文档介绍：U 难点
单片机的概念及组成
单片机的特点及应用领域
计算机中数据的表示方法及其运算过程
@ 要求
掌握
微处理器、微机、微机系统的概念
典型的单片机产品系列及各系列之间的区别
单片机系统的一般开发过程
计算机中数据的表示方法及其运算过程
了解
 微型计算机的基本工作过程
ATMEL公司单片机系列
单片机系统的应用方向
微型计算机的组成及工作原理
典型单片机产品简介
单片机的应用模式
单片机的应用
数制与编码
计算机数值数据表示与运算
微型计算机的组成及工作原理
微型计算机中的基本概念
1.         微处理器(Microprocessor)
微处理器通常指中央处理器,简写为CPU。它由算术逻辑运算部件(ALU)、寄存器、程序计数器、控制器、内部总线等组成。它采用大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)制作,具有体积小、功能强等特点。
典型的微处理器有Intel公司的80X86和Pentium系列,Zilog公司的Z系列,Motorola公司的M6800系列,IBM公司的PowerPC604和PC620,以及NEC公司的UPD78系列等。不同类型的CPU其特性不尽相同,如指令系统、运算速度、内部寄存器、存储寻址能力等,这些特性在微机应用系统设计选型中常常涉及。
2.         微型计算机
微型计算机又简称微机,从结构上分析,以CPU为中心,再配置上RAM、ROM、输入/输出接口和总线便构成了微机。微型计算机具有运算、存储和与外部设备进行数据交换等功能,还可配有适当的外部设备,如键盘、显示器等。微型计算机的这一灵活的应用特点,是目前应用最广泛的。概括地说,微型计算机可分为单片微处理机和通用微型计算机两大类。
(1)单片微处理机
单片微处理机就是把CPU、存储器、定时器/计数器和输入/输出接口等部件都集成在一个电路芯片上,并具备一套功能完善的指令系统,有的型号的单片微处理机同时还具备数/模和模/数转换等功能部件。通常这些高性能的芯片都能应用在不同场合独立地处理程序,故简称单片机或单片处理机。
典型的单片处理机有Intel公司的MCS-51、MCS-96系列,Motorola公司的MC68HC11,Rockwell公司的65系列等。有些高性能的单片机还支持高级语言,它们广泛应用在家用电器、智能化仪器和工业控制等领域。
(2)通用微型计算机
将不同用途的外设接口设计为独立的适配卡作为微机的接口配件,在微机内则采取总线插槽的形式,为外部设备提供总线接口。这样,在一台基本主机上就可以根据应用的要求,配置不同用途的外部设备。这种微机被称为通用微型计算机。
3.         微型计算机系统
在通用微型计算机上配上相应的软件系统,就构成了能适应不同应用要求的微型计算机系统。因此,在科学计算、企业管理、家庭和娱乐等方面得到了广泛应用。
  微机基本结构
微型计算机的基本组成如图1-1所示,它由中央处理器(CPU)、存储器(Memory)、输入输出接口(I/O接口)和系统总线(BUS)构成。 
图1-1 微型计算机的基本组成
  微型计算机的基本工作过程
每种型号的CPU都有自己的指令系统,每条指令一般由指令操作码(规定指令的操作类型)和操作数(规定指令的操作对象)两部分组成。用户根据要完成的任务预先编好程序,再通过输入设备(如键盘)将程序送入存储器中。微型计算机开始工作后,首先将该程序在存储器中的起始地址送入微处理器中的程序计数器(PC)中,微处理器根据PC中的地址值找到对应的存储单元,并取出存放在其中的指令操作码送入微处理器中的指令寄存器(IR)中,由指令译码器(ID)对操作码进行译码,并由微操作控制电路发出相应的微操作控制脉冲序列去取出指令的剩余部分(如果指令不止1个字节的长度),同时执行指令赋予的操作功能。在取指过程中,每取出1个单元的指令,PC自动加1,形成下一个存储单元的地址。以上为一条指令的执行过程,如此不断重复上述过程,直至执行完最后一条指令为止。
综上所述,微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程,也就是CPU自动从程序存放的第1个存储单元起,逐步取出指令、分析指令,并根据指令规定的操作类型和操作对象,执行指令规定的相关操作。如此重复,周而复始,直至执行完程序的所有指令,从而实现程序的基本功能,这就是微型计算机的基本工作原理。
典型单片机产品简介
MCS-51单片机系列
MCS-51系列单片机是Intel公司在1980年推出的高性能8位单片机,在目前单片机市场中,8位单片机仍占主导地位。MCS-51系列单片机