微機(jī)原理 數(shù)值編碼值與微機(jī)組成

1、自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-191第2章 微型計(jì)算機(jī)組成基礎(chǔ) 2.1 微機(jī)數(shù)字電路基礎(chǔ) 2.2 幾種數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換 2.3 微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ) 2.4 微型計(jì)算機(jī)組成 2.5 微型計(jì)算機(jī)的工作過程 Digital Circuit Basis數(shù)字電路基礎(chǔ)數(shù)字電路基礎(chǔ) Numerical & Character Representation數(shù)制轉(zhuǎn)換運(yùn)算數(shù)制轉(zhuǎn)換運(yùn)算Microcomputer Workflow for Computation微機(jī)運(yùn)算過程微機(jī)運(yùn)算過程自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /20

2、22-3-1922.1 微機(jī)數(shù)字電路基礎(chǔ) 門電路(Gate Circuit) : 用以實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系的電子電路。單器件門電路集成門電路：TTL、MOS管等 門電路的電平狀態(tài)：(Logic Level)正邏輯：正邏輯：Positive LogicPositive Logic 用高電平表示邏輯用高電平表示邏輯1 1，用低電平表示邏輯，用低電平表示邏輯0 0（默認(rèn)）（默認(rèn)） Logic high - binary 1, Logic low - binary 0 (default)Logic high - binary 1, Logic low - binary 0 (default)負(fù)邏輯： 用低電平

3、表示邏輯1，用高電平表示邏輯0Technology L voltage H voltage Notes CMOS 0V to Vcc/2 Vcc/2 to Vcc Vcc = supply voltage TTL 0V to 0.8V 2V to Vcc Vcc = 5V 10% 自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-193 Gate Circuit & Truth Table2.1 微機(jī)數(shù)字電路基礎(chǔ)AB&YAB1YAB=1Y 1 A Y A BY0 00 11 01 10001A BY0 00 11 01 10111AY0110自動(dòng)

4、化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-1942.1 微機(jī)數(shù)字電路基礎(chǔ) 常用門電路芯片：常用門電路芯片：74LS系列系列 14 13 12 11 10 9 8 74LS00 1 2 3 4 5 6 7 4 與與非非門門 74LS00 的引腳排列圖 VCC 3A 3B 3Y 4A 4B 4Y 1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND 14 13 12 11 10 9 8 74LS04 1 2 3 4 5 6 7 6 反反相相器器 74LS04 的的引引腳腳排排列列圖圖 VCC 4A 4Y 5A 5Y 6A 6Y 1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y GND

5、自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-1952.1 微機(jī)數(shù)字電路基礎(chǔ) 三態(tài)門（Three-state Gate） 三態(tài)門：在普通門電路的基礎(chǔ)上附加控制電路而構(gòu)成 低使能同向三態(tài)門 低使能反向三態(tài)門 高電平、低電平、高阻態(tài)(logic 1, logic 0, high impedance)功能表功能表EN=1EN=1EN=0EN=0AY F高阻態(tài)自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-1962.1 微機(jī)數(shù)字電路基礎(chǔ) 三態(tài)門控制模式高電平有效高電平有效低電平有效低電平有效自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工

6、程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-1972.1 微機(jī)數(shù)字電路基礎(chǔ) 三態(tài)門應(yīng)用數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu) 只要控制各個(gè)門的只要控制各個(gè)門的ENEN端輪端輪流為流為1 1，且任何時(shí)刻僅有一個(gè)，且任何時(shí)刻僅有一個(gè)為為1 1，就可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)門分時(shí)，就可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)門分時(shí)地向總線傳輸。地向總線傳輸。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向傳輸 EN=1EN=1，G1G1工作，工作，G2G2高阻，高阻，A A經(jīng)經(jīng)G1G1反相送至總線；反相送至總線； EN=0EN=0，G1G1高阻，高阻，G2G2工作，總工作，總線數(shù)據(jù)經(jīng)線數(shù)據(jù)經(jīng)G2G2反相從反相從Y Y端送出。端送出。自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院

7、微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-1982.1 微機(jī)數(shù)字電路基礎(chǔ) 組合邏輯電路-譯碼器 (Decoder) 二進(jìn)制譯碼器(binary decoder) 設(shè)二進(jìn)制譯碼器的輸入端為n個(gè)，則輸出端為2n個(gè)，且對(duì)應(yīng)于輸入代碼的每一種狀態(tài)，2n個(gè)輸出中只有一個(gè)有效（為1或?yàn)?），其余全無效（為0或?yàn)?）。 2 線線n 線譯碼器線譯碼器 Y0 . . Y2n-1 A0 An-1 自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-1992.1 微機(jī)數(shù)字電路基礎(chǔ) 譯碼芯片及應(yīng)用 3-8譯碼器譯碼器 74LS138G1G2AG2BCBAY0Y7 譯碼使能端譯碼使能端譯碼輸入端譯

8、碼輸入端譯碼輸出端譯碼輸出端自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19102.1 微機(jī)數(shù)字電路基礎(chǔ)使使 能能 端端輸輸 入入 端端輸輸 出出 端端G1 G2A G2B C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 0 1 1 0 1 1 0 1 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

9、 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19112.1 微機(jī)數(shù)字電路基礎(chǔ) 譯碼器應(yīng)用在微機(jī)中，對(duì)內(nèi)存、I/O端口的訪問需要地址，而地址信息是通過譯碼器實(shí)現(xiàn)的。譯碼器級(jí)聯(lián)（擴(kuò)展）是通過使能端實(shí)現(xiàn)的。片上地址接地址總線低端，片上使能端透過譯碼器接地址總線高端。A0A1A2ENEN12122-42-4

10、Y3 Y2 Y1Y0Y7Y6Y5Y4自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19122.1 微機(jī)數(shù)字電路基礎(chǔ) 思考：思考： 試用兩片3線8線譯碼器74LS138組成4線16線譯碼器，將輸入的4位二進(jìn)制代碼D3D2D1D0譯成16個(gè)獨(dú)立的低電平信號(hào)Y0Y15。 其它數(shù)字邏輯器件：其它數(shù)字邏輯器件： 加法器 觸發(fā)器 同步時(shí)序電路自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19132.1 微機(jī)數(shù)字電路基礎(chǔ) 譯碼器應(yīng)用自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19142.2 幾種數(shù)制

11、之間的轉(zhuǎn)換 1.1.幾種常用的計(jì)數(shù)體制 (Numerical System)十進(jìn)制(Decimal)：符合人們的習(xí)慣 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 123,45,6二進(jìn)制(Binary)：便于物理實(shí)現(xiàn) 0,1 1001B,1001b,100B,11b十六進(jìn)制(Hexadecimal)：便于識(shí)別、書寫 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f 12h(12H), 0a5h(0A5H),0E52CH,0e52ch自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19152.2 幾種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 2. 不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制/十六進(jìn)

12、制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制對(duì)R進(jìn)制數(shù)N，其按權(quán)展開多項(xiàng)式為： N=DnRn+Dn-1Rn-1+Dn-2Rn-2+D0R0 R:基數(shù)，D：數(shù)制權(quán) 二進(jìn)制 R=2, D=( 0，1 ) ) 十六進(jìn)制 R=16, D=( 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn) ) ) N=10001011BN=10001011B N=0F12CHN=0F12CH自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-1916 2. 不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制/十六進(jìn)制自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19172.2 幾

13、種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 2. 不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 十六進(jìn)制與二進(jìn)制轉(zhuǎn)換用用4位二進(jìn)制數(shù)表示位二進(jìn)制數(shù)表示1位十六進(jìn)制數(shù)位十六進(jìn)制數(shù) 0000 - 0H 1001 - 9H 1010 - 0AH 1011 - 0BH 1100 - 0CH 1101 - 0DH 1110 - 0EH 1111 - 0FH自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19182.3 微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ) 1. 計(jì)算機(jī)中的編碼（符號(hào)編碼-非數(shù)值型數(shù)據(jù)）8421 BCD編碼,(Binary-coded decimal notation)，用二進(jìn)制數(shù)編碼十進(jìn)制數(shù)緊湊BCD碼（4位）/壓縮BCD

14、碼 用4位二進(jìn)制碼表示一位十進(jìn)制數(shù)，一個(gè)字節(jié)可放2位十進(jìn)制數(shù)。 25 BCD碼可表示為（0010 0101）BCD非緊湊的BCD碼（8位）/非壓縮BCD碼 用8位二進(jìn)制碼表示一位十進(jìn)制數(shù)，高4位總為0。 25 BCD碼可表示為（00000010 00000101）BCD自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19192.3 微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ) 1. 計(jì)算機(jī)中的編碼（符號(hào)編碼-非數(shù)值型數(shù)據(jù)）ASCIIASCII美國(guó)國(guó)家信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼（American national Standard Code for Information Interchange）

15、字符的編碼，一般用字符的編碼，一般用7 7位二進(jìn)制碼表示位二進(jìn)制碼表示 用用8 8位二進(jìn)制數(shù)表示時(shí)，最高位總為位二進(jìn)制數(shù)表示時(shí)，最高位總為0 0用一個(gè)字節(jié)（8位）表示一個(gè)ASC字符 09(30H39H), AZ(41H46H), az(61H66H)自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19202.3 微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ) 2. 計(jì)算機(jī)中二進(jìn)制數(shù)的表示方法 定點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)位置固定（例如純整數(shù)和純小數(shù)）定點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)位置固定（例如純整數(shù)和純小數(shù)） 浮點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)位置不固定（充分利用有限位數(shù)，擴(kuò)大數(shù)的表示范圍和精度） 關(guān)于數(shù)的表示，以定點(diǎn)數(shù)為主關(guān)于數(shù)的表示

16、，以定點(diǎn)數(shù)為主，定點(diǎn)數(shù)中，以整數(shù)為主。，定點(diǎn)數(shù)中，以整數(shù)為主。二進(jìn)制數(shù)算術(shù)運(yùn)算:加、減、乘、除邏輯運(yùn)算:與、或、非、異或無符號(hào)數(shù)無符號(hào)數(shù)有符號(hào)數(shù)有符號(hào)數(shù)算術(shù)運(yùn)算自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19212.3 微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ) 3. 計(jì)算機(jī)中機(jī)器數(shù)的種類(數(shù)的編碼)無符號(hào)數(shù)（正整數(shù)） 正整數(shù)，8位機(jī)器（0255）,16位機(jī)器（？）一個(gè)n位的無符號(hào)二進(jìn)制數(shù)X，其表示范圍為： 0 X 2n-1，若運(yùn)算結(jié)果超出這個(gè)范圍，則產(chǎn)生溢出。溢出的判別方法 運(yùn)算時(shí)，當(dāng)最高位向更高位有進(jìn)位（或借位）時(shí)則產(chǎn)生溢出。自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微

17、機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19222.3 微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ) 4. 計(jì)算機(jī)中機(jī)器數(shù)的種類(數(shù)的編碼)有符號(hào)數(shù)的表示 通常數(shù)的最高位為符號(hào)位，對(duì)于字長(zhǎng)8位機(jī)器數(shù), D7為符號(hào)位: 0表示正，1表示負(fù)，D6D0為數(shù)字位。 連同符號(hào)位在一起作為一個(gè)數(shù)稱為機(jī)器數(shù)，機(jī)器數(shù)的數(shù)值部分稱為機(jī)器數(shù)的真值（帶+或-號(hào)）。（+91）N1= + 1011011 0 1011011 （-91）N2= 1011011 1 101 1011 真值 機(jī)器數(shù)對(duì)于有符號(hào)數(shù)，機(jī)器數(shù)常用原碼、反碼、補(bǔ)碼表示數(shù)X的原碼記作X原，反碼記作X反，補(bǔ)碼記作X補(bǔ)自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /202

18、2-3-19232.3 微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ) X原：最高位為符號(hào)位，“0”表示正號(hào)，“1”表示符號(hào)，其余數(shù)字位表示數(shù)值。表示簡(jiǎn)單，但做減法不方便 X=105 X原= 0 1101001 X=105 X原= 1 1101001 X= 52 X原= 1 0110100 X= 52 X原= 0 01101000的原碼有兩種表示 +0原=0 0000000 -0原=1 0000000n位有符號(hào)數(shù)原碼表示數(shù)值的范圍是： -（2n-1-1) +( 2n-1-1)思考： 機(jī)器數(shù)為110110如何用原碼表示？（8位機(jī)器） 8位二進(jìn)制數(shù)原碼的范圍?自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理

19、/2022-3-19242.3 微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ) X反 ：若X0 ,則 X反=X原，若X0,則 X反= 對(duì)應(yīng)原碼的符號(hào)位不變，數(shù)值部分按位求反 + 4反 = +4原 = 0 0000100, - 4反 = 1 1111011 +127反= +127原 = 0 1111111 - 127反 = 1 0000000 0的反碼有兩種表示 +0反 = 0 0000000 - 0反 = 1 1111111 n位反碼表示數(shù)值的范圍是: -（2n-1-1) +( 2n-1-1) 負(fù)數(shù)的反碼數(shù)值位并不表示此負(fù)數(shù)的數(shù)值，必須按位取反后，才得到表示這7位的二進(jìn)制數(shù)值。 思考： 8位二進(jìn)制數(shù)反碼的范圍?自動(dòng)化科學(xué)

20、與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19252.3 微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ) X補(bǔ) ：正數(shù)的補(bǔ)碼表示與原碼相同， (最高位 用“0”表示正，其余位為數(shù)值位)，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼表示為它的反碼+1。 +127補(bǔ)= +127原=0 1111111 -127補(bǔ)= -127反+1=1 0000001 X= 52= 0110100 0的補(bǔ)碼只有一種 +0補(bǔ)= +0原=00000000 -0補(bǔ) = -0反+1=11111111+1 =1 00000000 n位反碼表示數(shù)值的范圍是: -2n-1 +( 2n-1-1) 負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼數(shù)值位并不表示此負(fù)數(shù)的數(shù)值，必須按位取反并加1后，才得到表

21、示這7位的二進(jìn)制數(shù)值。 思考： 8位二進(jìn)制數(shù)補(bǔ)碼的范圍?自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19262.3 微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ) 特殊數(shù)的碼值10000000B 原碼： -0 反碼： -127 補(bǔ)碼： -128 無符號(hào)數(shù)：1288位機(jī)器數(shù)對(duì)照表位機(jī)器數(shù)對(duì)照表自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19272.3 微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ) 三種碼制之間關(guān)系及特點(diǎn) 正數(shù)：原，反，補(bǔ)相同 負(fù)數(shù)：原，反，補(bǔ)不同，但最高位為1。 負(fù)數(shù): 原反， 符號(hào)位不變，尾數(shù)按位求反 原原補(bǔ)補(bǔ) ，符號(hào)位不變，尾數(shù)按位求反，符號(hào)位不變，尾數(shù)

22、按位求反+1 補(bǔ)補(bǔ)原，原， 符號(hào)位不變，尾數(shù)求反符號(hào)位不變，尾數(shù)求反+1 反反原原 ，符號(hào)位不變，尾數(shù)求反，符號(hào)位不變，尾數(shù)求反. x補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)補(bǔ)x原原 補(bǔ)碼的加減法運(yùn)算 加法：兩數(shù)補(bǔ)碼的和等于兩數(shù)和的補(bǔ)碼 x補(bǔ)y補(bǔ)x+y補(bǔ) 減法：兩數(shù)補(bǔ)碼的差等于兩數(shù)差的補(bǔ)碼 x補(bǔ)y補(bǔ)xy補(bǔ) 運(yùn)算結(jié)果: 正常（在數(shù)的有效范圍內(nèi)) / 不正常（溢出） 雙進(jìn)位法判斷溢出 OF= D7c D6c自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-1928例：負(fù)數(shù)溢出的情況X=1111 1111 (127)10 Y=1000 0010 (2) 10 1000 0001補(bǔ)碼+1111 1110

23、補(bǔ)碼=0111 1111 補(bǔ)碼 結(jié)果： (127) 10 ，D7c1， D6c 0，溢出127(2)129，超出了128 D 127范圍2.3 微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ)自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-1929例：正數(shù)溢出的情況例：正數(shù)溢出的情況X=0100 0000 (64)10 Y=01000001 (65) 10 0100 0000補(bǔ)碼補(bǔ)碼+0100 0001補(bǔ)碼補(bǔ)碼=1000 0001 補(bǔ)碼補(bǔ)碼 結(jié)果：結(jié)果： (127) 10 ，D7c0， D6c 1，溢出，溢出6465129，超出了，超出了128 D 127范圍范圍2.3 微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ)

24、自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19302.4 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 1. 基本概念運(yùn)算器運(yùn)算器 控制器控制器 寄存器組寄存器組 內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器 總線總線輸入輸出輸入輸出接口電路接口電路外部設(shè)備外部設(shè)備 軟件軟件微處理器微處理器微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19312.4 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件：DOS/Windows95/98/2000/unix應(yīng)用軟件：應(yīng)用軟件：WPS 、 Word、Photoshop應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件： C

25、AD、MATLAB、LABVIEW微微 處處 理理 器器 CPU 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器(RAM,ROM) I/O接口接口總線總線 硬硬 件件軟軟 件件微微 型型計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)系系 統(tǒng)統(tǒng)微微 型型計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)(主機(jī)主機(jī))外外 設(shè)設(shè)ALU寄存器寄存器控制部件控制部件鍵盤、鼠標(biāo)鍵盤、鼠標(biāo)顯示器顯示器軟驅(qū)、硬盤、光驅(qū)軟驅(qū)、硬盤、光驅(qū) 打印機(jī)、掃描儀打印機(jī)、掃描儀自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19322.4 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 2. 微型計(jì)算機(jī)硬件軟件關(guān)系 計(jì)算機(jī)語言 系統(tǒng)程序 編譯系統(tǒng) 機(jī)器源文件 計(jì)算機(jī)硬件用戶應(yīng)用程序系統(tǒng)應(yīng)用程序操作系統(tǒng)機(jī)器指令微指令硬件

26、邏輯電路運(yùn)算器運(yùn)算器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器控制器控制器輸出設(shè)備輸出設(shè)備輸入設(shè)備輸入設(shè)備原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)和指令和指令計(jì)算結(jié)果計(jì)算結(jié)果自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19332.4 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 3. 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 微機(jī)系統(tǒng)總線：地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線存存儲(chǔ)儲(chǔ)器器I/O接接口口輸輸入入設(shè)設(shè)備備I/O接接口口數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 DB控制總線控制總線 CB地址總線地址總線 AB輸輸出出設(shè)設(shè)備備CPU自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19342.4 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 4.微型計(jì)算機(jī)的總線結(jié)構(gòu)CP

27、UMI/O總線總線單總線單總線CPUM存儲(chǔ)器總線存儲(chǔ)器總線I/OI/OI/O總線總線雙總線雙總線 全局全局M 全局全局I/ODMA控制器控制器雙重總線雙重總線CPU局部局部I/O局部局部M緩沖器緩沖器總線控總線控制邏輯制邏輯局局部部總總線線全局總線全局總線自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19352.4 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 5. 微處理器組成 運(yùn)算器：ALU，參加運(yùn)算的兩個(gè)操作數(shù)：(1)累加器，(2)內(nèi)部DB(數(shù)據(jù)總線)、DR（數(shù)據(jù)寄存器）、RA（寄存器陣列） 控制器：指令寄存器IR(instruction register) IP指令譯碼器I

28、D(instruction decoder)可編程邏輯陣列PLA(programmable logic array)自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19362.4 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 5. 微處理器組成 內(nèi)部寄存器：累加器A(accumulator) AX(AH/AL)數(shù)據(jù)寄存器DR(data register) BX/CX/DX程序計(jì)數(shù)器PC(program counter) CS/IP 地址寄存器AR(address register)標(biāo)志寄存器F(flag register) FLAG(PSW)自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化科學(xué)與電氣工程學(xué)院微機(jī)原理微機(jī)原理 /2022-3-19372.4 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 6. 微機(jī)存儲(chǔ)器(內(nèi)存): 存放程序和數(shù)據(jù)的部件 Bit(bit位) , 每個(gè)二進(jìn)制位 Byte(byte),字節(jié), 通常為8個(gè)bit,bit7bit0 Word(word),字，兩個(gè)byte,16個(gè)bit，bit15bit0 內(nèi)存的存儲(chǔ)單元（cell）及容量 存儲(chǔ)單元中bit的位數(shù) 存儲(chǔ)單元的標(biāo)號(hào)-地址(實(shí)際地址/物理地址)1KB210 Byte1024