第一章、微型计算机实施技术

1、第一章、微型计算机实施技术1.1 关于微型计算机的简单介关于微型计算机的简单介绍绍1.1.1 微处理器、微型计算机和微型计算微处理器、微型计算机和微型计算机系统机系统 1.1.2 微处理器发展简况微处理器发展简况1.1.3 微型计算机分类概述微型计算机分类概述1.1.1微处理器、微型计算机和微处理器、微型计算机和微型计算机系统微型计算机系统v微型计算机系统是一个复杂的工作系统，它由微型计算机系统是一个复杂的工作系统，它由硬件系统和软件系统组成。硬件系统和软件系统组成。微型计算机的硬件组成微型计算机的硬件组成v微型计算机的硬件由五大部分组成微型计算机的硬件由五大部分组成:运算器、运算器、控制器、

2、存储器、输入设备、输出设备。控制器、存储器、输入设备、输出设备。v运算器和控制器集成在一块芯片上，称为中运算器和控制器集成在一块芯片上，称为中央处理器（央处理器（Central Processing Unit），即），即 CPU，也称为微处理器，或微处理机。，也称为微处理器，或微处理机。微处理器、微型计算机和微型计算机微处理器、微型计算机和微型计算机系统系统v微处理器：中央处理器，即CPUv微型计算机：指以微处理器为基础，配以内存储器以及输入输出接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。把微型计算机集成在一个芯片上，即构成单片机。v微型计算机系统：由微型计算机，外围设备，电源等，以及软件而构成的系

3、统。运算器运算器 控制器控制器 寄存器组寄存器组 内存储器内存储器 总线总线 输入输出输出输入输出输出 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微型计算机系统微型计算机系统v1.1.2 微处理器发展简况 此部份自学。v1.1.3 微型计算机的分类概述 一、单片机 二、单板机 三、个人计算机1.2微型计算机系统的总线结构v1.2.1微处理器的典型结构微处理器的典型结构 微处理器包括运算器、控制器、寄存器组三大部分,一般被集成在一个芯片上,如8088、8086等等,它是计算机的核心部件,具有计算、控制、数据传送、指令译码及执行等重要功能,它直接决定了计算机的主

4、要性能。运算器：运算器的核心部件是算术逻单元运算器：运算器的核心部件是算术逻单元 ALU，所有的算术运算所有的算术运算， 逻辑运算都是由逻辑运算都是由ALU完成的。完成的。 控制器控制器 ：CPU的指挥机关，完成指令的读的指挥机关，完成指令的读入、暂存、译码和执行。入、暂存、译码和执行。微处理器微处理器(CPU) 程序计数器程序计数器 PC指令寄存器指令寄存器 IR处理器状态字处理器状态字PSW堆栈指示器堆栈指示器 SP指令译码器指令译码器 ID控制逻辑控制逻辑工作寄存器工作寄存器地址寄存器地址寄存器数据寄存器数据寄存器 ALU控制器四、微处理器的典型结构四、微处理器的典型结构图图1-1 微处

5、理器的典型结构微处理器的典型结构图图1-2 微型计算机的功能模块微型计算机的功能模块1.2.2微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构1.存储器存储器 用于存放程序代码及有关数据用于存放程序代码及有关数据. 地地 址址 译译 码码 器器地址地址 内容内容00 01 02 03 04 FF00单元单元01单元单元02单元单元03单元单元FF单元单元11010011101000100010011010011101 : :11100001ABDB控制控制CB图图1-2a 内存储器的结构内存储器的结构存储器由若干存储单元、地址译码器及相应的控制电路组成。存储器由若干存储单元、地址译码器及相应的控制电路

6、组成。 存储单元的内容：存储器由若干个单元组成，每个单元可存放存储单元的内容：存储器由若干个单元组成，每个单元可存放 8 位二进制信息位二进制信息 （通常也用两位十六进制数表示），这就是它们的内容。（通常也用两位十六进制数表示），这就是它们的内容。 存储单元的地址：为区分不同的单元，对这些单元分别编了号，这些编号即它存储单元的地址：为区分不同的单元，对这些单元分别编了号，这些编号即它 们的地址。们的地址。 存储器的读写操作：存储器中的不同存储单元，是由地址总线上送来的地址，存储器的读写操作：存储器中的不同存储单元，是由地址总线上送来的地址， 经过存储器中的地址译码器译码，选中该单元，然后根据经

7、过存储器中的地址译码器译码，选中该单元，然后根据 控制总线上的控制命令，进行相应的读些操作控制总线上的控制命令，进行相应的读些操作 总线：总线是微处理器、内存储器和总线：总线是微处理器、内存储器和I/O接口之接口之间相互交换信息的公共通路。间相互交换信息的公共通路。v总线按其传输的信号分为总线按其传输的信号分为 ：1数据总线数据总线DB（Data Bus）：数据总线用于）：数据总线用于CPU与其他部件之间传送信息，是双向的。与其他部件之间传送信息，是双向的。 2地址总线地址总线AB（Address Bus）：地址总线用于）：地址总线用于传送传送CPU要访问的存储单元或要访问的存储单元或I/O接

8、口的地址信接口的地址信号。号。 3控制总线控制总线CB（Control Bus）：控制总线是连）：控制总线是连接接CPU的控制部件和内存、的控制部件和内存、I/O设备等，用来控设备等，用来控制内存和制内存和I/O设备的全部工作。设备的全部工作。六、微型计算机系统的基本结构 对微机而言，总线可以分为以下四类：对微机而言，总线可以分为以下四类： 片内总线片内总线这种总线是微处理器的内总线，在微处理器内用来连接这种总线是微处理器的内总线，在微处理器内用来连接ALU、CU和和 寄存器组等逻辑功能单元。这种总线没有具体标准，由芯片生产厂寄存器组等逻辑功能单元。这种总线没有具体标准，由芯片生产厂 家自己确

9、定。家自己确定。 片总线（片间总线）片总线（片间总线）微处理器、存储器芯片、微处理器、存储器芯片、I/O接口芯片等之间的连接总线。接口芯片等之间的连接总线。 片间总线通常包括数据总线、地址总线和控制总线。片间总线通常包括数据总线、地址总线和控制总线。 内总线内总线 内总线是微型计算机系统内连接各插件板的总线。内总线是微型计算机系统内连接各插件板的总线。 内总线有不同的总线标准，如内总线有不同的总线标准，如 S-100总线总线(IEEE-696标标)，STD总线总线 ， IBM-PC（ISA、ESA、VSA、PCI）总线标准等，采用不同总线）总线标准等，采用不同总线 标准的功能板无法连接在标准的

10、功能板无法连接在 一起。一起。 v1.2.3 用三类总线构成的微机系统片总线，内总线，外总线。 CPU MI/O片总线片总线I/O接口板接口板外部设备外部设备内总线内总线外总线外总线v作业：1.1,1.5课堂练习v1、（ ）和（ ）合在一起称为中央处理器。v2、在计算机系统中，多个系统部件之间信息传送的公共通道称为（ ）。就其传送的信息的性质而言，在公共通道上传送的信息包括（ ）、（ ）和（ ）信息。运算器控制器总线数据地址控制v3、采用2的补码形式表示的8位二进制整数，其可表示的数的范围为（ ） A、 -128+127B、 -128+128 C、 -127+128D、 -127+127A计算

11、机中数据的表示与运算计算机中数据的表示与运算数据分类 数值数据、字符数据数据表示 字符数据的表示：ASCII码、汉字内码 数值数据的表示：1）原码、反码、补码2）BCD码v数的表示可采用原码，反码，补码等。在计算机中，数的表示为2进制补码形式。v原码：用最高位表示符号位，0正1负。其余位表示数的绝对值。v如56的原码表示为：00111000v-56的原码表示为：10111000v反码：用最高位表示符号位，0正1负。正数的反码与其原码相同，而负数的反码为其原码取反（除符号位）。v如56的反码表示为：00111000v-56的反码表示为：11000111v补码：用最高位表示符号位，0正1负。正数的补码与其原码相同，而负数的补码为其原码（除符号位外）按位取反，末位加1。v如56的补码表示为：00111000v-56的补码表示为：11001000v4、把十进制数100，-23表示成8位二进制数，或2位十六进制数。10001100100B64H-2311101001BE9H例1：有一个二进制代码10010101B1）如果表示的是二进制数，其真值=2）如果表示的是某数的补码，其真值=3）如果表示的是