通用微处理器

PLC的硬件系统组成PLC的构成框图和计算机是一样的，都由中央处理器（CPU）、存贮器和输入/输出接口等构成。

因此，从硬件结构来说，可编程控制器实际上就是计算机，图1是其硬件系统的简化框图。

从图中可以看出PLC内部主要部件有:（1）CPU（Central Process Unit）CPU是PLC的核心组成部分，与通用微机的CPU一样，它在PLC系统中的作用类似于人体的神经中枢，故称为“电脑”。

其功能是：a、按PLC中系统程序赋予的功能，•接收并存储从编程器输入的用户程序和数据。

b、用扫描方式接收现场输入装置的状态式数据，并存入映象寄存器或数据寄存器中。

c、诊断电源、PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误。

d、在PLC进入运行状态后，从存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令规定的任务，产生相应的信号，去启闭有关控制门电路。

分时分渠道地去执行数据的存取、传送、组合、比较和变换等操作，完成用户程序中规定的逻辑式算术运算等任务。

根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，再由输出映象寄存器的位状态式数据寄存器的有关内容，实现输出控制、制表、打印式数据通讯等。

PLC常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机或双极型位片式微处理器。

通用的微处理器常用的是8位机和16位机，如Z80A、8085、8086、6502、M6800、M6809、M68000等。

单片机常用的有8039、8049、8031、8051等。

双极型位片式微处理器常用的有AMD2900、AMD2903等。

①用通用微处理器作CPU在低档PLC中，用Z80A做CPU较为普遍，Z80A用于PLC有如下长处：Z80（或Z80A）CPU及其配套的芯片廉价、普及、通用，用这套芯片制成的PC，给维修及推广普及带来方便。

Z80有独立的输入/输出指令,而且指令格式较短，•执行时间也较短，这样有利于扫描周期的缩短。

Z80输入/输出指令格式较短，相应的输入/输出设备编码也较短，所以相应的译码硬件器较简单。

DSP解密DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器。

DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。

DSP解密又叫单片机解密，DSP芯片解密，DSP IC 解密，就是指DSP解密攻击者凭借专用设备或自制设备，利用单片机设计上的漏洞或软件缺陷，通过多种专业技术手段，直接提取加密单片机中烧写文件的关键信息，并可以自己复制烧写芯片或反汇编后自己参考研究。

DSP芯片特点根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下的一些主要特点：（1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。

（2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。

（3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。

（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。

（5）快速的中断处理和硬件I/O支持。

（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。

（7）可以并行执行多个操作。

（8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。

与通用微处理器相比，DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。

DSP芯片算法DSP芯片的算法有多种。

绝大多数的DSP处理器使用定点算法，数字表示为整数或-1.0到+1.0之间的小数形式。

有些处理器采用浮点算法，数据表示成尾数加指数的形式：尾数×2指数。

浮点算法是一种较复杂的常规算法，利用浮点数据可以实现大的数据动态范围(这个动态范围可以用最大和最小数的比值来表示)。

浮点DSP（字宽为32位）在应用中，设计工程师不用关心动态范围和精度一类的问题。

浮点DSP比定点DSP（字宽为16位）更容易编程，但是成本和功耗高。

所以，一般批量产品选用定点DSP。

编程和算法设计人员通过分析或仿真来确定所需要的动态范围和精度。

如果要求易于开发，而且动态范围很宽、精度很高，可以考虑采用浮点DSP。

也可以在采用定点DSP的条件下由软件实现浮点计算，但是这样的软件程序会占用大量处理器时间，因而很少使用。

微型计算机原理与接口技术第五版周荷琴课后答案【篇一：《微型计算机原理与接口技术》周荷琴_吴秀清(第三版)课后习题答案】现在已演化为以存储器为中心的结构。

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？答：微处理器是微型计算机系统的核心，也称为cpu（中央处理器）。

主要完成：①从存储器中取指令，指令译码；②简单的算术逻辑运算；③在处理器和存储器或者i/o 之间传送数据；④程序流向控制等。

微型计算机由微处理器、存储器、输入/输出接口电路和系统总线组成。

以微型计算机为主体，配上外部输入/输出设备及系统软件就构成了微型计算机系统。

三者关系如下图：3. 微处理器有哪些主要部件组成？其功能是什么？答：微处理器是一个中央处理器，由算术逻辑部件alu、累加器和寄存器组、指令指针寄存器ip、段寄存器、标志寄存器、时序和控制逻辑部件、内部总线等组成。

算术逻辑部件alu 主要完成算术运算及逻辑运算。

累加器和寄存器组包括数据寄存器和变址及指针寄存器，用来存放参加运算的数据、中间结果或地址。

指令指针寄存器ip 存放要执行的下一条指令的偏移地址，顺序执行指令时，每取一条指令增加相应计数。

段寄存器存放存储单元的段地址，与偏移地址组成20 位物理地址用来对存储器寻址。

标志寄存器flags 存放算术与逻辑运算结果的状态。

时序和控制逻辑部件负责对整机的控制：包括从存储器中取指令，对指令进行译码和分析，发出相应的控制信号和时序，将控制信号和时序送到微型计算机的相应部件，使cpu内部及外部协调工作。

内部总线用于微处理器内部各部件之间进行数据传输的通道。

4. 画一个计算机系统的方框图，简述各部分主要功能。

答：计算机系统由硬件（hardware）和软件（software）两大部分组成。

硬件是指物理上存在的各种设备，如显示器、机箱、键盘、鼠标、硬盘和打印机等，是计算机进行工作的物质基础。

软件是指在硬件系统上运行的各种程序、数据及有关资料。

微控制器名词解释
微控制器是一种超大规模集成电路（VLSI）芯片，它集成了电子计算单元、逻辑单元、存储器、I/O端口以及其他组件，形成了一个完整的计算机系统。

微控制器通常被嵌入到它控制的设备中，因此也被称为嵌入式控制器。

微控制器具有针对电子设备控制优化的特点，它与个人计算机中使用的通用微处理器有所不同，更强调自给自足和低成本。

典型的微控制器结合了整个存储器和针对特定应用的I/O，而通用微处理器则需要添加额外的芯片来提供这些基本功能。

此外，微控制器也被称为单芯片微型计算机，因为它可以充当只有一个芯片的计算机。

微控制器被广泛应用于各种电子设备中，数量远超过个人计算机等设备中使用的通用微处理器的数量。

微处理器6502和Z80的差异高德明【期刊名称】《广东第二师范学院学报》【年(卷),期】1987(000)003【摘要】6502和Z80分别是美国Rockwell公司和Zilog公司于七十年代中期推出的字长为8bit的微处理器。

Z80在我国科技界获得广泛应用，并认为是一种技术比较先进的，功能很强的8bit微处理器，它是在最早一个较完善的8bit Intel 8080MPU基础上研制出来的，是8080MPU的改进型，直至目前，人们仍普遍认为Z80是8位机的佼佼者。

以6502为基础的微型计算机，如APPLE机，在全世界也享有盛名，特别是在教育领域是首届一指的。

同样在我国中小学中也享有良好声誉。

6502是8bitMotorola6800MPU的改进型。

在8位微处理器中，它和Z80都是功能最完善的微处理器之一。

而6502和Z80在设计思想上有很大的差异，为此，分析比较6502和Z80的异同点对进一步理解、掌握和应用8bit微处理器是有实际意义的。

本文仅就这两种微处理器在用汇编语言编制程序时的有关问题作一些阐述，而不是对它们的结构、性能作细微差别的比较。

【总页数】5页(P81-84,13)【作者】高德明【作者单位】不详【正文语种】中文【中图分类】TP332【相关文献】1.新一代超高集成度Z80微处理器系列 [J], 董伯明2.微处理器的未来主流:ARM微处理器 [J], 姚卫国3.微处理器的未来主流:ARM微处理器 [J], 姚卫国4.微处理器6502和Z80的差异 [J], 高德明5.面向人工智能(AI)市场应用的通用微处理器(HK32F031/030系列)及高性能、低功耗微处理器(HK32F39A、HK32L020系列)产品介绍 [J], 刘吉平; 马青松因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。