课程SA000102 HONET FA16硬件结构及原理
ISSUE4.0
目录
课程说明 (1)
课程介绍 (1)
课程目标 (1)
第1章主控单元 (2)
1.1 GV5-Ⅲ主控框 (2)
1.1.1 单板介绍 (2)
1.1.2 配线说明 (11)
1.2 PV8主控框 (12)
1.2.1 单板介绍 (13)
1.2.2 插框介绍 (17)
第2章用户单元 (21)
2.1 RSP-14用户框 (21)
2.1.1 单板介绍 (21)
2.1.2槽位配置说明 (25)
2.1.3 RSP-14用户框的对外接口 (26)
2.1.4 收敛比动态可调的实现方法 (26)
2.2 RSP－10用户框 (29)
2.2.1 RSP-10用户框配置 (29)
2.3其他类型的RSP用户框 (30)
第3章系统配线 (31)
3.1 主控框与用户框之间的配线 (31)
第4章HONET FA16功能模块的典型配置 (34)
4.1 GV5-RSP型 (34)
4.2 PV8-RSP型 (34)
4.2.1 E1方式 (34)
4.2.2 HW方式 (35)
4.3 GV5-PV8-RSP型 (36)
第5章组网配置 (37)
5.1 概述 (37)
5.2 单SIPP功能模块组网方式 (37)
5.3 多SIPP功能模块叠加方式 (38)
5.4 多SIPP功能模块叠加组网方式 (38)
5.4.1 多SIPP功能模块级联组网典型示范一 (38)
5.4.2多SIPP功能模块级联组网典型示范二 (39)
5.5组网方式的选择 (40)
5.5.1公网用户 (40)
5.5.2专网用户 (41)
小结 (43)
课程说明
课程介绍
本课程主要描述HONET FA16功能模块的组成、原理及相关单板，同时介绍
了ONU的类型、结构、功能、几种常用母板所提供的接口及框与框之间的配
线。
课程目标
完成本课程学习，能够：
●掌握HONET FA16 功能模块的组成及原理
●掌握HONET FA16 的组网
●了解HONET FA16系统各主要单板的功能
●了解华为公司的ONU产品结构
●能够根据实际情况进行系统配置
●了解各框之间配线关系
第1章主控单元
在接入网中主控单元负责提供与各种业务节点的接口，完成的功能包括：接
口信号转换、协议处理、主控、数字交叉连接、时钟锁相和分配等，是HONET
综合业务接入网的核心部分。
目前HONET接入网提供的主控单元类型有：GV5-Ⅰ主控框、GV5-Ⅱ主控框、
GV5-Ⅲ主控框、PV8/PV4主控框。下面我们依据本课程的重点来着重讲解一
下GV5-Ⅲ主控框、PV8/PV4主控框。
1.1 GV5-Ⅲ主控框
GV5-III主控框主要是和19寸机柜配套使用，目前接入网OLT和ONU侧的
机柜将逐步过渡到19寸机柜的形式。
GV5-Ⅲ主控框可配置于OLT和V系列ONU中，主要由AV5板、DTE板、
PWC板组成，完成协议处理主控单元的功能。
图1-1GV5-III主控框的配置图（18槽位）
1.1.1 单板介绍
1. H302AV5单板
(1) H302AV5单板功能和工作原理简介
目前在GV5－III系统中使用的AV5板采用H302AV5，与HV01AV5比较，
H302AV5单板除了不提供2个E1接口，其余功能都能够兼容HV01AV5单
板，同时，H302AV5单板在主机处理以及时钟电路方面较HV01AV5单板有
了很大改进。AV5板主要完成V5协议处理，系统主控，提供系统时钟，网络
交换，辅助控制和通信通道处理以及主备份机制等功能。H302AV5板原理框
图如下图。
每块H302AV5板具有：
图1-2H302AV5板原理框图
●2K*2K交叉矩阵。提供基于64K的交叉能力。
●丰富的HW资源。02AV5单板不考虑01AV5单板的SIPPIII 系统应用，
但向下兼容01AV5单板的GV5系统应用。02AV5共引出62条HW线，其中32条与01AV5单板一致，以保证兼容性。01AV5单板HW10、HW11用于HDLC的收发，02AV5的HW62、HW63用于HDLC的收发。在GV5系统中H302AV5板通过62条连接到DT板的HW，完成V5.2协议和华为公司专用协议HGRP之间的转换。
●62条HDLC链路。这些HDLC链路可任意用作V5接口、HGRP接口、
BAM接口、ISDN30B+D接口的通信通道。
●NOD功能的实现。01AV5专门给NOD188分配两条HW，在02AV5单
板中将NOD188所需的一个时隙通过硬件交换到HW63，NOD仅扫描本框及时钟框。
●多个异步串口。在GV5单元中，AV5板提供丰富的串口资源用来完成
BAM网管及后台打印、ESC环境量监控、板间通信，CATV监控功能。
●H302AV5板可以在V5接口全阻塞或V5接口不正常时给接入网侧的用
户提供忙信号音。
(2) 单板指示灯
表1-1AV5板指示灯
(3) 拨码跳线
●拨码开关定义
H302AV5板内有五个四位拨码开关，四个是表贴四位拨码开关，另一个是双列直插开关（位于拉手条上）。
其中S1表贴四位拨码开关决定外部BITS时钟输入是选择75Ω匹配方式还是120Ω匹配方式。
具体含义如下：当第一开关为ON时，选择120Ω；第二开关为ON时，选择75Ω；其余开关不用。当两个开关都为OFF时，不选择匹配。没有外部BITS 时钟就不用考虑。
S4、S5、S6表贴拨码开关，用来设置IP地址。与以太网口一起使用需软件支持，如果没有此要求，不必考虑。
双列直插开关定义如下（拉手条正面看，从下往上依次为1～4，开关置于左边为OFF）：
4 OFF NOD不请求加载ON NOD请求加载（一般不用）
3 OFF 程序/数据写flash ON 程序/数据不写flash
2 OFF CPU不请求加载数据ON CPU请求加载数据
1 OFF CPU不请求加载程序ON CPU请求加载程序
●跳线
H302AV5板上有3个有效的跳线：J1~J3
J1是时钟锁相芯片工作方式的选择。1、2短接时为自动模式；2、3短接时为手动模式。目前选择自动方式，所以应该1、2短接。
J2、J3两个跳线维持出厂默认即可。
2. DTE数字中继板
DTE板为数字中继板，每块DTE提供8个E1接口，在GV5-III系统中满配置时可插8块DTE板，一个GV5-III框最多可提供62个E1接口，（第8块DTE单板最后两路E1不可用）这些E1接口可任意定义作如下用途：
●V5接口的2M链路，与LE相连，或模块V5级联时与PV8单元相连；
●模块间互连接口的2M链路，用于与PV8单元相连；
●HGRP接口的2M链路，与RSA单元、RSP单元、WSA单元相连；
●BAM接口的2M链路，与BAM相连；
●ISDN的30B+D接口；
●E1租用线。
DTE板的逻辑结构图如下：
图1-3CB01DTE板功能框图
1. CB01DTE面板指示灯说明
下表描述了CB01DTE板的面板上各指示灯的具体含义。
表1-2CB01DTE板指示灯
2. 电路板拨码开关和跳线设置说明
如下两图为CB01DTE板布局示意图。
图1-4CB01DTE REV.0电路板拨码开关示意图
图1-5CB01DTE REV.A电路板拨码开关示意图
(1) 拨码开关SD1~SD8的设置说明
如下表是CB01DTE板拨码开关SD1~SD8的设置说明。SD1~SD8是接口匹配电阻选择开关，它应与拨码开关S1结合使用。
表1-3拨码开关SD1~SD8的设置说明
(2) 拨码开关S1的设置说明
1、在CB01DTE REV.0中，拨码开关S1的设置说明见表3，S1是整个8路E1接口电缆总选择开关。ON表示选择75 同轴电缆；OFF表示选择120 双绞线。
表1-4CB01DTE REV.0拨码开关S1的设置说明
2、在CB01DTE REV.A中，拨码开关S1的设置说明可见表4，S1-1是前四路E1（1#-4#）接口电缆选择拨码开关；S1-4是后四路E1（5#-8#）接口电缆选择拨码开关。ON表示选择75 同轴电缆；OFF表示选择120 双绞线。
表1-5CB01DTE REV.A拨码开关S1的设置说明
(3) 拨码开关S2、S3、S4、S5的设置说明
接地选择开关S2、S3、S4、S5在接75 同轴电缆时的设置说明见表5。接120 双绞线时，相应的E1都拨为OFF。
注意：
在CB01DTE REV.0电路板中，只有S2、S3两个接地选择拨码开关，无S4、S5两个拨码开关。
表1-6拨码开关S2、S3的设置说明
注意：
SD1～8、S1、S2～3、S4～5四组开关的属性设臵必须一致，例如：如果第1路E1是选择75欧姆线路阻抗，则：SD1：ON；S1-1：ON；S2-1：ON；S4-1：ON。
(4) 拨码开关SD9、SD10的设置说明
拨码开关SD9、SD10分别是串口设置开关和HW及电平选择开关，其设置说明见下表。
表1-7拨码开关SD9、SD10的设置说明
3. PWC电源板
GV5-III主控框使用的电源板为PWC，标准配置是每框两块，两块电源板具有互助功能，AV5单板可以通过电源板的状态位上报电源板状态。
4. H302TMB母板
GV5-III主控框采用的是H302TMB母板，H302TMB母板支持H302AV5单板，母板有出62条HW线的设计，在一个GV5-III主控框中实现了用户数量增加的需求。H302TMB 宽19英寸、有18个槽位，其中有8个DTE板槽位，为DTE板提供串口通讯信号、时钟信号、HW信号等。
1. GV5-III主控框的对外接口说明
在GV5-III主控框母板（见图）上有丰富的对外接口，以完成连接交换机、用户单元、提供网管与环境监控接口等多种功能。
1
9
17
25
1
9
17
25
A V 51
9
17
25
1
9
17
25
A V 5
B A
C K V I E W
H 302T M B
J T 1J T 2
J T 3
接-48V ，提供工作电源
L R J T 4
J T 5
J T 6
J P 2
J P 1
J P 31
9
17
25
1
9
17
25
D T
E 第8路E 1
左A V 5 到C A T V 或E S C 的监控串口
右A V 5 到C A T V 或E S C 的监控串口
左A V 5的网管串口
右A V 5的网管串口
左A V 5的网口
右A V 5的网口
接+5V 电源
接P G N D
第2路E 1第7路E 1第6路E 1
第5路E 1第4路E 1
第3路E 1第1路E 1J C 1J C 2连到另一框的差分时钟连到另一框的差分时钟
图1-6 H302TMB 母板示意图
(1) DTE槽位
DTE单板可以提供8个E1接口，E1信号分布在DTE单板背面上HEADER
头的第1～32排针位。
图1-7DTE槽位插针说明
注：由于上HEAD的第20针是＋5V信号，因此在插E1电缆的AMP头时，
一定要小心，千万不能错位！
(2) JT1/JT2
环境电源监控串口，通过该接口引出串口线与环境电源监控板相连，可以向
AV5板上报设备所处环境的状况，如电压、电流、温度、湿度等等。
(3) JT3/JT4
网管串口，通过该接口引出串口线与BAM相互连接，实现前后台的通信功能。
1.1.2 配线说明
1. 内部E1电缆
DTE到交换机的E1电缆、DTE到RSP电缆、DTE到PV8电缆、DTE到
DTE电缆、DTE的自环线都有专门电缆，另外，DTE上SDH155A/H、
155/622B、PON等传输设备的电缆变化较多，注意配合使用。
3X3PIN（接DTE）-- SMB*2 （接RSP/DTM）（1条E1）
3X3PIN（接DTE）---4X8AMP （接RSP）（1条E1）
2* 3X3PIN（接DTE）--4X8AMP （接RSP）（2条E1）
4*3X3PIN（接DTE）--4X8AMP （接PV8）（4条E1）
2. 外部E1电缆
GV5-III的外部电缆有三种，提供对接V5信令使用，可以直接接交换机或者
上DDF架。
A、3×3PIN－75欧SMB（5-60m）。75欧中继电缆，一头是3X3PIN，，
插在GV5-III 框的DTE上，另一头SMB头接交换机。在和本公司的交换设
备连接，或局方提供的设备也是SMB插座时，可以配置该电缆。每个E1
接口配两根电缆。
B、3×3PIN－75欧同轴电缆空头（5-60m）。75欧中继电缆，一头是3X3PIN，
另一头空头，一头插在GV5-III 框的DTE上，另一头接交换机或局方提供的
设备，需要局方重新作头。在和本公司的交换设备连接，或局方提供的设备
需要自己重新作头，可以配置该电缆。每个E1接口配两根电缆。
C、3×3PIN－120欧双绞线空头（5-60m）。120欧双绞线中继电缆，1头
3X3PIN，插在GV5-III框，另一头为空头，接局方的传输设备，并且要求用
120欧电缆时选配该电缆。
3. 其他配套电缆
GV5-III主控框串口电缆。GV5-III主控框母板插框后面的维护串口线需要的
是：其中一头为DB25母头，接串口卡，另一头为RJ45水晶头的，接GV5-III
母板插框后面的维护串口。
1.2 PV8主控框
H302PV8系统包括一系列新开发的单板和母板：H302PV8、H302RSP、
H301HWC、H301HWT、H301HGB、H301HIB，通过槽位调整和配线来共
享TSS、PWX等公用资源，通过增加PV8带扩展框HW数量和灵活的交换
功能满足框间资源共享。02PV8系统主要是产品规格变化，因此在接入网中
的位置和组网方式仍和01PV8系统相同。在使用H302PV8板时，主控框一
般是PV8－10主控框，见下图。
图1-8PV8-10主控框槽位图
1.2.1 单板介绍
1. 8E1协议处理及主控板PV8板（H302PV8）
PV8板标准配置为双配置，两块PV8单板以主备方式工作。
PV8板完成协议处理、控制、交换、时钟锁相和分配等功能。
●主处理机：主用PV8板通过控制总线对框中用户板、测试板和备用PV8
板进行监控。
●具有2K×2K交叉矩阵，提供64K交叉能力。
●V5协议的处理和内部HGRP协议的处理。
●负责从E1接口的时钟锁相，并分配到用户单元中。
●32条HDLC，这些HDLC可任意用作V5接口、HGRP接口、BAM接口、
ISDN 30B+D接口的通信通道。
●每块PV8板提供40条HW，其中32条用来与RSP单元相连，扩展用
户框，另外8条HW，用来与PV8本框的用户相连。
?每块PV8板提供8个E1接口，两块PV8板共16个E1接口，以负荷分担的方式工作，这样，PV8主控框可接入16条E1链路。PV8板E1接
口具有和GV5-III单元中DTE板的E1接口相同的用途，用途可任意定义，
具体用途参见DTE板。
在一个PV8框中2块PV8板各提供40条HW，主用PV8提供的40条HW
为主用，备用PV8提供的40条HW为备用。PV8单板与母板配合把本框用
户板平均分配为固定的8个用户板组，每组分配1条HW，共固定占用8条
HW。PV8还可提供差分接口带RSP扩展框，一般带4框。每个RSP用户
框分配8条HW。
在PV8单元中，用户板把用户侧的各种业务处理后通过HW数据总线送到
PV8板，经协议处理、时隙交叉等处理后，转换成V5接口，汇接到业务节点。
主用PV8板通过控制总线对框中用户板、测试板和备用PV8板进行监控。
PV8板通过网管串口接受HONET管理部分的控制。TSS板通过测试总线完
成对用户板的测试功能，把测试结果通过控制总线上报给主用的PV8板。
(1) PV8板面板图
指示灯
复位开关
拨码开关
网管串口
图1-9PV8面板图(2) PV8板指示灯状态
表1-8PV8板指示灯
(3) PV8板面板拨码开关
拉手条上拨码开关（S0101）用以选择工作模式和E1状态显示
在系统刚上电或复位时，拨码开关状态决定工作模式
表1-9PV8板面板拨码开关说明
在主机运行期间，选择E1S灯显示8路E1中某一路E1状态，三位拨码用二进制编码进行选择，此功能可以好好加以利用。
表1-10PV8板面板拨码开关说明
注：1代表ON，0代表OFF
2. HWC板
用于完成PV8扩展HW从TTL到422差分的电平转换。当PV8带扩展框时此板必配。
3. HGB母板
HGB板为PV8－10主控框的母板，对外提供了丰富的接口，完成多项功能。
1 9 17 17 25 25PV8R PV8L
1
2
3
4
5
6
7
8
GND
H301HGB
5
12
HWC
ESC_0
ESC_1
网管串口
框间电源、铃流互助输入
框间电源、铃流互助输出
PGND
B48V
S48V
24V
暂未用
E1
扩展框
HW 测试总线输入
测试总线输出
112测试
暂未用
未用
电源板告警输出
电源板告警输入
均流信号输入
均流信号输出
保险丝
保险丝
保险丝
图1-10HGB母板背视图
HGB母板HEADER上的接口
(1) ASL板：上HEADER第1~8排（8路）、下HEADER第25~32排（8
路）接用户电缆，对应16路用户。若为DSL板，只有上HEADER的第1~8排（8路）接用户电缆。
(2) A32板：上HEADER的第1~8排、第9~16排，下HEADER的第17~24
排、第25~32排接用户电缆，对应32路用户。
(3) 左PV8板：上HEADER第17~24排、第25-32排针分别对应接入左
PV8板的第1~8个E1接口(E1编号顺序：1、5、2、6、3、7、4、8）。
(4) 右PV8板：上HEADER第17-24排、第25-32排针分别对应接入右PV8
板的第1~8个E1 接口（E1编号顺序：1、5、2、6、3、7、4、8）。
(5) TSS板：下HEADER倒数第7排针接电源告警线。
当做ISDN诊断测试时，TSS板的HEADER上做如下连接（如果框中无ISDN用户，可不接）：TSS板的上HEADER的倒数第8针接DSL来的电缆，做ISDN辅助端口，TSS板上HEADER的倒数第7排针接ISDN 话机。
(6) 当做话机测试时，TSS板的HEADER上做如下连接：TSS的上HEADER
的正数第7排针接ASL来的电缆，做辅助测试端口。
(7) HWC板的HEADER上的第1~8排、第9~16 排、第17~24 排、第25~32
排、第33~40 排、第41~48 排、第49~56 排、第57~64 排（每8排针出4个HW，HW的PCM编号顺序编号）共出32条差分HW电缆，与扩展RSP用户框的差分接口连接。
(8) 左、右PV8板之间：上HEADER第5~12排针用短接电缆相互连接；下
HEADER第1~8排、第17~24排、第25~32排用短接电缆相互连接（注
意不能插错针位）。
注意：
1.PV8-10主控框的E1接入有三种途径：一种是来自内臵传输155/622A，
此时E1电缆的连接与01PV8相同，一种是来自内臵SBS155/622H的E1，
通过内部电缆，用AMP头分别接至左右两块PV8板。最后一种是外部传
输设备通过配线架引入的E1，用AMP头接至左右两块PV8板。
2.PV8-10主控框可以根据需要灵活配臵RSP-14用户框的数目（最大为8
个），用户框是通过配套的差分电缆接入的。一般情况下，HWC板的
HEADER第1~8排、第9~16排针出的差分电缆分别接RSP-14用户框的
左RSP板、右RSP板的下HEADER第17~24排的差分接口。多个RSP
框与HWC的差分电缆连接以此类推。
3.PV8-10主控框与RSP-14用户框之间电源互助时，以2框或者3框互助。
4. TSS板
TSS测试板仅能配置在HGB框，每个ONU配置一块，通过配线实现框间互
助，完成对整个ONU内用户板的各种指标测试。
5. 用户级单板
用户级单板包括：ASL、DSL、SRX、HSL、VFB、CDI、DDU等单板。提供
各种用户级业务。
1.2.2 插框介绍
02PV8应用于19英寸V系列ONU中，为功能框模块，由一个主框加多个扩
展框组成。框类型有HGB用户框、HIB用户框。各框配置如下：
1. PV8-10主控框介绍
该主控框采用H302PV8板+HGB母板的配置。
(1) PV8-10主控框配置图
目 录
第一章 微机基础知识 第 章 89C51单片机的结构和原理 单片机的结构和原理 第 章 89C51指 系统 指 第四章 汇编语言程序 计知识 第五章 中断系统 第六章 定时器及应用 第七章 89C51串行口及通信技术 串行口及通信技术 第八章 单片机小系统片外扩展 附录A 89C51指 系统表 附录 指 参考资料
第
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8
章 MCS-51单片机的结构和原理 单片机的结构和原理
MCS-51单片机的结构 单片机的结构 MCS-51单片机引脚及 单片机引脚及 89C51 储器配置 能
CPU时时序 时时序 复 及复 电路 89C51单片机的 单片机的 输出/输入端口结构 输出 输入端口结构 思考题 题 耗工 方式
MCS-5令单片机的结构 该.令 MCS-5令单片机的结构
该.令.令 MCS-5令单片机概述 MCS-5令单片机 单片机概 MCS-5令单片机内部结构 该.令.该 MCS-5令单片机内部结构
MCS-5令单片机概述 该.令.令 MCS-5令单片机概述
一
组成
MCS-51系列单片机简介 系列单片机简 系列单片机
89C51单片机结构框图 如图 所示 单片机结构框图 如图2-1所示
外部时钟源 外部 件计数
振荡器和时序 OSC
程序 储器 4KBROM
数据 储器 256B RAM/SFR
2×16 × 定时器/计数器 定时器 计数器
89C51 CPU 64KB 总线 扩展控制器
可编程I/O 可编程
可编程全双工 串行口
内中断 外中断 控制 并行口 串行通信
FPGA CPU (NIOSII 处理器) PLL PWM 模块PWM 模块IIC 模块 SDRAM EPCS LCD 显示 电源模块 电源模块电机驱动 1 电机驱动 2 MPU6050 MPU6050电机1 电机2编码器2 蓝牙模块 编码器1 如上图所示整个系统设计以DE0-Nano 平台为中心。FPGA 通过嵌入Nios II 核与 外部存储器EPCS 配置芯片、SDRAM 、IIC 模块、PWM 模块、实现了SOPC 系 统。Nios II 通过MPU6050读取平衡车的车轮运动加速度和外力引起的角加速度实现对车身倾角的测量；然后根据倾角的大小控制相应的PWM 模块对左右两个电机的控制，最终实现对小车保持平衡、加速运动以及转弯的基本运动的控制。同时通过编码器及时的将电机的状态反馈回来，从而实现精准控制。 SOPC 的硬件配置文件和软件文件都存储在EPCS 芯片中，当FPGA 上电后，硬件逻辑通过EPCS 芯片配置成功后，读取SOPC 的软件文件并转到 FPGA 电源 键盘 TFT LCD EPCS SDRAM ADC 控制 器 FIFO PLL CPU （NIOS II 处理器） 模数转换器ADC 信号调理电路
SDRAM中，软件是的运行在SDRAM中。 最后为了方便调试我们增加了LCD显示功能和蓝牙模块，实现对程序状态的显示和数据的传输。 独到之处： 第一，我们设计的FPGA的教学平台是一个基于移动机器人（两轮平衡车），因此更容易激起学生们的兴趣。但如以后推广之后，就要对成本和功耗都要做严格的考虑，而Cyclone? IV EP4CE22F17C6N FPGA也实现了低功耗、高性能和低成本。 1、降低系统成本 所有Cyclone? IV EP4CE22F17C6N FPGA只需要两路电源供电，简化了电源分配网络，降低了电路板成本，减小了电路板面积，缩短了设计时间。而且，利用灵活的收发器时钟体系结构，您可以充分利用收发器所有可用资源，实现多种协议。利用Cyclone? IV EP4CE22F17C6N FPGA的灵活性和高度集成特性，您可以设计体积更小、成本更低的器件，降低系统总成本。 2、降低功耗 采用经过优化的60-nm低功耗工艺，Cyclone? IV EP4CE22F17C6N FPGA 拓展了前一代Cyclone III FPGA的低功耗优势。最新一代器件降低了内核电压，与前一代产品相比，总功耗降低了25％。 第二，作为教学平台必须有全面的设计资源，而Altera提供全面的Cyclone IV FPGA设计环境，包括： 1、Quartus II 开发软件 2、成熟的IP库 3、Nios II -世界上最通用的嵌入式处理器
第1部分 89C51单片机硬件结构和原理 1. 89C51单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件? 答：89C51单片机是个完整的单片微型计算机。芯片内部包括下列硬件资源： （1）8位CPU； （2）4KB的片内Flash ROM。可寻址64KB程序存储器和64KB外部数据存储器；（3）256B内部 RAM/SFR； （4）21个 SFR； （5）4个8位并行I/O口P0～P3（共32位I/O线）； （6）一个全双工uart的异步串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与PC机之间的串行通讯； （7）两个16位定时器/计数器； （8）5个中断源，两个中断优先级； （9）内部时钟发生器。 2. 89C51的ＥＡ端有何用途? 答：作外部程序存储器地址允许输入端和固化编程电压输入端。 3. 89C51的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址? 答：89C51存储器包括程序存储器和数据存储器，从逻辑结构上看，可以分为三个不同的空间： （1）64KB的程序存储器地址空间：0000H~FFFFH，其中0000H~0FFFH为片内4KB的Flash ROM地址空间，1000H~FFFFH为外部ROM地址空间； （2）256B的内部数据存储器地址空间，00H~FFH，分为两大部分，其中00H~7FH（共128B单元）为内部静态RAM的地址空间，80H~FFH为特殊功能寄存器的地址空间，21个特殊功能寄存器离散地分布在这个区域； （3）64KB的外部数据存储器地址空间：0000H~FFFFH，包括扩展I/O地址空间。 MCS-51单片机存储器三类空间地址存在重叠，单片机设计了不同的数据传送指令符号来区分：CPU访问片内、片外ROM指令用MOVC，访问片外RAM指令用MOVX，访问片内RAM 指令用MOV。 4. 简述89C51片内RAM的空间分配。 答：89C51内部256B的数据RAM区，包括有工作寄存器组区、可直接位寻址区和数据缓冲区、特殊功能寄存器组区。各区域的特性如下： （1）00H~1FH为工作寄存器组区，共分4组，每组占用8个RAM字节单元，每个单元作为一个工作寄存器，每组的8个单元分别定义为8个工作寄存器 R0~R7。当前工作寄存器组的选择是由程序状态字PSW的RS1、RS0两 位来确定。如果实际应用中并不需要使用工作寄存器或不需要使用4组
单片机原理及应用知识点汇总 一、填空题 1、单片机是将微处理器、一定容量的RAM和ROM以及I/O 口、定时器等电路集成在一块芯片上而构成的微型计算机。 2、单片机80C51片内集成了 4 KB的FLASH ROM，共有 5 个中断源。 3、两位十六进制数最多可以表示256 个存储单元。 4、在80C51中，只有当EA引脚接高电平时，CPU才访问片内的Flash ROM。 5、当CPU访问片外的存储器时，其低八位地址由P0 口提供，高八位地址由P2 口提供，8位数据由P0 口提供。 6、在I/O口中，P0 口在接LED时，必须提供上拉电阻，P3 口具有第二功能。 7、80C51具有64 KB的字节寻址能力。 特 第 持 ，其 。 IP。 边沿 计数 / 22 、串行通信有同步通信和异步通信两种通信方式。 23、在异步通信中，数据的帧格式定义一个字符由4部分组成，即：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。 24、串行通信中，为使设备同步工作，需要通信双方有两个共同的要求，一是通信双方必须采用统一的编码方式，二是通信双方必须能产生相同的传送速率。 25、单片机80C51中的串行通信共有 4 种方式，其中方式0 是用作同步移位寄存器来扩展I/O口的。 26、设80C51的晶振频率为11.0592MHz，选用定时器T工作模式2作波特率发生器，波特率为2400b/s，且SMOD置0，则定时器的初值为F4H 27、键盘可分为独立连接式和矩阵式两类。键盘可分为编码式和非编 码式两类。 28、LED数码管有静态显示和动态显示两种方式。 29、在执行下列指令后，A=___60H___，R0=__45H____，（60H）=___45H___。
计算机的基本组成及工作原理 1.3.1 计算机系统的组成 计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成，这一节将分别介绍计算机硬件系统和软件系统。 计算机硬件是构成计算机系统各功能部件的集合。是由电子、机械和光电元件组成的各种计算机部件和设备的总称，是计算机完成各项工作的物质基础。计算机硬件是看得见、摸得着的，实实在在存在的物理实体。 计算机软件是指与计算机系统操作有关的各种程序以及任何与之相关的文档和数据的集合。其中程序是用程序设计语言描述的适合计算机执行的语句指令序列。 没有安装任何软件的计算机通常称为“裸机”，裸机是无法工作的。如果计算机硬件脱离了计算机软件，那么它就成为了一台无用的机器。如果计算机软件脱离了计算机的硬件就失去了它运行的物质基础；所以说二者相互依存，缺一不可，共同构成一个完整的计算机系统。 计算机系统的基本组成如图1-6 所示。
1.3.2 计算机硬件系统的基本组成及工作原理 现代计算机是一个自动化的信息处理装置，它之所以能实现自动化信息处理，是由于采 用了“存储程序”工作原理。这一原理是1946年由冯 · 诺依曼和他的同事们在一篇题为《关 于电子计算机逻辑设计的初步讨论》的论文中提出并论证的。这一原理确立了现代计算机的 基本组成和工作方式。 ⑴ 计算机硬件由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 ⑵ 计算机内部采用二进制来表示程序和数据。 ⑶ 采用“存储程序”的方式，将程序和数据放入同一个存储器中（内存储器），计算 机能够自动高速地从存储器中取出指令加以执行。 可以说计算机硬件的五大部件中每一个部件都有相对独立的功能，分别完成各自不同 的工作。如图1-7所示，五大部件实际上是在控制器的控制下协调统一地工作。首先，把表 示计算步骤的程序和计算中需要的原始数据，在控制器输入命令的控制下，通过输入设备送 入计算机的存储器存储。其次当计算开始时，在取指令作用下把程序指令逐条送入控制器。 控制器对指令进行译码，并根据指令的操作要求向存储器和运算器发出存储、取数命令和运 算命令，经过运算器计算并把结果存放在存储器内。在控制器的取数和输出命令作用下，通 过输出设备输出计算结果。 1．运算器（ALU ） 运算器也称为算术逻辑单元ALU （Arithmetic Logic Unit ）。它的功能是完成算术运算和 逻辑运算。算术运算是指加、减、乘、除及它们的复合运算。而逻辑运算是指“与”、“或”、 “非”等逻辑比较和逻辑判断等操作。在计算机中，任何复杂运算都转化为基本的算术与逻 辑运算，然后在运算器中完成。 2．控制器（CU ） 控制器CU （Controller Unit ）是计算机的指挥系统，控制器一般由指令寄存器、指令译 码器、时序电路和控制电路组成。它的基本功能是从内存取指令和执行指令。指令是指示计 算机如何工作的一步操作，由操作码（操作方法）及操作数（操作对象）两部分组成。控制 器通过地址访问存储器、逐条取出选中单元指令，分析指令，并根据指令产生的控制信号作 用于其它各部件来完成指令要求的工作。上述工作周而复始，保证了计算机能自动连续地工 作。 通常将运算器和控制器统称为中央处理器，即CPU （Central Processing Unit ）,它是 整个计算机的核心部件，是计算机的“大脑”。它控制了计算机的运算、处理、输入和输出 等工作。 集成电路技术是制造微型机、小型机、大型机和巨型机的CPU 的基本技术。它的发展 使计算机的速度和能力有了极大的改进。在1965年，芯片巨人英特尔公司的创始人戈 登 · 摩尔，给出了著名的摩尔定律：芯片上的晶体管数量每隔18~24个月就会翻一番。让 所有人感到惊奇的是，这个定律非常精确的预测了芯片的30年发展。1958年第一代集成电 路仅仅包含两个晶体管，而1997年，奔腾II 处理器则包含了750万个晶体管，2000年的 程序 数据 控制流 数据流 图 1-7 计算机基本硬件组成及简单工作原理
单片机原理及应用考试复习知识点 第1章计算机基础知识 考试知识点： 1、各种进制之间的转换 （1）各种进制转换为十进制数 方法：各位按权展开相加即可。 （2）十进制数转换为各种进制 方法：整数部分采用“除基取余法”，小数部分采用“乘基取整法”。 （3）二进制数与十六进制数之间的相互转换 方法：每四位二进制转换为一位十六进制数。 2、带符号数的三种表示方法 （1）原码：机器数的原始表示，最高位为符号位（0‘+’1‘-’），其余各位为数值位。 （2）反码：正数的反码与原码相同。负数的反码把原码的最高位不变，其余各位求反。 （3）补码：正数的补码与原码相同。负数的补码为反码加1。 原码、反码的表示范围：-127～+127，补码的表示范围：-128～+127。 3、计算机中使用的编码 （1）BCD码：每4位二进制数对应1位十进制数。 （2）ASCII码：7位二进制数表示字符。0～9的ASCII码30H～39H，A的ASCII码41H，a的ASCII码61H。 第2章80C51单片机的硬件结构 考试知识点： 1、80C51单片机的内部逻辑结构 单片机是把CPU、存储器、输入输出接口、定时/计数器和时钟电路集成到一块芯片上的微型计算机，主要由以下几个部分组成。 （1）中央处理器CPU 包括运算器和控制器。 运算电路以ALU为核心，完成算术运算和逻辑运算，运算结果存放于ACC中，运算结果的特征存放于PSW中。 控制电路是单片机的指挥控制部件，保证单片机各部分能自动而协调地工作。程序计数器PC是一个16位寄存器，PC的内容为将要执行的下一条指令地址，具有自动加1功能，以实现程序的顺序执行。 （2）存储器 分类： 随机存取存储器RAM：能读能写，信息在关机后消失。可分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两种。 只读存储器：信息在关机后不会消失。 掩膜ROM：信息在出厂时由厂家一次性写入。 可编程PROM：信息由用户一次性写入。
第2章单片机的硬件结构 （一）填空题 1.通过堆栈实现子程序调用，首先要把（PC）的内容入栈，以进行断点保护。调用返回时 再进行出栈操作，把保护的断点送回（PC）。 2.80C51单片机的时钟电路包括两部分内容，即芯片内的（高增益反相放大器）和芯片外 跨接的（晶振）与（微调电容）。若调高单片机的晶振频率，则单片机的机器周期会变（低）。 3.通常单片机有两种复位操作，即（上电自动复位）和（按键手动复位）。复位后，PC值 为（0000H），SP值为（07H），通用寄存器的当前寄存器组为（第0）组，该组寄存器的地址范围是从（00H）到（07H）。 4.80C51单片机中，一个机器周期包含（6）个状态周期，一个状态周期又可划分为（2） 个拍节，一个拍节为（1）个振荡脉冲周期。因此，一个机器周期应包含（12）个振荡脉冲周期。 5.单片机程序存储器的寻址范围由PC的位数决定。80C51的PC为16位，因此程序存储 器地址空间是（64KB）。 6.MCS-51单片机由（8位CPU）、（程序存储器）、（数据存储器）、（并行I/O口）、（串行I/O 口）、（定时器/计数器）、（中断系统）、振荡器和时钟电路组成，各部分通过（内部总线（地址总线、数据总线和控制总线））相连。 （二）单项选择题 1. 下列概念叙述正确的是（D） ] （A）80C51中共有5个中断源，因此在芯片上相应地有5个中断请求输入引脚 （B）特殊的存取规则使得堆栈已不是数据存储区的一部分 （C）可以把PC看成是数据存储空间的地址指针 （D）CPU中反映程序运行状态和运算结果特征的寄存器是PSW 2. 取址操作后，PC的值是（C） （A）当前指令前一条指令的地址（B）当前正在执行指令的地址 （C）下一条指令的地址（D）控制寄存器中指令寄存器的地址 3. 80C51单片机中，设置堆栈指针SP为37H后就发生子程序调用，这时SP的值变为（C） （A）37H （B）38H （C）39H （D）3AH 4. 设置堆栈指针SP = 30H后，进行一系列的堆栈操作。当进栈数据全部弹出后，SP应指
计算机硬件基本结构 计算机的5个基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 算术逻辑部件P46 、P73 1.运算器 寄存器P46 、P72 随机存取存储器RAM P74 内存储器 （又称为只读存储器ROM P75 主存储器 或内存或互补金属氧化物半导体CMOS P76 主存） 1.44MB31/2英寸软盘P94 软盘Zip盘P94 大容量软盘超级盘P94 2.存储器HiFD盘P94 内置硬盘P95 盒式硬盘P95 外存储器硬盘硬盘组P95 （又称为辅USB移动硬盘P95 助存储器光盘-只读存储器CD-ROM 或外存或光盘CD 写一次，读多次光盘CD-R（又称为WORM） 辅存）P97可写光盘CD-RW 光盘-只读存储器DVD-ROM 数字化视频光盘DVD-R P97DVD-RAM和DVD-RW 磁盘P98 程序计数器PC P47 指令寄存器IR P47 3.控制器指令译码器ID P47 时序控制电路P47 微操作控制电路P47
传统设计键盘P80 键盘轮廓设计键盘P80 键盘输入无处理能力终端P81 智能型终端P81 终端网络终端P81 Internet终端P81 鼠标P82 游戏杆P82 触摸屏P82 定点输入设备光笔P82 数字转换器P83 4.输入设备数码相机P83 平台式扫描仪P83 图像扫描仪手持式扫描仪P83 扫描输入设备传真机P84 条形码阅读器P85 磁墨水字符识别MICR P85 字符和标记识别设备光学字符识别OCR P85 光学标记识别OMR P85 语音输入设备P86 数字笔记本P88 其他输入设备视觉系统P88 标准P89 显示器阴极射线管P89 平面显示器P89 高清晰度电视机P90 喷墨打印机P91 非接触式打印机激光打印机P91 热学打印机P91 打印机点针打印机P31 接触式打印机菊花轮打印机P31 5.输出设备行式打印机P31 笔式绘图仪P92 喷墨绘图仪P92 绘图仪静电绘图仪P92 直接成像绘图仪P92 缩微输出设备P93 其他输出设备语音输出设备P93
计算机硬件的基本组成部分 基本由什么组成呢?看了下面的内容相信会对您有所收获。更多内容请关注 1. 中央处理器 中央处理器称为CPU(Central Processing Unit) ，它的主要技术指标之一是主频，主频表示CPU的内部工作频率。主频越高，表明CPU的运算速度越快，当然性能也越好。 在微型计算机(简称微机或个人计算机)中，CPU又称为微处理器，其典型代表是 In tel公司的Pen tium 系列产品。例如，Pen tium II的主频在233?450MHz之间，而 Pentium III的主频可达800MHz。通常，人们所说的微机速度是指CPU的主频。它主要由控制器和运算器组成，是计算机的核心部件。 (1) 运算器 运算器(Arithmetical Unit) 的主要功能是完成对数据的算术运算、逻辑运算和逻辑判断等操作。在控制器控制下，运算器对取自存储器或其内部寄存器的数据按指令码的规定进行相应的运算，并将结果暂存在内部寄存器或送到存储器中。 (2) 控制器 控制器(Co ntrol Un it)是计算机中指令的解释和执行结构，其主要功能是控制运算器、存储器、输入输出设备等部件协调动作。控制器工作时，从存储器取出一条指令，并指出下一条指令所在的存放地址，然后对所取指令进行分析，同时产生相应的控制信号，并由控制信号启动有关部件，使这些部件完成指令所规定的操作。这样逐一执行一系列指令组成的程序，就能使计算机按照程序的要求，自动完成预定的任务。 2. 存储器 存储器(Memory)是用来存储程序和数据的部件，是计算机的重要组成部分。在实际应用中，用户先通过输入设备将程序和数据放在存储器中，运行程序时，由控制器从存储器中逐一取出指令并加以分析，发出控制命令以完成指令的操作。 在计算机中，存储器容量以字节(Byte,简写为B)为基本单位，一个字节由8个二进制位(bit)组成。存储容量的表示单位除了字节以外，还有KB、MB、GB、TB(可分别简称为K、M、G、T,例如，128MB可简称为128M)。其中： 1KB=1024B 1MB=1024KB
《计算机硬件及工作原理》说课稿-初中信息技术说课
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《计算机硬件及工作原理》说课稿 一、说教材 (1)、教材分析 “计算机硬件及工作原理”是初一《信息技术》课程第二章第三节的内容，是初中信息技术课的重要组成部分。本课承上启下，在学生学习了“计算机系统的基本组成”的基础上，进一步学习计算机硬件及工作原理，为今后系统学习信息技术知识打下良好基础。 根据学生的实际情况，本节内容分为三个课时来讲授： 第一课时：计算机的工作原理、计算机的核心部件CPU ； 第二课时：计算机主机的构成（主机板及板上插接的配件）； 第三课时：计算机的常用输入、输出设备及存储设备。 我今天说课的内容是第一课时。 (2)、学生情况分析 本节课面向初中一年级的学生。这些学生从小学三、四年级就已经开设了信息技术课，有一定的电脑操作能力，所以喜欢操作课，不喜欢理论课。同时，我校地处城乡接合部，学生的学习积极性、主动性不高，自主学习能力不强，智能发展不平衡。 (3)、课业类型 本课知识点多，学生需要理解记忆的内容多，传统的教学通常定为理论课。但是，按照新课标的要求，我大胆创新，把这节课设计成为以教师为主导的、学生为主体的自主探索课。 (4)、根据教学大纲的要求和学生的实际情况，拟定教学目标、重点、难点如下： 知识目标： 1、熟识计算机的五大功能部件； 2、了解计算机基本工作原理； 3、认识计算机的核心部件CPU 。 能力目标：
1、培养学生的观察分析能力和逻辑思维能力； 2、提高学生自主学习的能力。 情感目标： 1、培养学生之间的协作关系，增强他们的协作精神； 2、进行爱国主义教育，激发学生的爱国热情。 教学重点： 1、熟识计算机的五大功能部件； 2、认识计算机的核心部件CPU 。 教学难点： 学生对计算机的工作原理的了解。（理论抽象，较难理解） 二、说教法 （1）、实物展示法 百闻不如一见！实物展示是一种最简单实用的方法。其优点是直观明了，可以帮助学生更正确、更深刻、更牢固地掌握计算机硬件知识；帮助学生撩开罩在计算机上的神秘面纱。 （2）、游戏教学法 “游戏是少年儿童的天性”。运用趣味性与娱乐性强的游戏可以激发学生的学习兴趣，增强学生学习动机，调动学生的积极性及主动性；帮助学生掌握教材，克服学习上的某些困难。 课堂上，游戏不再是他们的主导活动，而是为教育、教学工作服务。 （3）、采用计算机辅助教学法 利用计算机辅助教学，可以将抽象的计算机工作原理用flash动画演示，化抽象为直观，富于动感，画面可重复显示，能提高学生的学习兴趣，促使他们积极主动地参与教学活动，课堂效果大大提高。既减轻学生的学习负担，又较好地完成学习任务，是实施素质教育的有效方法之一。 三、说学法 （1）、小组合作、自主探索
计算机硬件的组成 计算机硬件（Computer hardware）是指计算机系统中由电子，机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件运行提供物质基础。简言之，计算机硬件的功能是输入并存储程序和数据，以及执行程序把数据加工成可以利用的形式。从外观上来看，微机由主机箱和外部设备组成。主机箱内主要包括CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各种扩展卡、连接线、电源等；外部设备包括鼠标、键盘等。计算机主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五个逻辑部件组成。 运算器 运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。与Control Unit共同组成了CPU的核心部分。 控制器 控制器（Control Unit），是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。控制器从存储器中逐条取出指令，分析每条指令规定的是什么操作以及所需数据的存放位置等，然后根据分析的结果向计算机其它部件发出控制信号，统一指挥整个计算机完成指令所规定的操作。计算机自动工作的过程，实际上是自动执行程序的过程，而程序中的每条指令都是由控制器来分析执行的，它是计算机实现“程序控制”的主要设备。 通常把控制器与运算器合称为中央处理器（Central Processing Unit，CPU）。工业生产中总是采用最先进的超大规模集成电路技术来制造中央处理器，即CPU 芯片。它是计算机的核心设备。它的性能，主要是工作速度和计算精度，对机器的整体性能有全面的影响。硬件系统的核心是中央处理器（Central Processing Unit，简称 CPU）。它主要由控制器、运算器等组成，并采用大规模集成电路工艺制成的芯片，又称微处理器芯片。 存储器 存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。按用途存储器可分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存）,也有分为外部存储器和内部存储器的分类方法。外存通常
单片机应用设计
概述 单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片 单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片集成电路。可以与少量外围电路构成一个小而完善的计算机系统。芯片内置和外围的电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、通信产品、智能玩具、汽车电子、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。 制等领域。
单片机类型 集中指令集（CISC）和精简指令集（RISC）–采用CISC结构的单片机数据线和指令线分时复 用，即所谓冯.诺伊曼结构。它的指令丰富，功 能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度 受限，价格亦高。 –采用RISC结构的单片机，数据线和指令线分离 ，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同 时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指 令较同类CISC单片机指令包含更多的处理信息 ，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片 机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大 大提高，有利于实现超小型化。
常用的几个系列单片机 MCS-51及其兼容系列： –英特尔公司的MCS-51系列单片机是目前应 用最广泛的8位单片机之一，并且ATMEL、 PHILIPS、ADI、MAXIM、LG、 SIEMENS等公司都有其兼容型号的芯片。 这个系列的单片机具有运算与寻址能力强， 存储空间大，片内集成外设丰富，功耗低等 优点，其中大部分兼容芯片都含有片内 FLASH程序存储器，价格便宜。适合应用于 仪器仪表、测控系统、嵌入系统等开发。
计算机的组成内部设备 光驱 光驱，电脑用来读写光碟内容的机器，是台式机里比较常见的一个配件。随着多媒体的应用越来越广泛，使得光驱在台式机诸多配件中的已经成标准配置。目前，光驱可分为CD-ROM 驱动器、DVD光驱(DVD-ROM)、康宝(COMBO)和刻录机等。 软驱 软盘驱动器就是我们平常所说的软驱，英文名称叫做“Floppy Disk Driver”，它是读取3.5英寸或5.25英寸软盘的设备。现今还能看到的是3.5英寸的软驱，可以读写1.44MB的3.5英寸软盘[/url]，5.25英寸的软盘早已经淘汰，一般不会见到。软驱分内置和外置两种。内置软驱使用专用的FDD接口(这是内置软驱接口，是传统的软驱接口，直接与电脑主板上的软驱接口相连，价格低廉)，而外置软驱一般用于笔记本电脑，使用USB[/url]接口(这是外置软驱接口，通过电脑的USB接口与主机相连，可移动，但价格较高，多用于笔记本电脑。USB接口又可分为USB1.1和USB2.0两种)。 软驱有很多缺点，随着计算机的发展，这些缺点逐渐明显：容量太小，读写速度慢，软盘的寿命和可靠性差等，数据易丢失等，因此目前软驱基本上已经被其他设备取代。但是由于软驱是计算机的标准设备，在各种操作系统下无需额外安装驱动程序就可以使用，因此在很多情况软驱有其独到的便利之处（比如多块硬盘组RAID），因此目前仍有外置软驱在部分计算机上使用。 主板 主板主板，又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard)；它安装在机
箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。 CPU（中央处理器） CPU是中央处理单元(Central Processing Unit)的缩写，它可以被简称做微处理器（Microprocessor)，不过经常被人们直接称为处理器(processor)。CPU是计算机的核心，其重要性好比大脑对于人一样，因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据，而主板芯片组则更像是心脏，它控制着数据的交换。CPU的种类决定了操作系统和相应的软件。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成，是PC的核心，再配上储存器、输入/输出接口和系统总线组成为完整的PC（个人电脑）。 内存 内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存（Memory）也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。 硬盘
计算机硬件工作原理 1.概念： 1)计算机：俗称电脑(Computer),是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备/工具。 2)硬件：(1)外观：由主机、显示器、键盘、鼠标、音箱等组成。 (2)理论：运算器、控件器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。 3)工作：就是干活，操作，执行指令程序。 4)原理：原始理论==基本规律==道理。 2.概览： 中央处理器(组成、功能、指令系统等)、存储器(分类、功能、虚拟存储器、高速缓冲存储器等)、总线。 3.意义： 对硬件主要部件CPU、存储器、总线等的使用、设计、维护以及软件的使用、维护、开发软件等有作用。 4.导入： 提问五大部分组成(刚才已提到)、是谁提出来的。在五大部件中谁是最主要的。 1945.6冯.诺依曼、戈德斯坦、勃克斯等三人提出的，本文件有101页，史称101页报告。同时还提出：程序存储、程序控制。 1946.2.14在美国斯夕法尼亚大学诞生的世界是第一台计算机ENICA(爱尼阿克)就已这个理论基础设计的。第一台计算机的主要信息： 时间：1946.2.14 地点：美国斯夕法尼亚大学名称：ENICA(爱尼阿克) 真空管：18800 长度：50英尺宽度：30英尺占地：1500英尺(一间半教室) 特点：吃电，每开一次机整个费城西区的电灯为之黯然失色。 5.内容： 1)CPU的概念：CPU-Central Processing Unit 中央处理单元/器，是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。CPU原材料其实是沙子，然后通过各种技术加工为成品CPU。 2)组成: 基本：运算器、控制器。 扩展：运算器、控制器、高速缓冲存储器/寄存器组等。 CPU的简单模型体系： 教材P49 2015真题 ALU算术逻辑运算单元 CU控制单元 IR指令寄存器 ID身份号码
计算机是怎么工作的 前面我们认识的电脑其实只是电脑的硬件部份（英文名叫hardware），完整的电脑系统应该是硬件和软件（英文名叫software）的统一，就象录像机和VCD机，它们本身只是一个塑料和金属片堆积起来的部件，如果没有录像带和VCD碟片，以及设定在机器内的控制程序，录像机和VCD机纯粹就是一堆废塑料和金属片，一点用处都没有。同样，没有运行在硬件基础之上的各种软件，电脑也是一堆废品。 因此，在认识了电脑一家人之后，我们花点时间了解一下电脑软件的相关知识，从而概貌性地掌握电脑工作的基本原理。这对于后面操作系统和应用软件的学习，会很有帮助。 我们现在就去探究一下：这电脑，到底是如何工作的？ 一、电脑原理概述 前面我们已经提过，电脑的工作原理跟电视、VCD机差不多，您给它发一些指令，它就会按您的意思执行某项功能。不过，您可知道，这些指令并不是直接发给您要控制的硬件，而是先通过前面提过的输入设备，如键盘、鼠标，接收您的指令，然后再由中央处理器（CPU）来处理这些指令，最后才由输出设备输出您要的结果。
现在，让我们用一道简单的计算题来回想一下人脑的工作方式。 题目很简单：8+4÷2=？ 首先，我们得用笔将这道题记录在纸上，记在大脑中，再经过脑神经元的思考，结合我们以前掌握的知识，决定用四则运算规则和九九乘法口诀来处理，先用脑算出4÷2=2这一中间结果，并记录于纸上，然后再用脑算出8+2=10这一最终结果，并记录于纸上。 通过做这一简单运算题，我们发现一规律：首先通过眼、耳等感觉器官将捕捉的信息输送到大脑中并存储起来，然后对这一信息进行加工处理，再由大脑控制人把最终结果，以某种方式表达出来。 电脑正是模仿人脑进行工作的（这也是“电脑”名称的来源），其部件如输入设备、存储器、运算器、控制器、输出设备等分别与人脑的各种功能器官对应，以完成信息的输入、处理、输出。 下图即为计算机的工作原理图。 二、硬件和软件 其中，那些构成电脑的看得见摸得着的东西，如元器件、电路板、零部件等物理实体和物理装置，叫做电脑硬件。但是，仅有硬件电脑是不能自行工作的，还必须给它配备“思想”--即指挥它如何工作的软件才能使它成为令我们惊奇的电“脑”。
系统结构与硬件 1.绘图仪属于 A: 输出设备 B: 输入设备和输出设备 C: 输入设备 D: 计算机正常工作时不可缺少的设备 2.计算机的存储系统一般指主存储器和 A: 累加器 B: 寄存器 C: 辅助存储器 D: 鼠标器 3.把硬盘上的数据传送到计算机的内存中去，称为 A: 打印 B: 写盘 C: 输出 D: 读盘 4.CPU 是计算机硬件中的（）部件。 A: 核心 B: 辅助 C: 主存 D: 输入输出 5.CPU 中的运算器的主要功能是 ( )。 A: 负责读取并分析指令 B: 算术运算和逻辑运算 C: 指挥和控制计算机的运行 D: 存放运算结果 6.CPU 中的控制器的功能是( )。 A: 进行逻辑运算 B: 进行算术运算 C: 控制运算的速度 D: 分析指令并发出相应的控制信号 7.以下全是输入设备的是 A: 键盘、扫描仪、打印机 B: 键盘、硬盘、打印机 C: 鼠标、硬盘、音箱 D: 扫描仪、键盘、只读光盘 8.现代计算机系统是以（）为中心的。 A: 中央处理器 B: 内存 C: 运算器 D: 控制器 9.计算机中必要的、使用最广泛的、用于人机交互的输出设备是
A: 打印机 B: 显示器 C: 绘图仪 D: 声卡 10.半导体只读存储器（ROM）与半导体随机存储器（RAM）的主要区别在于A: ROM 可以永久保存信息，RAM 在掉电后信息会消失 B: ROM 掉电后，信息会消失，RAM 不会 C: ROM 是内存储器，RAM 是外存储器 D: RAM 是内存储器，ROM 是外存储器 11.CPU 的中文意思是 A: 中央处理器 B: 主机 C: 控制器 D: 计算机器 12.内存与外存的主要不同在于 A: CPU 可以直接处理内存中的信息，速度快，存储容量大；外存则相反。B: CPU 可以直接处理内存中的信息，速度快，存储容量小；外存则相反。C: CPU 不能直接处理内存中的信息，速度慢，存储容址大，外存则相反。D: CPU 不能直接处理内存中的信息，速度慢，存储容量小，外存则相反13.能够将图片输入到计算机内的装置是 A: 打印机 B: 扫描仪 C: 鼠标 D: 键盘 14.微型机中硬盘工作时，应特别注意避免 A: 光线直射 B: 环境卫生不好 C: 强烈震动 D: 噪声 15.ROM 指的是 A: 只读存储器 B: 硬盘存储器 C: 随机存储器 D: 软盘存储器 16.I/O 设备的含义是 A: 输入输出设备 B: 通信设备 C: 网络设备 D: 控制设备 17.计算机突然停电，则计算机____全部丢失。 A: 硬盘中的数据和程序 B: ROM 中的数据和程序 C: ROM 和RAM 中的数据和程序 D: RAM 中的数据和程序
计 算 机 硬 件 系统组成
《计算机硬件系统组成》教学设计 一、教材分析 本课主要对整个计算机硬件系统进行简要介绍，通过本节课的学习，揭开计算机的神秘面纱，使学生充分了解计算机硬件系统的组成，为后续知识的学习和操作，打下坚实的基础。本节课的内容涉及很多专业术语，这些术语都是比较难理解和掌握的，大多数学生学习起来有一定的难度，教师在教学中可以通过学习活动，引导学生观察、分析、比较、归纳和总结，使之逐步掌握《计算机硬件系统的组成》的知识。 二、教学对象分析 本课程的教学对象是小学生，具有活泼好动的特点，怀着对初中生活的憧憬来到一个新的环境里，对每样事物都充满着好奇，都想去探个究竟。随着社会的进步，计算机的使用范围越来越广，计算机的硬件发展越来越迅速，计算机在家庭中的普及程度越来越高，很多学生的家中都有了计算机，但对计算机的认识可能仅仅局限于上网与打游戏，对于计算机硬件系统也只能从自己可以看到的来理解，认识比较片面，通过学习本节内容，可以让学生系统地认识计算机硬件系统。 三、教学准备
多媒体设备、CPU、CPU风扇、内存条、硬盘、主板、整机一套（未组装） 四、教学目标 知识目标： 1、掌握外部设备的组成； 2、识别主板、CPU、内存、硬盘并掌握其作用与性能指标； 3、能识别其他部件如显卡、声卡等并了解其作用； 4、了解组装计算机的主要部件的过程。 能力目标： 1、培养学生的科学精神、创新精神和实践能力，提高学生对信息社会的适应能力 2、培养学生敢于动手、乐于动手的能力，以及理论联系实物的能力 情感目标： 1、通过教学探索，激发学生探求未知、认识新知的愿望，提高学习的积极性和主动性 2、通过介绍国产软件，对学生进行爱国主义教育，学生感受到知识的价值，对学习计算机产生深厚的兴趣。 五、教学重点、难点 1．教学重点
计算机硬件系统组成及工作原理 一、计算机硬件系统组成 任何一台计算机，都是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件组 成，其结构框图如网1—1所示。 1．运算器 运算器是对数据进行运算的部件，它能够快速地对数据进行加、减、乘、除等基本算术运算及“与”、“或”、“非“等逻辑运算。在运算过程 中，运算器不断得到由存储器提供的数据，运算 后把结果(包括中问结果)送回存储器保存起 来。整个运算过程是在控制器统一指挥下，按程 序中绢诽的操作次序进行的。 运算器主要由算术逻辑单元(A小hme小 L08ic Un入简称Aeu)、寄存器以及一些控制 数据传送的电路组成。算术逻辑单元是运算器 中实现算术和逻辑运算的电路；寄存器是运算 器中的数据暂存器，在运算器中往往设置多个 寄存器，每个寄存器能够保存一个数据。寄存器 可以直接为算术逻辑单元提供参加运算的数 据，运算的中间结果也可以保存在寄存器中。这 样，一个简单的运算过程就可以在运算器内部 完成，避免了频繁地与存储器打交道的工作，从 而提高了运算速度。Atmel代理运算器中还设有标志寄存器，它用来存放运算结果的特征．如进位标志 (c)、零标志(Z)、符号标志(s)等。在不同的机器中，标志寄存器的标志位有不同的规定。2．控制器 控制器是计算机的控制中心，计算机的工作就是在控制器的控制下有条不亲地协调工作。控制器通过地址访问内存储器，逐条取出选中单元的指令，分析指令，并根据指令码产生 相应的控制信号作用于其他各个部件，控制这些部件完成指令要求的操作。上述过程周而复始，保证了计算机能自动、连续地工作。 控制器主要由指令计数器(又称程序计数器)、指令寄存器、指令译码器、时序电路及操作控制器等电路组成。当计算机执行程序时，指令计数器中保存的是耍执行的下一条指令的地址，控制器根据这个地址，从内存中取出指令并送人指令寄存器。指令译码器对指令寄存器中的指令代码进行分析后，发出各种相应的操作命令，指挥计算机的有关部件进行工作，比如一次内存读／写操作，一个算术／逻辑运算操作，或一个输入／输出操作等。 指令计数器是控制器中的一个重要部件，它的功能是指示程序的执行顺序。在取指令阶段它保留本条指令的地址，当指令执行完成后它存放的是下条将要执行的指令地址。它的位长一般是能表示内存的最大容量。AT90CAN64下条指令地址的形成有两种可能，一种是顺序执行，下条 指令地址通过指令计数器自动加1完成，另一种是通过转移指令形成下条指令地址。 通常将运算器和控制器合在一起称为中央处理单元CPU(CentralPr。cessinR Unlt)，cPu是计算机的核心部件，现已做在一块集成芯片里。 3．存储器