Chapter 2 C54硬件结构

2.1 TMS320C54x

2. TMS320C54x

软件可编程等待状态发生器

可编程分区转换逻辑电路

(PLL)和时钟发生器

可编程串行接口（

2.2 C54x的引脚功能

2.4 中央处理单元（CPU ）

CPU ．状态寄存器主要反映处理器的寻址要求和计算机的运行状态。ST0的结构：

C TC ——11

15 ARP 辅助寄存器指针。用来选择使用单操作数间接寻址时的辅助寄存器AR0~AR7。

TC TC 测试控制标志。用来保存ALU 测试操作的结果。：进位标志位。用来保存ALU 加减运算时所产生的进借位。C OVA/B ：累加器A/B 的溢出标志。

用来反映是否产生溢出。OVA ：数据存储器页指针。用来与指令中提供的位地址结合形成个位数据存储器的地址。2.4 中央处理单元（CPU ）

2.4 中央处理单元（CPU ）

OVLY

MP/MC 置，反映处理器的工作状态。

2.4 中央处理单元（CPU ）

2.4 中央处理单元（CPU ）

2.4 中央处理单元（CPU ）

2.4 中央处理单元（CPU ）

ctr

-16~31

MSW/LSW

EB15~EB0

TC T

ASM 4~0

-16~150~15

CSSU

ALU ctr 17×17

/ctr 40

XM

YM

FRCT

XA

OVM

OVA/OVB

ZA/ZB

A/B

17

17

40

2.4 2.运算部件

识别等领域，经常要用到维特比)算法。CPU 的比较、选择和存储单元(CSSU) 算法设计的进行选择(ACS)COMP

TRN

TC MSW/LSW

A B

CSSU

S

2.4 中央处理单元（CPU ）

中央处理单元（CPU ）

运算部件

Exponent Encoder

EXP 单周期指令的专用硬件；功能：将累加器中的指数值存储在用途：累加器内容归一化；;Normalize accumulator A

EXP A ; (the number of leading bits –ST T, EXPONENT ; Store the exponent (T) into data memory

NORM A ; Normalize accumulator A, (A)<<(T)

0VLY=0 OVLY=1 0VLY=0 OVLY=1 DARAM

ROM

0VLY=0

OVLY=1

0VLY=0

OVLY=1

DARAM

MMR/

DARAM

16K*16

(128/Block)

DROM=0

DROM=1

ROM

DROM=0

DROM=1

0000H EFFFH F000H FEFFH

0000H0000H

EFFFH

F000H

FEFFH

/=

MC

MP1

/=

MC

MP DROM

硬件结构图

FPGA CPU (NIOSII 处理器) PLL PWM 模块PWM 模块IIC 模块 SDRAM EPCS LCD 显示 电源模块 电源模块电机驱动 1 电机驱动 2 MPU6050 MPU6050电机1 电机2编码器2 蓝牙模块 编码器1 如上图所示整个系统设计以DE0-Nano 平台为中心。FPGA 通过嵌入Nios II 核与 外部存储器EPCS 配置芯片、SDRAM 、IIC 模块、PWM 模块、实现了SOPC 系 统。Nios II 通过MPU6050读取平衡车的车轮运动加速度和外力引起的角加速度实现对车身倾角的测量；然后根据倾角的大小控制相应的PWM 模块对左右两个电机的控制，最终实现对小车保持平衡、加速运动以及转弯的基本运动的控制。同时通过编码器及时的将电机的状态反馈回来，从而实现精准控制。 SOPC 的硬件配置文件和软件文件都存储在EPCS 芯片中，当FPGA 上电后，硬件逻辑通过EPCS 芯片配置成功后，读取SOPC 的软件文件并转到 FPGA 电源 键盘 TFT LCD EPCS SDRAM ADC 控制 器 FIFO PLL CPU （NIOS II 处理器） 模数转换器ADC 信号调理电路

SDRAM中，软件是的运行在SDRAM中。 最后为了方便调试我们增加了LCD显示功能和蓝牙模块，实现对程序状态的显示和数据的传输。 独到之处： 第一，我们设计的FPGA的教学平台是一个基于移动机器人（两轮平衡车），因此更容易激起学生们的兴趣。但如以后推广之后，就要对成本和功耗都要做严格的考虑，而Cyclone? IV EP4CE22F17C6N FPGA也实现了低功耗、高性能和低成本。 1、降低系统成本 所有Cyclone? IV EP4CE22F17C6N FPGA只需要两路电源供电，简化了电源分配网络，降低了电路板成本，减小了电路板面积，缩短了设计时间。而且，利用灵活的收发器时钟体系结构，您可以充分利用收发器所有可用资源，实现多种协议。利用Cyclone? IV EP4CE22F17C6N FPGA的灵活性和高度集成特性，您可以设计体积更小、成本更低的器件，降低系统总成本。 2、降低功耗 采用经过优化的60-nm低功耗工艺，Cyclone? IV EP4CE22F17C6N FPGA 拓展了前一代Cyclone III FPGA的低功耗优势。最新一代器件降低了内核电压，与前一代产品相比，总功耗降低了25％。 第二，作为教学平台必须有全面的设计资源，而Altera提供全面的Cyclone IV FPGA设计环境，包括： 1、Quartus II 开发软件 2、成熟的IP库 3、Nios II -世界上最通用的嵌入式处理器

第二章 80C51的结构和原理习题及答案

第二章80C51的结构和原理习题及答案 1、80C514单片机在功能上、工艺上、程序存储器的配置上有哪些种类？ 答：80C51单片机在功能上有两种大类：（1）、基本型；（2）、增强型； 80C51单片机在生产工艺上有两种：（1）、HMOS工艺（即高密度短沟道MOS 工艺）；（2）、CHMOS工艺（即互补金属氧化物的HMOS工艺）； 80C51单片机在程序存储器的配置上有三种形式：（1）、掩膜ROM；（2）、EPROM；（3）、ROMLess（无片内程序存储器）。 2、80C51单片机存储器的组织采用何种结构？存储器地址空间如何划分？各地址空间的地址范围和容量如何？在使用上有何特点？ 答：80C51单片机存储器的组织采用哈佛结构：存储器在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间。 基本型单片机片内程序存储器容量为4KB，地址范围是0000H~0FFFH。增强型单片机片内程序存储器容量为8KB，地址范围是0000H~0FFFH。 基本型单片机片内数据存储器均为128字节，地址范围是00H~7FH，用于存放运算的中间结果、暂存数据和数据缓冲。这128字节的低32个单元用作工作寄存器，在20H~2FH共16个单元是位寻址区，然后是80个单元的他通用数据缓冲区。 增强型单片机片内数据存储器为256字节，地址范围是00H~FFH。低128字节的配置情况与基本型单片机相同，高128字节为一般RAM，仅能采用寄存器间接寻址方式访问（而与该地址范围重叠的SFR空间采用直接寻址方式访问）。 3、80C51单片机的P0~P3口在结构上有何不同？在使用上有何特点？ 答：80C51单片机各口均由接口锁存器、输出驱动器和输入缓冲器组成，但是结构存在差异：P0、P1口有转换开关MUX，P2、P3口没有；P1~P3口都有上来电阻，但是P0没有。 4个I/O口的使用特点： （1）、P0：P0口是一个多功能的8位口，可按字节访问也可以按位访问。用做通用的I/O口，相当于一个真正的双向口：输出锁存，输入缓冲，但输入是须先将口置1；每根口线可以独立定义输入或输出。用作地址/数据复用总线：作数据总线用时，输入/输出8位数据D0~D7；作地址总线用时，输出低8位地址A0~A7。 （2）、P1：P1口惟一的单功能口，仅能用作通用的I/O口。可按字节访问也可以按位访问，输入时需先输出1，将该口设为输入状态。 （3）、P2：P2口是一个多功能8位口，可按字节访问也可以按位访问。在单片机采用并行扩展方式时，P2口作为地址总线的高8位D8~D15。 （4）、P3：P3口是一个双功能8位口，可按字节访问也可以按位访问。除作I/O口使用（位准双向口）外，每一条接口线还具有不同的第二功能：P3.0：RXD（串行口输入）； P3.1：TXD（串行口的输出）； P3.2：INT0’（外部中断0输入）； P3.3：INT1’（外部中断0输入）；

89C51单片机硬件结构和原理

第1部分 89C51单片机硬件结构和原理 1. 89C51单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件? 答：89C51单片机是个完整的单片微型计算机。芯片内部包括下列硬件资源： （1）8位CPU； （2）4KB的片内Flash ROM。可寻址64KB程序存储器和64KB外部数据存储器；（3）256B内部 RAM/SFR； （4）21个 SFR； （5）4个8位并行I/O口P0～P3（共32位I/O线）； （6）一个全双工uart的异步串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与PC机之间的串行通讯； （7）两个16位定时器/计数器； （8）5个中断源，两个中断优先级； （9）内部时钟发生器。 2. 89C51的ＥＡ端有何用途? 答：作外部程序存储器地址允许输入端和固化编程电压输入端。 3. 89C51的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址? 答：89C51存储器包括程序存储器和数据存储器，从逻辑结构上看，可以分为三个不同的空间： （1）64KB的程序存储器地址空间：0000H~FFFFH，其中0000H~0FFFH为片内4KB的Flash ROM地址空间，1000H~FFFFH为外部ROM地址空间； （2）256B的内部数据存储器地址空间，00H~FFH，分为两大部分，其中00H~7FH（共128B单元）为内部静态RAM的地址空间，80H~FFH为特殊功能寄存器的地址空间，21个特殊功能寄存器离散地分布在这个区域； （3）64KB的外部数据存储器地址空间：0000H~FFFFH，包括扩展I/O地址空间。 MCS-51单片机存储器三类空间地址存在重叠，单片机设计了不同的数据传送指令符号来区分：CPU访问片内、片外ROM指令用MOVC，访问片外RAM指令用MOVX，访问片内RAM 指令用MOV。 4. 简述89C51片内RAM的空间分配。 答：89C51内部256B的数据RAM区，包括有工作寄存器组区、可直接位寻址区和数据缓冲区、特殊功能寄存器组区。各区域的特性如下： （1）00H~1FH为工作寄存器组区，共分4组，每组占用8个RAM字节单元，每个单元作为一个工作寄存器，每组的8个单元分别定义为8个工作寄存器 R0~R7。当前工作寄存器组的选择是由程序状态字PSW的RS1、RS0两 位来确定。如果实际应用中并不需要使用工作寄存器或不需要使用4组

80C51 单片机的硬件结构 思考题及答案

1 、如何理解51单片机存储空间在物理结构上可分为4个，而逻辑上又可划分为3个 答： MCS-51在物理上有四个存储空间： 1、片内程序存储器 2、片外程序存储器、 3、片内数据存储器 4、片外数据存储器。从逻辑上划分有三个存储器地址空间： 1、片内外统一编址的64K字节程序存储器（0000H~0FFFFH） 2、内部256字节数据存储器地址空间（包括128字节片内RAM和128字节的SFR） 3、外部64K字节数据存储器地址空间（0000H~0FFFFH） ） 2 、MCS-51片内RAM的容量8051最大可配置的RAM/ROM容量答： 1）MCS-51片内RAM的容量： 51子系列：128B 52子系列：256B 2）其ROM最大可扩展到64KB 注：片内数据存储区=片内RAM+SFR，51和52子系列的SFR容量都是128B 3 、8051的/PSEN、/RD、/WR的作用 答： 1）/PSEN（外部程序存储器读选通信号）: CPU访问片外ROM时，使/PSEN低电平有效，可实现片外ROM的读操作，其他情况下此引脚为高电平封锁状态。 · 2）/RD：外部RAM读信号 3）/WR：外部RAM写信号 4 、ALE线的作用当8051不和RAM/ROM相连时，ALE线的输出频率是多少 答： 1）ALE（地址锁存控制信号）： 访问片外ROM,RAM时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存，实现低位地址和数据的分时传送。 不访问片外存储器时，可做为外部时钟使用。 2）当8051不和RAM/ROM相连时，ALE线的输出频率等于时钟周期的倒数

< 5 、MCS-51的工作寄存区包含几个通用工作寄存器组每组的地址是什么如何选用开机复位后，CPU使用的是哪组工作寄存器 答： 1）MCS-51的工作寄存区包含4个通用工作寄存器组 2）第0组通用寄存器区地址：00H~07H 第1组通用寄存器区地址：08H~0FH 第2组通用寄存器区地址：10H~17H 第3组通用寄存器区地址：18H~1FH 3）选择哪个工作寄存器组是通过软件对程序状态字寄存器PSW的第 4、3位进行设置实现的 4 （ 6、MCS-51的内部RAM地址空间是如何安排的共有多少个单元可以位寻址位地址又是如何排列的 答： 1）MCS-51的内部RAM地址的空间安排： 00H~1FH 寄存器区 20H~2FH 位寻址区 30H~7FH 数据缓冲区 80H~FFH 专用寄存器区 2）位寻址的单元个数：16B*8位/B=128位 3）位地址排列方式： | 位地址为：00H～7FH 字节地址：20H～2FH 7 、MCS-51的程序计数器PC是几位寄存器它是否为专用寄存器PC 的内容是什么信息

计算机硬件基本结构树状图

计算机硬件基本结构 计算机的5个基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 算术逻辑部件P46 、P73 1.运算器 寄存器P46 、P72 随机存取存储器RAM P74 内存储器 （又称为只读存储器ROM P75 主存储器 或内存或互补金属氧化物半导体CMOS P76 主存） 1.44MB31/2英寸软盘P94 软盘Zip盘P94 大容量软盘超级盘P94 2.存储器HiFD盘P94 内置硬盘P95 盒式硬盘P95 外存储器硬盘硬盘组P95 （又称为辅USB移动硬盘P95 助存储器光盘-只读存储器CD-ROM 或外存或光盘CD 写一次，读多次光盘CD-R（又称为WORM） 辅存）P97可写光盘CD-RW 光盘-只读存储器DVD-ROM 数字化视频光盘DVD-R P97DVD-RAM和DVD-RW 磁盘P98 程序计数器PC P47 指令寄存器IR P47 3.控制器指令译码器ID P47 时序控制电路P47 微操作控制电路P47

传统设计键盘P80 键盘轮廓设计键盘P80 键盘输入无处理能力终端P81 智能型终端P81 终端网络终端P81 Internet终端P81 鼠标P82 游戏杆P82 触摸屏P82 定点输入设备光笔P82 数字转换器P83 4.输入设备数码相机P83 平台式扫描仪P83 图像扫描仪手持式扫描仪P83 扫描输入设备传真机P84 条形码阅读器P85 磁墨水字符识别MICR P85 字符和标记识别设备光学字符识别OCR P85 光学标记识别OMR P85 语音输入设备P86 数字笔记本P88 其他输入设备视觉系统P88 标准P89 显示器阴极射线管P89 平面显示器P89 高清晰度电视机P90 喷墨打印机P91 非接触式打印机激光打印机P91 热学打印机P91 打印机点针打印机P31 接触式打印机菊花轮打印机P31 5.输出设备行式打印机P31 笔式绘图仪P92 喷墨绘图仪P92 绘图仪静电绘图仪P92 直接成像绘图仪P92 缩微输出设备P93 其他输出设备语音输出设备P93

计算机硬件的基本组成部分

计算机硬件的基本组成部分 基本由什么组成呢?看了下面的内容相信会对您有所收获。更多内容请关注 1. 中央处理器 中央处理器称为CPU(Central Processing Unit) ，它的主要技术指标之一是主频，主频表示CPU的内部工作频率。主频越高，表明CPU的运算速度越快，当然性能也越好。 在微型计算机(简称微机或个人计算机)中，CPU又称为微处理器，其典型代表是 In tel公司的Pen tium 系列产品。例如，Pen tium II的主频在233?450MHz之间，而 Pentium III的主频可达800MHz。通常，人们所说的微机速度是指CPU的主频。它主要由控制器和运算器组成，是计算机的核心部件。 (1) 运算器 运算器(Arithmetical Unit) 的主要功能是完成对数据的算术运算、逻辑运算和逻辑判断等操作。在控制器控制下，运算器对取自存储器或其内部寄存器的数据按指令码的规定进行相应的运算，并将结果暂存在内部寄存器或送到存储器中。 (2) 控制器 控制器(Co ntrol Un it)是计算机中指令的解释和执行结构，其主要功能是控制运算器、存储器、输入输出设备等部件协调动作。控制器工作时，从存储器取出一条指令，并指出下一条指令所在的存放地址，然后对所取指令进行分析，同时产生相应的控制信号，并由控制信号启动有关部件，使这些部件完成指令所规定的操作。这样逐一执行一系列指令组成的程序，就能使计算机按照程序的要求，自动完成预定的任务。 2. 存储器 存储器(Memory)是用来存储程序和数据的部件，是计算机的重要组成部分。在实际应用中，用户先通过输入设备将程序和数据放在存储器中，运行程序时，由控制器从存储器中逐一取出指令并加以分析，发出控制命令以完成指令的操作。 在计算机中，存储器容量以字节(Byte,简写为B)为基本单位，一个字节由8个二进制位(bit)组成。存储容量的表示单位除了字节以外，还有KB、MB、GB、TB(可分别简称为K、M、G、T,例如，128MB可简称为128M)。其中： 1KB=1024B 1MB=1024KB

计算机硬件的组成

计算机硬件的组成 计算机硬件（Computer hardware）是指计算机系统中由电子，机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件运行提供物质基础。简言之，计算机硬件的功能是输入并存储程序和数据，以及执行程序把数据加工成可以利用的形式。从外观上来看，微机由主机箱和外部设备组成。主机箱内主要包括CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各种扩展卡、连接线、电源等；外部设备包括鼠标、键盘等。计算机主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五个逻辑部件组成。 运算器 运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。与Control Unit共同组成了CPU的核心部分。 控制器 控制器（Control Unit），是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。控制器从存储器中逐条取出指令，分析每条指令规定的是什么操作以及所需数据的存放位置等，然后根据分析的结果向计算机其它部件发出控制信号，统一指挥整个计算机完成指令所规定的操作。计算机自动工作的过程，实际上是自动执行程序的过程，而程序中的每条指令都是由控制器来分析执行的，它是计算机实现“程序控制”的主要设备。 通常把控制器与运算器合称为中央处理器（Central Processing Unit，CPU）。工业生产中总是采用最先进的超大规模集成电路技术来制造中央处理器，即CPU 芯片。它是计算机的核心设备。它的性能，主要是工作速度和计算精度，对机器的整体性能有全面的影响。硬件系统的核心是中央处理器（Central Processing Unit，简称 CPU）。它主要由控制器、运算器等组成，并采用大规模集成电路工艺制成的芯片，又称微处理器芯片。 存储器 存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。按用途存储器可分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存）,也有分为外部存储器和内部存储器的分类方法。外存通常

8051单片机的内部结构

8051是MCS-51系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。 8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明： ·中央处理器： 中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部 件，是8位数据宽度的处理器，能处理8 位二进制数据或代码，CPU负责控制、指 挥和调度整个单元系统协调的工作，完成 运算和控制输入输出功能等操作。 ·数据存储器(RAM)： 8051内部有128个8位用户数据存储单 元和128个专用寄存器单元，它们是统一 编址的，专用寄存器只能用于存放控制指 令数据，用户只能访问，而不能用于存放 用户数据，所以，用户能使用的的RAM只 有128个，可存放读写的数据，运算的中 间结果或用户定义的字型表。 ·程序存储器(ROM)： 8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。 ·定时/计数器(ROM)： 8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 ·并行输入输出(I/O)口： 8051共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。 ·全双工串行口： 8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以 用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。 ·中断系统： 8051具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可

满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。 ·时钟电路： 8051内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8051 单片机需外置振荡电容。 单片机的结构有两种类型，一种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛(Harvard)结构，另一种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为一的结构，即普林斯顿(Pri nceton)结构。INTEL的MCS-51系列单片机采用的是哈佛结构的形式，而后续产品16位的MCS-96系列单片机则采用普林斯顿结构。 下图是MCS-51系列单片机的内部结构示意图。 ■MCS-51的引脚说明： MCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用 40Pin封装的双列直接DIP结构，右图是它们的引脚配 置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡 器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与 P3口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明： ·Pin20:接地脚。

单片机硬件电路设计

单片机应用设计

概述 单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片 单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片集成电路。可以与少量外围电路构成一个小而完善的计算机系统。芯片内置和外围的电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、通信产品、智能玩具、汽车电子、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。 制等领域。

单片机类型 集中指令集（CISC）和精简指令集（RISC）–采用CISC结构的单片机数据线和指令线分时复 用，即所谓冯.诺伊曼结构。它的指令丰富，功 能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度 受限，价格亦高。 –采用RISC结构的单片机，数据线和指令线分离 ，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同 时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指 令较同类CISC单片机指令包含更多的处理信息 ，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片 机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大 大提高，有利于实现超小型化。

常用的几个系列单片机 MCS-51及其兼容系列： –英特尔公司的MCS-51系列单片机是目前应 用最广泛的8位单片机之一，并且ATMEL、 PHILIPS、ADI、MAXIM、LG、 SIEMENS等公司都有其兼容型号的芯片。 这个系列的单片机具有运算与寻址能力强， 存储空间大，片内集成外设丰富，功耗低等 优点，其中大部分兼容芯片都含有片内 FLASH程序存储器，价格便宜。适合应用于 仪器仪表、测控系统、嵌入系统等开发。

80C51单片机内部结构和工作原理

第2章80C51单片机内部结构和工作原理 本章要点 80C51系列单片机内部结构 外部引脚功能 存储空间配置和功能 片内RAM结构和功能 特殊功能寄存器的用途和功能 程序计数器PC的作用和基本工作方式 I/O端口结构、工作原理及功能 时钟和时序 复位电路、复位条件和复位后状态 低功耗工作方式的作用和进入退出的方法 §2-1 内部结构和引脚功能 一、 二、引脚功能 40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。

⒈电源: ⑴VCC - 芯片电源，接+5V； ⑵VSS - 接地端； ⒉时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 ⒊控制线:控制线共有4根， ⑴ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 ①ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址 ②PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。 ⑵PSEN:外ROM读选通信号。 ⑶RST/VPD:复位/备用电源。 ①RST（Reset）功能：复位信号输入端。 ②VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。 ⑷EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。 ①EA功能：内外ROM选择端。 ②Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。 ⒋I/O线 80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。 P3.0 ——RXD：串行口输入端； P3.1 ——TXD：串行口输出端； P3.2 ——INT0：外部中断0请求输入端； P3.3 ——INT1：外部中断1请求输入端； P3.4 ——T0：定时/计数器0外部信号输入端； P3.5 ——T1：定时/计数器1外部信号输入端； P3.6 ——WR：外RAM写选通信号输出端； P3.7 ——RD：外RAM读选通信号输出端。 §2-1 存储空间配置和功能 80C51的存储器组织结构可以分为三个不同的存储空间，分别是： ⑴64KB程序存储器(ROM),包括片内ROM和片外ROM； ⑵64KB外部数据存储器（外RAM）； ⑶256B内部数据存储器(内RAM) (包括特殊功能寄存器）。 80C51存储空间配置图 一、程序存储器（ROM） 地址范围：0000H～FFFFH，共64KB。其中:

计算机的硬件组成

计算机的组成内部设备 光驱 光驱，电脑用来读写光碟内容的机器，是台式机里比较常见的一个配件。随着多媒体的应用越来越广泛，使得光驱在台式机诸多配件中的已经成标准配置。目前，光驱可分为CD-ROM 驱动器、DVD光驱(DVD-ROM)、康宝(COMBO)和刻录机等。 软驱 软盘驱动器就是我们平常所说的软驱，英文名称叫做“Floppy Disk Driver”，它是读取3.5英寸或5.25英寸软盘的设备。现今还能看到的是3.5英寸的软驱，可以读写1.44MB的3.5英寸软盘[/url]，5.25英寸的软盘早已经淘汰，一般不会见到。软驱分内置和外置两种。内置软驱使用专用的FDD接口(这是内置软驱接口，是传统的软驱接口，直接与电脑主板上的软驱接口相连，价格低廉)，而外置软驱一般用于笔记本电脑，使用USB[/url]接口(这是外置软驱接口，通过电脑的USB接口与主机相连，可移动，但价格较高，多用于笔记本电脑。USB接口又可分为USB1.1和USB2.0两种)。 软驱有很多缺点，随着计算机的发展，这些缺点逐渐明显：容量太小，读写速度慢，软盘的寿命和可靠性差等，数据易丢失等，因此目前软驱基本上已经被其他设备取代。但是由于软驱是计算机的标准设备，在各种操作系统下无需额外安装驱动程序就可以使用，因此在很多情况软驱有其独到的便利之处（比如多块硬盘组RAID），因此目前仍有外置软驱在部分计算机上使用。 主板 主板主板，又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard)；它安装在机

箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。 CPU（中央处理器） CPU是中央处理单元(Central Processing Unit)的缩写，它可以被简称做微处理器（Microprocessor)，不过经常被人们直接称为处理器(processor)。CPU是计算机的核心，其重要性好比大脑对于人一样，因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据，而主板芯片组则更像是心脏，它控制着数据的交换。CPU的种类决定了操作系统和相应的软件。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成，是PC的核心，再配上储存器、输入/输出接口和系统总线组成为完整的PC（个人电脑）。 内存 内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存（Memory）也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。 硬盘

系统的结构与硬件答案

系统结构与硬件 1.绘图仪属于 A: 输出设备 B: 输入设备和输出设备 C: 输入设备 D: 计算机正常工作时不可缺少的设备 2.计算机的存储系统一般指主存储器和 A: 累加器 B: 寄存器 C: 辅助存储器 D: 鼠标器 3.把硬盘上的数据传送到计算机的内存中去，称为 A: 打印 B: 写盘 C: 输出 D: 读盘 4.CPU 是计算机硬件中的（）部件。 A: 核心 B: 辅助 C: 主存 D: 输入输出 5.CPU 中的运算器的主要功能是 ( )。 A: 负责读取并分析指令 B: 算术运算和逻辑运算 C: 指挥和控制计算机的运行 D: 存放运算结果 6.CPU 中的控制器的功能是( )。 A: 进行逻辑运算 B: 进行算术运算 C: 控制运算的速度 D: 分析指令并发出相应的控制信号 7.以下全是输入设备的是 A: 键盘、扫描仪、打印机 B: 键盘、硬盘、打印机 C: 鼠标、硬盘、音箱 D: 扫描仪、键盘、只读光盘 8.现代计算机系统是以（）为中心的。 A: 中央处理器 B: 内存 C: 运算器 D: 控制器 9.计算机中必要的、使用最广泛的、用于人机交互的输出设备是

A: 打印机 B: 显示器 C: 绘图仪 D: 声卡 10.半导体只读存储器（ROM）与半导体随机存储器（RAM）的主要区别在于A: ROM 可以永久保存信息，RAM 在掉电后信息会消失 B: ROM 掉电后，信息会消失，RAM 不会 C: ROM 是内存储器，RAM 是外存储器 D: RAM 是内存储器，ROM 是外存储器 11.CPU 的中文意思是 A: 中央处理器 B: 主机 C: 控制器 D: 计算机器 12.内存与外存的主要不同在于 A: CPU 可以直接处理内存中的信息，速度快，存储容量大；外存则相反。B: CPU 可以直接处理内存中的信息，速度快，存储容量小；外存则相反。C: CPU 不能直接处理内存中的信息，速度慢，存储容址大，外存则相反。D: CPU 不能直接处理内存中的信息，速度慢，存储容量小，外存则相反13.能够将图片输入到计算机内的装置是 A: 打印机 B: 扫描仪 C: 鼠标 D: 键盘 14.微型机中硬盘工作时，应特别注意避免 A: 光线直射 B: 环境卫生不好 C: 强烈震动 D: 噪声 15.ROM 指的是 A: 只读存储器 B: 硬盘存储器 C: 随机存储器 D: 软盘存储器 16.I/O 设备的含义是 A: 输入输出设备 B: 通信设备 C: 网络设备 D: 控制设备 17.计算机突然停电，则计算机____全部丢失。 A: 硬盘中的数据和程序 B: ROM 中的数据和程序 C: ROM 和RAM 中的数据和程序 D: RAM 中的数据和程序

单片机的硬件结构

第2章单片机的硬件结构 （一）填空题 1.通过堆栈实现子程序调用，首先要把（PC）的内容入栈，以进行断点保护。调用返回时 再进行出栈操作，把保护的断点送回（PC）。 2.80C51单片机的时钟电路包括两部分内容，即芯片内的（高增益反相放大器）和芯片外 跨接的（晶振）与（微调电容）。若调高单片机的晶振频率，则单片机的机器周期会变（低）。 3.通常单片机有两种复位操作，即（上电自动复位）和（按键手动复位）。复位后，PC值 为（0000H），SP值为（07H），通用寄存器的当前寄存器组为（第0）组，该组寄存器的地址范围是从（00H）到（07H）。 4.80C51单片机中，一个机器周期包含（6）个状态周期，一个状态周期又可划分为（2） 个拍节，一个拍节为（1）个振荡脉冲周期。因此，一个机器周期应包含（12）个振荡脉冲周期。 5.单片机程序存储器的寻址范围由PC的位数决定。80C51的PC为16位，因此程序存储 器地址空间是（64KB）。 6.MCS-51单片机由（8位CPU）、（程序存储器）、（数据存储器）、（并行I/O口）、（串行I/O 口）、（定时器/计数器）、（中断系统）、振荡器和时钟电路组成，各部分通过（内部总线（地址总线、数据总线和控制总线））相连。 （二）单项选择题 1. 下列概念叙述正确的是（D） （A）80C51中共有5个中断源，因此在芯片上相应地有5个中断请求输入引脚 （B）特殊的存取规则使得堆栈已不是数据存储区的一部分 （C）可以把PC看成是数据存储空间的地址指针 （D）CPU中反映程序运行状态和运算结果特征的寄存器是PSW 2. 取址操作后，PC的值是（C） （A）当前指令前一条指令的地址（B）当前正在执行指令的地址 （C）下一条指令的地址（D）控制寄存器中指令寄存器的地址 3. 80C51单片机中，设置堆栈指针SP为37H后就发生子程序调用，这时SP的值变为（C） （A）37H （B）38H （C）39H （D）3AH 4. 设置堆栈指针SP = 30H后，进行一系列的堆栈操作。当进栈数据全部弹出后，SP应指 向（A）

计算机硬件系统的组成教案(公开课)

计 算 机 硬 件 系统组成

《计算机硬件系统组成》教学设计 一、教材分析 本课主要对整个计算机硬件系统进行简要介绍，通过本节课的学习，揭开计算机的神秘面纱，使学生充分了解计算机硬件系统的组成，为后续知识的学习和操作，打下坚实的基础。本节课的内容涉及很多专业术语，这些术语都是比较难理解和掌握的，大多数学生学习起来有一定的难度，教师在教学中可以通过学习活动，引导学生观察、分析、比较、归纳和总结，使之逐步掌握《计算机硬件系统的组成》的知识。 二、教学对象分析 本课程的教学对象是小学生，具有活泼好动的特点，怀着对初中生活的憧憬来到一个新的环境里，对每样事物都充满着好奇，都想去探个究竟。随着社会的进步，计算机的使用范围越来越广，计算机的硬件发展越来越迅速，计算机在家庭中的普及程度越来越高，很多学生的家中都有了计算机，但对计算机的认识可能仅仅局限于上网与打游戏，对于计算机硬件系统也只能从自己可以看到的来理解，认识比较片面，通过学习本节内容，可以让学生系统地认识计算机硬件系统。 三、教学准备

多媒体设备、CPU、CPU风扇、内存条、硬盘、主板、整机一套（未组装） 四、教学目标 知识目标： 1、掌握外部设备的组成； 2、识别主板、CPU、内存、硬盘并掌握其作用与性能指标； 3、能识别其他部件如显卡、声卡等并了解其作用； 4、了解组装计算机的主要部件的过程。 能力目标： 1、培养学生的科学精神、创新精神和实践能力，提高学生对信息社会的适应能力 2、培养学生敢于动手、乐于动手的能力，以及理论联系实物的能力 情感目标： 1、通过教学探索，激发学生探求未知、认识新知的愿望，提高学习的积极性和主动性 2、通过介绍国产软件，对学生进行爱国主义教育，学生感受到知识的价值，对学习计算机产生深厚的兴趣。 五、教学重点、难点 1．教学重点

计算机系统的硬件结构主要由五部分组成

计算机系统的硬件结构主要由五部分组成：控制器、运算器、内存储器、输入设备和输出设备。 随着半导体集成电路技术的出现和广泛的应用，Intel公司最先将控制器和运算器制作在同一芯片上（Intel 4004），就是我们常说的中央处理器。中央处理器也叫微处理器，英文名是“Central Processing Unit”，简称CPU。它是计算机硬件系统的指挥中心。它主要包括控制器和运算器两个部分，其中控制器的功能是控制计算机各部分协调工作，运算器则是负责计算机的算术运算和逻辑运算，而运算的最终结果和中间结果要送入内存中保存。 内存储器也叫内存是计算机用于存储程序和数据的部件，由若干大规模集成电路存储芯片或其它存储介质组成。内存储器直接与中央处理器交换资料，存取速度快，管理较复杂。内存又分为随机存储器和只读存储器两大类。但人们常说的内存往往是指随机存储器（Random Access Memory）简称RAM，用于存储当前计算机正在使用的程序和数据，信息可以随时存取，一旦断电，RAM中的资料全部丢失，且无法挽救；只读存储器（Read only Memory）简称ROM，资料一般下只能读出，不能写入。通常，厂商把计算机最重要的系统信息和程序数据存储在ROM中，即使机器断电，ROM的资料也不会丢失。 内存存储资料的容量以字节（BYTE）为单位表示，简记为“B”，比如640KB，1MB，32MB，1GB等等。其中1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。内存储器的主要技术指针是存取资料的速度和存储容量。 输入、输出设备在中央处理器的控制下，通过接口线路与内存交换信息。输入设备的任务是将程序和原始信息提供给计算机，并将其转换成计算机可识别和存储的形式。 主要有以下几种： ①键盘输入设备。 ②图形信息输入装置：如光笔、扫描仪、条码阅读器、数字化仪等。 ③外存储器：外存在中央处理器控制下与内存交换资料，存取速度较慢，存储容量大。光盘、磁盘、磁带等外存储器，均可作为输入设备。 ④语音信息识别设备。 输出设备的任务是将计算机处理的结果进行输出以及将计算机内部的信息转换成人们可接受的形式。 主要有以下几种： ①打印设备：如针式打印机、激光打印机、喷墨打印机、绘图仪等。 ②显示设备：如CRT显示器、LCD液晶显示器等。 ③外存储器：光盘、磁盘、磁带等外存储器同样可作为输出设备。 ④声音输出设备。 计算机只有硬件系统是无法正常工作的，还需要软件来管理和应用，计算机软件包括计算机运行所需的各种程序及数据。软件分为系统软件和应用软件。系统软件包括操作系统、硬件检测和诊断程序、各种算法语言的解释和编译程序等。每台计算机必须在相应系统运行后才能为用户提供服务。应用软件是为解决用户具体应用问题而设计的程序。 系统软件有DOS、NOVELL Netware、WINDOWS3.X、WINDOWS9X、WINDOWS2000、WINDOWS NT，Mac OS，Unix，Linux等。 应用软件就更多了有OFFICE 97 、OFFICE 2000、WPS2000、东方快车、金山词霸、杀毒软件、超级解霸、财务管理软件、游戏软件、CAD/CAM等。

AT89S51 单片机的硬件结构

第二章 AT89S51 单片机的硬件结构 第二章 AT89S51 单片机的硬件结构 本章“从内到外”主要讲述关于AT89S51单片机的一些基础知识。首先介绍AT89S51单片机的组成、CPU 、存储器组织以及特殊功能寄存器（SFR），然后，详细讲解了AT89S51的引脚分布及其功能；最后，讨论了使用AT89S51单片机时的时钟和复位电路。 2.1 AT89S51 单片机的组成 如前所述，AT89S51单片机与MCS-51完全兼容，内部的结构如图2.1所示： 从功能上分，它包括如下部件：一个8位中央处理器（CPU）；4K可在线编程Flash ；128字节RAM与特殊功能寄存器；2个16位定时/计数器；中断逻辑控制电路；一个全双工串行接口（UART）；32 条可编程的I／O口线；另外，还包括一些寄存器如程序计数器PC 、程序状态寄存器PSW 、堆栈指针寄存器SP 、数据指针寄存器DPTR等部件。 2.2 AT89S51 单片机 CPU 的结构 CPU是单片机的核心，它主要由运算器（ALU）、时序控制逻辑电路（控制器）以及各种寄存器等部件组成。 （ 1 ）运算器的功能是进行算术和逻辑运算。它主要由算术逻辑单元ALU（Arithmetic Logic Unit）和寄存器组成，实现“加、减、乘、除、比较”等算术运算和“与、或、异或、求补、循环”等逻辑操作。运算器中还包含一个布尔处理器，可以执行置位、清零、求补、取反、测试、逻辑与、逻辑或等操作，为单片机的应用提供了极大的便利。 （ 2 ）控制器的主要功能是产生各种控制信号和时序。在CPU内部协调各寄存器之间的数据传送，

完成ALU的各种算术或逻辑运算操作；在CPU访问外部存储器或端口时，提供地址锁存信号ALE、外部程序存贮器选通信号PSEN以及读（/RD）、写（/WR）等控制信号。 （ 3 ）寄存器。CPU中还有一些寄存器，如累加器（ACC）、程序状态字（PSW）、B寄存器、程序计数器PC 、堆栈指针（SP）、指令寄存器（IR）等，这些寄存器有的在片内特殊功能寄存器空间有地址映像，它们既可看作CPU的寄存器，也可看作具有确定单元的存储单元。 ?累加器ACC（Accumulator）。ACC是一个8位的寄存器，也是CPU中最重要、最繁忙的寄存器，许多运算中的数据和结果都要经过累加器。 ?程序状态字PSW（Program Status Word）。PSW是一个8位的寄存器，用于存放程序运行结果的一些特征，本书拟在特殊功能寄存器一节详细介绍。 ? B寄存器。B寄存器主要是和ACC配合完成乖法和除法运算，存放运算结果，不进行乖、除运算时，B寄存器可作为RAM使用。 ?程序计数器PC。程序计数器PC用来存放即将执行的指令地址。它是一个独立的16位寄存器，没有内存映射单元，总是指向将要执行的指令的地址，并具有内容自动加l功能。 ?堆栈指针SP（Stack Pointer）。为一个指向堆栈顶部的指针，当执行子程序调用或中断服务程序时，需要将下一条要执行的指令地址即PC值压入堆栈保存起来，当子程序或中断返回时，再将SP 指向单元的内容回送到程序计数器PC中。这是一个很重要的指针。 ?指令寄存器IR（Instruction Register）。指令寄存器的功能是存放指令代码，CPU执行指令时，由程序存储器中读取指令代码送入指令寄存器，经译码器译码后，由定时与控制部分发出相应的控制信号，以完成指令功能，它也没有内存映射单元。 （ 4 ）布尔（位）处理器。除对字节（Byte）进行操作外，AT89S51单片机借用PSW中的C可以直接对位（Bit）进行操作，在进行位操作时，C就类似进行字节操作的ACC用作数据源或存放结果。通过位操作指令可以实现置位、清零、取反以及位逻辑运算等操作。 2.3 AT89S51 单片机系统的存贮器组织 单片机系统中，存放程序的存储器称为程序存储器，类似与通用计算机系统中的ROM，只能进行读操作，存放数据的存储器称为数据存储器，相当于通用计算机系统中的RAM。与通用计算机系统不同，单片机系统中的程序存储器和数据存储器都有各自的读信号（PSEN 、/RD ），换言之，单片机系统的存储器可以分成两个物理存储器，即程序存储器和数据存储器，它们的范围都是64KB 。

电脑硬件结构

电脑硬件结构 1.电脑主机结构：cpuCPU风扇显卡电源内存光驱硬盘主板 2. 内部电缆主要有两种类型：一种是用于设备间互联的数据电缆，另一种是用于供电的电缆。一般数据电缆线是红色窄扁平电缆，或宽扁平（也称作排线），电缆线是细圆的 3.按照主板尺寸大小可以分为大板Standard ATX（长30.5cm，宽2 4.4）小板Micro ATX （长24.4cm宽24.4cm） 4.CPU主要是有运算器，控制器，寄存器组以及内部总线其散热主要由散热片和风扇组成（CPU温度高于一百会影响CPU正常使用）包括了八核处理器，、六核处理器、四核处理器、三核处理器和双核处理器 4.缓存可以分为L1缓存有两部分指令缓存和数据缓存、L2缓存增大了前一代的容量、L3缓存经一部增加了cpu和内存的缓冲地带超频可以通过挺高CPU的外频、倍频、和电压来提高CPU计算能力开核是通过打开CPU内未使用的运算核心来增加内核数，从而提高CPU性能 5.硬盘的盘体主要由外壳，控制电路板，磁碟组，主轴组件，磁头组件，驱动马达和其他辅助组件组成主轴组件包括主轴，轴承，碟片电机目前主流硬盘电机转速是7200rpm 服务器使用的scsi硬盘转速是10000rpm15000rpm以上 6.磁头组件主要是磁头，传动臂、转动轴、音圈电机、驱动小车、前置读写电路组成。。带动磁头移动移动的是音圈电机音圈电机固定在驱动小车上。由一两个高磁场强度的磁体、外围的磁钢、圈电机线圈组成 7.磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要的和关键的一节 8. 硬盘有很多种，从结构中分类可以将其分为机械硬盘HDD和固态硬盘SSD.

3.5英寸台式机硬盘 2.5英寸笔记本硬盘应用于笔记本电脑、桌面一体机、移动硬盘及便携式硬盘播放器 1.8英寸微型硬盘广泛应用于超薄笔记本电脑、移动硬盘及苹果播放器1.3英寸微型硬盘是三星独有技术仅用于三星移动硬盘。1英寸微型硬盘是IBM公司开发的广泛应用于单反数码摄像机 9.显卡上的重要部件：pcb显示处理器、显存、显卡引脚、双显卡sli接口、电容和场效应管 电脑故障分析和处理 一 1）检查电脑的外部条件包括故障现象，电源插座、电脑主机与显示器等外设的连接、电脑环境周围的温度、湿度 2）查看电脑系统和资源：使用的什么系统，安装了什么ruanjian 3）查看电脑硬件配置；安装了何种硬件以及硬件的驱动程序版本 4）电脑主机机箱环境包括：灰尘，连接电源线和数据线、设备器件的外观颜色、设备有没有变形、指示灯的状态。 二