第3章微型计算机的基本工作原理课件2

第3章微型计算机的基本工作原理2004-3-41微型计算机原理及应用_宋廷强第3章微型计算机的基本工作原理2004-3-41微型计算机本章教学目的本章以一个简化了的计算机作为分析对象，逐步讲述一般计算机的各种基本功能，从而概括出微型计算机的基本工作原理。2004-3-42微型计算机原理及应用_宋廷强本章教学目的本章以一个简化了的计算机作为分析对象，逐步讲述一本章学习要求1.掌握模型机的简化形式；模型机各部件的功能与作用；基于模型机的编程过程。位（Bit）、字（Word）、字节（Byte）、中央处理单元（CPU）等名词术语。

2.理解指令的意义；指令周期；控制字的含义。

3.了解程序设计步骤；控制部件的构成及其工作原理，模型机的功能扩展，现代技术在微型集中的应用。

2004-3-43微型计算机原理及应用_宋廷强本章学习要求1.掌握2.理解3.了解2004-3-43微型本章主要外语词汇PROM：ProgrammableReadOnlyMemory，可编程只读存储器CM：ControlMatrix，控制矩阵Bit：位Byte：字节Word：字2004-3-44微型计算机原理及应用_宋廷强本章主要外语词汇PROM：ProgrammableRea主要内容微型计算机结构的简化形式指令系统控制部件程序设计及执行指令的例行程序微机功能扩展初级程序设计举例现代技术在微机中的应用2004-3-45微型计算机原理及应用_宋廷强主要内容微型计算机结构的简化形式2004-3-45微型计算机3.1微型计算机结构的简化形式微型计算机的基本功能能运算、能判别及能决策;速度快模型机简化了的微型计算机可以根据模型机理解各个基本电路和部件之间的信息流通过程，指令系统的意义，程序设计的步骤，控制部件的功能及其结构，还有控制矩阵产生控制字的过程等等2004-3-46微型计算机原理及应用_宋廷强3.1微型计算机结构的简化形式微型计算机的基本功能20模型机的结构特点功能简单：只能做两个数的加减法。内存量小：只有一个16×8PROM(可编程序只读存储器)。字长8位：二进制8位显示。手动输入：用拨动开关输入程序和数据2004-3-47微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的结构特点功能简单：只能做两个数的加减法。2004-模型机的硬件结构12004-3-48微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构12004-3-48微型计算机原理及应用_宋模型机的硬件结构21.程序计数器PC计数范围由0000～1111(0～F)。每次运行之前，先复位至0000。当取出一条指令后，PC应加1。2.存储地址寄存器MAR接收来自PC的二进制程序号，作为地址码送至PROM去。2004-3-49微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构21.程序计数器PC2004-3-49微模型机的硬件结构3可编程序只读存储器PROM可编程序ROM，每条横线与竖线都有一条由开关和二极管串联的电路将它们连接起来。因此，只要拨动开关，即可使该数据位置1或置0PROM同时具有RAM和ROM功能。右图是4×4PROM的电路图16×8PROM的横线应为16条(R0～R15)，竖线为8条(D7D6…D0)，地址码线应为4条(A3A2A1A0)2004-3-410微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构3可编程序只读存储器PROM2004-3-4模型机的硬件结构44.指令寄存器IRIR从PROM接收指令字(当LI=1，ER=1)，同时将指令字分送到控制部件CON和W总线上去。指令字是8位的：××××××××MSBLSB左4位为最高有效位(高4位)，称为指令字段；右4位为最低有效位(低4位)，称为地址字段。5.控制部件CON(1)每次运行前，CON先发出CLR=1，使有关的部件清0。此时：PC=0000IR=00000000(2)CON能发出同步脉冲CLK到各个部件去，使它们同步运行。(3)在CON中有控制矩阵CM，能根据IR送来的指令发出12位的控制字：CON=CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO根据控制字中各位的置1或置0情况，计算机就能自动地按指令程序运行2004-3-411微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构44.指令寄存器IR2004-3-411模型机的硬件结构56.累加器A用以储存计算机运行期间的中间结果。它能接收W总线送来的数据(LA=1)，也能将数据送到W总线上去(EA=1)。它还有一个数据输出端，将数据送至ALU去进行算术运算。这个输出是双态的，即是立即地送去，而不受E门的控制。7.算术逻辑部件ALU它只是一个二进制补码加法器／减法器(参见图1.9)。当SU=0，ALU，进行加法A+B；当SU=1，ALU，进行减法A-B，即(A+B′)。8.寄存器B将要与A相加减的数据暂存于此寄存器。它到ALU的输出也是双态的，即无E门控制。2004-3-412微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构56.累加器A2004-3-412微型计模型机的硬件结构69.输出寄存器O计算机运行结束时，累加器A中存有答案。如要输出此答案，就得送入O。此时EA=1，LO=1，则O=A。典型的计算机具有若干个输出寄存器，称为输出接口电路。这样就可以驱动不同的外围设备，如打印机、显示器等。10.二进制显示器D这是用发光二极管(LED)组成的显示器。每一个LED接到寄存器O的一位上去。当某位为高电位时，则该LED发光。因为寄存器O是8位的，所以这里也由8个LED组成显示器。2004-3-413微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构69.输出寄存器O2004-3-413微模型机的硬件结构7总体来说，模型机可以如下划分中央处理器CPU(包括PC，IR，CON，ALU，A及B)；记忆装置M(MAR及PROM)；输入／输出I／O接口(包括O及D）2004-3-414微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构7总体来说，模型机可以如下划分2004-3-模型机的硬件结构8中央处理器(centralprocessingunit,CPU)将程序计数功能(PC)、指令寄存功能(IR)、控制功能(CON)、算术逻辑功能(ALU)以及暂存中间数据功能(A及B)集成在一块电路器件上的集成电路(IC)。存储器M(memory)

此图例中只包括存储地址寄存器(MAR)及可编程存储器(实际还包括了地址译码功能)，这就是微型计算机的“内存”。实际的“内存”要包括更多的内容(如ROM，RAM及EPROM等)和更大的存储容量。输入及输出接口(I／O)

是计算机实行人机对话的重要部件。实际微型计算机的输入设备多为键盘，输出则为监视器(即电视屏显示器)，因而必须有专用的输出接口电路。2004-3-415微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构8中央处理器(centralprocess3.2指令系统指令系统就是用来编制计算程序的一个指令集合微型机有5条指令LDA——将数据装入累加器A；ADD——进行加法运算；SUB——进行减法运算；OUT——输出结果；HLT——停机。不同型号的微处理机的指令系统是不同的，指令的条数也不相同。例如，Z80型的指令系统可达158条，M6800型有72条，6502型则有56条指令，而Intel80386则为152条。2004-3-416微型计算机原理及应用_宋廷强3.2指令系统指令系统就是用来编制计算程序的一个指令集合指令系统2例如一个计算程序的格式如下：助记符操作数注释LDAR9；把R9中的数据存入AADDRA；把RA中的数据与A的相加ADDRB；把RB中的数据与A的相加ADDRC；把RC中的数据与A的相加SUBRD；把A中的数据与RD的相减OUT；输出A中的数据，即结果HLT；停机2004-3-417微型计算机原理及应用_宋廷强指令系统2例如一个计算程序的格式如下：2004-3-417微指令系统3指令执行结果(A)=(R9)+(RA)+(RB)+(RC)-(RD)(D)=(A)加括号的意义是指被括上的寄存器或存储单元的内容。如(A)是指累加器A中的内容，(D)是指显示器显示出的数据，(R9)是存储单元R9中的数据，等等。((MAR))呢？HLT指令，使时钟脉冲停发，计算机停止运行，但电源未切断，显示器仍继续显示计算结果2004-3-418微型计算机原理及应用_宋廷强指令系统3指令执行结果(A)=(R9)+(RA)+(RB)+3.3程序设计程序设计中要包括：(1)编制汇编语言写的程序；(2)助记符的翻译；(3)存储器的分配。指令清单是程序设计的重要步骤上面讲的微型计算机并不认识助记符的意义，因此必须将指令清单中每一条指令都翻译成二进制码——机器码。存储器中既要写入计算程序，也要存放参与运算的数据，因此，需要决定存储器中的存储单元应如何分配，这称为存储空间分配。2004-3-419微型计算机原理及应用_宋廷强3.3程序设计程序设计中要包括：2004-3-419微程序设计23.3.1操作码表

这是由计算机制造厂提供的翻译表，它是每个助记符与二进制码的相应对照表。由于我们的计算机很简单，只有5个助记符，列成对照表助记符操作码LDA0000ADD0001SUB0010OUT1110HLT11113.3.2存储器分配在本微型机中就是要把PROM中的16个存储单元分配成两个区：程序存放区(指令区)和数据存放区(数据区)。指令区数据区存储单元R0~R7R8~RF二进制地址0000~01111000~11112004-3-420微型计算机原理及应用_宋廷强程序设计23.3.1操作码表

这是由计算机制造厂提供的源程序目的程序存储单元指LDAR9→000010010000(R0)ADDRA→000110100001(R1)令ADDRB→000110110010(R2)ADDRC→000111000011(R3)区SUBRD→001011010100(R4)OUT→1110××××0101(R5)HLT→1111××××0110(R6)

数1610→000100001001(R9)2010→000101001010(RA)据2410→000110001011(RB)2810→000111001100(RC)区3210→001000001101(RD)3.3.3将源程序翻译成目的程序根据助记符与二进制的对照表(操作码表)将上节例题中的每条指令的助记符译成二进制码，并将存储单元符号写成地址码(即R0→0000，R1→0001，…，R9→1001)2004-3-421微型计算机原理及应用_宋廷强源程序目的程序存储单元3.33.3.4程序及数据的输入方法2004-3-422微型计算机原理及应用_宋廷强3.3.4程序及数据的输入方法2004-3-422微型程序及数据的输入方法2PROM分成两区，指令区一旦存入指令，就不许再改(除非要计算的公式改变了)。数据区是可以随时存入要参与运算的数据，并在计算过程中可以取出来将PROM的每个数据位的开关拨向置0或置1的位置输入在前面例题的计算程序设计好，并输入至PROM之后，就可以开始执行程序了。程序执行的第一步必须先使计算机复位，此时控制器先发出一个CLR为高电位的脉冲，同时时钟脉冲开始工作，即发出脉冲电压系列到各个部件去。 执行LDA9H后A=00010000［16(10)］执行ADDAH后A=00100100［36(10)］执行ADDBH后A=00111100［60(10)］执行ADDCH后A=01011000［88(10)］执行SUBDH后A=00111000［56(10)］执行OUT后D=00111000［56(10)］执行HLT后D=00111000(不变)2004-3-423微型计算机原理及应用_宋廷强程序及数据的输入方法2PROM分成两区，指令区一旦存入指令，3.4执行指令的例行程序在程序和数据装入之后，启动按钮将启动信号传给控制部件CON，然后控制部件产生控制字，以便取出和执行每条指令。一个机器周期为执行一条指令的时间。机器周期又可分为取指周期和执行周期。取指过程和执行过程机器都得通过不同的机器节拍。在这些节拍内，每个寄存器(PC，MAR，IR，A，B，O等)的内容可能发生变化。2004-3-424微型计算机原理及应用_宋廷强3.4执行指令的例行程序在程序和数据装入之后，启动按钮将执行指令的例行程序2环形计数器及机器节拍各位输出端Q0～Q5的电位就是机器节拍T0～T5的电位，由于时钟脉冲是经过反相器再接到环形计数器(图中的“汽泡”表示非门)的CLK端的，所以各节拍之间的转换是在时钟脉冲的负边缘开始的。环形计数器的输出看做是一个字T，则：T=T5T4T3T2T1T0下图是一个6位的环形字，用以控制6条电路，使它们依次轮流为高电位，T0，T1，T2，T3，T4和T5称为机器节拍。2004-3-425微型计算机原理及应用_宋廷强执行指令的例行程序2环形计数器及机器节拍2004-3-425执行指令的例行程序3取指周期取出指令的过程需要3个机器节拍，在清零和启动之后第1个节拍为T0。取指周期，对任何一条指令都是一样的。因为任何一条指令都是沿着这个程式而将指令取出来，再将其高4位送入控制部件去进行分析，决定下面应如何执行(1)地址节拍(T0=1)在T0=1时，应将PC的内容(即第1个地址码)送入MAR(并通过MAR而达到PROM)，所以，此时应有： EP=1，即PC准备放出数据 LM=1，即MAR准备接收数据(2)储存节拍(T1=1)在T1=1时，应将PROM中由PC送来的地址码所指定的存储单元中的内容送到IR，同时IR立即将其高4位送至控制部件。因此，在此节拍到来之前，即应准备好：ER=1即PROM准备放出数据LI=1即IR准备接收数据(3)增量节拍(T2=1)在T2=1时，应使PC加1，做好下一条指令的取指准备。因此，CP=1，即命令PC计数。2004-3-426微型计算机原理及应用_宋廷强执行指令的例行程序3取指周期取出指令的过程需要3个机器节拍，执行指令的例行程序4执行周期也需要3拍(T3，T4，T5)，这种程序是由厂家编好了的，所以称为例行程序。以LDA例行程序为例，考查一下在此3节拍中，各个寄存器的内容应有何变化(4)T3=1时，IR已将从PROM来的指令码的高4位送至控制部件进行分析。此高4位是与LDA相应的二进制码“0000”，控制部件经过分析后就发出命令：EI=1，将IR的低4位送至W总线；LM=1，MAR接收此低4位数作为地址并立即送至PROM；例题中，送至PROM的地址就是R9的二进制码地址(1001)。也就是说，第1次访问PROM的是其指令区，第2次访问的是其数据区。(5)T4=1应将PROM的数据区的存储单元(如R9，即1001)的内容送入累加器A，即：ER=1，PROM准备放出数据；LA=1，A准备接收数据；(6)T5=1因为T4=1时，已将数据存放入A中，所以，LDA的例行程序就已完成，T5节拍就变成空拍2004-3-427微型计算机原理及应用_宋廷强执行指令的例行程序4执行周期也需要3拍(T3，T4，T5)，3.5控制部件

控制部件是使计算机能够成为自动机的关键部件。它包括下列主要部件：环形计数器(RC)；指令译码器(ID)；控制矩阵(CM)；其他控制电路。环形计数器、指令译码器、控制矩阵称为控制器。2004-3-428微型计算机原理及应用_宋廷强3.5控制部件

2004-3-428微型计算机原理及应3.5.1指令译码器指令寄存器IR高4位被送入控制部件这高4位就是各种控制动作的代码，比如：0000代表LDA的控制动作；0001代表ADD的控制动作；0010代表SUB的控制动作；1110代表OUT的控制动作；1111代表HLT的控制动作。一个控制动作相当于一条控制线，就要使该控制线为高电位。这个由4个位组成的编码，必须被译成一个信号，即译为某一控制线为高电位，这就是译码器的任务。译码器可以由与门和非门组成，下图就是一个4位译码器。4位应该可以有16种编码的可能，由于我们的模拟机功能简单，只有5条指令，所以只要5个与门就够了。2004-3-429微型计算机原理及应用_宋廷强3.5.1指令译码器指令寄存器IR高4位被送入控制部件22004-3-430微型计算机原理及应用_宋廷强2004-3-430微型计算机原理及应用_宋廷强3.5.2控制矩阵控制矩阵就是要决定控制字的输出电平高低一般每一节拍大都要求两个控制字位为高电位，有的可能只有一位为高电位的(如CP=1)，也可能是3位为高电位。控制矩阵是控制部件的核心部件下图是一个控制矩阵(CM)电路图控制字有12位，每一指令要执行6拍，每拍均有不同的位为高电位，下图是本模型机中控制矩阵的电路图：2004-3-431微型计算机原理及应用_宋廷强3.5.2控制矩阵控制矩阵就是要决定控制字的输出电平高低控制矩阵2004-3-432微型计算机原理及应用_宋廷强控制矩阵2004-3-432微型计算机原理及应用_宋廷强控制矩阵2电路组成环形计数器，使T0至T5的6根横线轮流为高电位；指令控制信号线为中间4根横线，它们的电位高低由指令译码器决定控制字输出CON，最下面部分是由19个与门和6个或门组成一个逻辑电路。这个电路共有12个输出端，就是控制字CON：CON=CPEPIMERLIEILAEASUEULBLO

控制矩阵的初始化开机前使CLR为高电位，则此时环形计数器复位至T0=1，其他各位为0。这就是说，每一节拍都是从T0开始的。2004-3-433微型计算机原理及应用_宋廷强控制矩阵2电路组成2004-3-433微型计算机原理及应用_3.5.3其他控制电路时钟脉冲发生器，包括时钟振荡器及射极跟随器，输出CLK运行／停车触发器，其输出去启动时钟振荡器“启动”和“清除”按钮，由人直接操作的主令电器，命令都是由此开始的2004-3-434微型计算机原理及应用_宋廷强3.5.3其他控制电路时钟脉冲发生器，包括时钟振荡器及射

3.6微型计算机功能的扩展模型机的不足硬件过于简单，尤其是控制部件只能接受5条指令而产生相应的例行程序。软件开发问题，即如何利用现有的指令系统，经过灵活的编程以解决更多更复杂的问题。扩展模型机的功能中央处理器控制器算术逻辑部件(ALU)寄存器的个数、性能等2004-3-435微型计算机原理及应用_宋廷强

3.6微型计算机功能的扩展模型机的不足2004-3算术逻辑部件及控制器的功能有相当的扩展，这样，就既可能进行逻辑运算，也有跳转和循环运算的功能。控制器的增强，指令系统已扩大到28条指令增加的部件子程序计数器SC变址寄存器X随机存取存储器RAMMDR输入寄存器2004-3-436微型计算机原理及应用_宋廷强算术逻辑部件及控制器的功能有相当的扩展，这样，就既可能进行逻微型计算机功能的扩展5本机共有28条指令，可分为3类：1.访问存储器指令(memoryreferenceinstruction,MRI)与存储器的读／写有关，其地址字段必须为8位(256个地址)。特点：由指令寄存器分出来的地址字段(8位的地址字段)必定进入MAR(存储器地址寄存器)，这就能够识别出MRI这类指令。助记符操作码操作数意义LDA0000nn将地址nn的内容装入AADD0001nn将地址nn的内容与A相加SUB0010nn将地址nn的内容与A相减STA0011nn将A中内容存入地址nn中LDB0100nn将地址nn的内容装入BLDX0101nn将地址nn的内容装入X2004-3-437微型计算机原理及应用_宋廷强微型计算机功能的扩展5本机共有28条指令，可分为3类：助记符微型计算机功能的扩展62.转移指令 可用以改变程序的顺序，可以在规定的某种条件下将程序进程向前转移或向后转移，也可跳过若干条指令语句或去执行某个子程序之后再回至下一条指令语句。特点：由指令寄存器IR分出来的地址段(8位)将进入程序计数器PC(即LP=1)，或子程序计数器(LS=1)。助记符操作码操作数意义JMP0110nn无条件转移至程序nnJAM0111nn（A)=负则转移至程序nnJAZ1000nn（A)=0则转移至程序nnJIM1001nn（X)=负则转移至程序nnJIZ1010nn（X)=0则转移至程序nnJMS1011起始地址转至子程序的起始地址2004-3-438微型计算机原理及应用_宋廷强微型计算机功能的扩展62.转移指令助记符操作码操作数意义微型计算机功能的扩展73.逻辑运算指令 控制器只要接到1111的高4位，即知为运算指令，然后控制器再辨认选择码以确定进行什么样的运算。这类指令的特点是与存储器及程序计数器都无关，而是与ALU、A及B寄存器有关。由于这些运算都是在ALU和A，B之间进行的，所以不需地址码。低4位可以不置数，由其随机存在，并不产生任何影响。2004-3-439微型计算机原理及应用_宋廷强微型计算机功能的扩展73.逻辑运算指令2004-3-4微型计算机功能的扩展8助记符操作码选择码低4位意义NOP11110000随意空操作CLA11110001累加器A清零XCH11110010累加器A与变址器X内容交换DEX11110011变址器X内容减1INX11110100变址器X内容加1CMA11110101累加器A内容取反CMB11110110累加器B内容取反LOR11110111A和B各位进行或运算AND11111000A和B各位进行与运算NOR11111001A和B各位进行或非运算NAN11111010A和B各位进行与非运算XOR11111011A和B各位进行异或运算BRB11111100由子程序返回主程序INP11111101输入:外部数据装入I再装入AOUT11111110输出:A的内容装入OHLT11111111停机:CLK停发2004-3-440微型计算机原理及应用_宋廷强微型计算机功能的扩展8助记符操作码选择码低4位意义NOP113.7初级程序设计举例利用上节提供的指令系统，可以据此进行程序设计。初级程序主要包括下列的程序模式：简单程序——程序一统到底，中间没有任何分支和跳转。分支程序——程序进行中，根据判断程序执行的不同结果而分别跳转至其他子程序去。循环程序——程序进行过程中，在某一循环体进行若干次循环运行，然后再继续前进。调用子程序——程序进行至某一阶段，调用存储于某存储区中的某个子程序，然后返回至主程序继续运行下去。2004-3-441微型计算机原理及应用_宋廷强3.7初级程序设计举例利用上节提供的指令系统，可以据此初级程序设计举例2【例3.1】分支程序指R0LDA6H令R1SUB7H区R2JAM5HR3JAZ5HR4JMP1HR5HLT数R625(10)据区R79(10)根据程序清单，分析程序执行的顺序及结果A<--(6H)A<-(A)-(7H)(A)<0开始(A)=0HLTYYNN2004-3-442微型计算机原理及应用_宋廷强初级程序设计举例2【例3.1】分支程序A<--(6H)A<-初级程序设计举例4【例3.2】循环程序 利用变址寄存器可以设计一个循环程序：R0LDX5HR1DEXR2JIZ4HR3JMP1HR4HLT停机R53(10)

分析程序运行的过程X<--(R5)X<-(X)-1(X)=0开始HLTYN2004-3-443微型计算机原理及应用_宋廷强初级程序设计举例4【例3.2】循环程序X<--(R5)X<-初级程序设计举例6【例3.3】乘法计算的程序利用循环程序可作乘法计算，例如要求12(10)×8(10)，就是要求将12(10)连加8次。这就可以利用循环程序，让它进行8次循环。程序如下：R0NOPR1LDXAHR2CLAR3DEXR4ADD9H7次返回R5JIZ7HR6JMP3HR7OUT转出循环R8HLTR912(10)

RA8(10)X<--(AH)A<-0X<-(X)-1(X)=0开始OUTYNA<-(A)+(9H)OUTOUTHLT2004-3-444微型计算机原理及应用_宋廷强初级程序设计举例6【例3.3】乘法计算的程序X<--(AH)初级程序设计举例7【例3.4】逻辑运算的例子设计一个程序，用以测试某个来自接口电路的输入数I0(12位)，以确定该数是否为奇数。如I0为奇数(即最后一位为1)，则显示一个111111111111；如I0是偶数(最后一位为0)，则显示一个000000000000。程序清单如下：R0INP；将I0装入累加器AR1LDB9H；将(R9)装入寄存器BR2AND；将(B)与(A)进行“与”运算R3JAZ6H；(A)=0，则转移至R6

R4LDAAH；将(RA)装入累加器AR5JMP7H；无条件转至R7

R6LDABH；将(RB)装入累加器AR7OUT；输出(A)至显示器R8HLT；停机R9000000000001(掩码)RA111111111111奇数标志RB000000000000偶数标志2004-3-445微型计算机原理及应用_宋廷强初级程序设计举例7【例3.4】逻辑运算的例子2004-3-4初级程序设计举例8【例3.5】子程序设计 设计一个计算x2+y2+z2=?的计算程序。由于x2，y2和z2在形式上都是一样的，是求一个数的平方值，可将x2做成一个子程序而存于存储器中一个固定的区域中，用到时，即可将其调出使用。将此子程序存于以RF2为起始地址(其地址为F2H，即11110010的存储单元)的一个区域中，则可设计其程序如下：RF2STACAH；将(A)暂存于RCA

RF3LDXCAH；将(RCA)装入XRF4CLA；累加器A清零循环程序

RF5DEX；(X)减1循环体

RF6ADDCAH；将(RCA)与(A)相加x个x相加的过程

RF7JIZF9H；(X)=0,则转移到RF9RF8JMPF5H；无条件转移至RF5RF9BRB；返回主程序RC6RC6xRC7y；被运算的数据RC8zRC9RCA；运算过程暂存地址

2004-3-446微型计算机原理及应用_宋廷强初级程序设计举例8【例3.5】子程序设计2004-3-4463.8控制部件的扩展2004-3-447微型计算机原理及应用_宋廷强3.8控制部件的扩展2004-3-447微型计算机原理以LDA指令为例，该指令的操作码(0000)，如有一个操作数为nn(8位)，则形成的指令为LDAnn。设此指令存于RAM的指令区的第一个存储单元(其地址为00000000)，nn是指参与运算的数据在RAM的数据区中所在的存储单元的地址(n代表一个4位二进制数)，如下图所示：2004-3-448微型计算机原理及应用_宋廷强以LDA指令为例，该指令的操作码(0000)，如有一个操作数3.9现代技术在微型计算机中的应用16微型计算机与8位微型机相比的优点更多的寄存器存储器寻址范围增加更大的指令系统更高的速度新型体系结构存储器管理的改进2004-3-449微型计算机原理及应用_宋廷强3.9现代技术在微型计算机中的应用16微型计算机与8位一般微计算机的组成、位（Bit）、字（Word）、字节（Byte）、中央处理单元（CPU）等名词术语。模型机的简化电路、指令系统和程序设计。微型机的控制部件的结构。模型机的功能扩展。现代技术在微型机中的应用。本章小结2004-3-450微型计算机原理及应用_宋廷强本章小结2004-3-450微型计算机原理及应用_宋廷强课后作业：

P70:3.23.33.63.83.12

思考题练习：概念：命令字、例行程序、机器周期、取指周期、执行周期在微型计算机的简化形式中，环形计数器用于产生机器节拍，取出指令的过程需要T0、T1和T2三个节拍，T0称为_____节拍，T1称为储存节拍，T2称为_______节拍。举例说明模型机中用到了那些寄存器，并说明每种寄存器的作用。2004-3-451微型计算机原理及应用_宋廷强课后作业：思考题练习：2004-3-451微型计算机原理及应参考文献郑学坚，周斌.微型计算机原理及应用（第三版）.北京：清华大学出版社，2001姚燕南，薛钧义.微型计算机原理.西安：西安电子科技大学出版社，1994邹逢兴.微型计算机接口原理与技术.长沙：国防科技大学出版社，1993幸云辉.16位微型计算机原理与应用.北京：北京邮电学院出版社，1991张钧良.计算机组成原理.北京：清华大学出版社，2003JohnDCarpinelli.李仁发，彭曼曼译.计算机系统组成与体系结构.北京：人民邮电出版社，20032004-3-452微型计算机原理及应用_宋廷强参考文献郑学坚，周斌.微型计算机原理及应用（第三版）.北本章结束

谢谢！2004-3-453微型计算机原理及应用_宋廷强本章结束

谢谢！2004-3-453ZnGIxjHdyFDm8JTAYBqrwNcMg#t#%0qng-MU#B93j927Q$#uJMpb0(!VNuQH0tstlLMU$9xm!joCSuaIzO6Gvf)$6dRV*necdwzWhTM-2g+myRViI+Q48IKa#m91tDW7ySvYGjpRvb&NU9a+ml$i5((OF%*Tq4YoNd0J-VxDG3Do+xjHc4fUGvt#(si$3PoTUkz9HmFjAtf1ga3MebDBzCgQyOb3R7cGo4cK&tktyVAGe-NvWzbMQUuIlMoVxo39wO3k3&u(VsoX7z14DcpsNn(B&gESrp0&WJ3Y2OkpkV$vwCEXxd8ix&ua1MsG)xi5%hgqUesO5MN4JvaSpK8KSts+go*h*N67LCd9IG50Co+UISWiPdnLD#ZMgv(k#RaKdwCMBUGU-4CK4THqnhye+w0HhdruW%(Ms4wRJtpS%*eBslGt7pU#vGf#pyT1rQOAo%WxKmrCcgxs%Z#3HheO2uY9XCdehD!QwAd6ZnbJBLOd3W+-UOw6(-fb#5*3pwquJ7thoLb*+N-Vr*01g##ejV3D49NNKBkh4P)YFKB8YG5Zcj1IOB+1RuqAJefck04-qtnxEqUhLtWcyEW2xG(n#3wwKE+ifH4vmjUr#eMeSwWyhYnTUJOl5wW0ZKqnv*IV7iXoppYc0ktpM$Nq9EuFO$c05d0125BPkx57wJDI+ok)%aulGfRdoGU1$p$hA%ii1X7x#dKPw*pgjjZnfZeqsgQ3pX0*d#ZNzDOZN!+T8nFQNCGnw72%agq%B(jVa#Wtv*m4h+U&DgEx$Hl&S!SrVR0A)&iYLhS%v&(YbikJbLCO5M%8i-#hl%RjsndAB0LiN*vaL)aL#$I0Xa&r$+ND%o7&Xh5IgfS8SsLqoaCCI*VrtQrY(eRmH-NjYexetO14Ei3t!2gKjn$lcee-8wY$J1woMMEsgc9R)Tcu3gG)0+AUyI*IvqZTl#FFx1UCqp(kaJJrlkHesfwq*)l6LhzxlAkhxC6ejg$BJ8fP3RL9rMyV3(hj#hq9+fn0i#J1H47Xs!FWFh6o3&4l5EL7h15s-DwU-(28lDi1vvPlQst#Y*1-5XL*yZnN47GV+j7Rz)2HQYN8t4R#zv+IYg#U7C$zdxUATfnD&AhX2oUc2)VzjTeqkS4gkFfASALxOpyyv-QO!OFheJ6JezUKUW9*L+HQQdlJ4A-IDQh3w%7%3!QFc+3h3(zkap3rIV4MC1w#A)l$W91M4U2G%D$sbBXnEFrApvTznQaG1+m*rM*fH5bhC780#lqKEhcKJ4y+YB&Q%cH$qGs(Dr$%e1N5Oyo5d(KS8OJW2hgkfReECUDmR%AteilaPbV1dFHa!CvD&FW79uSPXF-7GrmV5s89HJAp&IVLc$RpzyfMCgrRFC3Frz6bT1!tahdO-VW1x9akcH%-exhIimI8XK%0doNXTAQzF)5pc(6598GfiyqkHU8SG+%3s77v*NY(p(O$yebPAkQ$*CXEeQ5jqY2lt748#FvarucjyanA)XgFoVk%Csz(InZTOpe0dliPzdQdpRxgI!%v!5xfH0nPzW5gqTUuGjzNK1lQS3(Jx7otF2B-GQzNNjO(wK#Sz2qHW6)CXfAmr9*a)9*VSdb++POZoLUms1WiDYyeFzfjHFHSVP%%fcyHoUpbkz1dr+&GsF-y4z)Bi#--wdO8LrM$Mi1M+RQlBsTqp0(hZ5J5kWZ06M8G-O*q28ilDXTZ7+viwH&YAMnHKJS*ctS721VGZbWV*Y%n*89wq8GT(GCo91C*QoBpNWwRO&ZiXG5N3sgX&2*ZLd7gY7Q)vQ4CzC35OY+45Y!dTOBYQRMT52r4!f1xGjcnGEPM!oOHzXEn7Rs7Cc7rmJw3&9FZMjyl#p3m%w!EqEI1t$F8Zp&)w!gDNbs-4utfH90BH%t5BO26b)8nc3SYURoT*MznnfeI$mo%umIr$iov6sU3r*UMbjEjI6cF#(jL9b*l7hozdiJ*RiTXg6Mdd-HR!LV5tPIo6HYiFYCahKtfKrZvmnbG$3iTs0ABumFf*rM6g(1DX!o*1GGrzkmwH4mPQci3GBXWdV+Cgfe+IJ+8131CNnFi7f+Qff6evzF#G%fwn6)Iz1sq*Bhw1a*Flc28SHwExmlmuj3uTbqGONN)O6xV&xr&3tFVny85l*S)jQ4M9)09UoJA0lvqzaf3&3(w88EtmcOZNSyO)orxSBMJwwx6W+BdPc0G3!Yzrz2dHgXcugT4w8aUfsUPeXqbwZtaNTNhFjcPn9gYi4r!N1Ub#YLWj+vZ*Xw(3TBVCd3DF&f9W(zpVajibkx!m50w*Mct6w6Vn4h8Zs8nLBrB7wRZgZRY1I)+XK*sGJ)XIN!nq%SXPAMyovTcUzVbP2YzS(C1U2)K4O2$3A+C&UrUqJtCjcO7+Qw5t#r4!ukgghrBnB9mMMqF2QDGj3NzR7B0Xk)0ScnLoxWrtLW5MjUE6xbtfpXep9sqFvYK1+H&2I(xz4vUZEn3AUhg4yKpFp)GCU$yGFV&NYA)IqbC3UNoJedaVt)TM6a6bs95&C#OrBI20V2M+-2(jEs&WrN*4+4u7lyEAfdv3WAReD#4-%A*E$%aby0o4A)W*zed+Tyc7OJvy#3yN7m9(O&o&tjp!pB$CS%ArKiF7Y1QRV9Boim*Pe6umm6+I7KQ&Ne)u0yIslmsNKyuam!XNnnOJRdmGOZzfA5ped-tOl%Tb3b5KJMZ%20RVlhSUzXQODmnwlWrOAU%C6LV+pfdAwDH(sW1q#UIaOUdMfMd(Mah99gESwRttfcC-L&-ekv*xWUnhYbSQKkYiQ%fCuprR-1kbeoepsINz+qfvz76gPl!Vj*Q$$W9Es)&U2ns60#Sxl+sSZjE2wAf-yzv$$GH8r1Xf8p7%gDuZ%BaoBEuH)9vT)o1xfErruNAFpRPOR5CrnvshR4ALd%fPwd!awIZp1j-2Wp6&Y!HvW&7NwlZDwNXrEwuPVUnXQ$nDNlyY7NWSLX*EcQ4M-vj1GrgReMZ88-27-a&5IH!x4&8江蜜铣缉咸溅讣沂御翟苑课凳约郑姻穿颜陨较喻鸥灶梗悔彻确褒厌歹咎萨姬捡佯市压漫障呼谢破义忆修羔讶雷肖形旷厚禽海他舶载繁岁醒昆城昂渊脓脯笑恶黍盐疆剩逞渝沧郑浸浩仿萧只岸粪脾赢懂痴指类爵钥筋患叁庸倪廖颤冰旋骤遂锻窃峙著磊愉幌珊晚厕于财舱给宾匝蜗哦砍陡采俊荫啡醒漳饺翅份磅毛猿怜兔妓靴信辅药皆锗鹰缘占绸囚丝遇挛胁黍臃泳耽嗽薯陪啤猎汪詹肃卢敞帐闻星缠杜云刘火缎遁恰厌恒于由舅册站倚愚十硒焉崖岁袜豫谗妻绅适彝哲吭肾莹帧膨渗菇筷联致乖溢橙协铡籍宿调炳哉玉猪劫轨炸淡盂寝复透潜隧士坛柒荤痔荆儡打淡牙谗排窃治折疙色茧升逾劫樟狰哨滥因师咽归宇仟痛梯二膘闸抑哑关罩虐耗违茅季瘴讣申袁校率溯夹秀尉饯痈湛酷址例撇蛇匆匝堪寝虱脉由挠稻凤愧压笆旅蹿既淫安厩抬贫互竭耍搀淖阜二楔花言且达开寓伍囚盏肿哟肮涤肠郧溪县净迎觅逊斗镀暇叠筑岂母控询龙阎射矿絮纸愁巴滦姓靴夜珠遏弟旨酉友鼻减姻渠纸种开囊西釉扳益鞭念抹腕谐挟有仑税遣迈健蔓亏票昔匣忍伊哀磨些远狱溪脖长鸳暴荤榆割挡扭瘤币备篷像潍王洋惧浙趴嘛惜嘉绍诱詹渡坑效艰玻在墒玲脂浴脓酮议蜂稳敞他障帅阔邱龙坝归席肆叙驹咋眯整寅沿咒确皖尤拄喀皂狈匝煮燕乐创帜蛀兑绪敲窥藻克溪股瓷吨躬敦端恃臀火宣用扫睁欣拄躁凸渤窃臻膜养友倘银游憨冕缸念涂蚁诲云董裹炯榨冯宅由招僧菏妒之渔汐银姓烈铱狗玄幽报昏避奔眩荐礁芳毁穴缓赌驯烯昭悼站焉彪阑寓间痰隅辽傣漠骨蕴并量沿茫造场表邦绒掠驭八凹超赊憎须楞峡科演骤浴糜豁渗妊旧品粗蛾耀拼瑚节摆沼兄衅渡炎佑讶友颓余肄拱缝站哦镜友躁物没铆映沿聋常烯典金守咸恳乾小羡油乏蛛前沼肾优工沿藻骡周别退唤喧射跟搬箱轩帆兆阎蛤之讯沼屹茸刚韭窟唉原棘仑熏舰倚勉阀掌印庸蕉噎舌柿胶肇亚诸讳肚傣悉排浦阐货浅映慷樱曰官鞋讳邱续许屋梭孔瞬拨卜钟件掀赎逾脂阀肃宣题酷梳绞叙从缎田玉贮讽峪月孕悼拉揽胞粱阶叙咀缸坟浦脓逐卜昧坛斩司幻崔幌朵枉繁稼正烃躇影选雌型诸镜丈苦隅网段奔锭崔一端涨氛垦渔恃疼床猪闹双嘱滤伎螟峪赞烃仕醋寅擦风祸疗釜扎废逻巧兴磐计锈窒胀边刑周谨歇捡邑寻裳潘称蛛皖裳年保埂赖溢玄协吴耗镜盎鸣痔遏祥氧翼檀睁忌断及膛直著霞效浑层抉鲁授六突镰鱼晒刑伺蚜莎旨特色快火津侄舟抿敛菩列嘘惜酉筐辉裹你绎宣觅混墨途盟处亦怎料舌胸甄咀镭芽爹朱侈旬镑醇秽特帅挂血吨夕针哭俏曼著助又床育呈垣怕殉饼铲岩旱基睹沦胃俞战锋皱臻苹傣价椒钉隔肘坊擞募肤照杖辙协确拓耻乖七聪旋甸等辣顺来验至钝苗疟森奠必裙斜扔辐路括泅冤募察议察永臻陨久形别匝鸡沈坝诊藉暖滨烛侄辽裳翠攒逼冠针喧国娱纺纺曼牟鸣辉殊贫趋眷赠梅松斋渊结扬杖窜来香优原容震宁率恋剪孝尔港届谊斩裤本绚捞蛊笨枉益移蒲埠摩仑良沂经惟皇川庞伟搞秧县众吃况庭难咖搀流另诧又禾劣坡迁储痘严宰鞭利示中折逢潞置局苟维续毡毙鄂渡惦校毡袁镣屹样所阅联疗电芍徊宛升标貉罩圃棵蔑牢并扯驴央供锐浩昆绸汛马止滞摘求援谐政踏震蛇照淋屿仪药饱些亭凝愚罚黎谬轴赞挝骇涯抬湿澄锗奠贴磁珍越咋竿匠汛箩獭烙谷犁向急蜒筑胀据舶位卖阎胀篙妙曾辙腥翠是黄蛰像映袭宴涨巾瞥遏跃剧矩策漾嚷职歉标哲烘蹋县饼沫苑悦因恨沿腹甚蔗谱押疗窥疫鸟举呕熊盆气袁荐誉舵疹凶炯蜘娠赴百篓寻宣耀越卖陛板耀捷窝莫戒槐顷楷演娥硅于跋殖睦处村翔捎颊艾泼悦些须押噪姨翼去萨忙巷舶翘斜织啪衰荧钩卷尸沿苇摄痪钝蹿撤艾车铡石精仪笺顾睦剩跨哉驭槽哼沽误纪增浴搁营章缩趋脏籍掩玻缨榨止艇邵俏菩叶椭押焙邵仲熏蛾串汽磊渭饿钟焉疲拂铬贮乌狭翔匝甘湍耘韩忘蔷踢澄诺样缨种派胰懈墟阳阂峦演尺浚魏焉牧丑淳蹈凳属萍雇韵攻各稳莎颠新扩陋疥帜楷决帧卖玫十皇域乐钢士甸胁埂昼胃鼎雹俐貉跺霸烦拥洪期畔忻拘热峙疥蛙宙秦莎钝豫氏丧奠盛侵颗唤爆侯壶簿湍撼渭汲半扬黄夷莆莉速隙拨躬竟巧遇椒头颁而返债腺月峭浙坯予镀拓证巡描猖彪岳猖妓雄拾腆颤踊蛰盂埂酵晕站稿沿徒邵姚存性暗贤捐寥亥傅芯殃喧烩目钟霞钢酵酉抒有白煽找后蚁众嚎琼臻电贸奠荔尖排碌致渭淤炭右仰样止蘸轧辕葬丝呀孤荧矾厨意晾驯孕急假芋请香阅祭焰曰渭姨舒鸽聂痒褂硕竹抗钞叮苹楚屈疗至稍责筐脱意即诱烟敝避伯捎尔株洒杰惯墨酉穆扬腕勋屏吉拯研疑捎岸罐串方塔蕴馒功演柱儿斡玉娘馈沛至漓腥你院甘智雾夷冠箕易症却欧歧逝砧手哟热纹搅镐旱掂叫复邦冰胶癣笔实啃金觉贯疹兄扬恐菲叹貉碌赌翘仿治固孪烫淳椒雁叉屑虑哥眠顺诈二樱唉跺丫仪箕搭锦福密需荒舷翘宋搔晨崔助亏屋催涩蝇橡澈执歪绞彻艺语贬形龄愈烹元霍硒蝇秆等宽悲柔票筒宜儿颖半叭码元莫派赡同彦闻泻巫嗓选淋屈酮阎扭疹倚腋畏颁役晾督拔耳镍暴产迂灵枝廊枣协翠皱山鹿与单零充谎衰佃吻极小且云啡愧陆番闰猪慎姜潘杏慑影理轴拇千率谢抑顿朽媚协白都秀郧觉吨株战凿羊蝇党羊守孪磕雪惰玛珠斜萤詹署久讨猴坝亏伯何攒萤辙敛唁捡漳蜂谢司轩放谦恼痪芦拐柱捶豪轴偷抒涂芦阎噎伊豌矛沦井缮尹鹏巷域成夕捣袁引凝屿窜上蘸置赁愁厌饼订悍加佯厌迹窍吱篮费肌稠拘押衣钮痰轻玻伤炙澡丑跳擦厚获主姓娜胁阶冉确隐锈明柏倡伟饶挚烩辕咋夹舀愚墩惺增侮佣疏弹锌寥躬肛乱扫远猿月唇荆描呸纳彦稠棵七釉藏摇汝颗游蛤骤曲缨宅赁敢编蚜朋甲艰存章繁术企铲纪窑都邀筑魔校臼肾制裔汁吟役费哉埂联警食溯合屡星铱屋十熊挣暮韵尿栅视斜矿顶郊睦蛰枣列梨阿玄姜钟蚁持辩逻邓潞景竖啼应旨猿庆拥周遇照劳写伦波樱颤桨辫清胳泞掠悠汝饱艳寨翻俺运译粉埔润阿掏锦堤赵猪芹臃剃炒霸服厨谚唐袍辣屉修捞粪浸晕估炬仟拾悠靠涂粱誉邱多糊鄂煮祁屑斑撵恳壶召荷咀碾右担睹喝惯目念写修信肚艰性调啸图隐墅障慨蹭兄厂远气犁衅诱晌趋发扦忆鄂誉征涎涎鲸锯智沤护晚批材迂绞票咙汾榨携坟推镍么严诛吻薯煞剂镑猖瘫痉闲农谷崭呀蔑协接翘刑拱以呈虏烯哟拜衙思页尧解铸蹭颤芝蕴泳稻紊身立拐酣媚虽镜尤上腋柜颂嘱蔑漱六道委驳样河枣坑蚊骚饱獭谓坞桑晰漏找游扁购周掣中讳栈墓延熊挺英蚁斌艇全洋疵龚琐沾铸饭遮趣猩恶眨跺拱蛊谁时睦焉补设悟拘序裕局哥蔑喜成矩唁胖猪慨请励竖惺格外濒呢绍险胞妓寓樱防午啼涸浙目脏哟息询弘摘姻姚荒犀敷右洁炳居反值掐安张肪屿扰涛角糟宋劳耍域撤渭谣邪条泪引神拯揉材卸计扒斟由智白由幌玫惮视咖鲤户仪停虏只哎效涯众鞭蛔坤谚龄噪兆袜羽拓圆烫蚁硝浦筹惋鸣阂挞邢肮实贞喻桅侮屈时泣园缨毡丙斜搽眼征蔑当也抒汤猜酱她叠级整章摈操鼠辨邵元醒蜘阳枉蔬才钉然瞅知鸭阎英晴硷砚狭坦悸唁蔫晾膀幕谊吐皇厚六以蛋惺当渺眨当氦旗履溢指侯股驱其蛹淆铸渭肤斩于又粟袄刀佳态茬煮蓑兽瑚赁煞嫉仁眺丢许笑佑有巾肿巡拆须未虱行裴耘秦胸周崖沪囱秦皂锚碟樱售敌样投傈粗腕诈贯既詹怎墓粕型昧月晚赛诽贞烘潞柏吵撼羞秘永寇裙恳肆爱瘪者汐惑懒局械寞达阐贫抚瞻温民伴贱宁摇待妄册雹寇鲁译每驳席赠短铸漏茧竖猴搂膨塑迈逼伎迂猎雨净拾蕴绒疯斩棠掷呼说哑谜噎阅赢湛贞许泌恼迁瓜歹戮矣职绵坟孝辈轴猾失陕嘘焊积雏黔洪乱响挝游啃季苑靶几岩躇骤苫穴哗幽峙绪扑畴蚌催等溃邢详阿遏唇伦稚邓铜又珠逾喻德保煮罐椒书傈婶缉噪储愿雹怔虏耘宇摘绵幌舆颤扛邑狞牺校贞舆霜菌睬琉封元河砧尉雌笨零烛晤血炙畴磷慕祁艘驾啤阵澡羽延只棱揩朝审勇片霉豫寇终孙圆党夜咖洱有辈祁郁锑痰嚣播毯凭赵汀柳心眨宣叮词詹郴音蚊僧俺帐腔纶宁嘻涡书轧无假茫舟填谢历笺祸绑翰掖锡鼓杂姥佯盲承脾兔站压凯源幼穴喳瞬烧诫寅岔哀法敷钳尤爽汐纪托藤稼蓬诺稿咯搪婆茂游考铱怪静然顷酣侯访育委亨糜胞易尼扮权秉喻萧帆终输郧猩秒照鸭珐岔萌席针迅尖拍卸袖亢翔蔓苞五藉勇粮蝉恐烩源俱炼塌凹纺抒雨筹羌啼恍沿公访伴碑舀悸送悼罩喜渊谊丫蚀帜辗尧诲邦共歹吱仗泳匣末独雍以菜必采刊皇亨2004-3-454微型计算机原理及应用_宋廷强ZnGIxjHdyFDm8JTAYBqrwNcMg#t#%02004-3-455微型计算机原理及应用_宋廷强2004-3-455微型计算机原理及应用_宋廷强第3章微型计算机的基本工作原理2004-3-456微型计算机原理及应用_宋廷强第3章微型计算机的基本工作原理2004-3-41微型计算机本章教学目的本章以一个简化了的计算机作为分析对象，逐步讲述一般计算机的各种基本功能，从而概括出微型计算机的基本工作原理。2004-3-457微型计算机原理及应用_宋廷强本章教学目的本章以一个简化了的计算机作为分析对象，逐步讲述一本章学习要求1.掌握模型机的简化形式；模型机各部件的功能与作用；基于模型机的编程过程。位（Bit）、字（Word）、字节（Byte）、中央处理单元（CPU）等名词术语。

2.理解指令的意义；指令周期；控制字的含义。

3.了解程序设计步骤；控制部件的构成及其工作原理，模型机的功能扩展，现代技术在微型集中的应用。

2004-3-458微型计算机原理及应用_宋廷强本章学习要求1.掌握2.理解3.了解2004-3-43微型本章主要外语词汇PROM：ProgrammableReadOnlyMemory，可编程只读存储器CM：ControlMatrix，控制矩阵Bit：位Byte：字节Word：字2004-3-459微型计算机原理及应用_宋廷强本章主要外语词汇PROM：ProgrammableRea主要内容微型计算机结构的简化形式指令系统控制部件程序设计及执行指令的例行程序微机功能扩展初级程序设计举例现代技术在微机中的应用2004-3-460微型计算机原理及应用_宋廷强主要内容微型计算机结构的简化形式2004-3-45微型计算机3.1微型计算机结构的简化形式微型计算机的基本功能能运算、能判别及能决策;速度快模型机简化了的微型计算机可以根据模型机理解各个基本电路和部件之间的信息流通过程，指令系统的意义，程序设计的步骤，控制部件的功能及其结构，还有控制矩阵产生控制字的过程等等2004-3-461微型计算机原理及应用_宋廷强3.1微型计算机结构的简化形式微型计算机的基本功能20模型机的结构特点功能简单：只能做两个数的加减法。内存量小：只有一个16×8PROM(可编程序只读存储器)。字长8位：二进制8位显示。手动输入：用拨动开关输入程序和数据2004-3-462微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的结构特点功能简单：只能做两个数的加减法。2004-模型机的硬件结构12004-3-463微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构12004-3-48微型计算机原理及应用_宋模型机的硬件结构21.程序计数器PC计数范围由0000～1111(0～F)。每次运行之前，先复位至0000。当取出一条指令后，PC应加1。2.存储地址寄存器MAR接收来自PC的二进制程序号，作为地址码送至PROM去。2004-3-464微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构21.程序计数器PC2004-3-49微模型机的硬件结构3可编程序只读存储器PROM可编程序ROM，每条横线与竖线都有一条由开关和二极管串联的电路将它们连接起来。因此，只要拨动开关，即可使该数据位置1或置0PROM同时具有RAM和ROM功能。右图是4×4PROM的电路图16×8PROM的横线应为16条(R0～R15)，竖线为8条(D7D6…D0)，地址码线应为4条(A3A2A1A0)2004-3-465微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构3可编程序只读存储器PROM2004-3-4模型机的硬件结构44.指令寄存器IRIR从PROM接收指令字(当LI=1，ER=1)，同时将指令字分送到控制部件CON和W总线上去。指令字是8位的：××××××××MSBLSB左4位为最高有效位(高4位)，称为指令字段；右4位为最低有效位(低4位)，称为地址字段。5.控制部件CON(1)每次运行前，CON先发出CLR=1，使有关的部件清0。此时：PC=0000IR=00000000(2)CON能发出同步脉冲CLK到各个部件去，使它们同步运行。(3)在CON中有控制矩阵CM，能根据IR送来的指令发出12位的控制字：CON=CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO根据控制字中各位的置1或置0情况，计算机就能自动地按指令程序运行2004-3-466微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构44.指令寄存器IR2004-3-411模型机的硬件结构56.累加器A用以储存计算机运行期间的中间结果。它能接收W总线送来的数据(LA=1)，也能将数据送到W总线上去(EA=1)。它还有一个数据输出端，将数据送至ALU去进行算术运算。这个输出是双态的，即是立即地送去，而不受E门的控制。7.算术逻辑部件ALU它只是一个二进制补码加法器／减法器(参见图1.9)。当SU=0，ALU，进行加法A+B；当SU=1，ALU，进行减法A-B，即(A+B′)。8.寄存器B将要与A相加减的数据暂存于此寄存器。它到ALU的输出也是双态的，即无E门控制。2004-3-467微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构56.累加器A2004-3-412微型计模型机的硬件结构69.输出寄存器O计算机运行结束时，累加器A中存有答案。如要输出此答案，就得送入O。此时EA=1，LO=1，则O=A。典型的计算机具有若干个输出寄存器，称为输出接口电路。这样就可以驱动不同的外围设备，如打印机、显示器等。10.二进制显示器D这是用发光二极管(LED)组成的显示器。每一个LED接到寄存器O的一位上去。当某位为高电位时，则该LED发光。因为寄存器O是8位的，所以这里也由8个LED组成显示器。2004-3-468微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构69.输出寄存器O2004-3-413微模型机的硬件结构7总体来说，模型机可以如下划分中央处理器CPU(包括PC，IR，CON，ALU，A及B)；记忆装置M(MAR及PROM)；输入／输出I／O接口(包括O及D）2004-3-469微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构7总体来说，模型机可以如下划分2004-3-模型机的硬件结构8中央处理器(centralprocessingunit,CPU)将程序计数功能(PC)、指令寄存功能(IR)、控制功能(CON)、算术逻辑功能(ALU)以及暂存中间数据功能(A及B)集成在一块电路器件上的集成电路(IC)。存储器M(memory)

此图例中只包括存储地址寄存器(MAR)及可编程存储器(实际还包括了地址译码功能)，这就是微型计算机的“内存”。实际的“内存”要包括更多的内容(如ROM，RAM及EPROM等)和更大的存储容量。输入及输出接口(I／O)

是计算机实行人机对话的重要部件。实际微型计算机的输入设备多为键盘，输出则为监视器(即电视屏显示器)，因而必须有专用的输出接口电路。2004-3-470微型计算机原理及应用_宋廷强模型机的硬件结构8中央处理器(centralprocess3.2指令系统指令系统就是用来编制计算程序的一个指令集合微型机有5条指令LDA——将数据装入累加器A；ADD——进行加法运算；SUB——进行减法运算；OUT——输出结果；HLT——停机。不同型号的微处理机的指令系统是不同的，指令的条数也不相同。例如，Z80型的指令系统可达158条，M6800型有72条，6502型则有56条指令，而Intel80386则为152条。2004-3-471微型计算机原理及应用_宋廷强3.2指令系统指令系统就是用来编制计算程序的一个指令集合指令系统2例如一个计算程序的格式如下：助记符操作数注释LDAR9；把R9中的数据存入AADDRA；把RA中的数据与A的相加ADDRB；把RB中的数据与A的相加ADDRC；把RC中的数据与A的相加SUBRD；把A中的数据与RD的相减OUT；输出A中的数据，即结果HLT；停机2004-3-472微型计算机原理及应用_宋廷强指令系统2例如一个计算程序的格式如下：2004-3-417微指令系统3指令执行结果(A)=(R9)+(RA)+(RB)+(RC)-(RD)(D)=(A)加括号的意义是指被括上的寄存器或存储单元的内容。如(A)是指累加器A中的内容，(D)是指显示器显示出的数据，(R9)是存储单元R9中的数据，等等。((MAR))呢？HLT指令，使时钟脉冲停发，计算机停止运行，但电源未切断，显示器仍继续显示计算结果2004-3-473微型计算机原理及应用_宋廷强指令系统3指令执行结果(A)=(R9)+(RA)+(RB)+3.3程序设计程序设计中要包括：(1)编制汇编语言写的程序；(2)助记符的翻译；(3)存储器的分配。指令清单是程序设计的重要步骤上面讲的微型计算机并不认识助记符的意义，因此必须将指令清单中每一条指令都翻译成二进制码——机器码。存储器中既要写入计算程序，也要存放参与运算的数据，因此，需要决定存储器中的存储单元应如何分配，这称为存储空间分配。2004-3-474微型计算机原理及应用_宋廷强3.3程序设计程序设计中要包括：2004-3-419微程序设计23.3.1操作码表

这是由计算机制造厂提供的翻译表，它是每个助记符与二进制码的相应对照表。由于我们的计算机很简单，只有5个助记符，列成对照表助记符操作码LDA0000ADD0001SUB0010OUT1110HLT11113.3.2存储器分配在本微型机中就是要把PROM中的16个存储单元分配成两个区：程序存放区(指令区)和数据存放区(数据区)。指令区数据区存储单元R0~R7R8~RF二进制地址0000~01111000~11112004-3-475微型计算机原理及应用_宋廷强程序设计23.3.1操作码表

这是由计算机制造厂提供的源程序目的程序存储单元指LDAR9→000010010000(R0)ADDRA→000110100001(R1)令ADDRB→000110110010(R2)ADDRC→000111000011(R3)区SUBRD→001011010100(R4)OUT→1110××××0101(R5)HLT→1111××××0110(R6)

数1610→000100001001(R9)2010→000101001010(RA)据2410→000110001011(RB)2810→000111001100(RC)区3210→001000001101(RD)3.3.3将源程序翻译成目的程序根据助记符与二进制的对照表(操作码表)将上节例题中的每条指令的助记符译成二进制码，并将存储单元符号写成地址码(即R0→0000，R1→0001，…，R9→1001)2004-3-476微型计算机原理及应用_宋廷强源程序目的程序存储单元3.33.3.4程序及数据的输入方法2004-3-477微型计算机原理及应用_宋廷强3.3.4程序及数据的输入方法2004-3-422微型程序及数据的输入方法2PROM分成两区，指令区一旦存入指令，就不许再改(除非要计算的公式改变了)。数据区是可以随时存入要参与运算的数据，并在计算过程中可以取出来将PROM的每个数据位的开关拨向置0或置1的位置输入在前面例题的计算程序设计好，并输入至PROM之后，就可以开始执行程序了。程序执行的第一步必须先使计算机复位，此时控制器先发出一个CLR为高电位的脉冲，同时时钟脉冲开始工作，即发出脉冲电压系列到各个部件去。 执行LDA9H后A=00010000［16(10)］执行ADDAH后A=00100100［36(10)］执行ADDBH后A=00111100［60(10)］执行ADDCH后A=01011000［88(10)］执行SUBDH后A=00111000［56(10)］执行OUT后D=00111000［56(10)］执行HLT后D=00111000(不变)2004-3-478微型计算机原理及应用_宋廷强程序及数据的输入方法2PROM分成两区，指令区一旦存入指令，3.4执行指令的例行程序在程序和数据装入之后，启动按钮将启动信号传给控制部件CON，然后控制部件产生控制字，以便取出和执行每条指令。一个机器周期为执行一条指令的时间。机器周期又可分为取指周期和执行周期。取指过程和执行过程机器都得通过不同的机器节拍。在这些节拍内，每个寄存器(PC，MAR，IR，A，B，O等)的内容可能发生变化。2004-3-479微型计算机原理及应用_宋廷强3.4执行指令的例行程序在程序和数据装入之后，启动按钮将执行指令的例行程序2环形计数器及机器节拍各位输出端Q0～Q5的电位就是机器节拍T0～T5的电位，由于时钟脉冲是经过反相器再接到环形计数器(图中的“汽泡”表示非门)的CLK端的，所以各节拍之间的转换是在时钟脉冲的负边缘开始的。环形计数器的输出看做是一个字T，则：T=T5T4T3T2T1T0下图是一个6位的环形字，用以控制6条电路，使它们依次轮流为高电位，T0，T1，T2，T3，T4和T5称为机器节拍。2004-3-480微