《微机原理》课件

《微机原理》课件目录微机原理概述微处理器结构输入输出技术总线技术微机应用系统设计实验与实践环节微机原理概述0101微机原理是一门研究微型计算机的基本组成、工作原理及编程方法的课程。02它涵盖了计算机体系结构、汇编语言、接口技术等方面的知识。通过学习微机原理，学生可以了解计算机内部的工作原理，掌握汇编语言的编程技巧，以及如何设计和应用各种计算机接口技术。微机原理的定义0203了解微机系统的组成有助于学生更好地理解计算机的工作机制，为后续的编程和应用奠定基础。01微机系统由硬件和软件两部分组成。02硬件包括中央处理器、内存、输入输出设备等；软件则包括操作系统、应用程序等。微机系统的组成微机的发展经历了多个阶段，最早的微机是台式机，后来逐渐演变为笔记本电脑、平板电脑等便携式设备。随着技术的不断发展，微机的性能不断提升，功能也日益丰富。了解微机的发展历程可以让学生更好地把握计算机技术的发展趋势，为未来的学习和工作做好准备。010203微机的发展历程微处理器结构0201运算器执行算术和逻辑运算的部件，包括加法器、累加器、算术逻辑单元等。02控制器负责控制微处理器的操作流程，包括指令取指、指令译码、指令执行等阶段。03寄存器组用于存储运算结果、地址等信息，是微处理器内部的重要组成部件。微处理器的内部结构微处理器支持的指令集合，包括算术指令、逻辑指令、控制指令等。一种低级语言，与指令系统相对应，用于编写微处理器程序。指令系统汇编语言指令系统与汇编语言0102存储器层次结构从高速缓存到主存的存储器层次结构，以及各层次存储器的访问速度和容量。虚拟内存将物理内存和硬盘上的硬盘空间统一管理，实现内存空间的扩展。存储器管理中断与异常处理中断外部事件引起的微处理器暂停当前执行的程序，转而执行相应的中断处理程序。异常处理处理在程序运行过程中出现的异常情况，如除以零、溢出等。输入输出技术03输入输出接口是微机系统与外部设备进行信息交换的桥梁，它负责将外部设备的信号转换成微机能够识别的二进制代码，或将微机的二进制代码转换成外部设备能够识别的信号。输入输出接口定义输入输出接口一般由数据寄存器、状态寄存器和控制寄存器组成。数据寄存器用于暂存从外部设备输入的数据或微机发送给外部设备的数据；状态寄存器用于标识外部设备的状态；控制寄存器用于存放控制指令，以控制数据的输入输出操作。输入输出接口的组成输入输出接口并行接口是指数据以并行方式传输的接口。在并行接口中，多个数据位同时传输，因此数据传输速率较高，但需要较多的数据线。并行接口适用于近距离、高速数据传输的场合，如打印机等。并行接口串行接口是指数据以串行方式传输的接口。在串行接口中，数据一位一位地顺序传输，因此数据线较少，但传输速率较慢。串行接口适用于远距离、低速数据传输的场合，如串口通信等。串行接口并行接口与串行接口定时器定时器是一种用于产生固定时间延迟的电路。通过设置定时器的初始值，可以在指定的时间间隔后产生一个中断或触发一个事件。定时器在微机系统中广泛应用于时间间隔的控制和定时任务的调度。计数器计数器是一种用于计数的电路。它可以对外部事件进行计数，如脉冲信号的个数。计数器的计数值可以用来反映外部事件发生的次数，或者用来控制其他电路的行为。计数器在微机系统中广泛应用于事件计数、频率测量和脉冲信号的整形等方面。定时器与计数器总线技术04总线的分类根据传输方式，总线可分为并行总线和串行总线；根据连接方式，总线可分为内部总线和外部总线。总线的定义总线是一种内部连线，用于连接微机系统中的各个部件，实现它们之间的数据传输和控制信号传递。总线的定义与分类总线的数据传输方式包括单向传输和双向传输，双向传输又可分为半双工和全双工传输。数据传输速率是衡量总线性能的重要指标，通常以每秒传输的字节数（bps）或每秒传输的位数（bps）表示。数据传输方式数据传输速率总线的数据传在这种控制方式下，总线控制权由某一部件掌握，其他部件必须等待该部件释放总线控制权后才能使用总线。在这种控制方式下，每个部件都有自己的控制逻辑，可以独立地申请和释放总线控制权，从而实现动态分配总线资源。总线控制方式分散式控制方式集中式控制方式微机应用系统设计05硬件部分微处理器、存储器、输入输出设备等，是微机应用系统的物质基础。要点一要点二软件部分系统软件和应用软件，是微机应用系统的功能实现的关键。微机应用系统的组成自底向上设计法01从硬件开始，先设计最小系统，再逐步扩展和增加功能。02自顶向下设计法从软件开始，先设计总体结构和功能，再逐步细化硬件和软件部分。03软硬件协同设计法将硬件和软件作为一个整体进行设计，实现最优的性能和最小的资源消耗。微机应用系统的设计方法系统需求分析明确系统的功能需求、性能需求和约束条件。系统实现根据设计结果，进行编程、调试和测试。系统设计根据需求分析结果，进行系统总体设计和详细设计。系统维护对运行中的系统进行维护和升级，保证系统的稳定性和可靠性。微机应用系统的开发过程实验与实践环节06培养实验操作和编程能力，提高解决实际问题的能力。掌握微机系统的基本组成和工作原理。培养团队协作和沟通能力，增强创新意识。实验目的与要求01实验一：微机系统组成与连接02实验步骤031.了解微机系统的基本组成和工作原理。实验内容与步骤2.连接微机系统各部分，检查硬件连接是否正确。3.编写简单的汇编程序，测试微机系统的基本功能。实验二：汇编语言编程实验内容与步骤实验步骤1.学习汇编语言的指令系统和语法规则。2.编写简单的汇编程序，实现基本功能。实验内容与步骤实验内容与步骤010203实验三：中断与定时器实验步骤3.调试程序，解决编译和运行时出现的问题。1.学习微机系统中断和定时器的原理。3.测试中断和定时器的功能，观察实验结果。2.编写中断处理程序和定时器程序。实验内容与步骤1.报告中应包括实验目的、实验内容、实验步骤、