微处理器原理与接口技术
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1、微处理器原理与接口技术微处理器原理与接口技术（第（第1-8章）章）课程简介课程简介 掌握微处理器、微机、单片机的基本结构及工作原理掌握微处理器、微机、单片机的基本结构及工作原理 掌握微机、单片机输入输出接口的工作原理掌握微机、单片机输入输出接口的工作原理掌握单片机应用系统硬件及软件设计方法掌握单片机应用系统硬件及软件设计方法课程教学目标课程教学目标SO1SO1课程主要内容：课程主要内容：一、一、8086/8088 CPU及微机系统工作原理及微机系统工作原理8086/8088内部结构、外部引脚、工作方式、总线时序、微机系统组成。内部结构、外部引脚、工作方式、总线时序、微机系统组成。二、微机接口技
2、术二、微机接口技术存储器、并行接口、串行接口、定时存储器、并行接口、串行接口、定时/计数器、中断控制器。计数器、中断控制器。三、三、80C51单片机基本工作原理单片机基本工作原理80C51内部结构、外部引脚、工作时序。内部结构、外部引脚、工作时序。四、四、80C51单片机内部接口电路单片机内部接口电路并口、串口、定时并口、串口、定时/计数器、中断系统。计数器、中断系统。五、五、80C51单片机程序设计单片机程序设计指令系统、汇编程序设计、指令系统、汇编程序设计、C51程序设计。程序设计。六、六、80C51单片机应用系统设计单片机应用系统设计串行扩展总线、人机接口、模拟接口、功率接口、设计实例。
3、串行扩展总线、人机接口、模拟接口、功率接口、设计实例。多动手、勤思考、善总结。多动手、勤思考、善总结。如何学好本课程：如何学好本课程：第一章第一章 微型计算机基础知识微型计算机基础知识 1.1 1.1 数制与编码数制与编码1.2 1.2 微机的基本结构和工作特点微机的基本结构和工作特点 1.1 1.1 数制与编码数制与编码一、不同数制及其相互转换一、不同数制及其相互转换例：例：100=100D=64H=01100100B=144Q二、计算机中的信息编码二、计算机中的信息编码1、无符号整数的编码、无符号整数的编码 普通二进制码普通二进制码 BCD码码例：例：123的普通二进制码为的普通二进制码为
4、7Bh，8421BCD码为码为123h.2、有符号整数的编码、有符号整数的编码 原码原码 反码反码 补码补码例：例：-1的的8位补码为位补码为FFh，16位补码为位补码为FFFFh.3、浮点数的编码、浮点数的编码IEEE-754标准格式标准格式单精度（单精度（32位）、双精度（位）、双精度（64位）、长双精度（位）、长双精度（80位）位）例：例：-123456.0的的32位浮点数形式为位浮点数形式为C7 F1 20 00h.4、西文字符的编码、西文字符的编码ASCIIASCII编码编码数字符号数字符号09：30H39H小写字母：小写字母：az：61H7AH大写字母：大写字母：AZ：41H5AH
5、标点符号：标点符号：控制字符：控制字符：扩展字符：扩展字符：例：例：HELLO字符串的字符串的ASCII编码为编码为48454C4C4Fh.5、汉字编码、汉字编码国标码国标码机内码机内码加上加上8080H例：例：“你好！你好！”的机内码为的机内码为C4E3BAC3A3A1h.C4E3BAC3A3A1h.一级常用汉字一级常用汉字37553755个，个，二级次常用汉字二级次常用汉字30083008个个输入码（键盘输入）输入码（键盘输入）字形码（显示、打印）字形码（显示、打印）6、其它信息在计算机中的编码表示、其它信息在计算机中的编码表示图片、声音、视频图片、声音、视频编码标准编码标准 微型机将运算
6、器和控制器集成在一块芯片上，该芯片被称为微处理器MPU（Micro Processing Unit），也就是我们习惯说的CPU（Central Processing Unit），是计算机结构中心的核心部分。计算机的基本结构框图（1）运算器：是计算机对各种数据进行运算，对各种信息进行加工、处理的部件，因此，它是数据运算、加工和处理的中心。（2）存储器：是计算机存放各种数据、信息和执行程序的部件。存储器又分主存储器（又称内存）和辅助存储器（又称外存）。（3）输入设备：它给计算机输入各种原始信息，包括数据、文字、声音、图像和程序，并将它们转换成计算机能识别的二进制代码存入存储器中。常用的输入设备有键
7、盘、鼠标、扫描仪，手写板及数码相机等。（4）输出设备：它将计算机中各种数据运算的结果，各种信息加工、处理的结果以人们可识别的信息形式输出。常用的输出设备有显示器、打印机等。 输入、输出设备是人机交互的设备，统称为外部设备，简称外设。（5）控制器：是计算机对以上各部件进行控制、指挥，以实现计算机运行过程自动化的部件。因此，它是计算机发布操作命令的控制中心和指挥系统。 以上的五大基本组成是计算机的实体，统称为计算机硬件（Hardware）。其中运算器和控制器称为计算机系统的主机。而把包括解题步骤在内的各式各样的程序叫做计算机软件（Software）。 微处理器就是把中央处理器CPU的复杂电路，包括
8、运算器和控制器做在一片或几片大规模集成电路的半导体芯片上。把这种微缩的CPU大规模集成电路LSI（Large Scale Integration）称为微处理器（Microprocessor），简称MP、P或CPU。其职能是执行算术、逻辑运算和控制整个计算机自动地、协调地完成操作。1.2 1.2 微机的基本结构和工作特点微机的基本结构和工作特点 微机基本结构（主机部分）微机基本结构（主机部分）微处理器微处理器微型计算机系统从局部到全局分为三个层次：微型计算机系统从局部到全局分为三个层次：微型计算机（主机）微型计算机（主机）微型计算机系统微型计算机系统+ +存储器存储器+I/O+I/O接口接口+
9、+总线总线+ +外设外设+ +电源电源+ +软件软件微机工作特点微机工作特点（Von NeumannVon Neumann的程序存储思想）的程序存储思想）首先将程序首先将程序( (指令序列指令序列) )编好，然后通过输入设备送到存储器中保存起来，编好，然后通过输入设备送到存储器中保存起来，接下来就可以由计算机自动执行存好的程序了。具体过程是：接下来就可以由计算机自动执行存好的程序了。具体过程是：取出指令：从存储单元取出一条指令送到取出指令：从存储单元取出一条指令送到CPUCPU内部的指令寄存器暂存；内部的指令寄存器暂存；分析指令：将指令寄存器中的指令送到指令译码器，译出对应的微操作；分析指令：
10、将指令寄存器中的指令送到指令译码器，译出对应的微操作；执行指令：向有关部件发出控制信号，完成指令规定的操作；执行指令：向有关部件发出控制信号，完成指令规定的操作；继续执行下一条指令，直到程序执行完为止。继续执行下一条指令，直到程序执行完为止。匈牙利数学家冯匈牙利数学家冯诺依曼诺依曼微机系统实例微机系统实例-IBM PC/XT机机主板主板总线的层次总线的层次（1）片内总线：又称芯片内部总线，位于CPU芯片内部，用来实现CPU内部各功能单元电路之间的相互连接和信号的相互传递。（2）片总线：又称元件级总线，是微机主板上以CPU为核心，芯片与芯片间连接的总线。（3）内总线：通常又称为微机系统总线，用来
11、实现计算机系统中的插件板与插件板间的连接。各种微计算机系统中都有自己的系统总线，如IBM PC微机的PC总线，IBM PC/XT微机的ISA总线，80386/80486微机的EISA总线以及Pentium微机的PCI，AGP总线等。（4）外总线：又称通信总线，用于系统之间的连接，完成系统与系统间的通信。例如，微机系统与微机系统、微机系统与测量仪器之间、微机系统与其他电子设备系统之间、微机系统与多媒体设备之间的通信。如RS-232C，IEEE-488，CAMAC和USB等。1.1 1.1 数制与编码数制与编码1.2 1.2 微机的基本结构和工作特点微机的基本结构和工作特点 本章小节本章小节作业：
