巨大规模集成电路实现的单片机开始出现
12
微处理器发展过程
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第一代 4位和低档8位机 （1971-1973）
Intel 4004 第二代
中高档8位机
（1974-1978）
8080/8085、Z80、MC6800
第三代 16位机
（1978-1981）
Intel 8086、Z8000、MC6800
特点：
10
世界上第一台晶体管 计算机TRADIC
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▪1971年开始的第四代大规模集成电路计算机 出现微型计算机、单片微型计算机，外部设备多
样化，可靠性更进一步提高，体积更进一步缩小， 成本更进一步降低，速度提高到每秒几百万次至几 千万次
▪1986年开始的第五代巨大规模集成电路计算机 运算速度提高到每妙几亿次至上百亿次。由一片
<<微机原理与接口技术>>课程教学安排
• 教材:微机原理与接口技术
• 主编:
• 理论学时:40学时 • 实验学时:8学时
1
课程目标
掌握： 微型计算机的基本工作原理 汇编语言程序设计方法 微型计算机接口技术 建立微型计算机系统的整体概念，形成微机 系统软硬件开发的初步能力
2
参考书目
➢ 李正华 ， 微型计算机原理与接口, 中南大学出版社,2006.8
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1.3 微型计算机系统的三个层次
微型计算机系统从全局到局部 分为三个层次：
1.微型计算机系统 2.微型计算机 rocessor）简称µP或MP，或 MPU（Microprocessing Unit）。MPU是采用大规 模和超大规模集成电路技术将算术逻辑部件ALU （Arithmetic Logic Unit）、控制部件CU （Control Unit）和寄存器组R（Registers）三 个基本部分以及内部总线集成在一块半导体芯片 上构成的电子器件。又称为“中央处理单元” （Central Processor Unit），简称CPU
8
世界上第一台计算机ENIAC
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1958年开始的第二代晶体管计算机
运算速度提高到几万次至几十万次，可靠性提高， 体积缩小，成本降低，工业控制机开始得到应用，磁 芯作主存储器, 磁盘作外存储器，开始使用高级语言 编程
▪1965年开始的第三代中小规模集成电路计算机，
使用半导体存储器，出现多终端计算机和计算机网 络，可靠性进一步提高,体积进一步缩小，成本进一 步下降，运算速度提高到几十万次至几百万次。在此 期间，形成机种多样化，生产系列化，使用系统化， 小型计算机开始出现
IBM PC机 IBM PC/XT机
IBM PC/AT机
8088CPU
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1.2 微型计算机的分类
微型计算机的品种繁多，系列各异，最常见的有 以下几种分类方法。
1. 按微处理器的位数分类 按微处理器的位数分为4位机、8位机、16位机、 32位机、64位机，即分别以4位、8位、16位、32位、 64位处理器为核心组成的微型计算机。 2. 按微型计算机的用途分类 按微型计算机的用途分为通用机和专用机两类。
➢ 周明德,微型计算机系统原理及应用 ， 清华大学出版社，2002
➢ 戴梅萼等,微型计算机技术及应用(第 二版)，清华大学出版社，1996
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考核方式
平时(作业+考勤+实验)
期末考试
70%
30%
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第1章 微型计算机概述
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教学目的和要求
通过本章的学习，使学生掌握微型计算机 系统的三个层次， 了解微型计算机三种总线 结构以及微型计算机系统的主要性能指标
第四代 32位机
（1981-1992）
1、速度越来越快。
80386、80486
2、容量越来越大。 3、功能越来越强。
第五代 64位机
Intel Pentium（1993后14 ）
Intel4004和采用4004的计算器
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Apple微型计算机
Apple-I
Apple-II
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IBM PC系列机
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1)．运算器
运算器是对数据信息进行加工处理的部件，它主要由算术 逻辑运算单元（ALU）组成，在控制器的指挥下可以完成各种 算术运算、逻辑运算和其他操作。
2)．控制器
控制器是统一指挥和有效控制计算机各部件协调工作的关键 部件，是微型计算机的指挥控制神经中枢。它从存储器中逐条 地取出指令、分析指令，并向各部件发出相应的控制信号，使 它们一步步地执行指令所规定的操作。另一方面，它又接收运 算器、存储器以及输入/输出设备的反馈信息，以确定程序的执 行顺序。
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4. 按微型计算机的组装形式和系统规模分类
按微型计算机的组装形式和系统规模可分为单片 机、单板机、个人计算机。
单片机是将微型计算机的主要部件：微处理器、 存储器、输入/输出接口等集成在一片大规模集成电路 芯片上形成的微型计算机，它具有完整的微型计算机 功能。单片机具有体积小、可靠性高、成本低等特点， 广泛应用于智能仪器、仪表、家用电器、工业控制等 领域。
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教学重点
微型计算机系统的三个层次 微型计算机系统的主要性能指标
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1.1 微处理器与微型计算机的发展概况
自1946年在美国宾夕法尼亚大学制成的世界上 第一台电子数字计算机以来,计算机的发展大致经历 了五代的变化： ▪1946年开始的第一代电子管计算机
计算机运算速度一般为每秒几千次至几万次,体积 庞大，成本很高，可靠性较低，在此期间，形成了 计算机的基本体系，确定了程序设计的基本方法， 数据处理机开始得到应用
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单板机是将微处理器、存储器、输入/输出接口、 简单外设等部件安装在一块印刷电路板上形成的微型 计算机。单板机具有结构紧凑、使用简单、成本低等 特点，常常应用于工业控制和实验教学等领域。
个人计算机也就是人们常说的PC机，它是将一块 主机板（包括微处理器、内存储器、输入/输出接口等 芯片）和若干接口卡、外部存储器、电源等部件组装 在一个机箱内，并配置显示器、键盘、鼠标等外部设 备和系统软件构成的微型计算机系统。PC机具有功能 强、配置灵活、软件丰富、使用方便等特点，是最普 及、应用最广泛的微型计算机。
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3. 按微型计算机的档次分类 按微型计算机的档次可分为低档机、中档机和高 档机。计算机的核心部件是它的微处理器，也可以根 据所使用的微处理器档次将微型计算机分为8086机、 286机、386机、486机、586（Pentium）机、 PentiumⅡ机、PentiumⅢ机和Pentium 4机等。