微处理器及微型计算机的发展概况 第一代微处理器是以Intel公司1971年推出的4004,4040为代表的四位微处理机。 第二代微处理机(1973年~1977年),典型代表有:Intel 公司的8080、8085;Motorola公司的M6800以及Zlog公司的Z80。 第三代微处理机 第三代微机是以16位机为代表,基本上是在第二代微机的基础上发展起来的。其中Intel公司的8088。8086是在8085的基础发展起来的;M68000是Motorola公司在M6800 的基础发展起来的; 第四代微处理机 以Intel公司1984年10月推出的80386CPU和1989年4月推出的80486CPU为代表, 第五代微处理机的发展更加迅猛,1993年3月被命名为PENTIUM的微处理机面世,98年PENTIUM 2又被推向市场。 INTEL CPU 发展历史Intel第一块CPU 4004,4位主理器,主频108kHz,运算速度0.06MIPs(Million Instructions Per Second, 每秒百万条指令),集成晶体管2,300个,10微米制造工艺,最大寻址内存640 bytes,生产曰期1971年11月. 8085,8位主理器,主频5M,运算速度0.37MIPs,集成晶体管6,500个,3微米制造工艺,最大寻址内存64KB,生产曰期1976年 8086,16位主理器,主频4.77/8/10MHZ,运算速度0.75MIPs,集成晶体管29,000个,3微米制造工艺,最大寻址内存1MB,生产曰期1978年6月. 80486DX,DX2,DX4,32位主理器,主频25/33/50/66/75/100MHZ,总线频率33/50/66MHZ,运算速度20~60MIPs,集成晶体管1.2M个,1微米制造工艺,168针PGA,最大寻址内存4GB,缓存8/16/32/64KB,生产曰期1989年4月 Celeron一代, 主频266/300MHZ(266/300MHz w/o L2 cache, Covington芯心 (Klamath based),300A/333/366/400/433/466/500/533MHz w/128kB L2 cache, Mendocino核心 (Deschutes-based), 总线频率66MHz,0.25微米制造工艺,生产曰期1998年4月) Pentium 4 (478针),至今分为三种核心:Willamette核心(主频1.5G起,FSB400MHZ,0.18微米制造工艺),Northwood核心(主频1.6G~3.0G,FSB533MHZ,0.13微米制造工艺, 二级缓存512K),Prescott核心(主频2.8G起,FSB800MHZ,0.09微米制造工艺,1M二级缓存,13条全新指令集SSE3),生产曰期2001年7月. 更大的缓存、更高的频率、 超级流水线、分支预测、乱序执行超线程技术 微型计算机组成结构单片机简介单片机即单片机微型计算机,是将计算机主机(CPU、 内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。 三、计算机编程语言的发展概况 机器语言 机器语言就是0,1码语言,是计算机唯一能理解并直接执行的语言。汇编语言 用一些助记符号代替用0,1码描述的某种机器的指令系统,汇编语言就是在此基础上完善起来的。高级语言 BASIC,PASCAL,C语言等等。用高级语言编写的程序称源程序,它们必须通过编译或解释,连接等步骤才能被计算机处理。 面向对象语言 C++,Java等编程语言是面向对象的语言。 1.3 微型计算机中信息的表示及运算基础(一) 十进制ND有十个数码:0~9,逢十进一。 例 1234.5=1×103 +2×102 +3×101 +4×100 +5×10-1加权展开式以10称为基数,各位系数为0~9,10i为权。 一般表达式:ND= dn-1×10n-1+dn-2×10n-2 +…+d0×100 +d-1×10-1+… (二) 二进制NB两个数码:0、1, 逢二进一。 例 1101.101=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-3 加权展开式以2为基数,各位系数为0、1, 2i为权。 一般表达式: NB = bn-1×2n-1 + bn-2×2n-2 +…+b0×20 +b-1×2-1+… (三)十六进制NH十六个数码0~9、A~F,逢十六进一。 例:DFC.8=13×162 +15×161 +12×160 +8×16-1 展开式以十六为基数,各位系数为0~9,A~F,16i为权。 一般表达式: NH= hn-1×16n-1+ hn-2×16n-2+…+ h0×160+ h-1×16-1+… 二、不同进位计数制之间的转换 (二)二进制与十六进制数之间的转换 24=16 ,四位二进制数对应一位十六进制数。举例:(三)十进制数转换成二、十六进制数整数、小数分别转换 1.整数转换法“除基取余”:十进制整数不断除以转换进制基数,直至商为0。每除一次取一个余数,从低位排向高位。举例: 2. 小数转换法“乘基取整”:用转换进制的基数乘以小数部分,直至小数为0或达到转换精度要求的位数。每乘一次取一次整数,从最高位排到最低位。举例: 三、带符号数的表示方法 机器数:机器中数的表示形式。真值: 机器数所代表的实际数值。举例:一个8位机器数与它的真值对应关系如下: 真值: X1=+84=+1010100B X2=-84= -1010100B 机器数:[X1]机= 01010100 [X2]机= 11010100(二)原码、反码、补码最高位为符号位,0表示 “+”,1表示“-”。 数值位与真值数值位相同。 例 8位原码机器数: 真值: x1 = +1010100B x2 =- 1010100B 机器数: [x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100原码表示简单直观,但0的表示不唯一,加减运算复杂。 正数的反码与原码表示相同。 负数反码符号位为 1,数值位为原码数值各位取反。 例 8位反码机器数: x= +4: [x]原= 00000100 [x]反= 00000100 x= -4: [x]原= 10000100 [x]反= 111110113、补码(Two’s Complement)正数的补码表示与原码相同。 负数补码等于2n-abs(x)8位机器数表示的真值四、 二进制编码例:求十进制数876的BCD码 876= 1000 0111 0110 BCD 876= 36CH = 1101101100B 2、字符编码 美国标准信息交换码ASCII码,用于计算 机与计算机、计算机与外设之间传递信息。 3、汉字编码 “国家标准信息交换用汉字编码”(GB2312-80标准),简称国标码。 用两个七位二进制数编码表示一个汉字 例如“巧”字的代码是39H、41H汉字内码例如“巧”字的代码是0B9H、0C1H1·4 运算基础 一、二进制数的运算加法规则:“逢2进1” 减法规则:“借1当2” 乘法规则:“逢0出0,全1出1”二、二—十进制数的加、减运算 BCD数的运算规则 循十进制数的运算规则“逢10进1”。但计算机在进行这种运算时会出现潜在的错误。为了解决BCD数的运算问题,采取调整运算结果的措施:即“加六修正”和“减六修正”例:10001000(BCD)+01101001(BCD) =000101010111(BCD) 1 0 0 0 1 0 0 0 + 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 + 0 1 1 0 0 1 1 0 ……调整 1 0 1 0 1 0 1 1 1 进位 例: 10001000(BCD)- 01101001(BCD)= 00011001(BCD) 1 0 0 0 1 0 0 0 - 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 - 0 1 1 0 ……调整 0 0 0 1 1 0 0 1 三、 带符号二进制数的运算 1.5 几个重要的数字逻辑电路编码器译码器计数器微机自动工作的条件程序指令顺序存放自动跟踪指令执行1.6 微机基本结构微机结构各部分组成连接方式1、以CPU为中心的双总线结构;2、以内存为中心的双总线结构;3、单总线结构CPU结构管脚特点 1、多功能;2、分时复用内部结构 1、控制; 2、运算; 3、寄存器; 4、地址程序计数器堆栈定义 1、定义;2、管理;3、堆栈形式
上传时间: 2013-10-17
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嵌入式系统是一种应用范围非常广泛的系统。可以说除了桌面计算机和服务器外所有计算设备都属于嵌入式系统,例如从便携式音乐播放器到航天飞机上的实时系统控制都属于嵌入式系统。 大多数商用的嵌入式系统都设计成专用任务的低成本的产品。大多数的嵌入式系统都具有实时性的要求。有些功能需要非常快的主频,但其他大多数功能并不需要高速的处理能力。这些系统通过特定的器件和软件来满足实时性的要求。 简单地通过速度和成本来定义嵌入式系统是困难的,但对于大批量的产品而言,成本常常对系统设计起决定作用。通常,一个嵌入式系统的很多部分相对系统主要功能来说需要较低的性能,因此嵌入式系统和通用PC相比,能够使用一个满足辅助功能的合适的CPU,从而简化了系统设计,降低了成本。例如,数字电视的机顶盒需要处理每秒以百万兆位计的连续数据,但这些数据处理大部分是由定制的硬件来实现的,如解析、管理和编解码多个频道的数字影像。 对于大批量生产的嵌入式系统,如便携式音乐播放器或手机等,降低成本就成为最主要的问题。这些系统通常只具有几个芯片:一个高度集成的CPU,一个定制的芯片用于控制其他所有的功能,还有一个存储芯片。在这种设计中,每部分都设计成使用最小的系统功耗。 对于小批量的嵌入式应用,为了降低开发成本,常常使用PC体系结构,通过限制程序的执行时间或用一个实时操作系统来替换原先的操作系统。在这种情况下,可以使用一个或多个高性能的CPU来替换特殊用途的硬件。 嵌入式系统的软件通常运行在有限的硬件资源上:没有硬盘、操作系统、键盘或屏幕。软件一般都没有文件系统,如果有的话,也会采用Flash驱动器。如果有人机交互接口的话,也是一个小键盘或液晶显示器。硬件是计算机的物理部分,和存储在硬件中的计算机软件程序和数据区分开来。 嵌入到机械中的嵌入式系统需要长期无故障连续运行,因此它的软件需要比PC中的软件更加仔细地开发和更加严格地测试。 那么,到底什么是嵌入式系统呢? 根据IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义,嵌入式系统是“控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置”(原文为devices used to control,monitor,or assist the operation of equipment,machinery or plants)。这主要是从应用上加以定义的,从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体,还可以涵盖机械等附属装置。 目前国内一个普遍被认同的定义是:以应用为中心、以计算机技术为基础,软件 硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 可以这样认为,嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。 本书是按照人事部、信息产业部全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试要求编写,内容紧扣《嵌入式系统设计考试大钢》。全书共六章,分别对嵌入式系统基础知识、嵌入式微处理器与接口设计、嵌入式软件与操作系统、嵌入式软件程序设计、嵌入式系统设计与维护等知识进行了详细的讲解。最后介绍了一个典型的嵌入式系统设计案例。 本书内容丰富,结构合理,概念清晰。既可作为全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试中嵌入式系统设计师级别的考试用书,供有关考生学习使用,也可作为本科生嵌入式系统相关课程教材或培训书使用。
上传时间: 2013-10-29
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核心板配置 核心板配置癿FPGA芯片是Cyclone II系列癿EP2C8Q208C,具有8256个LEs,36个M4K RAM blocks (4Kbits plus 512 parity bits),同时具有165,888bit癿RAM,支持18个Embedded multipliers和2个PLL,资源配备十分丰富。实验证明,返款芯片在嵌入NIOS II软核将黑釐开収板癿所有外讴全部跑起来,仅占全部资源癿70-80% ; 核心板同时配备了64Mbit癿SDRAM,对亍运行NIOS软核提供了有力癿保障,返款芯片为时钟频率有143MHz,实验证明,NIOS II软核主频可以平稳运行120MHz,速度迓是相当忚癿; 16Mbit癿配置芯片也为返款核心板增色丌少,丌仅可以存储配置信息,同时迓可以实现NIOS II软件程序存储,你编写癿程序再大也没有后顼乀忧了。 20M癿有源晶振也是必丌可少癿,他是整个系统癿时钟源泉;4个LED对亍调试来说更是提供了径多方便;复位按键,重新配置按键,配置指示灯一个也丌能少;同时支持AS模式和JTAG模式; 除此以外,核心板一个更大的特点是它可以独立亍底板单独运行,为此配备了5V癿电源接口,高质量癿红色开关,为了安全迓加入了自恢复保险丝。当然扩展口是丌能少癿,除了SDRAM占用癿38个IO口外,其他100个IO全部扩展出来,为大家可以迕行自我扩展实验做好了充分癿准备。 四、 下扩展板配置 为了让FPGA収挥它癿强大功能,黑釐开収板为其讴计一款资源丰富癿下扩展板(乀所以叨下扩展板,是因为我们后续迓会有上扩展板)。下面我们就来简单介终一下下扩展板癿资源配置。 支持网络功能,配置ENC28J60网口芯片。ENC28J60是Microchip Technology(美国微芯科技公司)推出癿28引脚独立以太网控刢器。目前市场上大部分以太网控刢器癿封装均赸过80引脚,而符吅IEEE 802.3协议癿ENC28J60叧有28引脚,既能提供相应癿功能,又可以大大简化相关讴计,减小空间; 支持USB功能,配置CH376芯片。CH376 支持USB 讴备方式和USB 主机方式,幵丏内置了USB 途讯协议癿基本固件,内置了处理Mass-Storage海量存储讴备癿与用途讯协议癿固件,内置了SD 卡癿途讯接口固件,内置了FAT16和FAT32 以及FAT12 文件系统癿管理固件,支持常用癿USB 存储讴备(包括U 盘/USB 硬盘/USB 闪存盘/USB 读卡器)和SD 卡(包括标准容量SD 卡和高容量HC-SD 卡以及协议兼容癿MMC 卡和TF 卡); 支持板载128*64的点阵LCD。ST7565P控刢芯片,内置DC/DC电路,途过软件调节对比度。该芯片支持,幵口和串口丟种方式;
上传时间: 2013-11-23
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随着系统设计复杂性和集成度的大规模提高,电子系统设计师们正在从事100MHZ以上的电路设计,总线的工作频率也已经达到或者超过50MHZ,有一大部分甚至超过100MHZ。目前约80% 的设计的时钟频率超过50MHz,将近50% 以上的设计主频超过120MHz,有20%甚至超过500M。当系统工作在50MHz时,将产生传输线效应和信号的完整性问题;而当系统时钟达到120MHz时,除非使用高速电路设计知识,否则基于传统方法设计的PCB将无法工作。因此,高速电路信号质量仿真已经成为电子系统设计师必须采取的设计手段。只有通过高速电路仿真和先进的物理设计软件,才能实现设计过程的可控性。传输线效应基于上述定义的传输线模型,归纳起来,传输线会对整个电路设计带来以下效应。 · 反射信号Reflected signals · 延时和时序错误Delay & Timing errors · 过冲(上冲/下冲)Overshoot/Undershoot · 串扰Induced Noise (or crosstalk) · 电磁辐射EMI radiation
上传时间: 2013-11-05
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发现了C*Core国芯芯片中SCI发送与接受方波特率误差导致数据不匹配问题,分析了发送与接受方数据传输丢帧、误帧现象出现的根本原因,总结了SCI容限值与芯片主频及标准波特率之间规律,提出了解决问题的优化方案并通过C*Core C语言编写程序实现。实验证明,优化后的SCI初始化程序可确保SCI发送与接收方不受波特率设置值、芯片主频大小影响,使数据传输过程中不丢帧、不误帧。
上传时间: 2013-10-09
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HM701NEP(S3C44B0X)基本启动代码,在此基础上可以做各种实验,包括个6文件,44BINIT.S 汇编代码,系统上电、复位及异常处理的入口点。 Memcfg.s 汇编代码,外部存储空间配置 OPTION.S 汇编代码,一些汇编宏定义:RAM的起始地址,中断入口表地址、RAM类型、系统主频、PLL控制字等 44B.H S3C44B0X的寄存器地址宏定义 OPTION.h 供C程序使用的一些反映系统工作方式的基本宏定义 Def.h 一些数据类型的缩写
上传时间: 2015-03-12
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本文为应用于嵌入式电子线路硬件pcb布线方面的书籍,讲解高速66M-200M主频cup的设计方法
上传时间: 2015-03-14
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本模拟I2C软件包包含了I2C操作的底层子程序,使用前要定义 好SCL和SDA。在标准8051模式(12 Clock)下,对主频要求是不高于12MHz(即1个 机器周期1us) 若Fosc>12MHz则要增加相应的NOP指令数。(总线时序符合I2C标 准模式,100Kbit/S)
上传时间: 2014-01-05
上传用户:小儒尼尼奥
PIC芯片用TIMER2的SPI接口,在PIC芯片主频高而SPI外围芯片速率低时而又想利用SPI接口时很有效
上传时间: 2013-12-13
上传用户:源弋弋
1. 背景简介 日常生活中经常有自动售货机,这种机器不需要人来随时控制,只是按照其内部的一些默认程序来 工作,是一种比较简单的人工智能程序,本程序为对这种机器的一种模拟。 2.项目目标 (1)向顾客显示所售的各种商品; (2)让顾客进行选择; (3)向顾客显示所选商品的价格; (4)收款; (5)发送顾客所选择的商品; (6)向顾客找零。 3.运行环境 PⅢ级别计算机(CPU主频300Mhz以上、128MB内存) WINDOWS操作系统 MICROSOFT VISUAL C++ 6.0
上传时间: 2015-08-14
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