0或1）v字节(byte)：1 byte=8 bits 1KB(Kilobyte)=210 bytes 1MB(Megabyte)=220 bytes 1GB(Gigabyte)=230 bytesv字(word)：16 bits=2 bytes=1 wordv字长：CPU一次所能处理二进制数的位数若计算机的字长是n位，则该计算机称作n位机1.3 微型计算机的硬件组成2.微处理器MP(Microprocessor):又称中央处理单元CPU(Central Processing Unit)组成：1)算术/逻辑运算单元ALU(Arithmetic/Logic Unit)：进行算术运算和逻辑运算2)控制单元CU(Control Unit)：取指令并译码，按译码结果发相应的控制命令，使计算机各部分按一定的节拍有条不紊地工作1.3 微型计算机的硬件组成3.微型计算机1)CPU2)存储器M(Memory)：存储信息3)I/O接口(Input/Output interface)：由于计算机与外设之间的速度、电平、信息形式、信息格式等不完全一致，它们之间要经过I/O接口电路进行转换匹配所以I/O接口是CPU与外设之间的信息通道。

4)总线(Bus)：传输信息的通道1.3 微型计算机的硬件组成将四种功能制在一块印刷线路板上，称此板为单板机；将四种功能集成于一片集成电路芯片中，称此芯片为单片机1.3 微型计算机的硬件组成4.微型计算机系统（系统机）1)CPU2)内存：容量小，速度快3)外存：容量大，速度慢（如硬盘、U盘、光盘等）4)I/O接口5)必要的外设：键盘、显示器，鼠标等6)必要的软件：系统软件、工具软件等主机1.3 微型计算机的硬件组成5.总线(Bus)计算机常用的三总线：1)数据总线DB(Data Bus)：用于传输数据信息；2)地址总线AB(Address Bus)：用于传输地址信息(地址码)；3)控制总线CB(Control Bus)：用于传输控制信息微型计算机系统组成微型计算机系统硬件软件微型计算机系统硬件组成硬件微型计算机外围设备-微处理器内存储器输入/输出接口电路系统总线RAMROM数据总线（DB）地址总线（AB）控制总线（CB）键盘/显示器、打印机、磁带机、磁盘机、D/A、A/D转换器运算器(AU)控制器(CU)微型计算机系统软件组成软件系统软件程序设计语言工具软件、数据库等监控程序、操作系统汇编程序解释程序编译程序机器语言汇编语言高级语言软硬件之间的相互关系1.硬件是基础，软件依赖于硬件的存在而发生作用。

2.软件是灵魂，是硬件功能的扩充和完善3.硬件和软件相互渗透，相互促进，并可以相互转化1.4 典型单片机性能1.MCS-51列单片机(P36 Tab1-9)Intel公司1980年推出的第二代(高档)8位机类 别851 族8C51 族ROM形式 片 内 掩膜ROM 片 内 EPROM片内无ROM 需外接ROM片内 RAM (字节)程序和数据存储器寻址能力16位 定时器 计数器串行 通信 方式I/O口数目中断源(2个优先级)其 他8751 4KB8031256264K48同步/异步，8/10位可程控258031价格最低，系统扩展灵活8051 4KB80C51 4KB87C51 4KB80C31256264K248同步/异步，8/10位可程控587C51有两级程序保密系统 基 本 型P36 Tab1-9类 别强化型852 族超级型8C52 族 ROM形式 片 内 掩膜ROM 片 内 EPROM片内ROM 需外接ROM片内 RAM （字节）程序和数据存储器寻址能力16位 定时器 计数器串行 通信 方式I/O口数目中断源（两个优先级）8752 8KB8032256264K48同步/异步，8/10位可程控358052 8KB80C252 8KB87C252 4KB80C232256264K348同步/异步，8/10位可程控78044 4KB8744 4KB8344 192264K248HDLC/SDLC6改进型 844 族 其它两级程序保密系统；脉冲宽度调制输出；可编程计数器阵列 I/O 处理机1.4 典型单片机性能2.PIC系列单片机(P37)Microchip公司推出的8位机；率先采用RISC(Reduced Instruction Set Computer)；数据与程序分开传送的双总线结构，速度快。

1.4 典型单片机性能3.AT系列单片机(P38)Atmel公司推出的8位机；EEPROM、Flash技术世界领先；产品分类细1.4 典型单片机性能4.M6805系列单片机(P39)Motorola公司推出的8位机1.4 典型单片机性能5.MCS-96系列(P42)Intel公司1984年推出的16位机类 别片内 ROM形式引脚数 带A/D不带A/D 掩膜 ROM EPROM 无4868486848688094-90 8094BH8397-90 8397BH8795BH8797BH8095-90 8095BH，8095CH8097-90 8097BH，8097CH8394-90 8394BH8396-90 8396BH 8794BH8796BH8395-90 8395BH8096-90 8096BH 839X族 809X族 879X族P43 Tab1-161.5 半导体存储器简介（P169）1.随机存取存储器RAM(Random Access Memory)加电时可随机对存储器进行读/写操作，断电则信息丢失1)静态RAM(Static RAM)：加电使用期间，除非进行改写操作，否则信息不会改变。

2)动态RAM(Dynamic RAM)：加电使用期间，超过一定时间(2ms)，存储的信息自动丢失需配置动态刷新电路保证其正常工作1.5 半导体存储器简介2.只读存储器ROM(Read Only Memory)其内容在使用时不能被改写，但掉电后其中信息不会丢失1)腌膜ROM：由生产厂利用“腌膜”技术将信息固化在存储器芯片中2)可编程ROM(Programable ROM)：用户利用编程器将信息写入芯片，但只能写入一次1.5 半导体存储器简介3)紫外光可擦除PROM(Erasable PROM)：芯片中的信息可用紫外光照射擦除，然后再利用编程器写入信息4)电EPROM(Electrically EPROM):用户可利用片外5V电源对其进行改写1.5 半导体存储器简介3.半导体存储器主要参数1)最大存取时间：存储器从接收到地址码到将数据取出或存入的时间2)存储容量 存储器的最小单位称作存储元，一个元可存储1bit若有n个元可以同时存取，则称此n个元为一个存储单元所以存储容量的表达方式：存储单元数每个单元的存储元数当每个单元的存储元数8时，可简写成B如：2568256B1.5 半导体存储器简介讨论：(a)每个单元的存储元数与DB的关系 若DBn，则每个单元的存储元数n(b)存储单元数与AB的关系 1根AB可提供2个不同的地址码，2根AB可提供4个不同的地址码，3根AB可提供8个不同的地址码所以若ABn，可提供2n个不同的地址码，即可以寻址2n存储单元作 业1.某SRAM芯片有10个地址输入端，1个数据线输入/输出端，试确定该芯片的存储容量。

2.下列容量的存储芯片各需要多少根地址线寻址？若要组成64KB的内存，各需几片？（1）Intel 2716（2K8）（2）Intel 27128（16K8）（3）Zilog 6132（4K8）（4）Intel 2167（16K1）3.一张3.5英寸的软盘容量为1.44MB，它是否能存储1 500 000字节的内容？作业答案1.10241bit2.（1）Intel 2716（2K8）11根，32片（2）Intel 27128（16K8）14根，4片（3）Zilog 6132（4K8）12根，16片（4）Intel 2167（16K1）14根，32片3.一张3.5英寸的软盘容量为1.44MB，它是否能存储1 500 000字节的内容？1.44MB=1.4410241024=1 509 950B，能存储。