微处理器和微控制器处理
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微型计算机系统数字电子计算机经历了电子管、晶体管、集成电路为主要部件的时代。
随着大规模集成电路的应用,计算机的功能越来越强大、体积却越来越微小,微型计算机(简称为微型机或微机)应运而生,并获得广泛应用。
本章以Intel 80x86微处理器和微机为实例,介绍微处理器的发展和微型计算机的组成结构。
1.1 微处理器发展在巨型机、大型机、小型机和微机等各类计算机中,微机(Microc- omputer)是性能、价格、体积较小的一类,常应用在科学计算、信息管理、自动控制、人工智能等领域。
工作学习中使用的个人微机,生产生活中运用的各种智能化电子设备都是典型的微机系统。
微机的运算和控制核心,即所谓的中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),被称为微处理器(Microprocessor)。
它是一块大规模集成电路芯片,代表着整个微机系统的性能。
所以,通常就将采用微处理器为核心构造的计算机称为微机。
1.1.1微处理器历史微处理器的性能经常用字长、时钟频率、集成度等基本的技术参数来反映。
字长(Word)表明微处理器每个时间单位可以处理的二进制数据位数,例如一次进行运算、传输的位数。
时钟频率表明微处理器的处理速度,反映了微处理器的基本时间单位。
集成度表明微处理器的生产工艺水平,通常用芯片上集成的晶体管数量来表达。
1.通用微处理器1971年,美国Intel(英特尔)公司为日本制造商设计了一个微处理器芯片。
该芯片成为世界上第一个微处理器4004。
它字长4位,集成了约2300个晶体管,时钟频率为108kHz(赫兹)。
以它为核心组成的MCS-4计算机也就是世界上第一台微型计算机。
4004随后被改进为4040。
1972年Intel公司研制出字长8位的微处理器芯片8008,其时钟频率为500kHz,集成度约3500个晶体管。
随后的几年当中,微处理器开始走向成熟,出现了以Motorola 公司M6800、Zilog公司Z80和Intel公司8080/8085为代表的中、高档8位微处理器。
智能控制技术简介智能控制技术是指利用计算机、传感器、执行器等技术手段,对设备、系统或过程进行自动化控制和管理的一种技术。
通过智能控制技术,可以实现对设备运转状态、参数进行实时监测与调整,提高生产效率、降低生产成本,实现自动化生产和智能化管理。
本文将介绍智能控制技术的基本原理、应用领域以及解决方案。
一、智能控制技术的基本原理智能控制技术的基本原理是通过传感器采集设备或系统的状态信息,传递给微处理器或微控制器进行信号处理和决策,并通过执行器输出控制信号,实现对设备或系统的控制。
具体包括以下几个方面:1. 传感器技术:传感器是智能控制技术的重要组成部分,用于实时感知设备或系统的状态信息,并将其转化为电信号输出。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。
2. 微处理器或微控制器技术:微处理器或微控制器是指具有一定计算能力和控制功能的集成电路,用于接收传感器的信号,进行数据处理和控制决策。
根据控制算法的不同,可以实现不同的控制策略。
3. 执行器技术:执行器是将控制信号转化为设备或系统实际动作的装置,常见的执行器有电动机、液压马达、电磁阀等。
通过执行器的动作,可以实现对设备或系统的操作与控制。
二、智能控制技术的应用领域智能控制技术广泛应用于各个行业和领域,如工业自动化、智能家居、交通运输、能源管理等。
以下将介绍几个典型的应用领域:1. 工业自动化:智能控制技术在工业生产中有着广泛的应用。
通过对生产线、机器设备等进行智能控制,可以提高生产效率、降低生产成本,实现生产过程的自动化和智能化。
2. 智能家居:智能控制技术在家居领域的应用越来越广泛。
通过智能传感器和智能控制系统,可以实现对家居设备的智能化控制,如智能照明系统、智能空调系统、智能安防系统等。
3. 交通运输:智能控制技术在交通运输领域的应用可以提高交通运输系统的安全性和效率。
例如,智能交通信号灯、智能公交调度系统等,可以实现交通流量控制和优化。
微机控制系统的基本功能微机控制系统是指利用微处理器或微控制器作为核心,通过软件编程实现对各种设备或系统的控制和监测的系统。
它在现代工业自动化领域扮演着重要的角色,其基本功能包括以下几个方面:1. 数据采集与处理微机控制系统可以通过各种传感器实时采集现场数据,如温度、压力、流量等,然后通过微处理器进行处理和分析。
通过数据采集和处理,系统可以实现对生产过程的监测和控制,保证生产过程的稳定性和可靠性。
2. 控制指令的生成与执行在数据采集和处理的基础上,微机控制系统可以根据预先设定的控制策略,生成相应的控制指令,通过执行器对设备或系统进行控制。
这样可以实现对设备运行状态的实时监测和控制,提高生产效率和产品质量。
3. 系统调试与维护微机控制系统还具有系统调试和维护的功能。
通过软件编程,可以对系统进行灵活的调试和优化,确保系统的正常运行。
同时,系统可以实现远程监控和诊断,及时发现和排除故障,减少生产停机时间,提高设备利用率。
4. 用户界面与人机交互微机控制系统通常配备有用户界面,通过显示屏、键盘、鼠标等设备,用户可以实时监测系统运行状态,设定控制参数,进行操作指令的下发等。
这种人机交互方式使得系统操作更加方便快捷,提高了工作效率和生产效益。
5. 数据存储与分析微机控制系统可以将采集到的数据进行存储和分析,形成历史数据记录,为生产过程的优化和改进提供参考依据。
通过数据分析,可以发现潜在问题,预测设备的寿命,提高设备运行的稳定性和可靠性。
6. 扩展性与灵活性微机控制系统具有较强的扩展性和灵活性,可以根据用户的需求进行定制化设计,满足不同行业和领域的应用要求。
同时,系统的软件部分可以进行升级和更新,保持系统的先进性和适用性,适应市场的变化和发展。
微机控制系统的基本功能涵盖了数据采集与处理、控制指令生成与执行、系统调试与维护、用户界面与人机交互、数据存储与分析、扩展性与灵活性等方面。
通过这些功能,微机控制系统可以实现对各种设备和系统的智能化控制和管理,为工业生产提供了强大的支持和保障。
CPU ⇒MPU ⇒MCU1 CPU(Central Processing Unit,中央处理器) (1)1.1 CPU的组成 (1)1.2 CPU的工作原理 (1)2 MPU(Microprocessor Unit,微处理器) (3)2.1 MPU的组成 (3)2.2 MPU的分类 (3)2.3 MPU的体系结构:冯.诺伊曼结构和哈佛结构 (3)2.4 MPU的典型代表:DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器) (4)3 MCU(Microcontroller Unit,微控制器/单片机) (5)3.1 MCU的概念 (5)3.2 MCU的概述 (5)3.3 MCU的分类 (6)3.4 MCU的架构:CISC架构和RISC架构 (6)3.5 常见的MCU (6)3.6 MCU的典型代表:ARM (9)4 CPLD(Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件) (10)5 FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列) (10)6 DSP,ARM,FPGA的区别 (10)1 CPU(Central Processing Unit,中央处理器)中央处理器(CPU)是电子计算机的主要器件之一,其功能主要是解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。
1.1 CPU的组成CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。
运算器:进行算术运算和逻辑运算(部件:算数逻辑单元、累加器、寄存器组、路径转换器、数据总线)。
控制器:控制程序的执行,包括对指令进行译码、寄存,并按指令要求完成所规定的操作,即指令控制、时序控制和操作控制。
复位、使能(部件:计数器、指令暂存器、指令解码器、状态暂存器、时序产生器、微操作信号发生器)。
寄存器:用来存放操作数、中间数据及结果数据。
1.2 CPU的工作原理CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器,并对指令译码,将指令分解成一系列的微操作,然后发出各种控制命令,执行微操作,从而完成一条指令的执行。
MCU与MPU的基本区别MCU与MPU的基本区别题记:⼀般来说,mpu的价格是mcu的数倍。
参考资料:1.前⾔曾经 微控制器(MCU)与微处理器(MPU)是截然不同的两种器件,微控制器完成“控制”相关的任务,根据外界信号刺激产⽣反应,微处理器主要执⾏处理功能,对数据处理和计算能⼒的要求较⾼。
但如今由于内存架构的变化,两者之间的界限正在变得模糊。
像⼤家熟悉的ST、NXP都推出了MPU,通过对⽐⼤家也能发现MCU和MPU之间有很多共性。
事实上,可以通过多种⽅式区分微处理器和微控制器,只是业界尚未对他们的区分标准达成共识。
不过⽬前两者之间的准确区分都已经不再重要了。
近年来,MCU和MPU之间的区别变得越来越模糊。
最初,MCU在⼀个芯⽚上集成了CPU、内存和外围设备,如今⼤多数MCU依然如此,但因为MCU具有⾜够强⼤的功能来⽀持更复杂的应⽤程序,附加外部存储器的MCU也变得常见。
2.各种观点西门⼦业务部门Mentor的⾼级产品经理Jeff Hancock认为:“从系统软件的⾓度来看,MCU有望适⽤于直接解释和控制硬件传感器和执⾏器的应⽤。
这种访问通常涉及⼀致且可靠的指令时序,这与通⽤MPU的需求相⽭盾。
通⽤MPU旨在优化吞吐量,⽽MCU通常会优化延迟。
因此,如果是需要处理⼤型数据库,MPU更合适,如果是要精细的机电控制,那么MCU更合适。
Jeff Hancock还说:“外部存储器和缓存肯定让MCU的标准有所变化,但这距离将MCU等同于MPU还有很长的路要⾛。
特别是并不是所有MCU中的所有处理单元都专门使⽤外部存储器,也可以使⽤隔离的⼦系统构建系统,这些⼦系统允许关键的⼯作负载和不太关键的应⽤程序级系统并⾏继续。
”“从软件⼯程师的⾓度看,这是⼀个有趣的挑战,在不连续的地⽅可能有两个内存区域,集成式内存虽⼩,但速度更快,因此最好留给对速度有⾼要求的代码,例如实时操作系统。
这意味着开发⼯具必须⾜够灵活以将代码正确地映射到存储器上,⽽RTOS必须⾜够⼩适合⽚上存储器。
什么是微处理器?什么是微处理器?一个微处理器就是一个计算机。
所有的计算机——无论我们所说的个人台式计算机或是一台大型计算机或是一个微控制器——都有很多共同点:•所有的计算机都有一个用来执行程序的CPU(中央处理单元)。
如果你正坐在一台台式计算机前阅读这篇文章,这台计算机的CPU现在正在执行一个程序,这个程序就是用于显示这个网页的Web浏览器。
•CPU从某个设备中加载程序。
在你的台式计算机上,浏览器程序是从硬盘中载入的。
•计算机具有一些用来存储“变量”的RAM(随机存取存储器)。
•此外,计算机还有一些输入和输出的设备,这样它才能和用户交换信息。
在你的台式计算机上,键盘和鼠标是输入设备,显示器和打印机是输出设备。
硬盘则是一个输入输出设备——它既可以输入又可以输出。
你正在使用的台式机是一种“通用计算机”,它可以运行数以千计的各类程序。
而微控制器则是用作特殊用途的“专用计算机”。
它专注于做一件事。
微控制器还有许多共同的特点。
如果一个计算机具备了以下大部分的特征,那么你就可以称之为“微控制器”:•微控制器都“嵌入”在其他装置(通常是一个消费类产品)内部来控制该产品的功能和操作。
因此,微控制器又被称为“嵌入式控制器”。
•微控制器运行一个特定的程序来完成一项专门的工作。
该程序存储在ROM(只读存储器)中,一般不会被修改。
•微控制器通常是低能耗的装置。
台式计算机的电源插头几乎始终插在墙壁插座中,其功率约为50瓦。
电池供电的微控制器的功率大概为0.05瓦。
•微控制器有一个专用输入设备,通常(但并不总是)还有一个用作输出的发光二极管或液晶显示屏。
微控制器也从它所控制的装置获取输入信号,并通过向设备中的不同部分发送信号来控制该设备。
例如,电视机中的微控制器从遥控器得到输入信号,然后在屏幕上显示出来。
微控制器会控制频道选择器、扬声器和一些如色彩、亮度等显像管的电子调节。
汽车中的发动机控制器从氧气和爆震等传感器中得到输入信号,对燃料混合以及火花塞定时等进行控制。
微型计算机原理及应用第四版答案微型计算机原理及应用第四版答案1. 简答题一:根据微型计算机原理及应用第四版,答案如下:- 定义微型计算机:微型计算机是一种基于微处理器技术的计算机系统,包括中央处理器、内存、输入输出设备等部件,通常体积小、功耗低、成本较低,可广泛应用于个人电脑、嵌入式系统等领域。
- 描述微型计算机核心部件:微型计算机的核心部件包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备等。
CPU是微型计算机的处理器,负责执行指令、进行运算逻辑等核心任务。
内存用于存储程序和数据,常见的有随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。
输入输出设备用于与外部环境进行数据交互,如鼠标、键盘、显示器等。
- 解释微指令:微指令是微型计算机中的一种低级指令,用于控制CPU的工作流程。
它通过微程序控制器中的存储器来存储和提取指令,包括控制信号和操作码等信息。
微指令的执行过程是顺序逐条执行,可以实现CPU的控制逻辑。
- 论述微型计算机系统结构:微型计算机系统的结构通常分为五个部分:中央处理器(CPU)、存储器、输入设备、输出设备、总线。
其中CPU负责执行指令,存储器用于存储程序和数据,输入设备用于接收外部信息,输出设备用于将结果显示给用户,总线用于连接各个部件之间的数据传输。
2. 简答题二:根据微型计算机原理及应用第四版,答案如下:- 描述微控制器的组成结构:微控制器是一种集成了微处理器、存储器和各种外设接口的单芯片计算机系统。
它通常包括中央处理器(CPU)、存储器(RAM和ROM)、输入/输出接口(I/O)、定时器/计数器(Timer/Counter)、串口、模拟/数字转换器等。
- 解释微控制器与微处理器的区别:微控制器是一种集成了微处理器、存储器和外设接口的单芯片系统,而微处理器则只包含中央处理器(CPU)。
微控制器因为集成了其他功能,所以可以独立运行,不需要外部的主板支持。
相比之下,微处理器需要通过外部的主板连接其他芯片来实现完整的计算机系统。
微控制器的原理与应用微控制器,又称单片机(Microcontroller),是一种集成了微处理器核心、存储器和各种周边电路的集成电路芯片。
它具有多种接口和功能,可以用于控制和执行各种自动化任务。
微控制器的工作原理是,通过将程序存储在存储器中,微控制器可以根据程序中的指令来进行处理和执行各种任务。
微控制器的核心是微处理器,它是一个用于执行指令和进行数据处理的芯片。
微处理器通常包括一个算术逻辑单元(ALU),一个控制单元(CU)和一组寄存器。
ALU用于执行算术和逻辑运算,CU用于指导微处理器执行指令和控制其他组件,寄存器用于临时存储数据和指令。
与一般的计算机相比,微控制器具有以下几个特点:1. 较小的体积:微控制器通常被封装在较小的芯片中,体积小巧,方便集成于各种设备中。
2. 低功耗:微控制器通常使用低功耗设计,可以在电池供电的情况下长时间工作。
3. 强大的实时处理能力:微控制器可以通过各种接口(如串口、并口、CAN总线等)与外部设备进行实时通信。
它可以快速响应外部事件,进行实时的数据处理和控制。
4. 丰富的外设接口:微控制器通常内置了多种外设接口,如数字输入输出接口、模拟输入输出接口、计时器、PWM输出等,可以方便地连接各种传感器和执行器。
微控制器在各个领域都有广泛的应用。
下面简要介绍几个常见的应用领域:1. 智能家居控制:通过微控制器的实时处理能力和丰富的外设接口,可以进行家居设备的智能化控制。
例如,可以通过使用微控制器实现温湿度监测、照明控制、门窗状态监测等功能。
2. 工业自动化:微控制器常用于控制和监测工业设备和生产线。
它可以通过各种接口连接传感器和执行器,实现实时的监测和控制。
例如,可以通过使用微控制器实现温度、压力、流量等参数的监测和控制。
3. 汽车电子:微控制器在汽车电子领域有广泛应用。
它可以用于控制发动机、制动系统、安全气囊等。
通过使用微控制器,可以实现汽车的自动化控制和智能化功能,提高安全性和舒适性。
微控制器的工作原理及应用1. 微控制器的概述微控制器是一种集成了微处理器、存储器和各种I/O接口的集成电路芯片。
它通常用于控制和管理各种设备和系统,具有小体积、低功耗、易于编程等特点。
2. 微控制器的工作原理微控制器主要由微处理器核心、存储器、I/O接口和时钟电路组成。
以下是微控制器的工作原理的详细说明:2.1 微处理器核心微处理器核心是微控制器的计算核心,它包含运算器、控制器和寄存器等部件,可以执行各种指令和算术运算。
2.2 存储器存储器通常用于存储程序代码和数据。
微控制器通常包含闪存存储器和RAM存储器。
闪存存储器用于存储程序代码,RAM存储器用于存储运行时数据。
2.3 I/O接口微控制器的I/O接口用于与外部设备进行数据交换。
常见的I/O接口包括通用输入输出引脚、串口、SPI接口、I2C接口等。
2.4 时钟电路微控制器需要时钟信号来同步各个部件的工作。
时钟电路通常由晶体振荡器和时钟发生器组成。
3. 微控制器的应用领域微控制器广泛应用于各个领域,下面是一些常见的应用领域:3.1 智能家居系统微控制器可以用于控制家庭中的各种设备和系统,如智能灯光、温控系统、安防系统等。
3.2 工业自动化微控制器在工业自动化中扮演着重要角色,可以用于控制生产线、机器人等设备,实现自动化生产。
3.3 智能交通微控制器可以用于智能交通系统,如智能红绿灯控制、交通信号控制等,提高交通流量效率和安全性。
3.4 医疗设备微控制器可用于医疗设备,如心脏起搏器、血糖仪等,实现对患者的监测和治疗。
3.5 消费电子产品微控制器广泛应用于各类消费电子产品,如智能手机、电视机、游戏机等,实现各种功能和交互。
4. 微控制器编程与开发工具微控制器编程通常使用C语言或汇编语言进行。
常见的开发工具和环境包括Keil、IAR Embedded Workbench、Arduino等。
4.1 KeilKeil是一种常用的嵌入式系统开发工具,包含了强大的集成开发环境和调试工具,适用于多种微控制器系列。
CPU、MPU、MCU、SoC的联系与区别1、CPUCPU(Central Processing Unit),是一台计算机的运算核心和控制核心。
CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。
主要功能是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
计算机的可编程性主要是指对中央处理器的编程。
1970年代以前,中央处理器由多个独立单元构成,后来发展出由集成电路制造的中央处理器,这些高度收缩的组件就是所谓的微处理器,其中分出的中央处理器最为复杂的电路可以做成单一微小功能强大的单元,也就是所谓的核心。
差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段:提取(Fetch)、解码(Decode)、执行(Execute)和写回(Writeback)。
CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器,并对指令译码,并执行指令。
所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。
2、MPUMPU(Micro Processor Unit),叫微处理器**,是可编程特殊集成电路。
MPU只是一个处理器,需要搭配内存等非常多的其他外设才可以构成一个系统。
MCU内部有处理器、内存、Flash及其他模块,仅仅需要搭配少量外设就可以构成一个系统。
在上世纪80年代非常流行,那时的微型计算机、游戏机都是使用MPU。
比如Motorola公司的68000芯片就是一款主流的微处理器(MPU)。
下图是一款AlphaMicroAM-1000系列的微型计算机电路板,电路板右侧中间最大的芯片就是MPU68000。
后来MPU逐渐式微,可以认为MPU发现到现在只剩下了intel、AMD公司x86系列CPU。
这类CPU也越来越复杂,称之为“微处理器”似乎不恰当了。
在个人电脑领域,可以看到类似下图的主板。
主板上插上CPU、内存条、声卡等等就构成了一台计算机。
整个主板体积庞大、制造复杂。
3、MCUMCU(Micro Control Unit),叫微控制器,是指随着大规模集成电路的出现及其发展,把中央处理器、存储器、定时/计数器(timer/counter)、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机,形成芯片级的芯片。
《微处理器与微控制器原理》实验指导书武汉理工大学理学院物理科学与技术系2010.11目录实验规则 (2)实验一:顺序程序设计 (3)实验二:条件程序设计 (4)实验三:循环程序设计 (5)实验四:汇编语言综合设计 (6)实验规则1、实验前要对实验进行充分的理论知识、技术要求、操作规则、实验条件与环境、内容与基本过程、安全条款、可能出现的问题等方面的思考与准备;2、实验中要认真、严肃、积极、主动,联系课堂知识来分析、解决实验中的问题;3、师生共同在实验室中保持一个安静、卫生、井井有条、祥和而又活跃的学习的气氛;4、节省用料、爱护工具、注意环境是否正常、警惕意外事故的发生,以主人翁姿态操作实验并关心全室工作的进行;5、按时参加实验,不得拖延结束时间,在实验结束前清点实验物品;6、按教师要求认真完成并按时上交实验报告。
安全须知1、使用任何一件工具、设备、元器件时,要注意务必使电源极性、功率范围、电源电压与量值符合设计标准;2、对在以往课程中未曾学过的仪器、设备、器件、元件,必须首先认真学习、研究其技术说明,经主讲教师或实验指导教师检查认可,方可独立使用;3、随时注意所使用的物品和环境有无异常,包括温度过高、亮光以及是否有异味;4、当连接实验线路时,应先关闭实验板电源。
在实验板电源打开的情况下,不能连线和插拔元件。
5、发生事故或发现异常情况时,应首先关闭电源并立即报告老师。
实验一:顺序程序设计一、实验目的:1.熟悉8086汇编语言源程序的框架结构,并掌握汇编语言程序的编写、汇编、连接、执行的过程;2.熟悉8086指令系统的数据传送指令,掌握寻址方式;3.熟悉8086指令系统的算术运算指令,掌握顺序结构汇编语言程序的编制;4. 熟悉MASM汇编软件的使用;5. 掌握利用软件中断实现DOS系统调用的方法。
二、实验要求及步骤利用masm汇编器作为软件平台,编写汇编程序,要求实现下面的功能:将内存DA1单元的内容拆成两段,每段4位,高4位清0,并将它们分别存入DA1+1和DA2+2单元,并输出显示。
CPU(Central Processing Unit,中央处理器)发展出来三个分枝,一个是DSP (Digital SignalProcessing/Processor,数字信号处理),另外两个是MCU(Micro ControlUnit,微控制器单元)和MPU(Micro Processor Unit,微处理器单元)。
MCU集成了片上外围器件;MPU不带外围器件(例如存储器阵列),是高度集成的通用结构的处理器,是去除了集成外设的MCU;DSP运算能力强,擅长很多的重复数据运算,而MCU则适合不同信息源的多种数据的处理诊断和运算,侧重于控制,速度并不如DSP。
MCU区别于DSP的最大特点在于它的通用性,反应在指令集和寻址模式中。
DSP 与MCU的结合是DSC,它终将取代这两种芯片。
在20世纪最值得人们称道的成就中,就有集成电路和电子计算机的发展。
20世纪70年代出现的微型计算机,在科学技术界引起了影响深远的变革。
在70年代中期,微型计算机家族中又分裂出一个小小的派系--单片机。
随着4位单片机出现之后,又推出了8位的单片机。
MCS48系列,特别是MCS51系列单片机的出现,确立了单片机作为微控制器(MCU)的地位,引起了微型计算机领域新的变革。
在当今世界上,微处理器(MPU)和微控制器(MCU)形成了各具特色的两个分支。
它们互相区别,但又互相融合、互相促进。
与微处理器(MPU)以运算性能和速度为特征的飞速发展不同,微控制器(MCU)则是以其控制功能的不断完善为发展标志的。
DSP有两个意思,既可以指数字信号处理这门理论,此时它是Digital Signal Processing的缩写;也可以是Digital Signal Processor的缩写,表示“数字信号处理器”,有时也缩写为DSPs,以示与理论的区别。
MPU是Micro Processor Unit的缩写,指“微处理器”。
早期甚至多达7、8颗,但目前大多合并成2颗,一般称作北桥(North Bridge,是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分,也称为主桥)芯片和南桥(South Bridge,南桥芯片负责I/O总线之间的通信)芯片,在计算机中起到转接桥的作用,转接数据.CPU是英语“Central Processing Unit”的缩写,指“中央处理单元”,是计算机的大脑,起到运算数据的作用,而CPU的指令调用、数据传输、各个设备的工作状态都需要CPU通过MPU转接控制才能完成.MCU(MicroControllerUnit)中文名称为“微控制单元”,又称单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer),简称“单片机”,是指随着大规模集成电路的出现及其发展,将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种I/O接口集成在一片芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。
第 1 章思考题及习题 1 参考答案一、填空1. 除了单片机这一名称之外,单片机还可称为或。
答:微控制器,嵌入式控制器 .2. 单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将、、和三部分,通过内部连接在一起,集成于一块芯片上。
答: CPU、存储器、 I/O 口、总线3. AT89S52 单片机工作频率上限为MHz 。
答: 33 MHz。
4. 专用单片机已使系统结构最简化、软硬件资源利用最优化,从而大大降低和提高。
答:成本,可靠性。
二、单选1.单片机内部数据之所以用二进制形式表示,主要是A.为了编程方便B.受器件的物理性能限制C.为了通用性D.为了提高运算速度答: B2. 在家用电器中使用单片机应属于微计算机的。
A.辅助设计应用B.测量、控制应用C.数值计算应用D.数据处理应用答: B3.下面的哪一项应用,不属于单片机的应用范围。
A.工业控制 B .家用电器的控制 C .数据库管理 D .汽车电子设备答: C三、判断对错1.STC 系列单片机是 8051 内核的单片机。
对2.AT89S52 与 AT89S51相比,片内多出了 4KB的 Flash 程序存储器、 128B 的 RAM、1个中断源、 1 个定时器(且具有捕捉功能)。
对3.单片机是一种 CPU。
错4.AT89S52 单片机是微处理器。
错5. AT89C52 片内的 Flash 程序存储器可在线写入,而AT89S52则不能。
错6. 为 AT89C51单片机设计的应用系统板,可将芯片AT89C51直接用芯片 AT89S51替换。
对7. 为 AT89S51单片机设计的应用系统板,可将芯片AT89S51直接用芯片 AT89S52替换。
对8. 单片机的功能侧重于测量和控制,而复杂的数字信号处理运算及高速的测控功能则是DSP 的长处。
对四、简答1.微处理器、微计算机、微处理机、 CPU、单片机、嵌入式处理器它们之间有何区别?答:微处理器、微处理机和 CPU它们都是中央处理器的不同称谓,微处理器芯片本身不是计算机。
什幺是DSP?DSP微控制器MCU嵌入式微处理器的区别dsp有两个意思,既可以指数字讯号处理这门理论,此时它是digital signal processing的缩写;也可以是digital signal processor的缩写,表示数字讯号处理器,有时也缩写为dsps,以示与理论的区别。
本书中dsp仅用来代表数字讯号处理器。
dsp属于嵌入式处理器。
在介绍dsp之前,先扼要地介绍一下嵌入式处理器。
简单的说,嵌入式处理器就是嵌入到应用物件系统中的专用处理器,相对于通用cpu(如x86系列)而言,一般对**尺寸、功耗等方面限制比较多嵌入式处理器大体可分为以下几类:1 嵌入式微处理器嵌入式微处理器可谓是通用计算机中cpu的微缩版。
相对于通用cpu,嵌入式微处理器具有体积小、功耗少、成本低的优点,当然在速度上也慢一些嵌入式微处理器在软体配置上常常可以执行嵌入式作业系统,应用于比较高档的领域。
典型的如32位的arm、64位的mips。
2 嵌入式微控制器嵌入式微控制器的最大特点是单片化,常称为微控制器。
顾名思义,微控制器就是将众多的外围装置(简称外设,如a,io等)整合到一块晶片中,从而大幅度降低了成本。
微控制器非常适合控制领域,典型的如大名鼎鼎的51系列。
3 专用微处理器相对于上述比较通用的型别,专用微处理器是专门针对某一特定领域的微处理器。
如昂贵的**游戏机微处理器等。
dsp本质上也属于专用微处理器dsp对系统结构和指令进行了优化设计,使其更适合于执行数字讯号处理演算法(如fft,fir等)。
dsp执行速度非常快,在数字讯号处理的方方面面大显身手。
由于越来越广泛的领域需要高速数字讯号处理,dsp也有越来越通用化的倾向,常常可以把dsp单独列成一类。
ti的dsp包括哪些系列?自1982年推出第一款dsp后,德州仪器公司(texas instrument简称ti)不断推陈出新、完善开发环境,以其雄厚的实力在业界得到50%左右的市场份额。
评语:将英文和中文都分别整理到一起即可再发给我。
翻译可以过关了。
Microprocessors and MicrocontrollersChapter OutlineIntroductionMicroprocessors and MicrocontrollersThe 280 and the 8051A Microcontroller SurveyDevelopment Systems for MicrocontrollersSummary微处理器和微控制器章节纲要1、介绍2、微处理器、微控制器3、Z80和85014、一个单片机调查5、开发系统的控制器6、摘要The past two decades have seen the introduction of a technology that has radically changedthe way in which we analyze and control the world around us. Born of parallel developments in computer architecture and integrated circuit fabrication. the microprocessor. or"computer on a chip," first became a commercial reality in 1971 with the introduction ofthe 4-bit 4004 by a small. unknown company by the name of Intel Corporation. Other.more well-established, semiconductor firms soon followed Intel's pioneering technologyso that by the late 1970s one could choose from a half dozen or so microprocessor types.The 1970s also saw the growth of the number of personal computer users from ahandful of hobbyists and "hackers" to millions of business. industrial. governmental.defense. educational. and private users now enjoying the advantages of inexpensivecomputing.A by-product of microprocessor development was the microcontroller. The same fabrication techniques and programming concepts that make possible the general-purposemicroprocessor also yielded the microcontroller.Microcontrollers are not as well known to the general public, or even the technical community, as are the more glamorous microprocessors. The public is. however. verywell aware that "something" is responsible for all of the smart VCRs. clock radios. Washers and dryers. video games. telephones. microwaves. TVs. automobiles, toys. vendingmachines, copiers. elevators. irons. and a myriad of other articles that have suddenly become intelligent and "programmable . " Companies are also aware that being competitivein this age of the microchip requires their products. or the machinery they use to makethose products. to have some "smarts."The purpose of this chapter is to introduce the concept of a microcontroller and survey a representative group. The remainder of the book will study one of the most populartypes, the 8051. in detail.过去二十年来,我们已经发现一个技术的引进,已经从根本上改变了我们分析和控制周围世界的方式。
计算机体系结构和集成电路制造的并行发展,微处理器或“计算机芯片”的诞生最初成为商业现实是在1971年,伴随着当时规模很小,并不知名的英特尔公司发布的一款4bit 处理器——4004。
此后,其他当时更具有规模和实力的半导体公司很快跟随着英特尔公司的开创性技术的脚步。
因此,一直到1970年末,人们已经可以从很多这种类型的微处理器中进行选择。
1970年左右,人们还见证了个人电脑用户从少数业余爱好者和“黑客”,到数以百万计的商务人士的数量的增长,工业、政府、防御、教育方面的用户和私人用户现在正享受着便宜的计算机信息处理技术。
微处理器发展的一个副产品就是微控制器。
同样的制造技术和编程概念给通过通用微处理器的知识来生产微控制器制造了可能。
微控制器并不被一般公众,甚至技术团体所熟知,它就像是更加富有魅力的微处理器。
然而公众就是充分意识到有一种“东西”就是负责让所有的时髦录像机、自动定时开关收音机、洗衣机和烘干机,电动游戏、电话、微波炉、电视、汽车、玩具、自动售货机、复印机、电梯、熨斗,和无数的其他用品突然变得“智能化”和“可程序化”。
公司也意识到为了在这个充满了微芯片的时代里要能够保持充分的竞争力,就需要要求他们用那些产品的配件和机械设备来制造的产品拥有一些“智慧”。
本章的目的是介绍一种单片机的概念和一个具有代表性的团体的调查。
这本书的剩余部分将详细地研究一个最受欢迎的为控制器的型号——8051。
Microprocessors and MicrocontrollersMicroprocessors and microcontrollers stem from the same basic idea. are made by thesame people. and are sold to the same types of system designers and programmers. Whatis the difference between the two?2、微处理器、微控制器微处理器和微控制器都是源自相同的基本理念。
它们是由同一群人创造,而且也是卖给同一类型的系统设计师和程序员。
那么,到底这两者之间的区别是什么呢?我们就通过对于这两者的概念的了解,和对它们的对比之中来更加深刻的了解一下微处理器和微控制器。
MicroprocessorsA microprocessor. as the term has come to be known. is a general-purpose digital com-puter central processing unit (CPU). Although popularly known as a "computer on achip." the microprocessor is in no sense a complete digital computer.Figure 1.1 shows a block diagram of a microprocessor CPU. which contains an arithmetic and logic unit (ALU). a program counter (PC). a stack pointer (SP). some working registers. a clock timing circuit. and interrupt circuits.To make a complete microcomputer. one must add memory. usually read-only program memory (ROM) and random-access data memory (RAM). memory decoders. anoscillator, and a number of input/output(I/O) devices, such as parallel and serial dataports. Additionally. special-purpose devices. such as interrupt handlers. or counters. may微处理器微处理器,这个术语已被人熟知。
它实际上就是一个通用的数字计算机中央处理器(CPU)。
尽管通常被称为“电脑芯片”。
另外,微处理器其实并不是一个完整的数字计算机。
图1.1显示了一个关于微处理器CPU的框图。
它包含了一个算术逻辑单元(ALU)、一个程序计数器(PC)、栈指示器(SP)、一些工作寄存器、一个时钟计时电路和中断电路。
为了做一个完整的微型电子计算机,人们必须要添加内存。
通常有只读存储器(ROM)和随机存取的数据存储器(RAM),内存解码器,一个振荡器和大量的输入/输出(I / O)设备,例如并行和串行数据端口。
另外,还有一些专用设备,如中断处理程序或计数器,也许会被添加进CPU,从而从原来的浪费时间计算和定时安排杂务等方面减轻了CPU的负担。