微机微机原理及单片机原理及单片机接口接口技术技术刘忠国：刘忠国：liuzhgsdu.edu.cnliuzhgsdu.edu.cn电话电话:18764171197:18764171197 Tel:84Tel:84192192山东大学生物医学工程山东大学生物医学工程任课教师:刘忠刘忠国国电话电话:18764171197:18764171197 Tel:84Tel:84192192Email: liuzhgsdu.edu.liuzhgsdu.edu.cncn网站： http:/www.gxwmcu.com/ http:/course.sdu.edu.cn/G2S/stcmcu.cckeil vision软件下载及指导手册(Helpvision Help) http:/www.keil.com/何宾STC单片机原理及应用http:/www.gpnewtech.com/study/stc/2课程描述课程课程性质性质: :专业专业基础课基础课后续课程后续课程:DSP:DSP原理与应用、生物医学智能仪器原理与应用、生物医学智能仪器应应用用: : 大大学学生生科科技技创创新新项项目目, ,“宏宏晶晶杯杯”单单片片机机大大奖奖赛赛, , 中中国国机机器器人人大大奖奖赛赛, ,飞飞思思卡卡尔尔杯杯- -全全国国大大学学生生智智能能车车竞竞赛赛, , 节节能能减减排排社社会会实实践践与与科科技技竞赛竞赛 选用教材选用教材: :陈陈桂友桂友. .单片微型计算机原理及接口技单片微型计算机原理及接口技术术(第第2版版)3课程特点内容多内容多需要加强理解需要加强理解更重要的是需要加强实践动手能力的更重要的是需要加强实践动手能力的培养培养学习方法注重理解，加强软件、硬件实验锻炼注重理解，加强软件、硬件实验锻炼充分利用网络，提高自学能力充分利用网络，提高自学能力相互交流，共同提高相互交流，共同提高4课程主要内容微型计算机微型计算机基础知基础知识识 ( (第第2 2章章) ) 计计算机系统的组成及工作原理算机系统的组成及工作原理( (第第1 1章章 微微型计算机型计算机概概述述, ,第第3 3章章 IAP15W4K58S4IAP15W4K58S4单片机的硬件结构单片机的硬件结构) )指令系统及汇编语言程序设指令系统及汇编语言程序设计计 ( (第第4 4章章) )C C语言程序设计及仿真调语言程序设计及仿真调试试 ( (第第5 5章章) )中中断断 ( (第第6 6章章) )定时计数器与可编程计数器阵定时计数器与可编程计数器阵列列 ( (第第7 7章章) )数据通数据通信信 ( (第第8 8章章) )模数转换器与数模转换模数转换器与数模转换器器 ( (第第9 9章章) )可编程计数器阵列与脉宽调制可编程计数器阵列与脉宽调制( (第第1010章章) )人机交互接口人机交互接口( (第第1111章章) )单片机应用系统设计举例单片机应用系统设计举例( (第第1212章章) )5刘忠国：刘忠国：刘忠国：刘忠国：liuzhgsdu.edu.cnliuzhgsdu.edu.cnliuzhgsdu.edu.cnliuzhgsdu.edu.cn电话电话电话电话:18764171197:18764171197:18764171197:18764171197 Tel:84Tel:84Tel:84Tel:84192192192192山东大学生物医学工程山东大学生物医学工程山东大学生物医学工程山东大学生物医学工程微机原理及单片机接口技术微机原理及单片机接口技术第一第一章章微型计算机概述微型计算机概述第一章第一章 微型计算机概述微型计算机概述本章本章学习目标学习目标了解微型计算机发展概况了解微型计算机发展概况了解微型计算机的了解微型计算机的应用应用71 微型计算机发展概况1.1.1 1.1.1 微型微型处理器和微型计算机处理器和微型计算机1 1、第一台通用数字电子计算机、第一台通用数字电子计算机ENIAC ENIAC 占地面积占地面积170平方米平方米重达重达30吨吨耗电量耗电量150千瓦千瓦造价造价48万美元万美元使用使用18000多个电子管多个电子管70000多个电阻多个电阻10000多个电容多个电容1500多个继电器多个继电器6000多个开关多个开关图图1-1第一台电子计算机第一台电子计算机8诞生于诞生于1946年年2月月14日的日的美国宾夕法尼亚大学美国宾夕法尼亚大学(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)每秒可每秒可进行行5000次加法次加法或或400次乘法次乘法运算运算2、微型机的发展、微型机的发展取决于取决于微处理器微处理器l1971年，美国年，美国Intel公司生产出第一片微处理器公司生产出第一片微处理器4004。l1976年，相继推出了高档微处理器，如：年，相继推出了高档微处理器，如：Intel公司公司的的8085、Zilog公司的公司的Z80等。等。1978年，推出了性能与中档年，推出了性能与中档16位小型机相当的微处位小型机相当的微处理器，代表性产品是理器，代表性产品是Intel8086。地址线：地址线：20位位时钟频率：时钟频率：48MHz。进入进入21世纪世纪,不断推出新型的计算机不断推出新型的计算机,在速度、性能、在速度、性能、价格等诸方面不断适应各种人群的使用。到价格等诸方面不断适应各种人群的使用。到2009年，年，奔腾双核机的主频已经达到奔腾双核机的主频已经达到2.6GHz以上。以上。2016年，年，Intel推出推出XeonE5-2602V4处理器主频处理器主频5.1GHz。91.1.2 1.1.2 微型计算机的基本构成微型计算机的基本构成 典型典型的微型计算机的基本结构包括：的微型计算机的基本结构包括： l微处理器（微处理器（CPUCPU）l存储器存储器l输入输入/ /输出接口（输出接口（I/OI/O接口）接口）l外部设备外部设备( (输入输出设备输入输出设备) )l系统总线系统总线111.1.2 1.1.2 微型计算机的基本构成微型计算机的基本构成 图图1-2微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构121 1、系统、系统总线总线定义定义：连接多个功能部件的：连接多个功能部件的一组公共信号线一组公共信号线。各功。各功能部件之间通过总线传输信息。能部件之间通过总线传输信息。 系统系统总线分为总线分为 地址总线地址总线ABAB（Address BusAddress Bus） 数据总线数据总线DBDB（Data BusData Bus） 控制总线控制总线CBCB（Control BusControl Bus） -典型的三总线结构典型的三总线结构 131 1、系统总线、系统总线地址总线地址总线ABAB: : 单向单向, , CPUCPU输出的输出的地址地址信号；信号；输出将要访问的内存单元或输出将要访问的内存单元或I/O端口的端口的地址。地址。地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围。范围。例例,Intel8086CPU共有共有20条地址条地址线线,分别用分别用A19A0表表示示,其中其中A0为最低位。为最低位。20位地址线可以确定位地址线可以确定220=1024 1024个不同个不同的地址的地址（称为（称为1MB内存单元）。内存单元）。20位地址用位地址用16进制数进制数表示其范围表示其范围:00000HFFFFFH。141 1、系统总线、系统总线数据总线数据总线DB:双向双向,数据在数据在CPU与存储器与存储器(或或I/O接口接口)间传送间传送;CPU读操作时，外部数据读操作时，外部数据CPU写操作时，写操作时，CPU数据数据数据线的多少决定了一次能够传送数据的数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数位数(8,16,32,64);CPU通过不同的地址与存储器（或通过不同的地址与存储器（或I/O接口）进行接口）进行数据数据传输。传输。数据总线数据总线数据总线数据总线CPU;外部外部;151 1、系统总线、系统总线控制总线控制总线CB:双向双向,CPU对存储器、对存储器、I/O接口进行接口进行控制和联络。控制和联络。输出输出控制信号控制信号:CPU发给存储器或发给存储器或I/O接口的控制信接口的控制信号。号。如如,微处理器微处理器的读信号的读信号RD,写写信号信号WR等。等。输入输入控制信号控制信号:CPU通过接口接受的外设发来的信通过接口接受的外设发来的信号。号。如如,外部中断外部中断请求信号请求信号INTR、非屏蔽中断请求、非屏蔽中断请求输入信号输入信号NMI等。等。控制信号间相互控制信号间相互独立独立,表示表示方法采用能表明含义的方法采用能表明含义的缩写英文字母符号。缩写英文字母符号。按照惯例按照惯例,若若符号上有一符号上有一横线横线,则则表示该信号为低电平表示该信号为低电平有效有效,否则否则为高电平有效为高电平有效。161 1、系统总线、系统总线注意：注意：在在连接系统总线的设备中，连接系统总线的设备中，某时刻只能有某时刻只能有一个发送者向总线发送信号一个发送者向总线发送信号；但可以有多个；但可以有多个设备从总线上同时获取信号。设备从总线上同时获取信号。172、微处理器微处理器简称简称MP(MicroProcessor)，也称，也称P，是微型机的核心部件。通常称为是微型机的核心部件。通常称为中央中央处理单元处理单元CPU(CentralProcessingUnit)，包括：，包括：l运算器运算器ALU(ArithmeticLogicUnit)l控制器控制器CU(ControlUnit)l寄存器阵列寄存器阵列R(Registers)l内部总线内部总线等电路等电路-集成在一片硅片上集成在一片硅片上181.1.2 1.1.2 微型计算机的基本构成微型计算机的基本构成 193、存储器、存储器分为分为程序存储器程序存储器和和数据存储器数据存储器两类。两类。程序包括系统程序和用户程序。程序存储器主要程序包括系统程序和用户程序。程序存储器主要是硬盘；数据存储器是硬盘；数据存储器内存条。内存条。4、I/O接口接口主主要用于要用于CPU和外部设备之间交换数据。和外部设备之间交换数据。并并行口行口串串行口行口USB口等口等1Mbit并并行行EEPROM2kbit串行串行EEPROM5 5、关于微机需要区别的、关于微机需要区别的概念概念（1 1）微处理器即）微处理器即CPUCPU 计算机的核心部件计算机的核心部件 将将运算器、控制器集成在一片芯片上。其运算器、控制器集成在一片芯片上。其功能：功能：对对指令译码并执行规定动作；指令译码并执行规定动作；能能与存储器及外设交换数据；与存储器及外设交换数据；可可响应其它部件的中断请求；响应其它部件的中断请求；提供提供系统所需的定时和控制。系统所需的定时和控制。（2 2）微型计算机）微型计算机 在在CPUCPU基础基础上配置存储器、上配置存储器、I/OI/O接口电路、系统总线。接口电路、系统总线。（3 3）微型计算机系统）微型计算机系统 以以微机为微机为主体主体, , 配置配置系统软件和外设。软件部分包括系统软件和外设。软件部分包括系统软件系统软件( (如操作系统如操作系统) )和应用软件和应用软件( (如如字处理字处理软件软件) )。205 5、关于微机需要区别的概念、关于微机需要区别的概念微型计算机系微型计算机系统统运算器运算器控制器控制器寄存器阵列寄存器阵列存储器存储器总线总线输入输出输入输出接口电路接口电路外部设备外部设备 软件软件微处理器微处理器微型计算机微型计算机区别区别3个概念个概念图图1-3微处理器、微型计算机和微型计算机系统关系图微处理器、微型计算机和微型计算机系统关系图211.1.3 1.1.3 单片微型计算机单片微型计算机简介简介单片单片微型计算机就是将计算机微型计算机就是将计算机的核心部分：的核心部分：l中央处理器中央处理器CPUCPUl存储器存储器l通用通用I/OI/O接口接口l典型外设典型外设 -集成在一块芯片上的计算机集成在一块芯片上的计算机22系统总线系统总线1.1.3 1.1.3 单片微型计算机单片微型计算机简介简介单单片机开发板或学习机举例：片机开发板或学习机举例：231.1.3 1.1.3 单片微型计算机单片微型计算机简介简介单单片机开发板或学习机举例：片机开发板或学习机举例：241.1.3 1.1.3 单片微型计算机单片微型计算机简介简介单单片机开发板或学习机举例：片机开发板或学习机举例：251.1.3 1.1.3 单片微型计算机单片微型计算机简介简介单单片机开发板或学习机举例：片机开发板或学习机举例：261.1.3 1.1.3 单片微型计算机单片微型计算机简介简介单单片机开发板或学习机举例：片机开发板或学习机举例：27STC15F2K60S2STC15F2K60S2核心开发板：核心开发板：1.1.3 1.1.3 单片微型计算机简介单片微型计算机简介 1 1、单片机的基本定义、单片机的基本定义 在在一一块块芯芯片片上上集集成成了了中中央央处处理理单单元元(CPU)(CPU)、存存储储器器(RAM/ROM(RAM/ROM等等) )、定定时时/ /计计数数器器以以及及多多种种输输入入/ /输输出出(I/O)(I/O)接口接口的比较完整的数字处理系统。的比较完整的数字处理系统。 2、单片机名称的来源、单片机名称的来源早期的英文名称是早期的英文名称是Single-chipMicrocomputer，即单，即单片微型计算机，简称单片机。片微型计算机，简称单片机。后来称之为后来称之为微控制器微控制器（Microcontroller），这也是），这也是目前比较正规的名称。目前比较正规的名称。我国学者或技术人员一般使用我国学者或技术人员一般使用“单片机单片机”一词。一词。301.1.3 1.1.3 单片微型计算机简介单片微型计算机简介图图1-4一个典型的单片机的组成框图一个典型的单片机的组成框图313、单片机的发展、单片机的发展过程过程单片机问世单片机问世:1975年美国年美国TEXAS公司推出公司推出4位单片机。位单片机。1976年，年，Intel公司推出公司推出MCS-48系列系列8位单片机，其代位单片机，其代表型号是表型号是8048(96条指令条指令)。特点特点：8位位字长字长,片片内内ROM为为1K字节字节,片片内内RAM为为64字节字节,27根根I/O口口线线,1个个8位定时位定时/计数器计数器,两两个中断源。个中断源。1980年以后年以后,Intel公司推出公司推出MCS-51系列单片机系列单片机,其代其代表型号是表型号是8051(111条条指令指令)。特点特点:8位字长位字长,片内片内ROM为为4K字节字节,片内片内RAM为为128字节字节,32根根I/O口线口线,2个个16位定时位定时/计数器计数器,5个中断源。个中断源。32目前，微型计算机正朝两个方向目前，微型计算机正朝两个方向发展发展高性能高性能多功能的方向发展多功能的方向发展以个人计算机以个人计算机PC(PersnalComputer)为标志，具有为标志，具有强大的操作系统，并且支持多种软件运行。强大的操作系统，并且支持多种软件运行。价格低廉价格低廉片上系统片上系统(SystemOnChip,SOC)的方向发展的方向发展将将CPU、存储器、接口电路、内部总线等部件全部、存储器、接口电路、内部总线等部件全部集成在同一个芯片上的单片微机又称为集成在同一个芯片上的单片微机又称为微微控制器控制器(Microcontrolor),也也称为称为单片机单片机。334 4、单片机的、单片机的产品产品80518051内核内核单片机单片机, , 非非80518051内核内核单片机单片机8051内核单片机内核单片机生产生产8051内核单片机的公司及典型产品有：内核单片机的公司及典型产品有：宏晶科技有限公司的宏晶科技有限公司的STC系列系列;Atmel公司的公司的AT89系列系列;NXP半导体公司半导体公司(原原PHILIPS半导体公司半导体公司,2007年年更名为更名为NXP半导体公司半导体公司)的的8051内核单片机内核单片机;意法半导体意法半导体(STMicroelectronics)ST公司的增强公司的增强型型8051内核单片机内核单片机,及等。及等。344 4、单片机的产品、单片机的产品非非8051内核单片机内核单片机Freescale公司公司(2004年从年从Motorola公司分离出来公司分离出来的半导体公司的半导体公司)的的MC68系列单片机、系列单片机、MC9S08系列系列单片机单片机(8位单片机位单片机)、MC9S12系列单片机系列单片机(16位单位单片机片机)以及以及32位位单片机。单片机。美国微芯美国微芯Microchip公司的公司的PIC系列系列单片机单片机。TI(TexasInstruments)公司的公司的MSP430系列系列16位位单片机。单片机。基于基于32位位ARM内核的内核的ST公司的公司的32位单片机位单片机STM32。355、单片机的、单片机的特点特点集成度集成度高高体积小体积小功耗低功耗低可靠性高可靠性高使用灵活方便使用灵活方便控制功能强控制功能强编程保密化编程保密化价格低廉等。价格低廉等。366、单片机的、单片机的应用应用工业工业生产控制生产控制数据采集和处理数据采集和处理设备控制设备控制智能化仪器仪表智能化仪器仪表日常生活等。日常生活等。7、单片机的选择、单片机的选择当前当前,出现了出现了16位、位、32位位(STM32)的单片机。单片的单片机。单片机在集成度、运算速度、接口性能等方面都在不断创机在集成度、运算速度、接口性能等方面都在不断创新。但是，到目前为止，在工业控制、测量检测、仪新。但是，到目前为止，在工业控制、测量检测、仪器仪表等方面，器仪表等方面，8位单片机仍然是主流单片机位单片机仍然是主流单片机37教学机型的演变教学机型的演变：上世纪上世纪80年代年代Z80上世纪上世纪90年代中期年代中期Intel8086近年近年来来,PC机作为通用机机作为通用机型型,其其底层结构的控制系统底层结构的控制系统的设计、汇编语言的编程等优势逐渐让位于单片机；的设计、汇编语言的编程等优势逐渐让位于单片机；单片机的技术和性能不断提高，开发手段、控制功单片机的技术和性能不断提高，开发手段、控制功能等功能不断完善，单片机更适于面向控制对象的设能等功能不断完善，单片机更适于面向控制对象的设计和编程，从单片机入手学习微型计算机原理，正在计和编程，从单片机入手学习微型计算机原理，正在逐步成为学习计算机原理的更好途径逐步成为学习计算机原理的更好途径。学好学好8051内核的单片机后再学内核的单片机后再学32位位ARM内核的控制内核的控制器会得心应手。本教材以器会得心应手。本教材以具具有仿真功能的增强型有仿真功能的增强型8051内核的单片内核的单片机机IAP15W4K56S4为背景讲述单片机。为背景讲述单片机。381.1.4 1.1.4 微微型计算机的软件型计算机的软件系统系统裸机裸机只有计算机硬件构成的计算机只有计算机硬件构成的计算机没有系统程序的支持，裸机是无法工作没有系统程序的支持，裸机是无法工作的的PC机的运行过程机的运行过程开机进入系统，执行系统程序，包括开机存储器自开机进入系统，执行系统程序，包括开机存储器自检、接口自检、外设自检等等。检、接口自检、外设自检等等。接受用户通过键盘或者鼠标发出的命令，进一步执接受用户通过键盘或者鼠标发出的命令，进一步执行用户要执行的程序。行用户要执行的程序。系统程序就把要执行的程序从硬盘里面找到，放进系统程序就把要执行的程序从硬盘里面找到，放进内存，然后运行用户的程序。内存，然后运行用户的程序。关闭用户程序时，系统程序会将内存中的信息重新关闭用户程序时，系统程序会将内存中的信息重新写回到硬盘中保存。写回到硬盘中保存。39单片机运行程序的单片机运行程序的过程过程单片机单片机应用应用系统系统,可可有操作系统有操作系统(此时一般称之为嵌此时一般称之为嵌入式操作系统入式操作系统)的的支持支持,也可没有也可没有操作系统的支持。操作系统的支持。无论有没有操作系统，无论有没有操作系统，用户所编写的应用程序经过用户所编写的应用程序经过编译后都保存在程序存储器中编译后都保存在程序存储器中(一般都保存在单片机一般都保存在单片机内部集成的内部集成的FLASH存储器存储器中中)，执行时，由单片机内，执行时，由单片机内部的控制器控制程序的执行。部的控制器控制程序的执行。对普通个人计算机来讲，用户的开发任务主要集中对普通个人计算机来讲，用户的开发任务主要集中在程序设计方面，硬件设计较少。开发应用系统时，在程序设计方面，硬件设计较少。开发应用系统时，一般用可视化的集成开发环境一般用可视化的集成开发环境,常见的有常见的有VisualC+,Eclipse,NetBeans,PowerBuilder等。等。40使用集成开发环境对用户系统进行仿真运行使用集成开发环境对用户系统进行仿真运行使用集成开发环境对用户系统进行仿真运行使用集成开发环境对用户系统进行仿真运行在开发单片机应用系统的过程中，往往需要对硬件在开发单片机应用系统的过程中，往往需要对硬件和软件进行反复多次的调试。调试时，和软件进行反复多次的调试。调试时，使用集成开使用集成开发环境对用户系统进行仿真运行发环境对用户系统进行仿真运行，根据系统的仿真，根据系统的仿真运行状态对电路进行硬件和软件的修改调试，直到运行状态对电路进行硬件和软件的修改调试，直到满足用户要求为止。满足用户要求为止。仿真调试可发现仿真调试可发现并改正并改正某些某些硬件电路的设计硬件电路的设计缺陷缺陷;对对软件软件,可进行可进行某些某些程序模块的编写和调试程序模块的编写和调试。特别特别是对是对那些与硬件关系不大的程序模块进行那些与硬件关系不大的程序模块进行模拟模拟调试调试,这这对系统的开发带来了很大的方便，对系统的开发带来了很大的方便，可加快可加快项目的项目的开发过程，如开发过程，如数据运算、逻辑关系测试数据运算、逻辑关系测试等。等。41使用集成开发环境对用户系统进行仿真运行使用集成开发环境对用户系统进行仿真运行使用集成开发环境对用户系统进行仿真运行使用集成开发环境对用户系统进行仿真运行目前，许多集成开发环境具有模拟调试功目前，许多集成开发环境具有模拟调试功能能，如如：著名的：著名的KeilVision集成环境集成环境、飞飞思卡尔公司的思卡尔公司的CodeWarrior、IARSystems公司的公司的IAR集成开发环境。集成开发环境。42设计人员在进行程序设计时应考虑的几个设计人员在进行程序设计时应考虑的几个设计人员在进行程序设计时应考虑的几个设计人员在进行程序设计时应考虑的几个方面方面方面方面: : : : （1 1）模块化、结构化的程序设计）模块化、结构化的程序设计 根据系统功能要求，将软件分成若干个相对独立根据系统功能要求，将软件分成若干个相对独立的模块，实现各功能程序的模块化、子程序化。的模块，实现各功能程序的模块化、子程序化。（2 2）建立正确的数学模型）建立正确的数学模型 根据功能要求，描述各输入和输出变量之间的数根据功能要求，描述各输入和输出变量之间的数学关系学关系这是关系到系统性能好坏的重要因素。这是关系到系统性能好坏的重要因素。43设计人员在进行程序设计时应考虑的几个方面设计人员在进行程序设计时应考虑的几个方面设计人员在进行程序设计时应考虑的几个方面设计人员在进行程序设计时应考虑的几个方面: : : :（3 3）绘制程序流程图）绘制程序流程图 绘制程序流程图是程序设计的一个重要组成部绘制程序流程图是程序设计的一个重要组成部分，而且是决定成败的关键部分。分，而且是决定成败的关键部分。 流程图的优势：流程图的优势：从某种意义上讲，恰当的程序从某种意义上讲，恰当的程序流程图将有助于程序的编写和优化，缩短程序的调流程图将有助于程序的编写和优化，缩短程序的调试过程。试过程。44设计人员在进行程序设计时应考虑的几个方面设计人员在进行程序设计时应考虑的几个方面设计人员在进行程序设计时应考虑的几个方面设计人员在进行程序设计时应考虑的几个方面: : : :（4）合理分配系统资源）合理分配系统资源包括包括ROM、RAM、定时、定时/计数器、中断源等。资计数器、中断源等。资源规划好后，应列出一张详细的资源分配表，以方源规划好后，应列出一张详细的资源分配表，以方便编程时查阅。便编程时查阅。（5）注释）注释在程序的适当位置写上功能注释，提高程序的可在程序的适当位置写上功能注释，提高程序的可读性。读性。45设计人员在进行程序设计时应考虑的几个方面设计人员在进行程序设计时应考虑的几个方面设计人员在进行程序设计时应考虑的几个方面设计人员在进行程序设计时应考虑的几个方面: : : :（6）抗干扰设计）抗干扰设计加强软件抗干扰设计，这是提高计算机应用加强软件抗干扰设计，这是提高计算机应用系统可靠性的有力措施系统可靠性的有力措施。通过编辑软件编辑出的源程序，必须用编译通过编辑软件编辑出的源程序，必须用编译程序汇编后生成目标代码。程序汇编后生成目标代码。462 微型计算机的应用1、科学、科学计算计算通用微型计算机的重要应用之一通用微型计算机的重要应用之一。例。例,美国美国Seguent公司最早用公司最早用30个个Intel80386构成构成Symmetry计算机计算机,速度为速度为120MIPS(MillionInstructionsPerSecond),达到达到IBM3090系列中最高档大型机的系列中最高档大型机的性能性能,价格价格却却不到后者的十分之一不到后者的十分之一1996年年,由美国能源部由美国能源部(DOE)发起和支持发起和支持,由由Intel建建成的成的OptionRed系统系统,用用9216个微处理器个微处理器使系统每使系统每秒浮点运算峰值速度达到秒浮点运算峰值速度达到1.8Tflop/s(每秒每秒1.8万亿次万亿次运算运算),成为世界上成为世界上第一台万亿次计算机第一台万亿次计算机。471、科学、科学计算计算1998年，同样得到年，同样得到DOE支持的由支持的由IBM建成的建成的BluePacific内含内含5856个微处理器个微处理器，峰值速度达到，峰值速度达到3.888Tflop/s。2000年，在年，在DOE支持下，支持下，IBM又建成内含又建成内含8192个个微处理器的微处理器的OptionWhite,其系统峰值达到其系统峰值达到12.3Tflop/s。这些系统尽管是由微处理器架构而成的，但是无这些系统尽管是由微处理器架构而成的，但是无论是从规模还是功能上，都成了论是从规模还是功能上，都成了超级计算机。超级计算机。482、信息处理信息处理由于由于Internet的蓬勃发展，使世界进入了崭新的蓬勃发展，使世界进入了崭新的信息时代，对大量信息包括多媒体信息的处的信息时代，对大量信息包括多媒体信息的处理是信息时代的必然要求理是信息时代的必然要求。连接连接在在Internet上的微型计算机配上相应的软上的微型计算机配上相应的软件以后，就可以很灵活地对各种信息进行检索、件以后，就可以很灵活地对各种信息进行检索、传输、分类、加工、存储和打印。传输、分类、加工、存储和打印。493、过程控制过程控制过程控制过程控制是微型计算机应用最多、也是微型计算机应用最多、也是最有效的方面之一是最有效的方面之一。在在制造工业和日用品生产厂家中的微制造工业和日用品生产厂家中的微型计算机控制的自动化生产线，为生产型计算机控制的自动化生产线，为生产能力和产品质量的迅速提高开辟了广阔能力和产品质量的迅速提高开辟了广阔前景。前景。504、仪器、仪表、仪器、仪表控制控制用用微处理器代替传统的机械部件或分离的电子部微处理器代替传统的机械部件或分离的电子部件，使产品减小了体积、降低了价格，而可靠性和件，使产品减小了体积、降低了价格，而可靠性和功能却得到了提高。功能却得到了提高。逻辑分析仪使电子工程技术人员能够用以前不可逻辑分析仪使电子工程技术人员能够用以前不可能采用的办法同时观察多个信号的波形和相互之间能采用的办法同时观察多个信号的波形和相互之间的时序关系的时序关系。在在医学领域，出现了用微处理器作为核心控制部医学领域，出现了用微处理器作为核心控制部件的件的CT扫描仪和超声扫描仪，加强了对疾病的诊扫描仪和超声扫描仪，加强了对疾病的诊断手段。断手段。515、家用电器和民用产品、家用电器和民用产品控制控制洗衣机洗衣机、冰箱、冰箱自动报时、自动控制、自动报警系统自动报时、自动控制、自动报警系统娱乐产品将智能融于娱乐中娱乐产品将智能融于娱乐中以微处理器为核心的盲人阅读器为盲人带以微处理器为核心的盲人阅读器为盲人带来来福音福音.526、人工智能方面的、人工智能方面的应用应用人工智能人工智能(ArtificialIntelligence,AI)是是研研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它通过人工智能是计算机科学的一个分支，它通过了解智能的实质，生产出一种新的能以人类了解智能的实质，生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等自然语言处理和专家系统等。536、人工智能方面的应用、人工智能方面的应用人工智能还有许多方面的应用研究人工智能还有许多方面的应用研究机器学习机器学习模式识别模式识别智能控制及检索智能控制及检索机器学习及视觉机器学习及视觉智能调度与指挥等等。智能调度与指挥等等。计算机控制的机器人、机械手计算机控制的机器人、机械手54第一章第一章 微型计算机概述微型计算机概述习题习题1-2;1-3;1-455*