單片機(jī)原理及應(yīng)用_第1章_微型計算機(jī)的基本概念

1、【返回【返回】【返回【返回】單片機(jī)單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用的特點(diǎn)及應(yīng)用 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 體積小、重量輕、價格便宜、耗電體積小、重量輕、價格便宜、耗電少。少。 可靠性高，抗干擾性能優(yōu)于采用一可靠性高，抗干擾性能優(yōu)于采用一般的般的CPU?？刂乒δ軓?qiáng)，運(yùn)行速度快?？刂乒δ軓?qiáng)，運(yùn)行速度快。片內(nèi)存儲器的容量不大；片內(nèi)存儲器的容量不大；I/O引腳少。引腳少。但存儲器和但存儲器和I/O接口都易于擴(kuò)展。接口都易于擴(kuò)展。 CPUCPU芯片芯片內(nèi)存條內(nèi)存條存儲器接口存儲器接口存儲器芯片存儲器芯片輸入輸出接口輸入輸出接口輸入輸出接口輸入輸出接口芯片芯片定時計數(shù)器定時計數(shù)器芯片芯片A/D、D/A芯片芯片單板機(jī) 印印 刷刷 電

2、電 路路 板板 單單 硅硅 晶晶 片片 CPU存儲器存儲器控制電路控制電路定時器定時器時鐘電路時鐘電路I / O口口單片機(jī)應(yīng)用：應(yīng)用：家用電器領(lǐng)域家用電器領(lǐng)域辦公自動化領(lǐng)域辦公自動化領(lǐng)域調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器工業(yè)自動化領(lǐng)域工業(yè)自動化領(lǐng)域智能儀器儀表與集成智能傳感器領(lǐng)域智能儀器儀表與集成智能傳感器領(lǐng)域汽車電子與航空航天電子系統(tǒng)汽車電子與航空航天電子系統(tǒng) 硬件硬件主機(jī)主機(jī) CPU：運(yùn)算器、控制器：運(yùn)算器、控制器 主存儲器（內(nèi)存）主存儲器（內(nèi)存） 外設(shè)外設(shè) 外存、輸入設(shè)備、外存、輸入設(shè)備、 輸出設(shè)備等輸出設(shè)備等軟件軟件 微型計算機(jī)微型計算機(jī) 以以微處理器微處理器為核心，加上中大規(guī)模為核心，加上中大規(guī)模

3、集成電路制作的集成電路制作的存儲器存儲器，輸入輸入/輸出接輸出接口口電路，通過電路，通過總線總線所組成的計算機(jī)稱所組成的計算機(jī)稱為微型計算機(jī)。為微型計算機(jī)。算數(shù)邏輯部件算數(shù)邏輯部件ALU工作寄存器組工作寄存器組控制部件控制部件 存儲器芯片存儲器芯片存儲器由許多存儲單元組成。存儲器由許多存儲單元組成。8位微機(jī)中，每個存儲單元存放位微機(jī)中，每個存儲單元存放8位二位二進(jìn)制代碼，即一個字節(jié)。進(jìn)制代碼，即一個字節(jié)。每個存儲單元每個存儲單元地址唯一。地址唯一。地址：用二進(jìn)制數(shù)表示，地址的二進(jìn)地址：用二進(jìn)制數(shù)表示，地址的二進(jìn)制位數(shù)制位數(shù)N與存儲器容量與存儲器容量Q的關(guān)系是：的關(guān)系是：Q=2N緩沖器緩沖器三總

4、線結(jié)構(gòu)：三總線結(jié)構(gòu)： 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB：傳送數(shù)據(jù)信息：傳送數(shù)據(jù)信息 地址總線地址總線AB：傳送地址信息：傳送地址信息 控制總線控制總線CB：傳送控制命令：傳送控制命令小結(jié)小結(jié) 微處理器、微型計算機(jī)、微型計算機(jī)系統(tǒng)微處理器、微型計算機(jī)、微型計算機(jī)系統(tǒng)三者關(guān)系。三者關(guān)系。單板機(jī)：將微處理器、存儲器、單板機(jī)：將微處理器、存儲器、I/O接口接口電路及簡單的輸入電路及簡單的輸入/輸出設(shè)備組裝在一塊印輸出設(shè)備組裝在一塊印制電路板上。制電路板上。單片機(jī)：將微處理器、存儲器和單片機(jī)：將微處理器、存儲器和I/O接口接口電路以及其他有關(guān)部件集成在一塊芯片電路以及其他有關(guān)部件集成在一塊芯片上。上?！痉祷亍痉祷亍?/p>

5、微型計算機(jī)軟件微型計算機(jī)軟件 指令：操作碼和操作數(shù)指令：操作碼和操作數(shù) 例例 MOV A ， #29 操作碼操作碼 目的操作數(shù)目的操作數(shù) 源操作數(shù)源操作數(shù) 程序程序 29+38+63+56=？ MOV A， #29 ADD A， #38 ADD A， #63 ADD A， #56 機(jī)器語言、匯編語言、高級語言機(jī)器語言、匯編語言、高級語言 源程序源程序 匯編語言程序匯編語言程序 高級語言程序高級語言程序 匯編匯編 (人工匯編人工匯編 機(jī)器匯編機(jī)器匯編)） 目標(biāo)程序目標(biāo)程序 機(jī)器語言程序機(jī)器語言程序 計算機(jī)中的數(shù)計算機(jī)中的數(shù) 進(jìn)位計數(shù)制：標(biāo)示符進(jìn)位計數(shù)制：標(biāo)示符B、 H、 D 二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù) 特

6、點(diǎn)：特點(diǎn)： 數(shù)字?jǐn)?shù)字0、 1； 逢二進(jìn)一逢二進(jìn)一 0000 0010 B = 121 =2 1111.111 B = 23 1+22 1+2 1 1+ 20 1+2-11+2-2 1+2-3 1十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù) 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 數(shù)字符號數(shù)字符號 09 ， AF； 逢十六進(jìn)一逢十六進(jìn)一 例例 :74H= 7161 +4160 = 116 不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 二、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)二、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)方法：按權(quán)展開，然后相加。方法：按權(quán)展開，然后相加。例例:0F.8H= 0161+15160+816-1 = 15.511111111B=127+126+125+

7、124+1 23+122+121+120 = 255二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù) 方法：方法： 4位二進(jìn)制數(shù)用位二進(jìn)制數(shù)用1位十六進(jìn)制位十六進(jìn)制數(shù)代替數(shù)代替 例例: 1111 1111 B = FFH 0011 1010 .1100 1000 B = 3A.C8H 十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：方法：方法：1位十六進(jìn)制數(shù)用位十六進(jìn)制數(shù)用4位二進(jìn)位二進(jìn)制數(shù)代替制數(shù)代替 例例: FFH = 1111 1111 B 2.A4H = 0010. 1010 0100 B 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)。十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)。 2 25 余余 1

8、 低低 25=11001 B 2 12 余余 0 2 6 余余 0 2 3 余余 1 2 1 余余 1 高高 0 16 25 余余 9 25=19H 16 1 余余 1 0 整數(shù)部分轉(zhuǎn)換方法：整數(shù)部分轉(zhuǎn)換方法： 十進(jìn)制數(shù)連續(xù)被基數(shù)十進(jìn)制數(shù)連續(xù)被基數(shù)2（16）所除，依次記下余數(shù)，直到商所除，依次記下余數(shù)，直到商0位位止，第一個余數(shù)是轉(zhuǎn)換后二進(jìn)制止，第一個余數(shù)是轉(zhuǎn)換后二進(jìn)制（十六進(jìn)制數(shù)）的最低位，最后一（十六進(jìn)制數(shù)）的最低位，最后一個數(shù)是最高位。個數(shù)是最高位。小數(shù)部分轉(zhuǎn)換方法：小數(shù)部分轉(zhuǎn)換方法： 十進(jìn)制數(shù)小數(shù)連續(xù)乘以基十進(jìn)制數(shù)小數(shù)連續(xù)乘以基數(shù)數(shù)2（或（或16）依次記下積的整）依次記下積的整數(shù)部分，

9、直到積為數(shù)部分，直到積為0為止。第為止。第一個數(shù)是二（十六）進(jìn)制數(shù)一個數(shù)是二（十六）進(jìn)制數(shù)的最高位，最后一個整數(shù)是的最高位，最后一個整數(shù)是最低位。最低位。 0.6875 2 1.3750 整數(shù)部分整數(shù)部分 1 0.3750 2 0.7500 0 2 1.5000 1 0.5000 2 1.0000 1 0.6875=0.1011 B 帶符號數(shù)的表示帶符號數(shù)的表示 帶符號數(shù)，最高位帶符號數(shù)，最高位 0 正正 1 負(fù)負(fù)符號位符號位D6D7D5D4D3D2D1D0數(shù)值位數(shù)值位圖圖1-10 8位微機(jī)中的帶符號數(shù)位微機(jī)中的帶符號數(shù)無符號數(shù)：00000000B 0 11111111B 255 例：例：11

10、111111 B 無符號數(shù)無符號數(shù) 255 帶符號數(shù)帶符號數(shù) -127原碼原碼 正數(shù)原碼與原值同正數(shù)原碼與原值同 負(fù)數(shù)原碼符號位置負(fù)數(shù)原碼符號位置1，數(shù)值，數(shù)值位不變。位不變。例：例： 46原原=00101110B -46原原=10101110B 8位二進(jìn)制原碼表示的數(shù)的范圍：位二進(jìn)制原碼表示的數(shù)的范圍： -127+127反碼反碼 正數(shù)的反碼與原碼相同正數(shù)的反碼與原碼相同 負(fù)數(shù)的反碼由其絕對值按位負(fù)數(shù)的反碼由其絕對值按位求反后得到。求反后得到。例：例： 46反反=00101110B -46反反=11010001B 8位二進(jìn)制反碼表示的數(shù)的范圍：位二進(jìn)制反碼表示的數(shù)的范圍： -127+127補(bǔ)碼

11、：補(bǔ)碼： 正數(shù)補(bǔ)碼與原碼同正數(shù)補(bǔ)碼與原碼同 負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為其反碼加負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為其反碼加1 8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的數(shù)的范位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的數(shù)的范圍圍 ： -128+127 對負(fù)數(shù)補(bǔ)碼求反后加對負(fù)數(shù)補(bǔ)碼求反后加1，回復(fù)為，回復(fù)為該數(shù)的絕對值。該數(shù)的絕對值。 +0補(bǔ)補(bǔ)=-0補(bǔ)補(bǔ)=00000000B A-B=A+-B補(bǔ)補(bǔ)二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù) 二二 十進(jìn)制數(shù)：十進(jìn)制數(shù)：BCD碼碼 一個十進(jìn)制數(shù)用四個二進(jìn)制一個十進(jìn)制數(shù)用四個二進(jìn)制數(shù)表示數(shù)表示 10=0001 0000BCD 十進(jìn)制調(diào)整指令十進(jìn)制調(diào)整指令 DA A 若若（A0-3）9或（），或（），則（則（A0-3） （A0-3）06 若（

12、若（4-7）9或或（CY）=1，則（則（4-7） （4-7）+06H 例：例：48+69 48=01001000BCD 69=01101001 BCD 0100 1000 + 0110 1001 AC=1 1011 0001 + 0110 0110 10001 0111 117DASCII碼碼1000011奇校驗(yàn)（奇數(shù)個奇校驗(yàn)（奇數(shù)個1）01000011偶校驗(yàn)（偶數(shù)個偶校驗(yàn)（偶數(shù)個1）11000011定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù) 小數(shù)點(diǎn)位置固定不變的數(shù)小數(shù)點(diǎn)位置固定不變的數(shù) 小數(shù)點(diǎn)定于數(shù)值位之后小數(shù)點(diǎn)定于數(shù)值位之后 小數(shù)點(diǎn)定于符號位與小數(shù)點(diǎn)定于符號位與 數(shù)值位之間數(shù)值位之間 符符號

13、號位位 數(shù)數(shù)值值位位 小小數(shù)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)隱隱含含在在此此處處 符符號號位位 數(shù)數(shù)值值位位 小小數(shù)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)隱隱含含在在此此處處 浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù) N=2P S例例 101.11B=1000B 0.10111B =2+11B 0.10111B 階符階符 階階 碼碼 尾符尾符 尾尾 數(shù)數(shù) P S 尾數(shù)尾數(shù)S的特征的特征:S為純小數(shù)為純小數(shù),當(dāng)當(dāng)0.5 S 1,稱該浮點(diǎn)數(shù)稱該浮點(diǎn)數(shù)為規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)為規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)S是有符號數(shù)是有符號數(shù),數(shù)數(shù)N的正或負(fù)由的正或負(fù)由S來表示來表示S用補(bǔ)碼表示用補(bǔ)碼表示S所取的位數(shù)規(guī)定了有效數(shù)字的位數(shù)所取的位數(shù)規(guī)定了有效數(shù)字的位數(shù) 階碼階碼P的特征的特征:階碼可正可負(fù)，用補(bǔ)碼表示階碼可正可

14、負(fù)，用補(bǔ)碼表示P的位數(shù)決定了數(shù)的位數(shù)決定了數(shù)N可表示的范圍可表示的范圍 例例1-20 某計算機(jī)字長某計算機(jī)字長16位，其中階碼用五位位，其中階碼用五位二進(jìn)制數(shù)表示，尾數(shù)用九位二進(jìn)制數(shù)表示，階符、二進(jìn)制數(shù)表示，尾數(shù)用九位二進(jìn)制數(shù)表示，階符、尾符各占一位數(shù)。試用浮點(diǎn)數(shù)形式表示十進(jìn)制數(shù)尾符各占一位數(shù)。試用浮點(diǎn)數(shù)形式表示十進(jìn)制數(shù)-117.75。-117.75=-1110101.11B =-0.111010111B 2+111B000111B補(bǔ)補(bǔ)=000111B-0111010111B補(bǔ)補(bǔ)=1000101001B其浮點(diǎn)數(shù)表示為其浮點(diǎn)數(shù)表示為: 0 00111 1 000101001【返回【返回】【返回【

15、返回】運(yùn)算器運(yùn)算器由算數(shù)邏輯單元由算數(shù)邏輯單元ALU、 累加器累加器 A、 暫存寄暫存寄存器存器TR、 標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器F、 二二-十進(jìn)制調(diào)整十進(jìn)制調(diào)整電路等組成。電路等組成。 A（Accumulator）：存放操作數(shù)；運(yùn)算）：存放操作數(shù)；運(yùn)算結(jié)果；結(jié)果； TR（Temporary Register）：暫存操作）：暫存操作數(shù)，并送入數(shù)，并送入ALU進(jìn)行計算。進(jìn)行計算。v分析指令分析指令 ADD A，#24H ADD A，R0 的執(zhí)行過程的執(zhí)行過程 F （Flag Register）Mcs-51中中 狀態(tài)寄存器（狀態(tài)寄存器（PSW） C AC FO RS1 RS0 OV P二二-十進(jìn)制調(diào)整電

16、路：十進(jìn)制調(diào)整電路：調(diào)整二調(diào)整二 -十進(jìn)制運(yùn)算十進(jìn)制運(yùn)算的計算結(jié)果的計算結(jié)果 控制器控制器 指令寄存器指令寄存器IR （Instruction Register）指令譯碼器指令譯碼器ID（Instruction Decoder）控制電路控制電路 指令的執(zhí)行階段：指令的執(zhí)行階段： 取指令取指令 執(zhí)行指令執(zhí)行指令 工作寄存器工作寄存器提高計算機(jī)工作速度，簡化指令的機(jī)器代碼。提高計算機(jī)工作速度，簡化指令的機(jī)器代碼。 程序計數(shù)器程序計數(shù)器PC（Program Counter）專門用來控制指令執(zhí)行順序，字長專門用來控制指令執(zhí)行順序，字長16位位上電（復(fù)位）時上電（復(fù)位）時 PC自動裝入自動裝入0000H

17、一般單片機(jī)每取一次機(jī)器碼，一般單片機(jī)每取一次機(jī)器碼，PC自動加自動加1PC的內(nèi)容可用指令改寫。的內(nèi)容可用指令改寫。例：下列程序存放在例：下列程序存放在64K8位的位的EPROM中，中，(000FH) 0000H 7408H MOV A， #08H(0011H) 0002H 75F076 MOV B，#76H(0014H) 0005H 25E0 ADD A， A(0016H) 0007H 25F0 ADD A， B(0018H) 0009H 02 2000 LJMP 2000H(001BH) 000CH要求：要求：1、指令執(zhí)行過程（、指令執(zhí)行過程（PC管理程序執(zhí)行次序管理程序執(zhí)行次序) 2、寫出

18、每條指令首址（、寫出每條指令首址（000FH開始）開始） 3、該程序段共占用內(nèi)存單元數(shù)。、該程序段共占用內(nèi)存單元數(shù)。 4、執(zhí)行、執(zhí)行ADD A ，A時，時，PC內(nèi)容？內(nèi)容？ 5、執(zhí)行、執(zhí)行ADD A，B后，后， A，B，PC的內(nèi)的內(nèi)容？容？ 6、CPU取回指令取回指令LJMP 2000H并執(zhí)行該并執(zhí)行該指令時，（指令時，（PC）=？ 執(zhí)行后執(zhí)行后 （PC）=？【返回【返回】 第三節(jié)第三節(jié) 存儲器存儲器 存放信息（程序、數(shù)據(jù)）存放信息（程序、數(shù)據(jù)）主要指標(biāo)：存貯容量；存取速度主要指標(biāo)：存貯容量；存取速度存儲器分類存儲器分類存儲器結(jié)構(gòu)存儲器結(jié)構(gòu)堆棧堆棧 【返回【返回】存儲器分類存儲器分類RAM：又

19、稱讀寫存儲器，數(shù)據(jù)存儲器又稱讀寫存儲器，數(shù)據(jù)存儲器 特點(diǎn)：掉電后存放的信息將丟失。特點(diǎn)：掉電后存放的信息將丟失。ROM：又稱程序存儲器又稱程序存儲器 特點(diǎn)：掉電后存放的信息不會丟失。特點(diǎn)：掉電后存放的信息不會丟失。典型典型RAM芯片芯片2114（1KB 4位）位）6116（2KB 8位）位）6264（8KB 8位）位） 典型的典型的EPROM芯片芯片2716（2KB 8位）位） 2732（4KB 8位）位）2764（8KB 8位）位） 27128（16KB 8位）位）存儲器結(jié)構(gòu)：存儲器結(jié)構(gòu)： 由由存儲體存儲體、地址寄存器、地址寄存器、地址譯碼器地址譯碼器、存儲器輸入存儲器輸入/輸輸出控制電路出

20、控制電路等部分組成。等部分組成。分析：若某存儲器芯片有分析：若某存儲器芯片有12根地根地址線、址線、8根數(shù)據(jù)線，根數(shù)據(jù)線，那么那么 1）該芯片有多少個存儲單）該芯片有多少個存儲單元？元？ 2）每個存儲單元存放多少）每個存儲單元存放多少位二進(jìn)制數(shù)？位二進(jìn)制數(shù)？ 3）用十六進(jìn)制數(shù)寫出它的）用十六進(jìn)制數(shù)寫出它的首地址和末地址。首地址和末地址。 堆棧堆棧是是RAM中的一個特殊的區(qū)域，是一組按照中的一個特殊的區(qū)域，是一組按照“先先進(jìn)后出進(jìn)后出”的方式工作的，用于暫存信息的存儲單的方式工作的，用于暫存信息的存儲單元。元。設(shè)置堆棧的目的：設(shè)置堆棧的目的：保存斷點(diǎn)地址和現(xiàn)場信息保存斷點(diǎn)地址和現(xiàn)場信息例：例：

21、0123H ACALL SUB 0125H MOV A，RO 0345H SUB： MOV R3，A 斷點(diǎn)地址：斷點(diǎn)地址：0125H現(xiàn)場信息：現(xiàn)場信息：A，工作寄存器及標(biāo)志寄存器中的信息，工作寄存器及標(biāo)志寄存器中的信息 堆棧操作方式堆棧操作方式 進(jìn)棧進(jìn)棧 PUSH X; (SP) (SP)+1 (SP) ( X)出棧出棧 POP X ; (X) (SP) (SP) (SP)-1堆棧指針堆棧指針SP：專用地址寄存器，指明棧：專用地址寄存器，指明棧頂位置，管理堆棧。頂位置，管理堆棧。 例：例： MOV SP， #60H； 建立堆棧建立堆棧 PUSH A PUSH B MCS-51單片機(jī)堆棧的工作過

22、程單片機(jī)堆棧的工作過程 MOV SP，#0E0H； 建立堆棧建立堆棧 E3H MOV A， #24H E2H MOV B， #0F1H E1H PUSH A E0H PUSH B堆棧的工作過程堆棧的工作過程【返回【返回】第四節(jié)第四節(jié) 輸入輸出接口電路輸入輸出接口電路 輸入輸出接口電路的功能輸入輸出接口電路的功能計算機(jī)與外圍設(shè)備間傳送的信息計算機(jī)與外圍設(shè)備間傳送的信息I/O電路的端口編址方法電路的端口編址方法數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 【返回【返回】計算機(jī)與外圍設(shè)備間傳送的信息計算機(jī)與外圍設(shè)備間傳送的信息 數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)信息 狀態(tài)信息狀態(tài)信息 控制信息控制信息I/O電路的端口編址方法電路的端口編址方

23、法 存儲器單元與接口電路端口統(tǒng)一編址。存儲器單元與接口電路端口統(tǒng)一編址。u MCS-51采用此編址方法采用此編址方法 存儲器單元與接口電路端口分別編址。存儲器單元與接口電路端口分別編址。數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式無條件傳送方式：接口電路與外無條件傳送方式：接口電路與外設(shè)之間只傳送數(shù)據(jù)信息。設(shè)之間只傳送數(shù)據(jù)信息。 最簡單，所配置的硬件和軟件最少最簡單，所配置的硬件和軟件最少查詢傳送方式查詢傳送方式：交換數(shù)據(jù)、狀態(tài)、：交換數(shù)據(jù)、狀態(tài)、控制三種信息。控制三種信息。 CPU利用受影響；不能處理掉電、利用受影響；不能處理掉電、設(shè)備故障等突發(fā)事件。設(shè)備故障等突發(fā)事件。直接數(shù)據(jù)通道傳送方式直接數(shù)據(jù)通道傳送方式

24、 利用硬件（利用硬件（DMA控制器），使數(shù)據(jù)控制器），使數(shù)據(jù)在高速的外設(shè)與內(nèi)存之間直接進(jìn)行在高速的外設(shè)與內(nèi)存之間直接進(jìn)行 批量傳批量傳送，不通過送，不通過CPU。 優(yōu)點(diǎn)：傳送速度快，優(yōu)點(diǎn)：傳送速度快， 約約1s /字節(jié)字節(jié) 缺點(diǎn)：需缺點(diǎn)：需DMA控制器，電路復(fù)雜，成本控制器，電路復(fù)雜，成本高。高。中斷傳送方式中斷傳送方式 最常用的數(shù)據(jù)傳送方式。最常用的數(shù)據(jù)傳送方式。中斷中斷：是指當(dāng)機(jī)器正在執(zhí)行程序的過程中，是指當(dāng)機(jī)器正在執(zhí)行程序的過程中，一旦遇到異常情況或特殊請求時，就暫時停一旦遇到異常情況或特殊請求時，就暫時停止正在執(zhí)行的程序，而轉(zhuǎn)入必要的處理（稱止正在執(zhí)行的程序，而轉(zhuǎn)入必要的處理（稱為中斷

25、處理或中斷服務(wù)），并且在處理完畢為中斷處理或中斷服務(wù)），并且在處理完畢后，立即回到原來被停止程序的間斷處（稱后，立即回到原來被停止程序的間斷處（稱為斷點(diǎn)）繼續(xù)執(zhí)行。為斷點(diǎn)）繼續(xù)執(zhí)行。中斷的用途：中斷的用途：傳送數(shù)據(jù)、實(shí)時控制、故障傳送數(shù)據(jù)、實(shí)時控制、故障自動處理、實(shí)現(xiàn)人機(jī)聯(lián)系等。自動處理、實(shí)現(xiàn)人機(jī)聯(lián)系等。中斷的優(yōu)越性：中斷的優(yōu)越性：提高了提高了CPU工作效率并且工作效率并且使其可以同時為多個外設(shè)服務(wù)；實(shí)現(xiàn)實(shí)時控使其可以同時為多個外設(shè)服務(wù)；實(shí)現(xiàn)實(shí)時控制；可以處理設(shè)備故障、掉電等突發(fā)事件。制；可以處理設(shè)備故障、掉電等突發(fā)事件。外設(shè)向外設(shè)向CPU發(fā)出發(fā)出中斷請求中斷請求信號的條件信號的條件： A、外

26、設(shè)本身的工作已完成。、外設(shè)本身的工作已完成。 B、計算機(jī)系統(tǒng)允許該外設(shè)發(fā)中斷請求信號。、計算機(jī)系統(tǒng)允許該外設(shè)發(fā)中斷請求信號。CPU響應(yīng)中斷的條件：響應(yīng)中斷的條件：接口電路和接口電路和 CPU處在允處在允 許中斷狀態(tài)。許中斷狀態(tài)。中斷源和中斷優(yōu)先權(quán)中斷源和中斷優(yōu)先權(quán) 中斷源：能發(fā)出中斷請示的各種來源。中斷源：能發(fā)出中斷請示的各種來源。中斷優(yōu)先權(quán)中斷優(yōu)先權(quán) A、多個中斷源同時申請中斷時，、多個中斷源同時申請中斷時，CPU先響先響應(yīng)優(yōu)先權(quán)高的。應(yīng)優(yōu)先權(quán)高的。 B、可以中斷嵌套，即若有級別高的中斷請、可以中斷嵌套，即若有級別高的中斷請示則示則CPU暫時中斷已在進(jìn)行的級別低的中斷服暫時中斷已在進(jìn)行的級別

27、低的中斷服務(wù)程序，響應(yīng)高級別中斷請求執(zhí)行完后再返回務(wù)程序，響應(yīng)高級別中斷請求執(zhí)行完后再返回原低級別中斷服務(wù)程序繼續(xù)執(zhí)行。原低級別中斷服務(wù)程序繼續(xù)執(zhí)行。 C、同或低級中斷請求，、同或低級中斷請求，CPU要在處理的中要在處理的中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢返回主程序，并執(zhí)行了主斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢返回主程序，并執(zhí)行了主程序一條指令后才響應(yīng)。程序一條指令后才響應(yīng)。 中斷服務(wù)程序流程圖中斷服務(wù)程序流程圖【返回【返回】輸入設(shè)備輸入設(shè)備控制器控制器輸出設(shè)備輸出設(shè)備存儲器存儲器運(yùn)算器運(yùn)算器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸出指令輸出指令輸入指令輸入指令外圍設(shè)備外圍設(shè)備 接口接口 CPU 內(nèi)存內(nèi)存存取命令存取命令指令指令操作命令

28、操作命令主機(jī)主機(jī) 圖圖1-1 計算機(jī)結(jié)構(gòu)計算機(jī)結(jié)構(gòu)【返回【返回】圖圖 1-2 微型計算機(jī)結(jié)構(gòu)微型計算機(jī)結(jié)構(gòu)微處理器微處理器存儲器存儲器接口接口I/O外外 設(shè)設(shè)地址總線地址總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線控制總線控制總線【返回【返回】 0000 0000 0000 0001 0000 0010 0000 0011 0000 0100 1111 1110 1111 1111 圖圖1-3 存儲器示意圖存儲器示意圖 0011 1100 1010 0011 1110 0101 . . .【返回】緩沖器緩沖器緩沖器緩沖器緩沖器緩沖器芯芯 片片芯芯 片片芯芯 片片12N圖圖1-4 8位總線位總線【返回】12ABC1C2

29、圖圖1-6 雙向三態(tài)門雙向三態(tài)門【返回】微型微型計算計算機(jī)系機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)硬硬件件 微型計微型計算機(jī)算機(jī) 微處理器微處理器存儲器存儲器總線總線電源電源外圍設(shè)備外圍設(shè)備軟件軟件圖圖 1-7 微形計算機(jī)系統(tǒng)微形計算機(jī)系統(tǒng)【返回【返回】I/O接口電路接口電路0111 01000010 01000000 01000010 01000011 10000010 01000010 01000011 1111第四條指令第四條指令第三條指令第三條指令第二條指令第二條指令第一條指令第一條指令0000 0000. . .圖圖1-8 存儲器中的程序存儲器中的程序【返回】0000 00010000 00100000 0011

30、0000 01000000 01010000 01100000 01110000 10000000 1001緩沖器緩沖器PC緩沖鎖存緩沖鎖存 工作工作寄存器組寄存器組SP地址總線地址總線 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線ATRFIRID內(nèi)部總線內(nèi)部總線BCD調(diào)整調(diào)整定時定時與控制與控制:內(nèi)部控制線內(nèi)部控制線控制總線控制總線【返回【返回】圖圖114 典型微處理器結(jié)構(gòu)框圖典型微處理器結(jié)構(gòu)框圖ALU存儲器存儲器內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器RAM ROM靜態(tài)靜態(tài)RAM動態(tài)動態(tài)RAM掩模式掩模式ROMPROMEPROMEEPROM外存儲器外存儲器磁帶磁帶磁盤磁盤圖圖1-15 存儲器分類存儲器分類【返回【返回】圖圖1-16 存儲器結(jié)

31、構(gòu)框圖存儲器結(jié)構(gòu)框圖【返回】V1V2 V5V6V8V7V3 V4 QQDi圖圖1-17 6管靜態(tài)管靜態(tài)1位存儲電路位存儲電路 【返回【返回】DiY 譯碼器譯碼器X譯譯碼碼器器A6A11A0A5X0X1X63Y0Y1Y63000H001HFC1HFC0HFFFH行選行選列選列選存儲單元存儲單元圖圖1-18 存儲矩陣存儲矩陣【返回【返回】 Q Q V3V1 DiV4V2C1 C2X行選行選圖圖1-19 1位動態(tài)存儲電路位動態(tài)存儲電路【返回【返回】DiA0 A1 A2 A3 A4 A5 V1 V2 V3 V4 V5 V6 輸出輸出X1VccV7 圖圖1-20 地址譯碼電路地址譯碼電路【返回【返回】&

32、amp;去片內(nèi)其他各位去片內(nèi)其他各位片選片選CS行選行選X列選列選YV3V4V1V2V7V6+5VV8312管腳管腳I/O145圖圖1-21 輸入輸出控制電路輸入輸出控制電路【返回【返回】寫允許寫允許WE地地 址址 譯譯 碼碼 器器A1A003020001W3W2W1W0D3D2D1D0【返回【返回】圖圖1-22 4x4位掩模位掩模ROM示意圖示意圖選擇線選擇線WiFAMOS位線位線Di圖圖1-23 EPROM1位存儲電路位存儲電路P+P+N基片基片氧化層氧化層源極源極S浮置多晶硅柵浮置多晶硅柵漏極漏極D圖圖1-24 FAMOS管結(jié)構(gòu)管結(jié)構(gòu)【返回【返回】斷點(diǎn)斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序主程序主程序執(zhí)行子程序執(zhí)行子程序子程序子程序調(diào)用子程序調(diào)用子程序返回主程序返回主程序圖圖1-25 主程序與子程序主程序與子程序主程序主程序子程序子程序1子程序子