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前言
讲义：《微机原理与接口技术第三版——基于ARM Cortex-M4》，高等教育出版社，2020.11
为什么要学本课程?
√ 计算机和控制器的普遍应用
√ 接口技术是计算机技术应用的重要环节
√ 计算机和基本程序原理是有效使用设备和进一步开发的基础
√ 计算机设计理念已经成为信息处理的基本模式
一、微型计算机结构、原理和工作
第一台计算机ENIAC 不是采用冯·诺依曼结构的。
1.基本组成及工作原理
2.微机工作原理：采用“存储程序控制”（stored-program-control）的原理工作。
3.
4.微处理器包括：
1）算术逻辑单元ALU：进行各种算术运算和逻辑运算。
2）累加器和通用寄存器组 ：保存参加运算的数据和运算的中间结果。累加器是特殊的寄存器，它既向ALU提供操作数，又接收ALU的运算结果。
3）CPU中有一些专用寄存器（如程序计数器PC、堆栈指针SP和标志寄存器FR等）。
4）程序计数器用来存放下一条要执行的指令地址。
5）堆栈指针SP：用来存放栈顶地址。堆栈是一种特殊的存贮区域，按照“先进后出”的原则工作。
6）标志寄存器：存放指令执行结果的特征和处理器的状态。
7）指令译码器：对指令进行译码，产生相应的控制信号送至时序和控制逻辑电路，组合成外部电路工作所需要的时序和控制信号。
5.微机系统总线：
①地址总线(Address Bus): 传送地址信息的信号线
②数据总线(Data Bus): 传送数据信息的信号线（双向、三态）
③控制总线(Control Bus): 传送控制信号的一组总线
6.微机的工作过程：无尽的循环：取指令->分析指令（指令译码）->执行指令
指令流水线：各个部件并行工作，减少了指令的平均执行时间
7. CISC：指令集庞大，指令的长度不相同，指令译码步骤较复杂（硬件）
RISC：简化指令功能，将较复杂的功能用一段子程序来实现，大量使用寄存器，提高程序执行速度（软件开发复杂）
8.
二、嵌入式和ARM处理器概况
1.概念
技术角度定义：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。
系统角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。
2.组成：
3.
4.
三、计算机运算基础
1.进位计数制和数制转换
R=10，书写后缀D
R=2,书写后缀B
R=3，书写后缀T
R=8，书写后缀O/Q
R=16，书写后缀H
2.无符号数和符号数的表示和运算
3.BCD码
4.逻辑变量
5.文字和ASCII码
总结
1.微型计算机结构及各部分功能
2.数制转换（带小数点）
3.原码 反码 补码