文档介绍：第0章计算机的基础知识
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内容提要
★微型计算机的基本结构和工作原理
★计算机中的数制与码制
★小结
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微机的系统结构
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
成算数运算、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接口也有一个地址,CPU通过对不同的I/O接口进行操作来完成对外设的操作。
总线 CPU 、存储器、I/O接口和之间相连的一组线。
用于传送程序或数据的总线才数据总线;用于传送地址,以识别不同的存储单元或I/O接口称为地址总线;
控制总线用于控制数据总线上数据流送的方向、对象等。
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计算机系统的硬件结构如下图所示
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。它专为工业测量与设计而设计,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,并设计程序,以控制应用系统按程序的指令完成规定的工作。这就是本门课要学习的内容。
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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并行处理数据位,由此定为8位机、16位机、32位机等。
存储容量:存储器单元数,例如256B、8KB、1MB等(1B即一个字节,也就是一个8位二进制数,是计算机数据的基本单位)。
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”两种状态。计算机处理的一切信息均用二进制数表示,但是二进制数书写起来太长,所以微型计算机中的二进制数都采用十六进制来缩写。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、二进制数及十六进制数3种数制,在数的后面加一个字母以进行区别。用
B(binary)表示二进制数制;
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
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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
二进制数和十六进制数间的相互转换
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