微机原理培训重点

1、第一章 微处理器第一个微处理器Intel 4004第一代1971-1973 4位机和低档8位机第二代1973-1978 Intel 公司的8080/8085 ，Motorola 公司的MC6800，Zilog公司的Z80 第三代1978-1981 16位微处理器 Intel公司8086 8088 以及MC6800第四代1981以后 1984年 80286 1985年 80386 1989年 32位的80486 1993年 80586每隔2-3年微处理器芯片集成度就提高一倍，数据位数增加一倍，性能大大提高。微处理器的特点1、 体积小，重量轻2、 批量大，价格低廉3、 可靠性高，对环境要求低4、

2、功耗低、灵活性高微处理器的主要性能指标1、时钟频率：是微处理器在单位时间内发出的脉冲数，以MHZ为单位，时钟频率越高，运算速度越快。2、数据总线宽度：是指微处理器可以同时传输的数据位数。3、地址总线宽度：决定了微处理器可直接寻址的内存空间大小。4、高速缓存存储器（Cache）5、指令集微处理器：是由一片大规模集成电路组成、具有运算和控制功能的中央处理部件（CPU）微处理器主要由运算器和控制器构成。微型计算机：是以微处理器为核心，配上半导体存储器与输入/输出（I/O）接口电路组成的一台机器。微型计算机系统：以微型计算机为中心，配以相应的外围设备、辅助电路 以及高性能的系统软件所组成的完整独立的工

3、作系统。单片微型计算机：是将微型计算机（包括微处理器、存储器、I/O接口电路）集成于一块芯片上。位片微型计算机：是指用多个芯片按位组合成的微型计算机。微处理器功能虽然有所不同，但却都应具有以下三种基本功能：一是取出存放在存储器中的指令二是解释指令的含意并确定所进行的操作三是执行指令，所完成的操作可以是微处理器内各部件间数据传送，可以是微处理器与其以外的部件（外围设备）间的数据传送，也可以在微处理器内部寄存器及存储器之间进行数据传送或算术逻辑运算。微处理器的基本结构微处理器主要由三部分组成1、 累加器和算术逻辑单元2、 内部寄存器阵列：一部分为通用寄存器，另一部分为专用寄存器3、 控制单元：包括

4、寄存器、指令译码器以及各种控制信号的产生电路总线及缓冲器 ：总线是指传送信息的一组公共信号线地址总线（AB）：地址总线是提供存储单元与外部设备地址的总线，是由寄存器阵列经地址缓冲器送出的单向总线。数据总线（DB）：数据总线实现各部件之间的数据传送，也可以通过数据总线缓冲器/锁存器与外部数据总线连接。 因而是双向的。控制总线（CB）：控制总线中的任何一条线，不是由微处理器向外发控制信号，就是讲控制信号引入到微处理器中。指令是对计算机发出的一条条工作命令，规定计算机执行什么操作，微处理器执行一条指令即可完成一个完整的操作。执行指令的过程可以分为取指令分析指令（指令译码）执行指令程序计数器（PC）：

5、是一个16位自动计数的寄存器，总是指示下一条要执行的指令的地址堆栈指示器（SP）：16位寄存器，堆栈是从内存单元中划出的一个区域，专门用来保存某些数据。后进先出原则，从下往上堆。Z80CPU封装在标准的40个引脚的双列直插式芯片中。 Z80CPU地址码为16位，因此地址总线共16根。Z80CPU字长为8位，因此数据总线共8根。数的表示方法及运算二进制 八进制 十六进制 BCD码 ASCII码原码：正数最前面加0，负数加1反码：正数反码与原码一致；负数除了最前面的符号位外，其余各位取反补码：正数补码与原码一致；负数在反码的最末位加1.X-Y补=X补+-y补X+Y补=X补+y补0.101B=0.6

6、25D浮点数表示法 阶符 阶码 尾符 尾数ASCII码：它是一种7位字符编码，可以表示128种字符。0的ASCII码是30HA的ASCII码是41H奇偶校验的缺点1、奇偶校验只增加了一个校验位，只能发现有无差错，而不能确定发生差错的具体位置而没有纠错能力2、只能发现奇数个二进制位错误，当有偶数个二进制位发生错误时，奇偶校验码就无法发现错误而失去校验能力。汉字内码也叫机内码，外码也叫输入码。汉字输入使用的是汉字字形点阵图，也称字形码简答题简述微处理器执行指令的过程。微型计算机的主要性能指标有哪些？第二章 微处理器第一代：1946-19561946年冯诺依曼首先提出：程序存储和程序控制的概念这一组

7、成现代电子数字的操作系统。第二代：1957-1964晶体管时代第三代：1965-1970集成电路时代第四代：1971-现在 大规模集成电路时代微型计算机的发展1、IBM-PC/XT微型计算机2、IBM-PC/AT和286微型计算机3、386微型计算机4、486微型计算机5、Pentium微型计算机 ：增大片上的Cache容量，采用RISC技术。从总的趋势看，小型机甚至大中型机中的一些技术讲进一步“下放”到微型机中。微型计算机的特点：1、 功能强，适应性强2、 可靠性高，价格低3、 体积小，重量轻，耗电低4、 维护方便微型计算机的硬件组成其基本功能单一仍然由微处理器、存储器、I/O设备、I/O接

8、口、系统总线（BUS）和扩展外部设备组成。微处理器（CPU）控制器：主要由指令译码器、指令寄存器、控制逻辑等部件组成运算器：是计算机中进行算术运算、逻辑运算的部件，也称为算术逻辑运算单元（简称ALU）存储器：是用来存放程序和数据、运算的中间结果和最后结果的部件。一般可分为内部存储器和外部存储器内部存储器根据半导体存储器的特性，它又可分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）外存储器主要有软盘、硬盘、光盘I/O设备是指微机上配备的输入输出设备，也称外部设备或外围设备（简称外设）输入/输出（I/O）接口是微型计算机与外部设备连接的中介逻辑控制电路，以保证微处理器和外部设备两者在工作速度、信号电

9、平的差异上得到匹配和协调。系统总线：是微型计算机系统中各功能部件间传送信息的公共通信导线，即公共信号线，是微型计算机的重要组成部件。微型计算机是由系统总线把微处理器、存储器、I/O设备和接口电路以及一些有关的逻辑电路连接起来，能进行完整数据处理功能的“系统”微型计算机系统一个完整的微型计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。没有软件系统的计算机称之为“裸机”指令系统是裸机与软件的接口计算机与其他电子设备不同，一般电器接上电源即可开始工作，而计算机如果没有软件支持，只有裸机，尽管接上电源也不能工作操作系统是用户与计算机硬件的接口，是用户的工作平台。微型计算机的主要技术指标1、主机字长 ：通

10、常是字节的整数倍，32位和64位2、内存容量3、运算速度4、主频5、外设配置6、软件配置7、系统可靠性微型计算机的存储器存储器：用于存放程序和数据、运算的中间结果和最后结果的设备。存储器的分类功能不同分：高速缓冲存储器（Cache）、主存储器和辅助存储器存储器信息的存取方式不同：顺序存取存储器（SAM）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）和直接存取存储器（DAM）组成存储器的存储元件不同，有半导体存储器、磁性材料存储器和光介质存储器静态随机存储器（SRAM）：价格高，集成度低，不刷新，速度快动态随机存储器（DRAM）：价格低，集成度高，刷新， 速度慢只读存储器（ROM）：掩模工艺R

11、OM，可一次编程ROM（PROM） ，可擦除的PROM（EPROM）存储器的主要性能指标存储容量：存储单元数*每个单元的存储位数存取速度 存取时间：指从命令发出，到操作完成所经历的时间，也成为访 问时间 存取周期：指两次存储器访问间所允许的最小时间间隔存储器的存取速度必须和CPU的总线时序相匹配。可靠性/性价比/功耗存储器的多级结构存储器组织呈金字塔结构，越往上，存储器件的存取速度越快，CPU访问频率越高，同时每位存储器容量的价格越高，系统拥有量越小。结果表明，在较短的时间间隔内，程序所要用到的指令或数据的地址往往集中在一个局部区域内，这种特点叫程序的“局限性”。指令系统在计算机中有三种基本程

12、序设计语言：机器语言、汇编语言、高级语言不同的微处理器有不同的汇编语言，汇编语言较之高级语言仍具有节省内存、运行速度快以及特别适用于控制等优点，所以一般计算机都配备有汇编语言。高级语言是一种脱离具体计算机，面向过程（或用户），更符合人们思维和容易为人们所理解、学习的语言，既接近于习惯语言，又接近于数学语言。翻译工作的基本方式有两种：一种是编译方式，它先把整个源程序全部翻译成机器语言程序，然后加以执行；另一种是解释方式，它依次将高级语言指令逐条翻译后执行，即逐条命令边解释边执行。微型计算机的中断系统中断系统的目的有三方面：一是可大大提高危机系统的工作效率；二是使计算机能及时处理各种偶发事件，增加

13、机器的可靠性；三是实现实时处理。所谓中断，是指在计算机运行过程中，由于某种事件发生，强迫CPU暂停正在执行的程序，而转向去处理这些随机发生的事件，当对事件的处理结束后又再返回原终止的程序的断点，继续执行原来的程序。凡是能发出中断申请、引起中断的信号来源均称为中断源。中断的处理过程1、中断请求2、中断判优3、中断响应4、中断处理5、中断返回微型计算机输入/输出与接口由于外部设备种类繁多，而需要输入或输出信号的形式、电平、速率又千差万别，因而微型机进行输入或输出时，必须考虑接口的问题。接口电路在微型机系统与外设间传输信息、实现数据缓冲、完成数据不同格式的转换以及选择设备、优先权处理等，有着特殊的功

14、能。输入/输出接口电路是完成主机与外部设备之间传送数据和控制信息的部件从输入/输出接口传送信息的方式来考虑，可由并行接口和串行接口两大类从输入/输出接口功能来考虑，有非编程接口和可编程接口处理器与外设之间是通过接口电路连接的。微处理器对外设的输入/输出操作实现为对接口的操作。每个端口均赋以一个端口地址，一个接口中往往有数个端口，占有数个端口地址，以便确定当前由数据总线传送的是数据、状态或控制信息。四种输入/输出的方式1、无条件传送 2、程序查询方式 3、程序中断方式 4直接存储器传送（DMA）方式（不需要通过微处理器传送）简答题1、 存储器的功能是什么，按存取方式分，存储器分为哪几类？按在计算

15、机中的作用分，存储器又可以分为哪几类？2、 试说明存储器系统的层次结构3、 比较静态存储器和动态存储器的优缺点4、 什么是中断？中断的作用是什么？5、 什么是高速缓冲存储器？它和主村是什么关系？单片微型计算机是将微处理器、存储器、输入/输出接口等功能部件集成在一块大规模集成电路内而构成的微型计算机，简称单片机。单片机内部有一个8位的公共信息通道，称之为内部总线，这个内部总线联接了单片机的中央处理器、程序存储器（ROM ）、数据存储器（RAM）、I/O接口以及其定时器/计数器（CTC） 中断系统31单片机无片内程序存储器 （无ROM） 51单片机有 因此31单片机EA必须接地8051单片机：40

16、条引脚双列直插式封装EA (第31脚)，低电平有效，低电平时，CPU只访问片外程序存储器；高电平时，CPU先访问片内程序存储器8051的1个机器周期 包含12个时钟振荡周期特殊功能寄存器累加器ACC（E0H）B寄存器（F0H） 一般用于乘法和除法操作。程序状态积存器PSW（D0H） PSW： CY AC F0 RS1 RS0 OV - PCY：结果最高位产生进位或借位标志。AC：低4位像高4位进位或借位OV：用于带符号数运算的溢出P：累加器A内容的奇偶性，奇数个1时，P=1堆栈SP（81H）DPTR（83H 82H）：16位的数据指针8051单片机的存储器有三个基本地址空间：64KB的程序存储

17、器地址空间64KB的外部数据存储器地址空间128B的片内数据存储器地址空间0000H：初始化程序0003H：外部中断0入口000BH：定时器0溢出入口0013H：外部中断1入口001BH：定时器1溢出中断入口0023H：串行口中断入口堆栈：push direct 入栈 先SP+1 再：存数据 出栈 先 取数据 再：SP-1RST复位后 SP=07HP0,P2 可做I/O，可做地址总线 P3：可做I/O，可做各种特殊功能P0是准双向口，输出时，外接上拉电阻 单片机复位后，P1口状态为0FFH指令：MOV A RndirectRi#data一条指令中不可能出现2个RMOV Rn Adirect#d

18、ataMOV direct Adirect2#dataRiRnMOV Ri Adirect#data读ROM ：MOVC MOVC A, A+DPTR MOVC A, A+PC读片外RAM ：MOVX MOVX A, DPTR MOVX A, Ri写片外RAM MOVX DPTR, A MOVX Ri ,A用Ri寻址时，高8位由P2口提供交换指令XCH XCHD SWAP整字节XCH A Rndirect#Ri半字节 XCHD A,Ri (低四位交换)SWAP A （只能是A） 累加器高低4位互换算术运算类指令（24条）不带进位ADD A RndirectRi#data带进位 ADDC A R

19、ndirectRi#data加1指令 INCINC AdirectDPTRRiRn十进制调整BCD码 DA A带借位减法SUBB A RndirectRi#data CY=1表示D7需借位 AC=1表示D3需借位减1DEC RndirectRiA乘法 MUL AB无符号，结果 B中为积的高8位，A中为积的低8位 OV=1表示积大于FFH除法DIV AB A除以BA为商，B为余数 OV=1表示除数=0逻辑运算与循环累指令（24条）逻辑与 ANL direct A#dataANL A RndirectRi#data逻辑或ORL direct A#dataORL A RndirectRi#data异

20、或 （相异为1）XRL direct A#dataXRL A RndirectRi#data逻辑清0 CLR A 或者 MOV A ,#0取反 CPL A累加器移位RRRRC（包括CY移） ARLRLC（包括CY移）控制转移类1、无条件转移短跳转： AJMP add.11长跳转： LJMP add.16相对跳转 SJMP rel2、条件转移JZ rel 若=0， 则跳转JNZ rel 若0 ，则跳转比较不等转移CJNE A direct ,rel CJNZ ARnRi减一不为零转移DJNZ Rn, rel DJNZ direct rel散转移指令 JMP A+DPTR定时器/计数器定时器/计数

21、器0的16位加法计数器由两个8位的特殊功能寄存器组成，低8位寄存器称为TL0，高8位寄存器称为TH0。TMOD各位的定义 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0 定时器/计数器1 定时器/计数器0M1 M0 工作方式 功能描述0 0 方式0 13位定时器/计数器0 1 方式1 16位定时器/计数器1 0 方式2 具有自动重装初值的8位定时器/计数器1 1 方式3 定时器/计数器0分为两个定时器/计数器GATE：选通门控制位， GATE=1时，定时器/计数器0受引脚INT0控制，定时器/计数器1受引脚INT1控制 。当GATE=0时，定时器/计

22、数器0和1的工作均与INT0或INT1无关。C/T是功能选择位，当C/T=1 时，定时器/计数器用作计数器，当C/T=0时，用作定时器。串行输入/输出接口8051单片机内部有一个全双工的串行接口，有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF。发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入，两个缓冲器占有一个地址（99H），用读写指令加以区分。单片机在分体式空调中的应用分体式空调器的控制功能1、 制冷、制热状态的恒温自动控制2、 抽湿自动控制3、 睡眠工作方式自动控制4、 温度设定和显示功能控制5、 定时开、停机控制6、 只送风及自动风量控制7、 送风放心自动调节控制8、 电压过、欠压保护

23、功能9、 三分钟延迟启动保护功能空调机系统控制框图 控制器的软件由以下几部分组成1、 引导记录2、 主程序3、 键命令处理程序4、 子程序电热水器系统结构储水式电热水器控制器由输入部分、单片机、输出三部分构成。输入部分有温度检测电路、键盘设置电路、漏电检测电路。输出部分有加热控制、温度显示、漏电保护控制、蜂鸣器报警、加热和保温指示。电热水器系统结构组成框图控制器软件设计热水器的控制软件由初始化程序、中断服务程序及若干功能模块子程序组成。简单题简述中断处理过程简述80C51单片机内部包含的主要功能部件8位CPU 片内振荡器和时钟电路片内程序存储器(4KB ROM)片内数据存储器（128B RAM

24、）片外数据存储器可寻址空间为64KB程序存储器的可寻址空间为64KB21个特殊功能寄存器四个端口共32条I/O线两个16位定时器/计数器具有两个优先级、五个中断源的中断结构1个全双工串行I/O口具有布尔处理器具有111条基本指令的指令系统程序部分循环【例3-13】 将内部数据存贮器30H4FH单元中的内容传送至外部数据存贮器2000H开始的单元中。解：编程说明：内部数据区首址： R030H 外部数据区首址： DPTR2000H循环次数： R220H 程序流程如图3-9所示。参考程序如下： START:MOV R0 , #30H MOV DPTR , #2000H MOV R2 , #20H L

25、OOP: MOV A , R0 MOVX DPTR , A INC R0 INC DPTR DJNZ R2 , LOOP END查表3.3.8 查表程序设计【例3-15】利用查表的方法编写Y= X2 (X=0,1,29 )的程序。编程说明： 设变量X的值存放在内存30H单元中，变量Y的值存入内存31H单元。先用远查表指令MOVC A, A+DPTR 编写程序（参考程序1）；再用近查表指令MOVC A , A+PC 编写程序（见参考程序2）。参考程序1： ORG 1000HSTART:MOV A , 30HMOV DPTR , #TABLEMOVC A , A+DPTRMOV 31H , ATABLE:DB 0 ,