第1章
绪论
1.1 计算机的基本知识
1.1.1 计算机的历史
在电子计算机出现后短短的半个多世纪里，计算机技术发展飞速，正迅速渗透到社会的各个领域之中，并逐步进入家庭，成为一个国家现代化的重
要标志之一。
计算机的应用范围由窄到广，功能越来越强，技术越来越完善。它经过了四个重要的历史阶段，成为人类处理信息必不可少的工具之一。四个阶段
的特点具体如表1-1所示。
表1-1计算机的发展阶段
目前，正在研究的智能计算机是一种具有类似人的思维能力，能“说”、“看”、“听”、“想”和“做”，能替代人的一些体力劳动和脑力劳动的计算机。不久的将来，还会出现速度更快、功能更强、更接近于人脑的光子计算机和生物计算机。总而言之，现代计算机的发展正朝着巨型化或微型化的方向发展，计算机的信息传输和应用正朝着网络化、智能化的方向发展，并越来越广泛地应用于我们的工作、生活、学习中，对社会和生活将有不可估量的影响。
1.1.2 计算机的分类
从不同的角度，计算机可以划分成不同的类型。
1．按处理方式分类
按处理方式分类，可以把计算机分为模拟计算机、数字计算机以及数字模拟混合计算机。模拟计算机主要用于处理模拟信息，如工业控制中的温度、压力等。模拟计算机的运算部件是一些电子电路，运算速度快，但精度不高，使用也不够方便。数字计算机采用二进制运算，特点是精度高，便于存储信息，是通用性很强的计算工具，既能胜任科学计算和数字处理，也能进行过程控制和CAD/CAM等工作。混合计算机是取数字、模拟计算机之长，既能高速运算，又便于存储信息，但这类计算机造价昂贵。现在人们所使用的大都属于数字计算机。
2．按功能分类
按计算机的功能分类，一般可分为专用计算机与通用计算机。专用计算机功能单一，可靠性高，结构简单，适应性差，但在特定用途下最有效、最经济、最快速，是其他计算机无法替代的。通用计算机功能齐全，适应性强，目前人们所使用的大都是通用计算机。
3．按规模分类
按照计算机规模，并参考其运算速度、输入输出能力、存储能力等因素，通常将计算机分为巨型机、大型机、小型机、微型机等几类。
巨型机运算速度快，存储量大，结构复杂，价格昂贵，主要用于尖端科学研究领域。大型机规模次于巨型机，有比较完善的指令系统和丰富的外部设备，主要用于计算机网络和大型计算中心。小型机较之大型机成本较低，维护也较容易，小型机用途广泛，既可用于科学计算和数据处理，也可用于生产过程自动控制和数据采集及分析处理等。微型机采用微处理器、半导体存储器和输入输出接口等芯片组成，使得它较之小型机体积更小、价格更低、灵活性更好、可靠性更高、使用更加方便。本书的主要内容都基于微型机系统。
第1章
4．按照工作模式分类
按照工作模式分类，可将计算机分为服务器和工作站两类。服务器是一种可供网络用户共享的、高性能的计算机。服务器一般具有大容量的存储设备和丰富的外部设备，运行网络操作系统，要求较高的运行速度，而且服务器上的资源可供网络用户共享。工作站是高档微型计算机，它的独到之处就是易于联网，配有大容量主存、大屏幕显示器，特别适合于CAD/CAM和办公自动化。
1.1.3 计算机的组成
计算机系统的一般组成如图1-1所示。
图1-1计算机的组成
半个世纪以来，计算机已发展成为一个庞大的家族，尽管各种类型计算机的性能、结构、应用等方面存在着差别，但是它们的基本组成结构却是相同的。
如图1-1所示，计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件是物质基础，是软件的载体，软件是实现硬件功能的手段，两者相辅相成，缺一不可。
硬件系统通常指计算机的物理系统，是看得到、摸得着的物理器件。它包括计算机主机及其外围设备。我们现在使用的计算机硬件系统的结构一直沿用由美籍著名数学家冯·诺依曼提出的模型，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。
各种各样的信息通过输入设备，进入计算机的存储器，然后送到运算器，运算完毕把结果送到存储器存储，最后通过输出设备显示出来，整个过程由控制器进行控制。计算机的整个工作过程及基本硬件结构如图1-2所示。
图1-2冯·诺依曼计算机结构模型
*1.2 微型计算机产业的发展简史
微型计算机，准确地说是个人计算机（Personal Computer，PC），是计算机产业中发展最快、最繁荣的产业之一。1965年，Intel的创始人之一Gordon Moore提出了著名的摩尔定理：可用的处理器性能和硬盘存储器容量每两年翻一番。这一定理在之后40年的PC产业发展进程中得到了印证。
1.2.1 PC的产生
1．1971年，微处理器时代的开端
1971年1月，Intel公司的霍夫成功研制了世界上第一块4位微处理器芯片Intel 4004，标志着第一代微处理器问世，微处理器和微型计算机时代从此开始。微处理器是微电子领域有史以来最重要的发明之一，微处理器时代的到来预示着微型计算机将获得广泛的应用，对人类社会产生翻天覆地的影响。
2．1972—1975年，微处理器实现突破
1972年4月，霍夫等人开发出第一个8位微处理器Intel 8008，微处理器的发展进入第二代，为微型计算机的诞生做好了最后的准备。
3．1975年，Altair启动微型计算机时代
1975年4月，MITS发布第一个通用型Altair 8800，这是世界上第一台微型计算机，标志着微型计算机时代正式到来。
同年，Bill Gates和Paul Allen创立了Microsoft并推出第一个产品——Basic。
1976年3月，Steve Wozniak和Steve Jobs开发出微型计算机AppleⅠ，同年4月1日成立了当时最成功的微型计算机公司——Apple计算机公司。
4．1978—1979年，微处理器迈向16位总线
1978年6月，Intel推出4.77MHz的8086微处理器，标志着第三代微处理器问世。
1年后，Intel推出4.77MHz的准16位微处理器8088。
同年9月，Motorola推出16位微处理器——M68000（采用了68 000个晶体管）。
第1章 5．1981年8月12日，IBM PC 揭开新纪元
1980年7月，一个负责“跳棋计划”的13人小组秘
密来到佛罗里达州波克罗顿镇的IBM 研究发展中心，开始
开发后来被称为IBM PC 的产品。
1981年8月12日，由唐·埃斯特奇（D.Estridge ）领
导的开发团队完成了IBM 个人计算机的研发，IBM 公司
在纽约宣布第一台IBM PC 诞生，开创了计算机历史的新
篇章。
第一台IBM PC （如图1-3所示）采用了Intel 的8088处理器和Microsoft 的MS-DOS 操作系统。随着日后IBM PC 及其兼容机的迅猛发展，微处理器制造商Intel 和软件制造商Microsoft 成为今日计算机产业界的巨人。
6．1982年，“IBM PC 兼容机”开始大行其道
采用开放的系统是PC 迅速称雄最关键的一步棋。第一台PC 采用了总线技术和零散的部件（即“开放标准”），IBM 还公开了PC 除BIOS 之外的全部技术资料，并通过分销商传递给最终用户。这一系列开放措施极大地促进了个人计算机的发展，同时也给兼容机制造商开辟了巨大的空间。以Compaq 为代表的兼容机厂商成为IBM 的新对手，造就了一个比前面微型机更为繁荣的产业。
1982年2月，R.Canion 、G .Stimac 和H.Barnes 共同成立了Compaq （康柏）公司。 1983年2月，Intel 发布80286处理器。
为了迎战IBM PC 的强劲势头，1983年1月19日，Apple
推出Lisa 计算机（图1-4），这是第一种使用图形用户界面
（GUI ）的个人计算机，它还第一次采用了鼠标。Lisa 的售
价高达10 000美元，结果总共售出不足2万台。 同年，ARPANET 构建完成，这个军用网络是后来因特网的前身。
1983年11月1日，中国科学院计算所新技术发展公司成立，日后发展成联想集团。 1985年1月24日，苹果公司推出了划时代的Macintosh 计算机，不仅首次采用了图形界面的操作系统，并且第一次使个人计算机具有了多媒体处理能力。
1985年10月，Intel 公司推出了16MHz 80386DX 微处理器，这是Intel 公司的第一枚32位处理器，开始了微处理器的IA —32架构时代，一直持续到今天（2005年）。
1.2.2 PC 的普及
IBM PC 与兼容机的较量仍在继续，所有厂商（包括IBM 和兼容机厂商）都受益于迅速成长的PC 市场；开放标准的PC 成为改变这个时代的最重要工具之一，整个人类社会的精神面貌都因此发生了深远的革命性变化。
1．1986—1990年，兼容机快速发展
1986年9月，Compaq 比IBM 更早推出它的基于16 MHz Intel 80386的个人计算机
图1-3 第一台IBM PC
图1-4 Lisa 计算机
Compaq Deskpro PC ，IBM PC 兼容机开始领先于IBM PC 。
1986年5月，IBM 发布第一台“膝上”计算机PC
Convertible （图1-5），这是第一台可独立依靠电池驱动而无
需电源线的便携计算机，重5.5kg 。
1986年11月14日，联想计算机集团公司成立。
同年，Berners Lee 发明WWW ，为网络开辟了一个全新
的发展阶段。
2．1990年，Windows 终成正果
1990年5月22日，Microsoft 公司宣布推出Windows 3.0操作系统。当时的Windows 3.0操作系统提供了对多媒体、网络等众多最先进技术的支持，标志着采用图形用户界面（GUI ）的操作系统开始了真正的普及。
3．1991—1994年，PowerPC 联盟启动新一轮较量
Microsoft 和Intel 的“Wintel ”组合日渐垄断PC 市场。为了避免过分受制于 Intel ，IBM 、Apple 和Motorola 三家公司开始联手开发基于RISC （精简指令集计算机）技术的PowerPC 芯片和计算机，性能优于传统的CISC （复杂指令集计算机）。
面对PowerPC 的挑战，Intel 于1993年3月22日推出奔腾（Pentium ）处理器，Power 和Intel 的竞争日趋白热化。
同年5月，Microsoft 正式推出Windows NT ，开始介入网络操作系统平台，这也是第一个不依赖于DOS 的视窗操作系统。 1.2.3 PC 进入网络时代
1．1995年，Windows 大获成功
Windows 95（图1-6）的出现标志着Microsoft 彻底占据PC 操作系统的垄断地位。在这一时期，网络技术开始崛起，PC 的竞争焦点不再局限于
CPU 的速度之争，而逐渐分化并向网络应用靠拢。
1995年11月13日，Apple 、IBM 和Matorola 三家公司向
业界发布《Power PC 平台规范》，宣布Apple 公司的Power
Macintosh 平台和Windows 等平台实现了全面的兼容。
2．1996年，PC 初探网络世界 IBM 尝试使PC 进入全新的网络应用，PC 开始介入网络环境。与此同时，Microsoft 推出了用于手持式计算机的Windows CE 操作系统，这标志着PC 的另一个重要发展趋势——小型化，正在逐渐受到重视。
3．1997年，PC 全面融入网络大潮
1997年1月9日，Intel 推出了带有MMX 技术的Pentium 处理器。这也是Intel 公司对x86微处理器结构的一次重大扩充，直接推动了计算机多媒体应用的发展。
1997年5月7日，Intel 发布了Pentium Ⅱ处理器。Pentium Ⅱ成功地实现了0.25 m
图1-5 “膝上”计算机
图1-6 Windows 95
第1章
新工艺，MMX功能，采用双重独立总线结构。
Microsoft也推出了IE网络浏览器，进入网络市场。
4．1998年，网络接入无所不在
IBM提出“普及运算”，强调“无所不在的计算”，表明PC已经不仅仅是单纯的个人计算工具，而且成为人们进入网络的接口。
1998年11月24日，AOL收购了Netscape，Microsoft IE在浏览器领域一统天下的计划受挫，围绕Internet应用软件的竞争不断升级。
5．1999年，网络化与普及运算相互交融
各大厂商纷纷把PC产品的网络接口功能和网络终端应用作为发展重点，竞争态势逐渐向网络功能和普及运算的方向延伸。
习题1 1.1 什么是单片微型计算机? 答：单片微型计算机是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机，是计算机微型化的典型代表之一，通常片内都含有CPU ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。 1.2 单片机的发展经历了哪几个阶段？在哪一阶段确立了单片机在嵌入式应用中的地位。 答：单片机初级阶段（1974 —1976 年），芯片化探索阶段（1976 —1978 年），8位单片机成熟阶段（1978 —1982 年），从SCM向MCU过渡阶段（1983 —1990年），MCU百花齐放阶段（1990年一至今）。 其中，芯片化探索阶段（1976—1978 年）确立了单片机在嵌入式应用中的地位。 1.3 单片机可分为几个系列？简述每个系列的主要特性。 答：单片机按系列可分为80C51系列、PIC系列和AVR系列等。 PIC系列单片机是Micro Chip公司的产品，与51系列单片机不兼容。 1）P IC 系列单片机最大的特点是从实际出发，重视产品的性能与价格比，发展多种型号来满足不同层次的应用要求。 2）精简指令使其执行效率大为提高。 3）产品上市零等待（Zero time to market ）。 4）P IC 有优越开发环境。 5）其引脚具有防瞬态能力，通过限流电阻可以接至220V 交流电源，可直接与继电器控制电路相连,无须光电耦合器隔离，给应用带来极大方便。 6）彻底的保密性。 7）自带看门狗定时器，可以用来提高程序运行的可靠性。 8）睡眠和低功耗模式。 AVR单片机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC（Reduced Instruction Set CPU）精简指令集高速 8 位单片机。AVR 单片机的主要特性 1）A VR单片机以字作为指令长度单位，将内容丰富的操作数与操作码安排在一字之中（指令集中占大多数的单周期指令 都是如此），取指周期短，又可预取指令，实现流水作业，故可高速执行指令。
5.1 CPU同外设交换的信息有三种类型:数据信息、状态信息和控制信息。说明CPU是如何通过三种总线（地址总线、数据总线和控制总线）同外设交换这三种信息的。 外设接口一边通过CPU的三总线同CPU连接，一边通过三种信息：数据信息，控制信息和状态信息同外设连接，CPU通过外设接口同外设之间交换的信息就是这三种信息 5.2 简述查询传送方式的工作过程 读取外设的当前状态，如果外设处于“忙”或“未准备就绪”，则程序转回重复检测外设状态，如果外设处于“空”或“准备就绪”，则进行第一次数据传送 5.3简述中断传送方式的工作过程 在中断传送方式中，通常是在程序中安排好再某一时刻启动某一台外设，然后CPU继续执行其主程序，当外设完成数据传送的准备后，向CPU发送中断请求信号，在CPU可以响应中断的条件下，现行主程序被“中断”，转去执行“中断服务程序”，在“中断服务程序”中完成一次CPU与外设之间的数据传送，传送完成后仍返回被中断的主程序，从断点处继续执行。采用中断传送方式时，CPU从启动外设到外设就绪这段时间，一直在执行主程序 5.4 简述三种DMA传送方式的区别 （1）单字节传送方式：每次DMA传送只传送一个字节的数据，传送后释放总线，由CPU控制总线至少一个完整的总线周期。以后又是测试DMA请求线DREQ，若有效，再进入DMA周期。在这种方式中要注意：○1在DMA响应信号DACK有效前，DREQ必须保持有效；○2即使DREQ在传送过程中一直保持有效，在两次传送之间也必需释放总线。（2）成组传送方式：一个DMA请求可以传送一组信息，这一组信息的字节数由编程决定，只要在DACK有效之前DREQ保持有效即可。一旦DACK有效，不管DREQ是否有效，DMAC一直不放弃总线控制权，直到整个数组传送完。（3）请求传送方式：又称查询传送方式。该方式的传送类似于成组传送方式，但每传送一个字节后，DMAC就检测DREQ，若无效，则挂起；若有效，继续DMA传送，直到①一组信息传送结束；②外加信号强制DMAC中止操作。 5.5 简述DMA控制器与一般接口芯片的区别①能发出地址信息，对存储器寻址，并修改地址指针。DMAC 内部必须有能自动加1减1的地址寄存器；②能发出读、写控制信号，包括存储器访问信号和I/O访问信号。 5.6画出查询传送方式输出数 6.1 根据接口电路功能，简要说明I/O接口电路应包括哪些电路 据的流程图单 (1)实现CPU与外设之间的数据传送——数据端口 (2)在程序查询的I/O方式中，便于CPU与接口电路或外设之间用应答方式 来交换信息——控制命令寄存器和状态寄存器 (3)在中断传送的I/O方式中，必须提供各种中断控制功能——中断控制逻 辑 (4)具有选择接口电路中不同端口的功能——地址译码器 (5)能对地址译码器选中的端口实现读写操作——读写控制逻辑。 6.2 扼要说明8255A工作在方式0和方式1的区别 方式0可以工作于无条件传送方式，也可工作于查询传送(条件传送)方式，可由用户选择PCL和PCH中各一条线作为PA口和PB口的联络信号线，方式0不能工作于中断传送方式；方式1可以工作于查询传送方式和中断传送方式，芯片规定了PC口中6条线作为PA 口和PB口同外设之间的联络信号线以及同CPU之间的中断请求线。 6.3试说明8255A在方式1输入时的工作过程 当外设准备好数据，在传送数据的同时，送出一个选通信号STB，8255A的A口数据锁存器在STB，下降沿控制下降数据锁存。8255A向外设送出高电平的IBF，表示锁存数据已完成，暂时不要再传送数据 6.4 试说明8255A在方式1输出时的工作过程 当输出缓冲器满信号OBF为高电平时，CPU执行输出指令，CPU输出的数据送入8255AA口，并使INTR复位，OBF置为低电平，通知输出设备CPU已把数据输出到了8255A的A口，输出设备接到OBF信号有效后，发ACK有效，ACK下降沿将OBF置为1，ACK上升沿表示输出设备已从8255A指定端口取走数据，此时若INTE=1，则INTR被置为高电平，向CPU申请中断，CPU可采用中断方式输出下一个数据。CPU也可通过查询OBF信号，若OBF=1，CPU输出下一个数据给8255A，即用查询方式传送数据。 6.5 8255A的3个端口在使用时有什么区别 通常端口A或B作为输入输出的数据端口(端口A还可以作为双向数据端口),而端口C作为控制或状态信息
2007年10月高等教育自学考试全国统一命题考试 微型计算机及接口技术试卷 课程代码4732 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 l.以下设备属于微型计算机输出设备的是( ) A.键盘、鼠标、扫描仪 B.打印机、显示器、指示灯 C.打印机、音箱、扫描仪 D.指示灯、打印机、鼠标 2.微处理器的主要组成部件是( ) A.运算器、控制器、寄存器组 B.存储器接口、I/O接口、运算器 C.运算器、控制器、存储器 D.存储器、运算器、内部总线 3.外总线通常也称为( ) A.系统总线 B.板极总线 C.微机总线 D.通信总线 4.在8086CPU中，CS=1000H，DS=2000H，SS=3000H，IP=4000H，SP=5000H，则下一条执行的指令字节地址为( ) A.14000H B.25000H C.5000H D.8000H 5.8086CPU的信号中有( ) A.地址信号l6位，数据信号8位 B.地址信号16位，数据信号l6位 C.地址信号20位，数据信号16位 D.地址信号20位，数据信号20位 6.Pentium MMX微处理器，又称为“多能奔腾”，其MMX技术主要是指( ) A.多媒体处理技术 B.超线程技术 C.动态执行技术 D.流水线技术 7.在下列微处理器中，最适用于笔记本电脑的微处理器是( ) A. Pentium II B. Pentium III C.Pentium 4 D.Pentium M 8.在8086/8088指令的寻址方式中，不能用于寄存器间接寻址的是( ) A.BX B.BP C.CX D.DX 9.下列指令中，执行后会使堆栈指针寄存器SP的数值增加的是( ) A.PUSH B.POP C.CALL D.INT 10.I/O接口电路和CPU间的数据交换方式为( ) A.并行 B.串行 C.并行或串行 D.位传送 11.8086CPU可寻址的最大I/O空间为( ) A.1MB B.640KB C.64KB D.1KB 12.在各种输入/输出传输控制方式中，硬件电路最简单的是( )
计算机的发展史发展趋势及相关内容 作者陈杰 摘要 现代电子计算机技术的飞速发展，离不开人类科技知识的积累，离不开许许多多热衷于此并呕心沥血的科学家的探索，正是这一代代的积累才构筑了今天的“信息大厦”。从下面这个按时间顺序展现的计算机发展简史中，我们可以感受到科技发展的艰辛及科学技术的巨大推动力。计算机发展是一部短暂却扣人心弦的历史。看这部历史，可以从许多角度切入，比如从技术发展看，比如也可从公司演变看。我们还可以从计算机的普及历程来看。 关键词计算机发展史趋势现代微机 引言 计算机发展是一部短暂却扣人心弦的历史。看这部历史，可以从许多角度切入，比如从技术发展看，可以从1946年拙笨而庞大的ENIAC一直源溯到今天快速而灵巧的PII；比如也可从公司演变看，从IBM的大型机时代到DEC的小型机时代，以及Apple的个人电脑时代，直到当今如日中天的网络时代；当然，我们还可以从计算机的普及历程来看，从玻璃屋神秘的大机器，到走入企业机构的信息工具，到今天迅速向家庭扩张的娱乐工具...... 计算机的发展史： 现代电子计算机技术的飞速发展，离不开人类科技知识的积累，离不开许许多多热衷于此并呕心沥血的科学家的探索，正是这一代代的积累才构筑了今天的“信息大厦”。从下面这个按时间顺序展现的计算机发展简史中，我们可以感受到科技发展的艰辛及科学技术的巨大推动力 一、机械计算机的诞生，在西欧，由中世纪进入文艺复兴时期的社会大变革，极大地促进了自然科学技术的发展，人们长期被神权压抑的创造力得到了空前的释放。而在这些思想创意的火花中，制造一台能帮助人进行计算的机器则是最耀眼、最夺目的一朵。从那时起，一个又一个科学家为了实现这一伟大的梦想而不懈努力着。但限于当时的科技水平，多数试验性的创造都以失败而告终，这也就昭示了拓荒者的共同命运: 往往在倒下去之前见不到自己努力的成果。而后人在享用这些甜美成果的时候，往往能够从中品味出汗水与泪水交织的滋味…… 二、电子计算机问世，在以机械方式运行的计算器诞生百年之后，随着电子技术的突飞猛进，计算机开始了真正意义上的由机械向电子时代的过渡，电子器件逐渐演变成为计算机的主体，而机械部件则渐渐处于从属位置。二者地位发生转化的时候，计算机也正式开始了由量到质的转变，由此导致电子计算机正式问世。 三、晶体管计算机的发展，真空管时代的计算机尽管已经步入了现代计算机的范畴，但因其体积大、能耗高、故障多、价格贵，从而制约了它的普及和应用。直到晶体管被发明出来，电子计算机才找到了腾飞的起点。 四、集成电路为现代计算机铺平道路，尽管晶体管的采用大大缩小了计算机的体积、降低了价格、减少了故障，但离用户的实际要求仍相距甚远，而且各行业对计算机也产生了较大的需求，生产性能更强、重量更轻、价格更低的机器成了当务之急。集成电路的发明解决了这个问题。高集成度不仅使计算机的体积得以减小，也使速度加快、故障减少。从此，人们开始制造革命性的微处理器。
单片机复习总结 O、计算机的基本原理 计算机数值表示(原码、反码、补码) 中断 存储器（堆栈） 一、绪论 要求：熟悉，不作为考试内容 二、MCS-51单片机系统结构 1、硬件结构了解 2、引脚功能熟悉，掌握在外部功能扩展中的应用 3、中央处理器熟悉各个寄存器的基本功能 掌握振荡周期、机器周期及指令周期的概念 时钟，复位的定义 三、存储器结构 1、四个物理空间：内、外程序存储器，内、外数据存储器 三个逻辑空间：程序存储器，内、外数据存储器 2、程序存储器地址空间 重点掌握：低地址段的保留单元 3、数据存储器地址空间 重点掌握：内部数据存储器，地址范围，特点，SFR 外部数据存储器，寻址范围及寻址方式 4、位处理器 熟悉位处理器组成及位存储器地址范围 四、指令系统 1、指令的寻址方式（掌握） 7种寻址方式，名称、格式、寻址范围 2、指令系统（五大类） 要求：指令的格式，寻址方式，执行操作，对标志位影响，程序段编写。 五、定时/ 计数器 要求：初始化程序，中断或非中断情况下的应用编程 定时计数器特点：16位加1计数器，计数初值为计数长度的补码；可程控为4种不同工作方式。 初始化程序：1、计数常数的计算 2、置工作方式字 3、置THX，TLX 4、置TRX启动计数 5、置EA、ETX开中断 六、中断系统 1、中断的概念 2、与中断有关的寄存器
3、中断源：外部及内部中断源，中断触发方式，如何设置 4、MCS-51中断优先级的处理原则，同级中断申请的查询次序。 5、中断处理过程（了解），各个中断源对应中断矢量（掌握），中断响应条件（掌握）。 6、中断程序编写的步骤 七、串行通讯口 1、串行通讯概述（熟悉，了解） 重点：异步串行通讯的帧格式 2、MCS-51的串行通讯口 SCON串行控制寄存器，PCON（SMOD位作用） 串行通讯工作方式（熟悉了解），掌握不同工作方式的特点及帧格式，如何启动发送及接收。 串行通讯波特率，常用波特率的获得（掌握）。 串行通讯编程，初始化程序、简单应用程序 八、功能扩展 1、A/D、D/A转换的原理，逐次比较式AD转换的原理 给出接口芯片，画接口电路图； 根据接口电路图，写转换程序 2、键盘（行扫描法、反转扫描法）以及LED显示（静态显示、动态显示）的工作原理
《微机原理与接口技术》习题解答 习题1 1.1 冯·诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点？ 【解答】冯·诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”，有以下5方面特点：（1）用二进制数表示数据和指令； （2）指令和数据存储在内部存储器中，按顺序自动依次执行指令； （3）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统； （4）由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行； （5）以运算器为核心。 1.2 微处理器和微型计算机的发展经历了哪些阶段？各典型芯片具备哪些特点？ 【解答】经历了6代演变，各典型芯片的特点如表1-1所示。 表1-1 微处理器的发展及典型芯片的特点 1.3 微型计算机的特点和主要性能指标有那些? 【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特点以外，还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使用和维护方便等。 微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。常用的微型计算机性能指标主要有：字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。
1.4 常见的微型计算机硬件结构由哪些部分组成？各部分的主要功能和特点是什么？ 【解答】微型计算机硬件一般由微处理器、内存储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/输出设备等部件组成。 主要组成部件的功能和特点分析如下： （1）微处理器：是微型计算机的核心部件，由运算单元ALU、控制单元、寄存器组以及总线接口部件等组成，其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作。 （2）内存储器：用来存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序。可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。RAM存放当前参与运行的各种程序和数据，特点是信息可读可写，存取方便，但信息断电后会丢失；ROM用于存放各种固定的程序和数据，特点是信息固定不变，关机后原存储的信息不会丢失。 （3）系统总线：是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。可分成数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB。 （4）输入/输出接口电路：完成微型计算机与外部设备之间的信息交换。由寄存器组、专用存储器和控制电路等组成。 （5）主机板：由CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助电路等硬件组成。 （6）外存储器：使用最多的是磁盘存储器（软盘、硬盘）和光盘存储器。外存储器容量大，保存的信息不会丢失。 （7）输入/输入设备：是微型计算机系统与外部进行通信联系的主要装置。常用的有键盘、鼠标、显示器、打印机和扫描仪等。 1.5 什么是微型计算机的系统总线？说明数据总线、地址总线、控制总线各自的作用。 【解答】系统总线是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。 （1）数据总线：用来传送数据，主要实现CPU与内存储器或I/O设备之间、内存储器与I/O设备或外存储器之间的数据传送。 （2）地址总线：用来传送地址。主要实现从CPU送地址至内存储器和I/O设备，或从外存储器传送地址至内存储器等。 （3）控制总线：用于传送控制信号、时序信号和状态信息等。 1.6 什么是系统的主机板？由哪些部件组成？ 【解答】CPU、RAM、ROM、I/O接口电路以及系统总线组成的计算机装置称为“主机”，主机的主体则是主机板。主机板上主要有CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助电路等硬件。 1.7 计算机中有哪些常用的数制和码制？如何进行数制之间的转换？ 【解答】数值数据经常用二进制、十进制、八进制和十六进制；字符数据使用ASCII码；表示十进制数字用BCD码。 （1）十进制到二进制：整数部分连续除以2后“倒取余”，小数部分连续乘以2后“正取整”； （2）二进制到十进制：将二进制数按权展开即可。 （3）二进制到八进制：将3位二进制一组对应1位八进制数码。 （4）八进制到二进制：将1位八进制数码对应3位二进制数码。 十六进制与二进制间转换与八进制与二进制间转换类似，只是比例关系为1位十六进制数码对应4位二进制数码。 1.8 将下列十进制数分别转化为二进制数、十六进制数和压缩BCD码。 （1）15.32 （2）325.16 （3）68.31 （4）214.126
微型计算机及接口技术-阶段测评3 1.单选题 1.13.0 下列关于8251A的说法，不正确的是( C) 您答错了 ? a 8251A可用于同步或异步通信 ? b 8251A提供了4个与MODEM相连的控制信号 ? c 8251A可以产生3个位的终止位 ? d 8251A具有奇偶、溢出和帧错误等检测电路 选项C错误，8251产生的停止位可以是1、1.5和2位，而不能是3位。 1.23.0 设8255A的端口B工作在方式1输入，若外设已将数据送入端口B，当CPU读取此数据后，IBF信号变为（B） 您答错了 ? a 高电平 ? b 低电平 ? c 三态
不定状态 此题很容易答错，因为输入缓冲器满信号IBF为高电平有效，所以很容易选择选项A，一定要注意时序关系：8255收到外设送来的数据后，把IBF置成高电平，表示输入缓冲器已满，通知外设暂时不要送下一个数据，当CPU从8255读取此数据后，又把IBF复位，即又变回低电平，通知外设可以输入下一个数据了，所以答案应为B。 1.33.0 当8255A的端口A工作在方式2时，该端口（ C） 您答错了 ? a 只能输入 ? b 只能输出 ? c 既可输入也可输出 ? d 不能输入和输出 8255的方式2为双向选通输入输出方式，此时，通过8位数据线可与外设进行双向通信，既能发送数据，又能接收数据。 1.43.0 输入接口送给外设的联络信号RDY为高电平时，表示（ A） 您答错了 ? a 接口芯片中输入寄存器已空 ? b 接口芯片中输入寄存器已满
接口芯片中输出寄存器已空 ? d 接口芯片中输出寄存器已满 联络信号RDY是接口芯片送给外设的准备就绪信号，当RDY为高电平时，表示接口芯片中输入寄存器已空，可接收外设信息，以实现外设与接口的输入操作。 1.53.0 关于接口芯片的片选信号，下列说法错误的是（ D） 您答错了 ? a 片选端是控制接口芯片进入电路工作状态的引脚端 ? b 由CPU的地址线通过地址译码器输出接到片选端 ? c 只有片选信号有效后，CPU才能与该芯片交换数据 ? d 片选端必须是低电平有效 同内存的读写相仿，必须要有一个地址信号选中接口芯片后，才能使该接口芯片进入电路工作状态，实现数据的输入/输出。CPU的低8位地址线形成地址，通过地址译码器输出接到接口芯片的选通端，又称片选端。片选端是控制接口芯片进入电路工作状态的引脚端，究竟是高电平有效还是低电平有效由接口芯片决定，只有片选端被选中后，CPU才能通过该芯片与对应的I/O设备传送数据。 1.63.0 若要将8255A的端口C的PC6位置为1，则应选择的置位/复位控制字为（ A ） 您答错了 ? a 0DH
计算机的发展历程与趋势 注： 参考相关资料《计算机应用基础教程——Windows7 Office 2010》 百度百科，维基百科，网上相关图片，希望赵老师可以认真批阅， 如有错误地方希望指导更正。
一、计算机的发展历程 我 们现在的社会越来越离不开电脑，各种社会人员，总是 时不时的打开电脑。在我们感受计算机带给我们的方便时候，我们也更要了解计算机的历程，下面就一一地介绍我们的先辈如何通过努力将我们带进一个信息数字化的时代。 1946年2月，美国宾夕法尼亚大学诞生了一台被称为ENIAC的庞然大物，从此便开启了计算机时代的大门。从此计算机技术已经成为20世纪发展最快的一门学科，尤其是微型计算机的出现和计算机网络的发展，使计算机的应用渗透到社会的各个领域，有力地推动了信息社会的发展。一直以为，人们都以计算机物理器件的变革作为标志，故而把计算机的发展分为四代。
1.第一代（1946—1958年）;电子管计算机时代 第一代计算机的内部元件使用的是电子管。世界上第一台电子数字积分式计算机--埃尼克（ENIAC）在美国 宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生。 ENIAC犹如一个庞然大物，它 重达30吨，占地170平方米， 内装18000个电子管， 但其运算速度比当时最好的机电 式计算机快1000倍。1949年，第一台存储程序计算机--EDSAC在剑桥大学投入运行，NIAC和EDSAC均属于第一代电子管计算机。电子管计算机采用磁鼓作存储器。磁鼓是一种高速运转的鼓形圆筒，表面涂有磁性材料，根据每一点
的磁化方向来确定该点的信息。第一代计算机由于采用电子管，因而体积大、耗电多、运算速度较低、故障率较高而且价格极贵。本阶段，计算机软件尚处于初始发展期，符号语言已经出现并被使用，主要用于科学计算方面。 2.第二代（1959—1964年）：晶体管计算机时代
第3章【单片机的指令系统】 思考与练习题解析 【3—1】什么是指令及指令系统? 【答】控制单片机进行某种操作的命令称为“指令”。单片机就是根据指令来指挥和控制 单片机各部分协调工作。指令由二进制代码表示，指令通常包括操作码和操作数两部分：操作码规定操作的类型，操作数给出参加操作的数或存放数的地址。 所有指令的集合称为“指令系统”。80C51单片机的指令系统专用于80C51系列单片机， 是一个具有255种操作码(OOH～FFH，除A5H外)的集合。 【3—2】80C51单片机的指令系统具有哪些特点? 【答】80C51单片机的指令系统容易理解和阅读。只要熟记代表33种功能的42种助记即可。有的功能如数据传送，可以有几种助记符，如MOV、MOVc、MOVX。而指令功能助 记符与操作数各种寻址方式的结合，共构造出111种指令，而同一种指令所对应的操作码可以多至8种(如指令中Rn对应寄存器R0～R7)。 80C51单片机的指令系统具有较强的控制操作类指令，容易实现“面向控制”的功能；具有位操作类指令，有较强的布尔变量处理能力。 【3—3】简述80C51指令的分类和格式。 【答】80C51的指令系统共有111条指令，按其功能可分为5大类：数据传送类指令(28条)、算术运算类指令(24条)、逻辑运算类指令(25条)、控制转移类指令(17条)和布尔操作(位)类指令(17条)。 指令的表示方法称之为“指令格式”，其内容包括指令的长度和指令内部信息的安排等。在80C51系列的指令系统中，有单字节、双字节和三字节等不同长度的指令。 ·单字节指令：指令只有一个字节，操作码和操作数同在一个字节中。 ·双字节指令：包括两个字节。其中一个字节为操作码，另一个字节是操作数。 ·三字节指令：操作码占一个字节，操作数占两个字节。其中操作数既可能是数据，也可能是地址。 【3—4】简述80C51的指令寻址方式，并举例说明。 【答】执行任何一条指令都需要使用操作数，寻址方式就是在指令中给出的寻找操作数或操作数所在地址的方法。 80C5l系列单片机的指令系统中共有以下7种寻址方式。 ①立即寻址。在指令中直接给出操作数。出现在指令中的操作数称为“立即数”，为了与直接寻址指令中的直接地址相区别，在立即数前面必须加上前缀“#”。 例如：MOV DPTR，#1234H ；1234H为立即数，直接送DPTR ②直接寻址。在指令中直接给出操作数单元的地址。 例如：MOV A，55H ；55H是操作数单元的地址，55H单元内的数据才是操作数，取出后送累加器A ③寄存器寻址。在指令中将指定寄存器的内容作为操作数。因此，指定了寄存器就能得 到操作数。寄存器寻址方式中，用符号名称来表示寄存器。 例如：INC R7 ；R7的内容为操作数，加1后再送回R7 ④寄存器间接寻址。在指令中给出的寄存器内容是操作数的地址，从该地址中取出的才 是操作数。可以看出，在寄存器寻址方式中，寄存器中存放的是操作数；而在寄存器间接寻址 方式中，寄存器中存放的则是操作数的地址。 寄存器间接寻址须以寄存器符号名称的形式表示。为了区别寄存器寻址和寄存器间接寻 址，在寄存器间接寻址中，应在寄存器的名称前面加前缀“@”。 例如：ORL A．@Ro；当R0寄存器的内容是60H时，该指令功能是以RO寄存器的内容60H为地址，将60H地址单元的内容与累加器A中的数相“或”，其结果仍存放在A中。
1.1微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同？ 答：①微处理器是微型计算机的核心，是微型计算机的一部分。它是集成在一块芯片上的CPU，由运算器和控制器组成。 ②微型计算机包括微处理器、存储器、I/O接口和系统总线，是微型计算机系统的主体。 ③微型计算机系统包括微型计算机、外设及系统软件三部分。 1.2CPU在内部结构上由哪几部分组成？CPU应具备哪些主要功能？ 答：1.CPU在内部结构上由以下几部分组成： ①算术逻辑部件(ALU)； ②累加器和通用寄存器组； ③程序计数器(指令指针)、指令寄存器和译码器； ④时序和控制部件。 2.CPU应具备以下主要功能： ①可以进行算术和逻辑运算； ②可保存少量数据； ③能对指令进行译码并执行规定的动作； ④能和存储器、外设交换数据； ⑤提供整个系统所需要的定时和控制； ⑥可以响应其他部件发来的中断请求。 1.3累加器和其他通用寄存器相比，有何不同？ 答：许多指令的执行过程以累加器为中心；输入/输出指令一般也以累加器来完成。 1.4微处理器的控制信号有哪两类？ 答：一类是通过对指令的译码，由CPU内部产生的。这些信号由CPU送到存储器、I/O接口电路和其他部件。另一类是微型机系统的其他部件送到CPU的。通常用来向CPU发出请求。 如中断请求、总线请求等。 1.5微型计算机采用总线结构有什么优点？ 答：首先是系统中各功能部件之间的相互关系变为各个部件面向总线的单一关系。其次是一个部件只要符合总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统中，使系统功能得到扩充。 1.6数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处？如果一个系统的数据和地址合用一套总线或 者合用部分总线，那么，要靠什么来区分地址或数据？ 答：1.数据总线是双向三态；地址总线是单向输出三态。 2.数据和地址复用时，必须有一个地址选通信号来区分该总线上输出的是地址还是数据。 1.7控制总线传输的信号大致有哪几种？ 答：包括CPU送往存储器和I/O接口的控制信号，如读信号、写信号、中断响应信号、存储器和I/O接口区分信号等。还包括其他部件送到CPU的信号，如时钟信号、中断请求信号、 准备就绪信号等。 2.1总线接口部件有哪些功能？请逐一进行说明。 答：1.总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。 2.具体讲：①总线接口部件要从内存取指令送到指令队列； ② CPU执行指令时，总线接口部件要配合执行部件从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送给执行部件，或者把执行部件的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。 2.28086的总线接口部件由哪几部分组成？答：4个段地址寄存器CS、DS、ES、SS；16位的指令 指针寄存器IP；20位的地址加法器；6字节的指令队列。 2.38086的执行部件有什么功能？由哪几部分组成？ 答：1.8086的执行部件的功能是负责指令的执行。2.4个通用寄存器AX、BX、CX、DX；4个专用寄存器BP、SP、SI、DI；标志寄存器FLAGS和算术逻辑单元ALU。 2.4状态标志和控制标志有何不同？程序中是怎样利用这两类标志的？8086的状态标志和控制标 志分别有哪些？ 答：1.不同之处在于：状态标志由前面指令执行操作的结果对状态标志产生影响，即前面指令执行操作的结果决定状态标志的值。控制标志是人为设置的。
一、计算机发展史简介 人类所使用的计算工具是随着生产的发展和社会的进步，从简单到复杂、从低级到高级的发展过程，计算工具相继出现了如算盘、计算尺、手摇机械计算机、电动机械计算机等。 1946年，世界上第一台电子数字计算机（ENIAC）在美国诞生。这台计算机共用了18000多个电于管组成，占地170m2，总重量为30t，耗电140kw，运算速度达到每秒能进行5000次加法、 300次乘法。从计算机的发展趁势看，大约2010年前美国就可以研制出千万亿次计算机。 电子计算机在短短的50多年里经过了电子管、晶体管、集成电路（IC）和超大规模集成电路（VLSI）四个阶段的发展，使计算机的体积越来越小，功能越来越强，价格越来越低，应用越来越广泛，目前正朝智能化（第五代）计算机方向发展。1．第一代电子计算机 第一代电于计算机是从1946年至1958年。它们体积较大，运算速度较低，存储容量不大，而且价格昂贵。使用也不方便，为了解决一个问题，所编制的程序的复杂程度难以表述。这一代计算机主要用于科学计算，只在重要部门或科学研究部门使用。 2．第二代电子计算机 第二代计算机是从1958年到1965年，它们全部采用晶体管作为电子器件，其运算速度比第一代计算机的速度提高了近百倍，体积为原来的几十分之一。在软件方面开始使用计算机算法语言。这一代计算机不仅用于科学计算，还用于数据处理和事务处理及工业控制。 3．第三代电子计算机 第三代计算机是从1965年到1970年。这一时期的主要特征是以中、小规模集成电路为电子器件，并且出现操作系统，使计算机的功能越来越强，应用范围越来越广。它们不仅用于科学计算，还用于文字处理、企业管理、自动控制等领域，出现了计算机技术与通信技术相结合的信息管理系统，可用于生产管理、交通管理、情报检索等领域。 4．第四代电子计算机 第四代计算机是指从1970年以后采用大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）为主要电子器件制成的计算机。例如80386微处理器，在面积约为10mm X l0mm的单个芯片上，可以集成大约32万个晶体管。 第四代计算机的另一个重要分支是以大规模、超大规模集成电路为基础发展起来的微处理器和微型计算机。 微型计算机大致经历了四个阶段： 第一阶段是1971～1973年，微处理器有4004、4040、8008。 1971年Intel公司研制出MCS4微型计算机（CPU为4040，四位机）。后来又推出以8008为核心的MCS-8型。 第二阶段是1973～1977年，微型计算机的发展和改进阶段。微处理器有8080、8085、M6800、Z80。初期产品有Intel公司的MCS一80型（CPU为8080，八位机）。后期有TRS-80型（CPU为Z80）和APPLE-II型（CPU为6502），在八十年代初期曾一度风靡世界。 第三阶段是1978～1983年，十六位微型计算机的发展阶段，微处理器有8086、6、80286、M68000、Z8000。微型计算机代表产品是IBM-PC（CPU为8086）。本阶段
1. 什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？ 计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。它是工业控制机构生产过程的大部分组成，工业控制机是指生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件部分，生产过程包括被控对象，测量变送，执行机构，电气开关等。 2. 计算机控制系统的典型形式有哪些？各有什么优缺点？ 计算机控制系统的典型形式:(1)操作指导控制系统。优点：结构简单，控制灵活和安全，缺点是由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。（2）直接数字控制系统（DDC），实时性好，可靠性高和适应性强。（3）监督控制系统（SSC），是生产过程始终处于最优工况。（4）分型控制系统（DCS），分散控制，集中操作，分级管理。（5）现场总线控制系统（FCS），降低成本，提高可靠性，可实现真正的开放式互连系统结构 3. 实时，在线方式和离线方式的含义是什么？ 实时是指信号的输入，计算和输出都要在一定的时间范围内完成，即计算机对输入信息以足够快的速度进行控制，超出这个时间就失去控制时机，控制也就失去意义。在线方式：在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式。离线方式：生产过程不和计算机相连且不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。 4. 工业控制机有哪几部分组成？ 工业控制机包括硬件和软件两部分。硬件包括：主机（CPU、RAM、ROM）板，人--机接口，外部总线和内部总线，系统支持板，磁盘系统通信接口，输入、输出通道。软件包括系统软件、支持软件和应用软件。 5. 什么是总线，内部总线和外部总线？ 总线是一组信号线的集合，它定义了各引线的信号、电机、机械特性，使计算机内部各组成部分之间以及不同的计算机之间建立信号联系，进行信息传送和通信。内部总线：就是计算机内部功能模板之间进行通信的总线，它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽，但按功能仍要分为数据总线DB，地址总线AB，控制总线CB，电源总线PB。外部总线是计算机与计算机之间或计算机与其他智能设备之间进行通信的连接。 6. 什么是接口，接口技术和过程通道？ 接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁，它包括输入接口和输出接口，接口技术是研究计算机与外部设备之间如何交换信息的技术，过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道，它包括AI、AO、DI、DO。 7. 采用74LS244和74LS273与PC总线工业控制机接口，设计8路数字量（开关量）输入接口和8路数字量（开关量）输出接口，请画出接口电路原理图，并分别编写数字量输入和数字量输出程序。 8. 用8位A/D转换器ADC0809通过8255A与PC总线工业控制机接口，实现8路模拟量采集。请画出接口原理图，并设计出8路模拟量的数据采集程序 9. 有源I/V变换：设输入为4~20mA的电流，对应输出为1~5V，输入电阻Ri=250Ω，试确定I/V变换电路及电路参数,画出电路原理图。 10. 什么是采样过程、量化、孔径时间？ 采样时指按一定的时间间隔T，把时间上连续和幅值上也连续的模拟信号转变成在时间刻0、T、2T···KT的一连串脉冲输出信号的过程，所谓量化就是采用一组数码（二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换为数字信号，将采样信号转换为数字信号的过程称为量化过程，孔径时间，在模拟量输入通道中，A/D转换器将模拟信号转换为数字量总需要一定的时间，完成一次A/D转换所需的时间。 11.采样保持器的作用是什么？是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器？为什么？ 12. 什么是串模干扰和共模干扰？如何抑制？
微型计算机发展史 微处理器(Microprocessor),简称μP或MP，是由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器的中央处理机部件，即CPU(Certal Processing Unit)。微处理器本身并不等于微型计算机，它仅仅是微型计算机中央处理器，有时为了区别大、中、小型中央处理器(CPU)与微处理器，把前者称为CPU，后者称为MPU(Microprocessing Unit)。 微型计算机(Microcomputer)，简称μC或MC，是指以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制作的存储器、输入/输出接口电路及系统总线所组成的计算机(简称微型机，又称微型电脑)。有的微型计算机把CPU、存储器和输入/输出接口电路都集成在单片芯片上，称之为单片微型计算机，也叫单片机。 微型计算机系统(Microcomputer System)，简称μCS或MCS，是指以微型计算机为中心，以相应的外围设备、电源、辅助电路(统称硬件)以及控制微型计算机工作的系统软件所构成的计算机系统。 20世纪70年代，微处理器和微型计算机的生产和发展，一方面是由于军事工业、空间技术、电子技术和工业自动化技术的迅速发展，日益要求生产体积小、可靠性高和功耗低的计算机，这种社会的直接需要是促进微处理器和微型计算机产生和发展的强大动力；另一方面是由于大规模集成电路技术和计算机技术的飞速发展，1970年已经可以生产1KB的存储器和通用异步收发器(UART)等大规模集成电路产品并且计算机的设计日益完善，总线结构、模块结构、堆栈结构、微处理器结构、有效的中断系统及灵活的寻址方式等功能越来越强，这为研制微处理器和微型计算机打下了坚实的物质基础和技术基础。因而，自从1971年微处理器和微型计算机问世以来，它就得到了异乎寻常的发展，大约每隔2~4年就更新换代一次。至今，经历了三代演变，并进入第四代。微型计算机的换代，通常是按其CPU字长和功能来划分的。 一、第一代(1971~1973)：4位或低档8位微处理器和微型机 代表产品是美国Intel公司首先的4004微处理器以及由它组成的MCS-4微型计算机(集成度为1200晶体管/片)。随后又制成8008微处理器及由它组成的MCS-8微型计算机。第一代微型机就采用了PMOS工艺，基本指令时间约为10~20μS，字长4位或8位，指令系统比较简单，运算功能较差，速度较慢，系统结构仍然停留在台式计算机的水平上，软件主要采用机器语言或简单的汇编语言，其价格低廉。 二、第二代(1974~1978)：中档的8位微处理器和微型机 其间又分为两个阶段，1973-1978年为典型的第二代，以美国Intel公司的8080和Motorola 公司的MC6800为代表，集成度提高1~2倍，(Intel 8080集成度为4900管/片)，运算速度提高了一个数量级。1976-1978年为高档的8位微型计算机和8位单片微型计算机阶段，称之为二代半。高档8位微处理器，以美国ZILOG公司的Z80和Intel公司的8085为代表，集成度和速度都比典型的第二代提高了一倍以上(Intel 8085集成度为9000管/片)。8位单片微型机以Intel 8048/8748(集成度为9000管/片),MC6801,MOSTEK F81/3870,Z80等为代表，它们主要用于控制和智能仪器。总的来说，第二代微型机的特点是采用NMOS工艺，集成度提高1~4倍，运算速度提高10~15倍，基本指令执行时间约为1~2μS，指令系统比较完善，已具有典型的计算机系统结构以及中断、DMA等控制功能，寻址能力也有所增强，软件除采用汇编语言外，还配有BASIC，FORTRAN，PL/M等高级语言及其相应的解释程序和编译程序，并在后期开始配上操作系统。 三、第三代(1978~1981)：16位微处理器和微型机 代表产品是Intel 8086(集成度为29000管/片)，Z8000(集成度为17500管/片)和MC68000(集成度为68000管/片)。这些CPU的特点是采用HMOS工艺，基本指令时间约为0.05μS，从各
《单片微型计算机原理及应用》习题参考答案 姜志海刘连鑫王蕾编著 电子工业出版社 目录 第1章微型计算机基础 (2) 第2章半导体存储器及I/O接口基础 (5) 第3章MCS51系列单片机硬件结构 (13) 第4章MCS51系列单片机指令系统 (19) 第5章MCS51系列单片机汇编语言程序设计 (23) 第6章MCS51系列单片机中断系统与定时器/计数器 (30) 第7章MCS51系列单片机的串行口 (37) 第8章MCS51系列单片机系统扩展技术 (40) 第9章MCS51系列单片机键盘/显示器接口技术 (42) 第10章MCS51系列单片机模拟量接口技术 (46) 第11章单片机应用系统设计 (50)
第1章微型计算机基础 1．简述微型计算机的结构及各部分的作用 微型计算机在硬件上由运算器、控制器、存储器、输入设备及输出设备五大部分组成。 运算器是计算机处理信息的主要部分；控制器控制计算机各部件自动地、协调一致地工作；存储器是存放数据与程序的部件；输入设备用来输入数据与程序；输出设备将计算机的处理结果用数字、图形等形式表示出来。 通常把运算器、控制器、存储器这三部分称为计算机的主机，而输入、输出设备则称为计算机的外部设备（简称外设）。由于运算器、控制器是计算机处理信息的关键部件，所以常将它们合称为中央处理单元CPU（Central Process Unit）。 2．微处理器、微型计算机、微型计算机系统有什么联系与区别？ 微处理器是利用微电子技术将计算机的核心部件（运算器和控制器）集中做在一块集成电路上的一个独立芯片。它具有解释指令、执行指令和与外界交换数据的能力。其内部包括三部分：运算器、控制器、内部寄存器阵列（工作寄存器组）。 微型计算机由CPU、存储器、输入/输出（I/O）接口电路构成，各部分芯片之间通过总线（Bus）连接。 以微型计算机为主体，配上外部输入/输出设备、电源、系统软件一起构成应用系统，称为微型计算机系统。 3．微型计算机是以CPU为核心，配上存储器、输入/输出接口和系统总线组成的计算机。 4．在计算机内部，一切信息的存取、处理和传递的形式是（C ）。 A．ASCII码B．BCD码C．二进制D．十六进制 5．0～9的ASCII码是（C ）。 A．0～9 B．30～39 C．30H～39H D．40H～49H 6．在微型计算机中，一般具有哪三类总线？试说出各自的特征（包括传输的信息类型、单向传输还是双向传输）。 所谓总线，就是在微型计算机各芯片之间或芯片内部各部件之间传输信息的一组公共通