计算机的基础知识.ppt

单片微型计算机与接口技术
电子工业出版社
2011
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第0章计算机的基础知识
微机的基本结构和工作原理 1、微机系统的组成
微机系统
软件
硬件
主机
外围设备
微处理器
(CPU)
运算器
控制器
寄存器
存储器
(内存)
RAM
ROM
输入/输出接口
(I/O接口)
并行、串行接口
定时器、A/D、D/A
总线
系统软件
应用软件
程序设计语言
外部设备
辅助设备
输入设备
输出设备
辅助存储器
电源电路
时钟电路
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CPU:是计算机的控制核心,它的功能是执行指令,完成算术运算、逻辑运算,并对整机进行控制。
存储器:用于存储程序和数据。
输入/输出接口:(又称I/O接口)是CPU和外设之间相连的逻辑电路,外设必须通过接口才能和CPU相连。不同的外设所用接口不同,每个I/O接口有相应的端口地址,CPU通过对不同的I/O接口来完成对外设的操作。
总线: CPU、存储器和I/O接口之间互连的一组信号线。
用于传送程序或数据的总线称数据总线;
用于传送地址,以识别不同的存储单元或I/O接口的称为地址总线;
控制总线用于指挥数据总线上数据传送的方向,以及实现握手应答等。
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2、计算机系统的硬件结构:
CPU
存储器
输入接口
输入设备
总线
DB
AB
CB
DB
AB
CB
输出接口
输出设备
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微机的基本工作原理
存储程序、执行程序是微机的工作原理,取指令,译码,执行是微机的基本工作过程。
单片机是微型计算机的一种,是将计算机主机(CPU、存储器和I/O接口)集成在一小块硅片上的微机,又称微控制器。它专为工业测量与控制而设计,具有三高优势(集成度高、可靠性高、性价比高)。
单片机的特点是小而全(体积小功能全),主要应用于工业检测与控制、计算机外设、智能仪器仪表、通信设备、家用电器等,特别适合于嵌入式微型机应用系统。
嵌入式工程师的任务就是根据应用对象的需求,完成硬件和软件的设计,即选择合适的单片机,进行接口、存储器等电路的系统设计,并编制程序来控制应用系统按程序的指令完成规定的工作。这就是本门课要学****的内容。
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微机的主要技术指标
微型计算机主要有如下一些技术指标:
字长:CPU并行处理数据的位数,由此定为8位机、16位机、32位机等。
存储容量:以字节为单位的存储器单元个数,例如256B、8KB、1MB等,其中B表示字节。
运算速度:CPU处理速度,它和内部的工艺结构以及外接的时钟频率有关。
时钟频率:在CPU极限频率以下,时钟频率越高,执行指令速度越快,对单片机而言,有6MHz、12MHz、24MHz等。
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计算机中的数
计算机中的数字电路具有两种不同的稳定状态且能相互转换,即“0”和“1”。计算机处理的一切信息均用二进制数表示,由于二进制数书写起来太长,所以微型计算机中的二进制数一般都采用八或十六进制来表示。十六进制数用0~9、A~F等16个数码表示十进制数0~15。
为了区别十进制数、二进制数、八进制及十六进制数4种数制,在数的后面加下面的字母之一来予以标识:
B(binary)表示二进制数制;
O (octal)表示八进制;
D(decimal)或不带字母表示十进制数制;
H(hexadecimal)表示十六进制数制。
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表0-1 不同进位记数制对照表
十进制
二进制
十六进制
十进制
二进制
十六进制
0
0000
0
8
1000
8
1
0001
1
9
1001
9
2
0010
2
10
1010
A
3
0011
3
11
1011
B
4
0100
4
12
1100
C
5
0101
5
13
1101
D
6
0110
6
14
1110
E
7
0111
7
15
1111
F
7
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1、二进制数和十六进制数间的相互转换
二进制转换成十六进制
将二进制数从右(最低位)向左每4位为1组分组,若最后一组不足4位,则在其左边添加0,以凑成4位,每位的权重分别是8、4、2、1,每组用1位十六进制数表示,如:
11**********B→1 1111 1100 0111B→
0001 1111 1100 0111B=1FC7H
十六进制数转换为二进制数
只需用4位二进制数代替1位十六进制数即可,如:
3AB9H=0011 1010 1011 1001B
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9
十六进制数和十进制数间的相互转换
将十六进制数按权展开相加,如:
1F3DH=163×1+162×15+161×3+