《微机接口技术》 第一章 微机系统与接口技术概述

微机接口数水 讲课教师:沈晔

1 微机接口技术 讲课教师：沈晔

第一章微机系统与接口技术概述 1计算机发展概况 冷2计算机基础知识 3微型计算机结构与接口 令4微型计算机系统

2 第一章 微机系统与接口技术概述 ❖ 1 计算机发展概况 ❖ 2 计算机基础知识 ❖ 3 微型计算机结构与接口 ❖ 4 微型计算机系统

1、计算机发展概况 √第一代电子计算机称为电子管计算机 √第二代计算机称为晶体管计算机,其主要逻 辑元件采用的是晶体管。 第三代计算机的内存储器采用了半导体存储 器,可靠性和存取速度有了明显的改善。 第四代计算机以采用大规模和超大规模集成 电路为标志

3 ✓ 第一代电子计算机称为电子管计算机。 ✓ 第二代计算机称为晶体管计算机，其主要逻 辑元件采用的是晶体管。 ✓ 第三代计算机的内存储器采用了半导体存储 器，可靠性和存取速度有了明显的改善。 ✓ 第四代计算机以采用大规模和超大规模集成 电路为标志。 1、 计算机发展概况

微型计算机的发展 冷第一阶段(1971~1973) 典型的微型机以 Intel4004和 lIntel4040为基础。徼处理器和存储器釆 用PMOS工艺,工作速度很慢。微处理器的指令系统不完整;存储 器的容量很小,只有几百字节;没有操作系统,只有汇编语言。主 要用于工业仪表、过程控制或计算器中。 第二阶段(1974-1977) 以8位微处理器为基础,典型的微处理器有 Intel8080/8085、zilg公 司的Z80及 Motorola公司的6800。微处理器采用高密度MOS HMOS)工艺,具有较完整的指令系统和较强的功能。存储器容 量达64KB,配有荧光屏显示器、键盘、软盘驱动器等设备,构成了 独立的台式计算机。配有简单的操作系统(如CPM)和高级语言

4 微型计算机的发展 ❖ 第一阶段（1971~1973）： 典型的微型机以Intel 4004和Intel 4040为基础。微处理器和存储器采 用PMOS工艺，工作速度很慢。微处理器的指令系统不完整；存储 器的容量很小，只有几百字节；没有操作系统，只有汇编语言。主 要用于工业仪表、过程控制或计算器中。 ❖ 第二阶段（1974~1977）： 以8位微处理器为基础，典型的微处理器有Intel 8080/8085、Zilog公 司的Z80及Motorola公司的6800。微处理器采用高密度MOS （HMOS）工艺，具有较完整的指令系统和较强的功能。存储器容 量达64KB，配有荧光屏显示器、键盘、软盘驱动器等设备，构成了 独立的台式计算机。配有简单的操作系统（如CP/M）和高级语言

冷第三阶段(1978~1981): 以16位和准32位微处理器为基础,如Inte公司的8086、 Motorola的68000和 Zilog的 78000。微处理器采用短沟道高性能NMOS工艺。在体系结构方面吸纳了传统小型机 甚至大型机的设计思想,如虚拟存储和存储保护。 今第四阶段(20世纪80年代): 80年代初,IBM公司推出开放式的 IBM PC,这是微型机发展史上的一个重要里程碑 IBM PC采用 Intel80x86(当时为8086/8088、80286、80386)微处理器和 Microsof公 司的 MS DOS操作系统并公布了 IBM PO的总线设计。 第五阶段(20世纪90年代开始): RISC(精简指令集计算机)技术的问世使微型机的体系结构发生了重大变 革 精简指令集 复杂指令集(CISC

5 ❖ 第三阶段（1978~1981）： 以16位和准32位微处理器为基础，如Intel公司的8086、Motorola的68000和Zilog的 Z8000。微处理器采用短沟道高性能NMOS工艺。在体系结构方面吸纳了传统小型机 甚至大型机的设计思想，如虚拟存储和存储保护。 ❖ 第四阶段（20世纪80年代）： 80年代初，IBM公司推出开放式的IBM PC，这是微型机发展史上的一个重要里程碑。 IBM PC采用Intel 80x86（当时为8086/8088、80286、80386）微处理器和Microsoft公 司的MS DOS操作系统并公布了IBM PC的总线设计。 ❖ 第五阶段（20世纪90年代开始）： RISC（精简指令集计算机）技术的问世使微型机的体系结构发生了重大变 革。 精简指令集 复杂指令集(CISC)

2、计算机基础知识 2.1常用名词术语 位(Bit)、字节(Byte)、字(word)和字长 字”是计算机内部进行数据传送处理的基本单 位通致 常与计算机内部的寄存器、运算装置或总线宽度 个字所包含的二进制位数称为字长 通常把字定义为2个字节

6 2、 计算机基础知识 2.1常用名词术语 位（Bit）、字节（Byte）、字（Word）和字长 “字”是计算机内部进行数据传送处理的基本单 位， 通常与计算机内部的寄存器、运算装置或总线宽度一 致。 一个字所包含的二进制位数称为字长。 通常把字定义为2个字节

2.2指令和程序 条指令由一组二进制代码组成,对应着一种基本操 作。计算机所能执行的全部指令,就是计算机的指令 系统( Instruction Set) ☆指令通常分成操作码和操作数两大部分。操作码表示 计算机执行什么操作;操作数指明参加操作的数的本 身或操作数所在的地址

7 2.2指令和程序 ❖ 一条指令由一组二进制代码组成，对应着一种基本操 作。计算机所能执行的全部指令，就是计算机的指令 系统（Instruction Set）。 ❖ 指令通常分成操作码和操作数两大部分。操作码表示 计算机执行什么操作；操作数指明参加操作的数的本 身或操作数所在的地址

在使用计算机时,必须把要解决的问题编成一条条 指令。这些指令的集合就称为程序

8 ❖ 在使用计算机时，必须把要解决的问题编成一条条 指令。这些指令的集合就称为程序

2.3计算机基本操作过程 程序通常是顺序执行的,所以程序中的指令也是 条条顺序存放的,执行过程中由程序计数器PC ( Program Counter)指出指所在的地址

9 2.3计算机基本操作过程 ❖ 程序通常是顺序执行的，所以程序中的指令也是 一条条顺序存放的，执行过程中由程序计数器PC （Program Counter）指出指所在的地址

在开始执行时,给PC赋以程序中第一条指令所在的 地址,然后每取出一条指令(确切地说是每取出 个指令字节)PC中的内容自动加1,指向下一条指 令的地址( Address),以保证指令的顺序执行。 只有当程序中遇到转移指令、调用子程序指令或遇 到中断时,PC才把控制转到所需要的地方去

10 ❖ 在开始执行时，给PC赋以程序中第一条指令所在的 地址，然后每取出一条指令（确切地说是每取出一 个指令字节）PC中的内容自动加1，指向下一条指 令的地址（Address），以保证指令的顺序执行。 ❖ 只有当程序中遇到转移指令、调用子程序指令或遇 到中断时，PC才把控制转到所需要的地方去