單片機(jī)的基本組成-展示頁(yè)
2025-07-05 12:46本頁(yè)面
【正文】 源（CPU、存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備等）來(lái)模擬欲開發(fā)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)（即目標(biāo)機(jī)）的CPU、存儲(chǔ)器和I/O操作，并跟蹤目標(biāo)機(jī)的運(yùn)行情況。在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，完成軟件、硬件設(shè)計(jì)后，必須使用開發(fā)系統(tǒng)（其它設(shè)備）完成軟件、硬件的測(cè)試和程序?qū)懭?。但單片機(jī)自身沒(méi)有開發(fā)能力。 單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)和單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)又稱為開發(fā)機(jī)或仿真機(jī)。即相應(yīng)的軟、硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試以及將調(diào)試好的程序固化到自身的存儲(chǔ)器中。 單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖單片機(jī)作為一片集成了微型計(jì)算機(jī)基本部件的集成電路芯片，與通用計(jì)算機(jī)相比，自身不帶軟件，不能獨(dú)立運(yùn)行；存儲(chǔ)容量小，沒(méi)有輸入、輸出設(shè)備，不能將系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件存儲(chǔ)到自身的存儲(chǔ)器中并加以運(yùn)行，它自身沒(méi)有開發(fā)功能。 單板機(jī)結(jié)構(gòu)圖實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)就是單板機(jī)的典型形態(tài)：由于有硬件和軟件，能獨(dú)立運(yùn)行，但I(xiàn)/O設(shè)備簡(jiǎn)單，特別是軟件資源少（只有監(jiān)控程序），不能應(yīng)用于海量計(jì)算和大型應(yīng)用程序的開發(fā)，主要用于計(jì)算機(jī)原理教學(xué)和簡(jiǎn)單的測(cè)試（調(diào)試）系統(tǒng)。由于較大的存儲(chǔ)容量（存儲(chǔ)器、硬盤、軟盤、光盤等），輸入、輸出設(shè)備齊全，而且軟件豐富（系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件），能夠進(jìn)行海量計(jì)算和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 應(yīng)用形態(tài)（1）系統(tǒng)機(jī)（多版機(jī)）微處理器CPU、存儲(chǔ)器、I/O端口電路和總線接口等組裝在一塊主板上，再通過(guò)系統(tǒng)總線和外設(shè)適配卡連接鍵盤、顯示器、打印機(jī)等，再配上系統(tǒng)軟件就構(gòu)成了一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這樣微型計(jì)算機(jī)就由CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出（I/O）接口組成。由于各部分的具體電路（元器件及元器件的組合方式）不同，又形成了各種應(yīng)用形態(tài)。計(jì)算機(jī)的經(jīng)典結(jié)構(gòu)根據(jù)以上思路，計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器和輸入設(shè)備、輸出設(shè)備組成。因此，計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)包括硬件和軟件兩部分。因此，二進(jìn)制運(yùn)算決定了計(jì)算機(jī)可以由電子元器件，特別是集成電路組成。二進(jìn)制運(yùn)算包括二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算（邏輯運(yùn)算的基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)，又稱布爾代數(shù)）。單片機(jī)的基本組成在講單片機(jī)的組成之前我們先來(lái)說(shuō)一下大家都熟知的計(jì)算機(jī)一、 計(jì)算機(jī)的經(jīng)典結(jié)構(gòu)“程序存儲(chǔ)”和“二進(jìn)制運(yùn)算”的思想。二進(jìn)制運(yùn)算決定了計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)。邏輯量只表示兩種不同的狀態(tài)，可以對(duì)應(yīng)電子線路中的電阻高低、二極管、三極管的通斷等。 程序存儲(chǔ)決定了軟件控制硬件工作。計(jì)算機(jī)的工作原理：由輸入設(shè)備將軟件送入存儲(chǔ)器，然后由控制器逐條取出存儲(chǔ)器中的控制軟件，并運(yùn)行，再將運(yùn)行結(jié)果送到輸出設(shè)備。 計(jì)算機(jī)經(jīng)典結(jié)構(gòu)圖對(duì)經(jīng)典結(jié)構(gòu)中各部分有機(jī)組合，就構(gòu)成了微型計(jì)算機(jī)。二、 微型計(jì)算機(jī)（Microputer）組成及應(yīng)用形態(tài) 微型計(jì)算機(jī)組成將經(jīng)典結(jié)構(gòu)中的運(yùn)算器、控制器組合在一起，再增加一些寄存器等，集成為一個(gè)芯片，這個(gè)芯片稱為微處理器（Microcontroller），即CPU(Center Processing Unit )。再配以輸入/輸出（I/O）設(shè)備和軟件，就構(gòu)成了微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱微型計(jì)算機(jī)。 微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)圖這就是辦公室、家庭使用的PC機(jī)的典型形態(tài)。(2)單板機(jī)將CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口芯片和簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備等裝配在一塊線路板上，再配上監(jiān)控程序（固化在ROM中）就構(gòu)成了單板機(jī)。三 單片機(jī) 將CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口電路集成到一塊芯片上，這個(gè)芯片稱為單片機(jī)。所以，必須借助開發(fā)機(jī)（一種特殊的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）來(lái)完成開發(fā)任務(wù)。完成單片機(jī)的硬件和軟件設(shè)計(jì)、調(diào)試，把軟件固化（下載）到單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，是《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程的主要學(xué)習(xí)任務(wù)，也是檢查這門課程學(xué)習(xí)效果的基本標(biāo)準(zhǔn)。單片機(jī)的實(shí)質(zhì)仍然是計(jì)算機(jī)，其工作的基本條件就是軟件配合硬件才能正常工作。即不能用自身系統(tǒng)檢查硬件故障和軟件錯(cuò)誤；也不能用自身的系統(tǒng)將軟件程序?qū)懭胱约旱拇鎯?chǔ)器中。完成這一目標(biāo)的過(guò)程，稱為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)
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