單片微型計算機

單片微型計算機

電子計算機的種類
單片微型計算機是制作在一塊集成電路芯片上的計算機,簡稱單片機。[1]它包括中央處理器(CPU),用RAM構成的數據存儲器,用ROM構成的程序存儲器,定時/計數器,各種輸入/輸出(I/O)接口和時鐘電路。可獨立地進行工作。單片機分為4位機(1974年推出),8位機(1976年推出),16位機(1982年推出)和數字信号處理專用單片機。
    中文名:單片微型計算機 外文名: 所屬品牌: 産品類型: 英文名:Single-Chip Microcomputer 作用:在一塊集成電路芯片上的計算機 又稱:微控制器

4位單片機

4位單片機在簡單控制裝置中廣泛使用。8位單片機功能強,适應範圍廣,應用十分廣泛。典型8位單片機8051片内ROM為4000字節,片内RAM為256字節,有兩個16位定時/計數器,4個功能複用的并行口和1個異步通信串行口。許多8位單片機還有專用的I/O接口和功能,如能直接驅動各種顯示器的并行口,模拟/數字轉換接口,通信接口:DMA(存儲器直接存取)功能,字符發生或波形發生功能等。單片機可當作學習機用來學習有關的微處理器原理及應用,學習按相應的指令系統進行彙編語言編程。将程序固化後單片機可用作小型專用計算機。

第一代

(1971~1973)

4位或低檔8位微處理器和微型機

4004微處理器以及由它組成的MCS-4微型計算機(集成度為1200晶體管/片)。随後又制成8008微處理器及由它組成的MCS-8微型計算機。第一代微型機就采用了PMOS工藝,基本指令時間約為10~20µS,字長4位或8位,指令系統比較簡單,運算功能較差,速度較慢,系統結構仍然停留在台式計算機的水平上,軟件主要采用機器語言或簡單的彙編語言,其價格低廉。

8位微處理器

(1974~1978)編輯

中檔的8位微處理器和微型機

其間又分為兩個階段,1973-1978年為典型的第二代,以8080和MC6800為代表,集成度提高1~2倍,(8080集成度為4900管/片),運算速度提高了一個數量級。1976-1978年為高檔的8位微型計算機和8位單片微型計算機階段,稱之為二代半。高檔8位微處理器,以Z80和8085為代表,集成度和速度都比典型的第二代提高了一倍以上(8085集成度為9000管/片)。8位單片微型機以8048/8748(集成度為9000管/片),MC6801,MOSTEK F81/3870,Z80等為代表,它們主要用于控制和智能儀器。

總的來說,第二代微型機的特點是采用NMOS工藝,集成度提高1~4倍,運算速度提高10~15倍,基本指令執行時間約為1~2µS,指令系統比較完善,已具有典型的計算機系統結構以及中斷、DMA等控制功能,尋址能力也有所增強,軟件除采用彙編語言外,還配有BASIC,FORTRAN,PL/M等高級語言及其相應的解釋程序和編譯程序,并在後期開始配上操作系統。

16位微處理器

(1978~1981)

16位微處理器和微型機

代表産品是8086(集成度為29000管/片),Z8000(集成度為17500管/片)和MC68000(集成度為68000管/片)。這些CPU的特點是采用HMOS工藝,基本指令時間約為0.05µS,從各個性能指标評價,都比第二代微型機提高了一個數量級,已經達到或超過中、低當小型機(如PDP11/45)的水平。這類16位微型機通常都具有豐富的指令系統,采用多級中斷系統、多重尋址方式、多種數據處理形式、段式寄存器結構、乘除運算硬件,電路功能大為增強,并都配備了強有力的系統軟件。

32位高檔微型機

(1985年以後)

32位高檔微型機

随着科學技術的突飛猛進,計算機應用的日益廣泛,現代社會對計算機的依賴已經越來越明顯。原來的8位、16位機已經不能滿足廣大用戶的需要,因此,1985年以後,在原來的基礎上又發展了80386和80486。其中,80386有工作主頻達到25MHz,有32位數據線和24位地址線。以80386為CPU的COMPAQ 386、AST 386、IBM PS2/80等機種相繼誕生。同時随着内存芯片的發展和硬盤技術的提高,出現了配置16MB内存和1000MB外存的微型機,微機已經成為超小型機,可執行多任務、多用戶作業。由微型機組成的網絡、工作站相繼出現,從而擴大了用戶的應用範圍。

1989年,在80386的基礎上,又研制出了80486。它是在80386的芯片内部增加了一個8KB的高速緩沖内存和80386的協處理器芯片80387而形成了新一代CPU。1993年3月22日,發布了它的新一代處理器Pentium。它采用0.8µm的BicMOS技術,集成了310萬個晶體管,工作電壓也從5V降到3V。随着Pentium新型号的推出,CPU晶體管的數目增加到500萬個以上,工作主頻率從66MHz增加到333MHz。1998年3月,在CeBIT貿易博覽會展出了一種速度高達702MHz的II芯片。1999年,以II450、III450為微處理器、内存128MB、硬盤8.4GB的微機已在我國上市。

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