1 주 개요 메카트로닉스공학부 조철우
8051 Pin Layout 8051 3
Atmel 89C2051 4
강의의개요 컴퓨터및의기원과동작원리를학습 마이크로컨트롤러를배우기위한기초원리 마이크로컨트롤러를활용하기위한도구사용법 마이크로컨트롤러를활용하기위한기초시스템설계및프로그래밍
History of Computer 컴퓨터의역사. 최초의컴퓨터 - 1946년 ENIAC, 미국펜실바니아대학 - Eckert, Mauchly에의해제작 - 진공관 18800개, 릴레이 1500개, 필요전력 120KW. 세계최초의상용컴퓨터 - 1949 년 EDSAC, 영국캠브리지대학 - 최초의프로그램내장컴퓨터
History of Computer
History of Computer Eniac simulator
컴퓨터의구성요소 중앙처리장치 (CPU) 제어장치 입력장치 연산장치 출력장치 기억장치
Intro. to Computer Architecture(1) 범용컴퓨터의구조 도기본적인구조동일, 단지소형화 1) 입력장치 (Input Unit) - 컴퓨터의외부로부터데이터를받아들이는장치 - 예 ) 키보드, 카드리더, 테이프리더 ( 스위치보드, 센서, A/D 변환기등 ) 2) 출력장치 (Output Unit) - 컴퓨터내에서처리된결과를외부로출력시켜주는장치 - 예 ) 프린터, CRT 디스플레이 (LCD 디스플레이, 7-Segment LEDs, LED, lamp, drive port, D/A변환기등 ) 3) 제어장치 (Control Unit) - 컴퓨터내에서의데이터흐름제어 - 프로그램수행시데이터의이동은제어장치에서의명령에따라수행
Intro. to Computer Architecture(2) 4) 기억장치 (Memory Unit) - 사용자가입력한프로그램과데이터가저장되는곳 - 주로 RAM, ROM 형태로존재 ( 프로세서에서의기억장치라함은주기억장치를말함 ) * 보조기억장치?. 플로피디스크, 하드디스크, 자기테이프등. 기억된내용은전원이꺼져도지워지지않는다.. 주기억장치에비해기록, 판독속도는아주느리다.. 최근 Flash memory 등속도가빠른새로운유형의보조기억장치등장 5) 중앙연산장치 (ALU: Arithmatic and Logic Unit) - 연산을담당하는장치, 산술연산, 논리연산등을제어장치의명령을받아서수행 - 보통에서의 CPU( 중앙처리장치 : Central Processing Unit) => ALU + 제어장치
Microprocessor (1) (Microprocessor, µp) : 단일칩내에기억, 연산, 제어장치등을구비하고, 기존의범용컴퓨터의기능을수행할수있도록만들어진다목적프로그램가능한대용량논리회로 마이크로컴퓨터 : µp 를주처리장치로만든소형컴퓨터 마이크로컴퓨터 중앙처리장치 CPU 기억장치기억장치 ROM, ROM, RAM RAM 입출력입출력인터페이스인터페이스 입력장치 출력장치 와마이크로컴퓨터의관계
Microprocessor (2) 기존의논리회로 : 제한된범위의주어진작업만수행 : 프로그램기억방식에의해일이순서를마음대로변경, 기억, 자동작업수행 마이크로컴퓨터와기존컴퓨터와의차이점?. 소형화 : 기존컴퓨터의회로를 VLSI화하여단일칩구성. 키보드, CRT 장치등사용. 는범용처리기능외에하드웨어제어, 신호입출력을위한부가적회로내장하여제어용단일칩프로세서로발전. 범용컴퓨터의소형화방향으로발전
컴퓨터의구성요소 중앙처리장치 (CPU) 제어장치 입력장치 연산장치 출력장치 타이머 기억장치
의구성요소 (MPU) IC 제어장치 입력장치 연산장치 출력장치 타이머 기억장치
마이크로콘트롤러의구성요소 마이크로콘트롤러 (Embedded System) IC 제어장치 입력포트 출력포트 연산장치 타이머 기억장치
Microprocessor History 최초의. Intel 4004-1968년인텔사에서개발 - 계산기구동프로세서로설계 - 실제사용의어려움 범용프로그램가능한형태 80586 Pentium
Microprocessor Property 제품의소형화, 경량화. LSI 이용 제품가격의저렴화. 부품비, 제작비, 개발비절감 기능변경및확장용이 신뢰성향상. 부품의추가, 배선변경, 시간소모최소화. 시스템구성단순화, 고신뢰도소자사용
컴퓨터의명령수행단계 1) 명령어인출 (OP code fetch) 단계 - 기억장치에저장된명령어코드가하나인출되어명령해독레지스터로옮겨짐. 2) 명령해독 (Op code decode) 단계 - 명령해독레지스터에서명령코드의미가명령어의기계어코드의 2 진수를해석 3) 명령수행 (Execution) 단계 - 해독된명령에의해단계적으로제어신호가제어장치에서발생하여데이터처리 4) 데이터인출 (Data fetch) 단계 - 명령수행과정에서기억장치에기억된데이터가필요한경우데이터인출과정이발생
Microprocessor Basic Structure PC 프로그램카운터 AR 주소레지스터 Address Bus A0 ~ An Data Bus D0 ~ Dn 레지스터부 SP 스택포인터 IR 명령레지스터 ACC 누산기 B 레지스터 R0 레지스터 제어부 DEC 명령어해독기 CU 제어기 ALU 산술논리연산장치 연산부 R1 레지스터 ST 상태레지스터 Control Bus RD, WR
명령사이클 명령사이클 (Instruction cycle) = 페치사이클 (fetch cycle) + 실행사이클 (execution cycle) 페치사이클 : 실행할명령을메모리에서내부명령레지스터까지인출하고이를명령해독기에서해독하기까지의단계 Address buffer OP Code 번지지정 Data buffer(mdr) 프로그램카운터 (PC) Address bus PC+1 Data bus 명령레지스터 (Memory 번지내용 ) 명령해독기 ( 명령해독 ) 실행사이클 : 명령해독결과이에해당하는타이밍및제어신호가순차적으로발생하여명령실행단계 IR 명령레지스터 DEC 명령어해독기 CU 제어기
Microprocessor Basic Structure PC 프로그램카운터 AR 주소레지스터 SP 스택포인터 Address Bus A0 ~ An Data Bus D0 ~ Dn IR 명령레지스터 ACC 누산기 B 레지스터 R0 레지스터 DEC 명령어해독기 R1 레지스터 CU 제어기 ALU 산술논리연산장치 ST 상태레지스터 Control Bus RD, WR
Microprocessor Basic Structure PC 프로그램카운터 AR 주소레지스터 SP 스택포인터 Address Bus A0 ~ An Data Bus D0 ~ Dn 메모리 IR 명령레지스터 ACC 누산기 B 레지스터 R0 레지스터 DEC 명령어해독기 R1 레지스터 CU 제어기 ALU 산술논리연산장치 ST 상태레지스터 Control Bus RD, WR
Microprocessor Basic Structure PC 프로그램카운터 AR 주소레지스터 SP 스택포인터 Address Bus A0 ~ An Data Bus D0 ~ Dn 메모리 IR 명령레지스터 ACC 누산기 B 레지스터 R0 레지스터 DEC 명령어해독기 R1 레지스터 CU 제어기 ALU 산술논리연산장치 ST 상태레지스터 Control Bus RD, WR
Microprocessor Basic Structure PC 프로그램카운터 AR 주소레지스터 SP 스택포인터 Address Bus A0 ~ An Data Bus D0 ~ Dn 메모리 IR 명령레지스터 ACC 누산기 B 레지스터 R0 레지스터 DEC 명령어해독기 R1 레지스터 CU 제어기 ALU 산술논리연산장치 ST 상태레지스터 Control Bus RD, WR
Microprocessor Basic Structure PC 프로그램카운터 AR 주소레지스터 SP 스택포인터 Address Bus A0 ~ An Data Bus D0 ~ Dn 메모리 IR 명령레지스터 ACC 누산기 B 레지스터 R0 레지스터 DEC 명령어해독기 R1 레지스터 CU 제어기 ALU 산술논리연산장치 ST 상태레지스터 Control Bus RD, WR
Microprocessor Basic Structure PC 프로그램카운터 AR 주소레지스터 SP 스택포인터 Address Bus A0 ~ An Data Bus D0 ~ Dn 메모리 IR 명령레지스터 ACC 누산기 B 레지스터 R0 레지스터 DEC 명령어해독기 R1 레지스터 CU 제어기 ALU 산술논리연산장치 ST 상태레지스터 Control Bus RD, WR
Microprocessor Basic Structure PC 프로그램카운터 AR 주소레지스터 SP 스택포인터 Address Bus A0 ~ An Data Bus D0 ~ Dn 메모리 IR 명령레지스터 ACC 누산기 B 레지스터 R0 레지스터 DEC 명령어해독기 R1 레지스터 CU 제어기 ALU 산술논리연산장치 ST 상태레지스터 Control Bus RD, WR
Microprocessor Basic Structure PC 프로그램카운터 AR 주소레지스터 SP 스택포인터 Address Bus A0 ~ An Data Bus D0 ~ Dn 메모리 IR 명령레지스터 ACC 누산기 B 레지스터 R0 레지스터 DEC 명령어해독기 R1 레지스터 CU 제어기 ALU 산술논리연산장치 ST 상태레지스터 Control Bus RD, WR
Microprocessor 의분류 구조및용도에의한분류 범용 (MPU) 단일칩마이크로컴퓨터 (single-chip or one-chip microcomputer : MCU) 비트슬라이스형 (bit-slice microprocessor) 비트수에의한분류 4비트형 16비트형 64비트형 반도체제조기술에의한분류 PMOS형 CMOS형 HMOS형 8비트형 32비트형 NMOS형 Schottky TTL형 CHMOS, HCMOS, XMOS형 팩키지에의한분류 DIP(Dual In-line Package) 형-8bit모델 QFP, BGA 형 PGA, PLCC, SMD 형 -16bit 모델
Package Types Dual-In-Line Package (DIP) Plastic Quad Flat Package (PQFP)Ceramic Leadless Chip Carrier (LCC) Plastic/Ceramic Pin Grid Array (PPGA/CPGA) Ball Grid Array (BGA)
과제 컴퓨터의내부동작순서를알아보자 명령어실행과정에대해서알아보자 8 비트, 16 비트, 32 비트시스템의차이및응용분야의차이는무엇인가? 와마이크로컨트롤러의응용분야의차이점을알아보자