《微型计算机基础》PPT课件课件

1、第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件单片机与嵌入式系统单片机与嵌入式系统主讲教师：师硕主讲教师：师硕E-mail: shsh9909河北工业大学河北工业大学计算机科学与软件学院计算机科学与软件学院第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件计算机的发展计算机的发展 电子管计算机（电子管计算机（1946-1956） 晶体管计算机（晶体管计算机（1957-1964） 中小规模集成电路计算机（中小规模集成电路计算机（1965-1970） 超大规模集成电路计算机（超大规模集成电路计算机（1971-今）今） 第五代 人工神经网络计算机 第六代 生物计算机第1章 微型计算机基础微型计算机基础P

2、PT课件电子计算机按其性能分类：电子计算机按其性能分类： 大型计算机大型计算机 中型计算机中型计算机 小型计算机小型计算机 微型计算机微型计算机什么是微型计算机？什么时候出现的呢？微型计算机是第四代计算机的一个重要分支，1971年出现第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件微型计算机的分类 常见的分类方法有以下4种： 按字长分：8位机，16位机，32位机和64位机等。 按用途分：工业过程控制机与数据处理机等。 按芯片型号分：286机，386机，486机与Pentium机等。 按组装形式分按组装形式分：单片机单片机、单板机、多板微型计算机等。第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件单

3、片机单片机 单片机：单片机：如果将构成微型计算机的各功能部件（CPU，RAM，ROM及I/O接口电路）集成在同一块大规模集成电路芯片上，一个芯片就是一台微型机，则该微型机就称为单片微型计算机，简称单片机。第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件 单板机单板机：如果将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片及简单的输入、输出设备（如小键盘、数码显示器LED（发光二极管）装配在同一块印刷电路板上，这块印刷电路板就是一台完整的微型机，称为单板微型计算机，简称单板机。 多板微型计算机多板微型计算机：也称系统机，把微处理器芯片、存储器芯片、各种I/O接口芯片和驱动电路、电源等装配在不同的印刷电路板上

4、，各印刷电路板插在主机箱内标准的总线插槽上，通过系统总线相互连接起来，就构成了一个多插件板的微型计算机。第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件将中央处理器、随机存储器、只读存贮器、中断系统、定时器/计时器以及I/O接口电路等主要微型机部件集成在一块芯片上。单片机又可称之为微控制器（MCU）Micro Controller Unit第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件通用单片机：是一个基本芯片，内部资源比较丰富，性能全面且通用性强，覆盖多种应用需求。专用单片机：针对某一种产品，或是某一种控制应用而专门设计的。设计时已经使系统结构最简；软硬件资源利用最优；可靠性以及经济成本最佳。

5、本课程介绍的MCS-51系列单片机是一种通用单片机，其结构和原理对所有单片机都是适用的。第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件微处理器微处理器(MPU) 着重于信息处理着重于信息处理 计算机计算机微控制器微控制器(MCU) 着重于控制着重于控制 单片机单片机第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件CPUCPUDBCBAB第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件第1章 微型计算机基础微型计算机基

6、础PPT课件嵌入式系统简介 计算机系统的三大领域 服务器市场 功能强 利润最大的市场 可用性强 可扩展性 桌面市场 最广阔的市场 嵌入式市场 潜力最大的市场第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件嵌入式系统简介 以往计算机分类： 大型计算机、中型机、小型机和微计算机 目前计算机分类： 超级计算机，大型计算机、工作站、微计算机、亚微计算机亚微计算机亚微计算机(嵌入式计算机) 是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件嵌入式系统定义一般定义一般定义以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪以

7、应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪, ,应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。是将应用程序、环境有特殊要求的专用计算机系统。是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统操作系统和计算机硬件集成在一起的系统（技术角度）（技术角度）嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。其紧密耦合在一起的计算机系统。（系统角度）（系统角度）术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统（被称之为嵌入的系统）的一个完整子系统。嵌入式的系统可以

8、包含多个嵌入式系统。广义定义广义定义任何一个非计算机的计算系统任何一个非计算机的计算系统第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件嵌入式系统定义 IEEE定义 原文为:devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 嵌入式系统是嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操用于控制、监视或者辅助操作的机器、设备或装置作的机器、设备或装置” ” 通常执行特定功通常执行特定功能能 嵌入式系统的核心-嵌入式微处理器 严格的时序和稳定性要求 全自动操作循环第1章 微型

9、计算机基础微型计算机基础PPT课件嵌入式系统定义 微机学会定义嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机系统。可分为系统级、板级、片级 系统级：各种类型的工控机、系统级：各种类型的工控机、PC104PC104模块模块 板级：各种类型的带板级：各种类型的带CPUCPU的主板及的主板及OEMOEM产品产品 片级：各种以单片机、片级：各种以单片机、DSPDSP、微处理器为核心的产、微处理器为核心的产品品第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件嵌入式系统定义 广义上讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称广义上讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。如各类单片机和为嵌入式系统。如各

10、类单片机和DSPDSP系统。这些系统在完系统。这些系统在完成较为单一的专业功能时具有简洁高效的特点。但由于成较为单一的专业功能时具有简洁高效的特点。但由于他们没有操作系统，管理系统硬件核软件的能力有限，他们没有操作系统，管理系统硬件核软件的能力有限，在实现复杂多任务功能时，往往困难重重，甚至无法实在实现复杂多任务功能时，往往困难重重，甚至无法实现。现。 从狭义上讲，我们更加强调那些使用嵌入式微处理器构从狭义上讲，我们更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己操作系统，具有特定功能，用于成独立系统，具有自己操作系统，具有特定功能，用于特定场合的嵌入式系统。特定场合的嵌入式系统。第1章

11、微型计算机基础微型计算机基础PPT课件嵌入式系统的特点 功耗限制 嵌入式系统中，尤其是在用电池供电的嵌入式系统中，这是一个主要考虑的因素。大耗电量直接影响到硬件费用，并影响电源寿命以及带来散热问题。 低成本 包含硬件成本和软件成本。硬件成本主要决定于所使用的微处理器、所需的内存及相应的外围芯片；软件成本通常难于预测，但一个好的设计方法有利于降低软件成本。 多速率 系统同时运行多个实时性任务，系统必须同时控制这些动作，但这些动作有些速度慢，有些速度快。 环境相关性 嵌入式系统不是独立的，而是与其被嵌入的设备紧密相关联。第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件嵌入式系统的特点系统内核小 由于

12、嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。 比如ENEA公司的OSE实时OS，内核只有5K，而Windows的内核则要大得多。专用性强 嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植。 同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的概念。第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件嵌入式系统的特点不可垄断性 PC有WinTel垄断 嵌入式系统工业的基础是以应用为中心的“芯片”设计和面向应用的软件产品开发。 产品相对稳定性 普通处理

13、器18月 嵌入式处理器810年第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件嵌入式系统市场 2001年嵌入式系统国际会议年会Jim Turley的报告中，统计得到 PC的数量只占CPU 总耗量的0.1%。 据CCID2003年的数据显示，2000年嵌入式软件市场规模为70.33亿元，2001年为95.43亿元，2002年118.56亿元，三年平均增长38.85%。 2002年中国软件市场为345.0亿元，嵌入式软件约占软件总市场的34.37。第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件嵌入式系统市场 2004年，软件统计数据为： 套装软件共计478亿元，为具有独立产品形态的软件。 其中包括系统软件89亿元（操作系统44.19亿元、数据库管理系统20.06亿元、支撑软件25.71亿元）、 中间件软件6.98亿元、 应用软件304.53亿元（包括通用应用软件（安全软件、办公软件、管理软件、游戏软件、教育软件等）与行业应用软件（金融、电信、政府等）、 嵌入式软件（673.62亿元） 相关软件服务（937.48亿元）：除生产产品化软件之外的所有的软件研发及相关活动，包括系统集成、软件外包、咨询、数据加工和处理等。第1章 微型计算机基础微型计算机基础PPT课件嵌入式系统组成处理器处理器存储器存储器