哈尔滨工程大学单片机技术第1讲.ppt

1.3 接口的概念、组成与功能 1.3.1 接口的概念 CPU与外设交接的部分，包括硬件和软件 微计原理与接口技术 微计原理与接口技术 微机原理与接口技术 哈尔滨工程大学 第1章 计算机接口技术概述 微机系统简介 微型计算机系统的组成 接口的概念、组成与功能 1.1 微机系统简介 电子计算机是由各种电子器件组成的，能够自动、高速、精确地进行算术运算、逻辑控制和信息处理的现代化设备。 计算机的主要应用领域： （1）科学计算（数值计算） （2）信息处理 （3）工业控制 （4）计算机辅助技术 （5）人工智能 （6）网络通信 1.1.1 计算机发展过程 1946年，美国宾夕法尼亚大学与美国陆军阿伯丁弹道实验室联合研制的电子数字积分计算机ENIC（Electronic Numerical Intergrator and Calculator)研制成功，它被誉为世界上第一台电子数字计算机。 1946年6月，美籍匈牙利科学家冯．诺依曼提出了“存储程序”和“程序控制”的计算机设计方案，其特点是： 1）采用二进制输的形式来表示数据和指令。 2）把指令和数据存储在计算机内部的存储器中，按照在存储器中存放的顺序自动依次执行指令。 3）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大部件组成计算机的基本硬件。 4）由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行。 5）以运算器为核心，所有的执行都经过运算器。 第一代（1946~1958） ：电子管阶段 第二代（1959~1964）：晶体管阶段 第三代（1965~1970）：集成电路阶段 第四代（1971~现在）：大规模/超大规模集成电路阶段 第五代：智能型计算机 微处理器已发展了5代： 第一代-4位或低档8位微处理器 Intel4004、Intel4040 — 4位微处理器 Intel8008 — 低档8位微处理器 Intel 4004 Intel 8008 1.1.2 微处理器发展历史 第二代-中高档8位微处理器 Intel8080、MC6800、6501、6502 — 8位微处理器 Intel8085、Z80、MC6809 — 高档8位微处理器 指令比较完善，有了中断与DMA 汇编、BASIC，FORTRAN、PL/M 后期配备CP/M操作系统 Intel 8085 第三代-16位微处理器 Intel8086 、Z8000、MC68000 — 16位 - 8086数据总线16位、地址总线20位 Intel8088 — 准16位 - 外部数据总线8位，内部数据总线16位- IBM PC、IBM PC/XT Intel80286、MC68010 — 高档16位 - 数据总线16位，地址总线24位 - IBM PC/AT - 实地址模式、虚地址保护模式 - 虚地址模式可寻址16MB物理地址和1GB的虚拟地址空间 第四代-32位高档微处理器 Intel80386 — 32位微处理器- 数据总线32位，地址总线32位 - 实地址模式、虚地址保护模式、虚拟8086模式 - 虚地址模式可寻址4GB(232)物理地址和64TB(246)的虚拟地址空间 Intel80486 — 32位微处理器- 80386+80387+8KB的Cache - 部分采用RISC技术、突发总线技术 - 使用时钟倍频技术 Pentium Pro（高能奔腾） — 32位微处理器- 64条数据线、36条地址线（区别Pentium的32条地址线）- 实现了动态执行技术(乱序执行) Pentium II（奔腾2）— 32位微处理器 Pentium III（奔腾3） — 32位微处理器 Pentium 4 — 32位微处理器(非P6核心结构) 第五代-64位高档微处理器 1.2 微型计算机的组成 微型计算机由硬件和软件两部分组成 CPU 存储器 I/O接口 外设 外设 AB DB CB 微机系统 硬件 软件 微处理器(CPU) 用户(应用)软件 系统软件 外围设备 内存储器 输入输出（I/O）设备及其接口电路 运算器（算术逻辑运算单元（ALU)) 控制器（控制单元（CU）） E PROM Cache等 RAM、ROM、EPROM 寄存器阵列（RA） 主机 2 外部设备 过程控制I/O通道 鼠标、键盘等输入设备 显示器、打印机等输出设备 软驱、硬盘及磁带等外存储器 A/D、D/A转换器 开关量等 下肢康复机器人 5自由度教学机器人 上肢康复机器人 主机（PC） PWM 电流 Meg16 或DSP 4编码器 4直流电机 PWM 驱动 直流稳压电源 AC220v 减速器