第一章、绪论
单片机定义：把CPU、寄存器、RAM/ROM、I/O接口等电路集成在一块集成电路芯片上，构成一个完整的微型计算机。
单片机特点：体积小、功耗低、性价比高；数据大都在片内传送，抗干扰能力强，可靠性高；
结构灵活，应用广泛。
单片机发展趋势：数据位长 1-->4-->8-->16-->32位;CPU处理能力和速度不断提高;增大片内RAM和ROM容量 ;增加片内I/O口和功能模块种类和数量;扩大对外部RAM/IO口和程序存储器寻址能力;缩小体积，降低功耗。
单片机应用：控制应用：应用范围广泛，从实时性角度可分为离线应用和在线应用。
软硬件结合：软硬件统筹考虑，不仅要会编程，还要有硬件的理论和实践知识。
应用现场环境恶劣：电磁干扰、电源波动、冲击震动、高低温等环境因素的影响。要考虑芯片等级选择、接地技术、屏蔽技术、隔离技术、滤波技术、抑制反电势干扰技术等。
应用空间大：工业自动化、仪器仪表、家用电器、信息和通信产品、军事装备、物联网等领域。
第三章：MCS-51单片机结构与原理
3.1 MCS-51单片机的物理结构及逻辑结构
51单片机的引脚定义：
P0、P1、P2、P3（输入输出口）；RST（复位）/ VPD（后备电源引入端）；
EA （读内/外ROM控制）/Vpp（编程电压）；ALE（地址低8位锁存）/ PROG（编程脉冲）；
PSEN （外部ROM读选通信号）；XTAL1、XTAL2 （外接晶振端）
Vcc （+5v电源）；Vss （地）
逻辑结构--51单片机的系统结构图（教材P26）
51单片机基本组成：
一个8位微处理器CPU；数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR；
内部程序存储器ROM；两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器；
四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口；一个串行端口，用于数据的串行通信；
中断控制系统；内部时钟电路。
MCS-51单片机的CPU：
分析流水线处理器的中断和异常响应机制
——以ARM7系列3级流水线为例
SC11011042-吴德云
为增加处理器指令流的速度，ARM7系列使用3级流水线，允许多个操作同时处理，比
逐条指令执行要快。[1]
图1ARM7流水线技术示意图
PC指向正被取指的指令，而非正在执行的指令。ARM流水线的一条指令只有在完全
通过”执行”阶段才被处理。这句话很重要，也就是说，当处理器开始取第四条指令时，
第一条指令才完成执行。我们如果不考虑流水线的设计，只看它的原理，其实是很简单的，
他的复杂之处在于发生流水线冒险时，如何保证其工作得仍然很好。
流水线冒险一般分为控制冒险和数据冒险，而数据冒险一般可分为阻塞(即下一条指
令依赖于前一条指令的结果)、分支和跳转、异常（异常和中断）。由于ARM是硬件flush
流水设计的，当发生冒险时，会暂停取指，然后清流水，(MIPS解决冒险通常依赖于编译
器，比如插入一条NOP指令及重新排列指令序列)。
1.1ARM7的中断响应机制
1.1.1中断延时
从外部请求信号发出到取出对应的中断服务程序(ISR)的第一条指令，这期间的间隔时
间。
1.1.2中断过程
ARM体系中通常在存储地址的低端固化了一个32字节的硬件中断向量表，用来指定
各异常中断及其处理程序的对应关系。当一个异常出现以后，ARM微处理器会执行以下几
步操作：
1）保存处理器当前状态、中断屏蔽位以及各条件标志位；
2）设置当前程序状态寄存器CPSR中相应的位；
3）将寄存器lr_mode设置成返回地址；
4）将程序计数器(PC)值设置成该异常中断的中断向量地址，从而跳转到相应的异常中断处
Fetch
Decode
Execute从存储器中读取指令
解码指令
寄存器读（从寄存器Bank）
移位及ALU操作
寄存器写（到寄存器Bank）PCPC
PC-4PC-2
PC-
8PC-4ARMThumb理程序处执行。
在接收到中断请求以后，ARM处理器内核会自动执行以上四步，程序计数器PC总是
1.1：存储程序式计算机的主要特点是：集中顺序过程控制（1）过程性：模拟人们手工操作
（2）集中控制：由CPU集中管理 （3)顺序性：程序计数器
1.2：a:批处理系统的特点：早期批处理有个监督程序，作业自动过渡直到全部处理完，而脱机批处理的特点：主机与卫星机并行操作。
b:分时系统的特点：（1）：并行性。共享一台计算机的众多联机用户可以在各自的终端上同时处理自己的程序。
（2）：独占性。分时操作系统采用时间片轮转的方法使一台计算机同时为许多终端上同时为许多终端用户服务，每个用户的感觉是自己独占计算机。操作系统通过分时技术将一台计算机改造为多台虚拟计算机。
（3）：交互性。用户与计算机之间可以进行“交互会话”，用户从终端输入命令，系统 通过屏幕（或打印机）将信息反馈给用户，用户与系统这样一问一答，直到全部工作完成。
c：分时系统的响应比较快的原因： 因为批量操作系统的作业周转时间较长，而分时操作系统一般采用时间片轮转的方法，一台计算机与许多终端设备连接，使一台计算机同时为多个终端用户服务，该系统对每个用户都能保证足够快的响应时间，并提供交互会话功能。
1.3：实时信息处理系统和分时系统的本质区别：实时操作系统要追求的目标是：对外部请求在严格时间范围内做出反应，有高可靠性和完整性。其主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率。此外，实时操作系统应有较强的容错能力，分时操作系统的工作方式是：一台主机连接了若干个终端，每个终端有一个用户在使用。用户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用户的命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上向用户显示结果。用户根据上步结果发出下道命。分时操作系统将CPU的时间划分成若干个片段，称为时间片。操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服务。每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。分时系统具有多路性、交互性、“独占”性和及时性的特征。
第一章、绪论
单片机定义：把CPU、寄存器、RAM/ROM、I/O接口等电路集成在一块集成电路芯片上，构成一个完整的微型计算机。
单片机特点：体积小、功耗低、性价比高；数据大都在片内传送，抗干扰能力强，可靠性高；
结构灵活,应用广泛。
单片机发展趋势：数据位长 1——>4——〉8-->16--〉32位；CPU处理能力和速度不断提高；增大片内RAM和ROM容量 ；增加片内I/O口和功能模块种类和数量；扩大对外部RAM/IO口和程序存储器寻址能力；缩小体积，降低功耗。
单片机应用：控制应用：应用范围广泛，从实时性角度可分为离线应用和在线应用。
软硬件结合：软硬件统筹考虑，不仅要会编程，还要有硬件的理论和实践知识.
应用现场环境恶劣：电磁干扰、电源波动、冲击震动、高低温等环境因素的影响。要考虑芯片等级选择、接地技术、屏蔽技术、隔离技术、滤波技术、抑制反电势干扰技术等。
应用空间大：工业自动化、仪器仪表、家用电器、信息和通信产品、军事装备、物联网等领域。
第三章：MCS—51单片机结构与原理
3。1 MCS—51单片机的物理结构及逻辑结构
51单片机的引脚定义：
P0、P1、P2、P3（输入输出口）；RST（复位）/ VPD(后备电源引入端）；
EA (读内/外ROM控制）/Vpp(编程电压）；ALE（地址低8位锁存）/ PROG(编程脉冲)；
PSEN （外部ROM读选通信号)；XTAL1、XTAL2 （外接晶振端）
Vcc （+5v电源）；Vss （地)
逻辑结构--51单片机的系统结构图（教材P26）
51单片机基本组成：
一个8位微处理器CPU；数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR；
内部程序存储器ROM；两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数,也可用作定时器;
四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口;一个串行端口，用于数据的串行通信;
中断控制系统;内部时钟电路。
MCS-51单片机的CPU：
