02计算机硬件技术基础专题二三.ppt

计算机硬件技术基础
主讲教师
刘洪普
计算机科学与软件学院
计算机基础教学部
重点与要求
重点:
微型计算机的工作原理
MCS-51单片机的硬件组成
1、存储器结构
2、CPU结构(运算器,布尔处理器)
MCS-51单片机复位后的状态
要求:
分清MCS-51存储器结构
思考题第一章 1-19——1-21
第二章 2-1——2-20
主要内容
专题二微型计算机基础知识
第一章微型计算机基础
微型计算机的发展
微型计算机的组成及其工作原理
专题三 MCS-51单片机硬件结构
单片微型计算机的发展及应用
第二章 MCS-51单片机的结构和工作原理
MCS-51单片机存储结构小结
微型计算机的发展(P2)自学为主
微处理器的发展
第一代微处理器(1971-1973)
4/8位 1200~2000管/片指令周期10~20us Intel4004/8008
第二代微处理器(1974-1978)
8位指令周期1us Intel8080/M6800 Intel8085/Z80/M6809
第三代微处理器(1978-1981)
16位>2万管/片指令周期< Intel8086/80286
第四代微处理器(1981至今)
32位几百万管/片 Intel80386~P4
微型计算机的发展方向
微型计算机的应用
1)低档微型计算机的发展
这类微机被广泛用于仪器仪表、家电和过程控制等领域,成为它们不可缺少的组成部分。特别是单片微型计算机,以其功能强、价格低和精巧灵活等特点,深受欢迎,具有无限的生命力。
2)32位和64位微型计算机的发展
32位微型计算机的发展尚未停息,新产品还在继续涌现,尤其是软件的发展还有广阔的空间。
64位微型计算机系统必将成为21世纪微型计算机发展的主流。
3)多微处理器系统的发展
多微处理器系统是多个微处理器并行运算的系统,使多微处理器系统的性能相当于大型机的水平,而价格只有后者的十分之一,可以预见其发展前景十分广泛。
微型计算机主要应用在以下几方面:
(1)科学计算
(2)数据处理
(3)过程控制
(4)CAD、CAM、CAA和CAI中的应用
puter—Aided Design)
puter—Aided Manufacturing)
puter—Aided Assemble)
puter—Aided lnstruction)
(5)多媒体系统和网络系统
微型计算机的组成及其工作原理
微型计算机的组成
1、存储器(类型、结构、重要指标)
2、微处理器MPU (结构图)
3、I/O接口和外设
4、地址、数据、控制总线
微型计算机的基本原理
微型计算机的组成
CB
DB
AB
M P U
外设
I/O接口
RAM
ROM
微型计算机
Random Access Memory
Read Only Memory
类型:
ROM 正常工作时只能读不能写的存储器
PROM 可编程ROM,厂家一次写入
EPROM 用户可编程可擦写ROM,紫外线擦除器
EEPROM 电可擦写可编程ROM,在线,读快/写慢
Flash PEROM 闪速可编程可擦写ROM
1、存储器(类型、结构、重要指标)
RAM 正常工作时即可读又可写的存储器
DRAM 动态RAM,集成度高,外加刷新电路
SRAM 静态RAM,成本高、速度快
iRAM 全集成化RAM,DRAM+刷新电路
NVRAM SRAM+EEPROM,不挥发即不易失
易失
不
易
失
ROM和RAM的主要区别:
1、断电后ROM内的信息不丢失
RAM 中的信息立即丢失
2、读/写方式不同
ROM采用特殊方式写入信息,
正常工作是只读方式
RAM正常工作既能读又能写
WR
结构
A0
A1
A2
A3
0000B
1111B
…
…
…
D7
D0
RD
地
址
寄
存
器
地
址
译
码
器
存储阵列
16×8
输
出
数
据
寄
存
器
1111B
图l-2 16×8bitRAM的内部结构框图
ROM和RAM芯片均有分四组引脚线: (ROM另有特殊的引脚线)
1、地址线传送存储器的地址码,其根数决定存储单元个数即字数
2、数据线传送对某一单元进行读/写的数据,双向
决定一个单元内存储二进制数的位数,即字长
3、控制线传送读/写控制信号,以控制读/写操作
4、电源线+5V 和GED线
存储器的两个重要指标
存贮容量
存储容量=2地址线条数×数据线的条数bit
= 字数×字长
例: 芯片2732 4KB 即 4 K× 8bit=32Kb