微型计算机原理及接口技术 林志贵 第1章 微型计算机基础知识

第1章基础知识

版

本章主要内容

§1.1概述

§1.2微机中的数制和数的表示

§1.3微机中常见的编码

§1.4二进制数的运算及其电路

2

原版配

1.1概述

§1.1.1微型计算机的发展

1.基本概念

(1)微处理器(MPU)

将中央处理单元(CPU)——控制器和运算器

集成在一片半导体芯片上。

(2)微型计算机

以微处理器MPU为核心，再配以相应的半导体

存储器(ROM、RAM等)、I/O接口和中断系

统等，并由系统总线连接起来组装在一块或数

块印刷电路版上构成的计算机。

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§1.1.1微型计算机的发展

3.单板微型计算机（）

把微处理器、半导体存储器、I/O接口和中断电

路等芯片组装在一块印刷电路板上的微型计算

机。

4.单片微型计算机（）

把微处理器、半导体存储器、I/O接口和中断系统集成

在一块硅片上的具有完整功能的微型计算机。

5.微型计算机系统

以微型计算机为核心，再配以相应的外围设备、电

源、辅助电路和控制微型计算机工作的软件就构成了

完整的微型计算机系统。目的：完成一定的功能。

4

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§1.1.1微型计算机的发展

2.微型计算机的发展

第一代一8位机

智能芯片Intel4004（航天）微处理器（MPU）

对4位二进制数进行运算

Intel8008（8位）

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§1.1.1微型计算机的发展

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§1.1.1微型计算机的发展

第二代8086/8088—16位机

内部结构一样

8086数据线16位

8088数据线8位（准16位机）

第三代80286—加强型16位机

里程碑虚拟存储器描述符

第四代80386/80486—32位机

段页式管理，提高内存使用率

§1.1.1微型计算机的发展

第五代80586—32位机93年

Pentium“奔腾”废弃了传统的三总线结构

采用南北桥芯片组，PCI总线

多媒体信息处理

Pro・P6—32位机96年

加强型的“奔腾机”750MHz

PIIPHICY

，2006年Intel公司推出32位全新Core架

构的Core型微处理器〜

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1.1概述

§1.1.2微型计算机系统组成

「CPU

9

版住

1.1.2微型计算机系统组成

DB

AB

CB

主机结构突出特点是模块化结构

总线结构，系统中各部件“”在总线上

1.1.2微型计算机系统组成

1.CPU（中央处理单元）

MPU（微处理器）嵌入系统中与其他电路

及芯片组合称为

微机的部件，主要由运算器和控制器构成

•运算器（ALU）主要负责算术运算和逻辑运算

•控制器由指令寄存器、指令译码器和控制电路组成

并按指令的要求对微机各部件发出相应的控制信息

1.1.2微型计算机系统组成

2.内存储器（主存）

用于“记忆”信息的存储元件，均采用集成

度高，容量大，体积小，功耗低的半导体存储

器芯片

基本单位，规定二进制数

称为一个

01001101

12

1.1.2微型计算机系统组成

一个字节数据空间称为一个存储单元，其中

每一位称为IBit

微机的存储器是由许多存储单元集合而成，

每一个存储单元唯一的对应一个单元地址，也

称为存储器的物理地址，微机中的地址一般都

用数表示，如30H

CPU执行访问内存的指令时，按指定的单元

地址对相应存储单元进行“读、写”操作。

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1.1.2微型计算机系统组成

啜

取

存

读

储

单

元

写

数

存储器容量（s）=存储单元数（p）X数据位数（i）

1O24B=1KB1O24KB=1MB

1O24MB=1GB1O24GB=1TB

1.1.2微型计算机系统组成

微机一条指令所能处理的一个基本信息

单位

例：一个数据（25、35.67、-0.0038……；）—

个字符（A、a、#.....）等均称为一个字

一个基本信息单位所占用的最大二进

制位数

15

版配

1.1.2微型计算机系统组成

字长是微机的主要性能指标之一!

字长越长的微机，其运算速度越快，数的表示

范围越宽，数据的运算精度越高，机器的整体功

能越强

51单片机字长为8位，称为8位机

8086/8088CPU字长为16位，称为16位机

80386、80486>80586(pentium)为32位机,

2001年推出的Itanium为64位机

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1.1.2微型计算机系统组成

3.总线一|传送信息的公共导线

根据传送信息的内容与作用不同，总线分为：

数据总线DB(DataBus)

地址总线AB(AddressBus)

控制总线CB(ControlBus)

①数据总线DB：传输数据信息

其宽度(根数)与MPU提供的数据线的引脚数

有关，表示微机的

17

1.1.2微型计算机系统组成

②控制总线CB：传送各种控制信号和状态信号

对于每一根来说是单向传送的

③地址总线AB：

CPU执行指令时，用于单向传送地址信息

地

址指令代码在存储器中的地址信息

信

息

操作数在存储器中的地址信息

18

1.1.2微型计算机系统组成

AB的宽度决定了微机系统的最大寻址能力

最大寻址空间=2N,其中N为AB的宽度

例：

8086/8088CPUN=20

最大寻址空间22O=1MB

51单片机N=16

最大寻址空间=216=65536B=64KB

19

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1.1.2微型计算机系统组成

4.地址译码电路

凡是“挂”在总线上部件都被系统分配一个地

址域，CPU访问某部件时，由指令提供被访问

部件的地址信息，该地址信息经地址译码电路

译码后唯一的产生一个选通信号（也称片选信

）,将被选中的部件“”打开，使得数据得

以传输

20

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1.1.2微型计算机系统组成

5.接口

接口是主机与外设连接的必然通路，是必

经的“桥梁”。每个可包含若干个，每

个端口对应一个端口地址，可由指令按地址访

问端口

接口功能：

①隔离主机与外设之间的数据

②向外设传输控制信号和接收外设的状态信号

③数据类型的转换

21

1.1概述

§1.1.3微型计算机的分类

：1位、4位、8位、32位和64位机等

:可分为单片机和多片机

:单板机和多板机等

22

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1.1概述

§1.1.4微型计算机的主要性能指标

1.字长

例如，8086/8088CPU内部寄存器为16位，所以字

长为为位,称为16位机，80386、80486>80586

(pentium)字长均为32位，故均称为32位机

字长越长的微机，其运算速度越快，数的表示范

围越宽，数据的运算精度越高，机器的整体功能

越强。

23

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1.1.4微型计算机的主要性能指标

2.存储器容量

存储二进制信息的基本单位是位（b）。一般把8

个二进制位组成的基本单元叫做字节（B）。

微机中通常以字节为单位表示存储容量，并且将

1024B简称为1KB

1024KB简称为1MB（兆字节）

1024MB简称为1GB（吉字节）

1024GB简称为1TB（太字节）

存储器容量包括内存容量和外存容量。

1.1.4微型计算机的主要性能指标

3.运算速度

微机的运算速度一般用每秒钟所能执行的指令条

数来表示。

4.系统总线

系统总线的性能主要表现为它所支持的数据传送位

数和总线工作时钟的频率。数据传送位数越多，

总线工作时钟频率越高，则系统总线的信息吞吐

率就越高，微机系统的性能就越强。

25

1.1.4微型计算机的主要性能指标

5.外设扩展能力

这主要指微机系统配接各种外部设备的可能性、

灵活性和适应性。

6.软件配置情况

软件是微机系统必不可少的重要组成部分，它配

置是否齐全，功能的强弱，是否支持多任务、多

用户操作等都是微机硬件系统性能可否得到充分

发挥的重要因素。

26

1.2微机中的数制和数的表示

§L2.1数制的基与权

数值所使用的数码的个数称为基；数值每一位所

具有的值称为权。

的基为“10”,即它使用的数码为0,1,2,

3,4,5,6,7,8,9共有10个。十进制各位的权

是以10为底的幕，用表示，如十进制数

523791D

52|379|1

10510410310210110°

十万万千百十

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1.2.1数制的权与基

的基为“2”，即其使用的数码为0、1,共两

个。

二进制各位的权是a

进制数110111B

的基为“8”,即其数码共有8个：0,1,2,

3,4,5,6,7o八进制的权为以8为底的幕

的基为“16”,即其数码共有16个：0,1,

2,3,4,5,6,7,9,A,B,C,D,E,F。

28

十六进制的权为以16为底的幕

1.2微机中的数制和数的表示

§1.2.2数制的转换方法

1.十进制数转换成二进制数的方法

：用2除该十进制数可得商数及余数，则此余数

为二进制代码的最小有效位(LSB)的值。再用2

除该商数，又得商数及余数，则此余数为LSB左

邻的二进制数代码。用同样的方法继续用2除下

去，就可得到该十进制数的二进制代码

29

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1.2.2数制的转换方法

例11求13的二进制代码。其过程如下:

01

2)1

_1

2130（由上往下读，可从左至右写出二进制代码）

返1

2）13

结果为：1101B。

如果十进制小数要转换成二进制小数，则要采取“乘

2取整法”（乘以基数正序取整）。

30

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1.2.2数制的转换方法

一个十进制的小数乘以2之后可能有进位使整数位为

1（当该小数大于0.5时），也可能没有进位，其

整数位仍为0（当该小数小于0.5时）。这些整数

位的结果即为二进制的小数位结果。

例1-2求十进制数0.625的二进制数。

用乘法的竖式计算，步骤如下：

0.625

x2

—LZT整数部为1,即二进制小数后第一位为1。

0.25

x2

—O50-整数部为0,即二进制小数后第二位为0。

0.50

1.00整数部为1,即二进制小数后第三位为1。

1.2.2数制的转换方法

2.二进制数转换成十进制数的方法

：由二进制数各位的权乘以各位的数（0或1）

再加起来就得到十进制数

例1-3求二进制数101011B的十进制数。

32

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1.2.2数制的转换方法

例1-4求二进制数0101B的十进制数.

二进制数小数各位的权是2』、2-2...

：（1）一个二进制数可以准确地转换为十进制

数，而一个带小数的十进制数不一定能够准确地

用二进制数来表示。

（2）带小数的十进制数在转换为二进制数时，以小

数点为界，整数和小数要分别转换。

___________________________________________一版教学配套课件_______________________________________________

1.2微机中的数制和数的表示

§1.2.3二进制数的表示

1.的表示法

一个二进制数N可以表示为如下形式:

n-\

NB=£B,X2,

i--m

其中，〃为二进制数N整数部分的位数；机为二进制

数N小数部分的位数；分为二进制数字符号0或1。

例如：1101.1B=1X23+1X22+0X20+1X2」。

34

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1.2.3二进制数的表示

2.带符号数的表示法

(1)原码

数”的原码记作㈤原，如机器字长为〃，则原码的

定义如下：___________________________

x,0<x<2n-1-l

=<

2〃T+X,-(2^-1)<%<0

例如，当〃=8时，

[+1]原=00000001B,[+127]原=01111111B

[-1]原=10000001B,[-127]原=11111111B

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1.2.3二进制数的表示

当〃二16时，

[+1]原=0000000000000001B,[+127]^=00000000

01111111B

[-1]原=1000000000000001B,[-127]^=10000000

01111111B

：原码表示法中，最高位为符号位，正数为0,

负数为1。其余〃・1位表示数的绝对值。原码表示

数的范是_(2"一1—1)+(2"T-1)o8位二进制原码表示

数的范是・127~+127,16位二进制原码表示数的

范围是・32767~+32767。

36

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1.2.3二进制数的表示

(2)反码

数”的反码记作国反，如机器字长为〃，反码定义

如下:72-1

X,0<x<2-1

［幻反=,

(2〃—1)—x,-(2/?-I-l)<x<0

例如，当〃=8时，

[+1]反=00000001B,[+127]反=01111111B

[-1]£=11111110B,[・127]反=10000000B

：最高位仍为符号位，正数为0,负数为I。反

n-1

码表示数的范【是-(2-1)(2〃T—1)o8位二进制数

反码表示数的范是・127~+127,16位二进制数反

码表示数的范围悬目?Z6Zr3y仰。

1.2.3二进制数的表示

(3)补码

数”的补码记作［划补，当机器字长为〃时，补码定

义如下：

X,0<x<2n-1-l

2〃—x,-2'1-1<x<0

例如，当〃=8时,

[+1]补=00000001B,[+127]补=01111111B

[-l]|h=28-l-ll=llllllllB,[-127]^=28-1-1271

=10000001B

：最高位仍为符号位，正数为0,负数为1。补

+(2/,-1-1)

码表示数的范围是-2〃一|o8位二进制数补

码表示数的范是・127、+127,16位二进制数补码

1.2.3二进制数的表示

3.真值与补码之间的转换

（1）真值转换为补码

根据补码的定义可以完成真值到补码的转换。

（2）补码转换为真值

转换为真值比较简单，由于正数的补码是

其本身，因此，正数补码的真值㈤补（

与其对应的正数之间存在如下关系：

国补一壑适乱一一［向补一一触里一一㈤补

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1.2.3二进制数的表示

是将一个二进制数按位求反加1的运算

例1・5求下列数的补码。

①设x=+127D,求国补。

应用十进制数转换为二进制数的原则，可以得出

x=01111111Bo故［划补=［+127］补

②设x=・127D,求国补。

对［x］补进行求补运算便可得到［・x］补。因此，［划补=［.

127］补=［+127］补01111111B+1=10000001Bo

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1.2.3二进制数的表示

例1・6求以下补码的真值。

①设［划补=01111110B,求“。

该补码的最高位为“0”,即符号位为“0”，该补码对

应的真值是正数。则%=国补=01111110B

=+126Do

②设㈤补=10000010B,求X。

因为该补码的最高位为“1”,即符号位为“1”,该补

1x1==B+l=01111101B+1=01111110

B=+126D

贝k=・126D。41

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1.2微机中的数制和数的表示

§1.2.4微机中数的表示

定点法

浮点法

浮点机：用浮点表示的微机（PC机）

定点机：用定点表示的微机（51单片机）

定点法表示整数，浮点法表示实数

42

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1.2.4微机中数的表示

L定点表示（单片机）

纯整数形式

I纯小数形式

定点机中通常采用纯整数形式，以8位机为例,

用8位二进制数表示一个纯整数，格式如下：

Pf

二^一卜数点

尾软s

Pf为符号位：0—正数，1一负数

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1.2.4微机中数的表示

例：数35的定点表示：|°|°||°|°|°|||

0I0III0I0I0I1I1

数.48的定点表示：一一一一一一一L

10110000

在微机中，对于带正、负号的数，其符号被数码

化了，这种表示数据的形式称为机器数

注：机器数并不是指微机中的数

44

1.2.4微机中数的表示

2.浮点表示（必须带小数点）

对于任意一个二进制数N总可以表示为：

N=SX2P

其中S是数N的尾数，P是数N的阶码。格式如

下：

Pf阶码PSf尾数S

Pf为阶码的符号位，0■正，1■负

Sf为尾数的符号位，0.正，1.负

45

版配

1.2.4微机中数的表示

111.0101B=1.110101X210B

=0.111010X211B

当阶码P取不同数值时，尾数小数点位置

是可以变动的，因此称为浮点法数。

为了使微机在运行过程中不丢失有效

数字，提高运算精度，一般都采用二进

制浮点规格化数，所谓浮点是指

1/2<ISI<1；即小数点后面的一位必须为

L小数点前面一位为0

46

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1.2.4微机中数的表示

：若有二进制数0.0011010B,规格化后的形式为

0.11010X210B

用8位二进制数的格式将其表示为浮点数：

10100110

Pf-----'Sf----------------

Ps

规格化后尾数超出三位小数部分自动舍去，所以

用浮点数表示有可能产生误差

47

原版配

1.2.4微机中数的表示

为:

注：1）规格化后尾数超出三位小数部分自动舍去，所以用

浮点数表示有可能产生误差。

2）当微机字长确定以后，阶码与尾数所占的位数由操作系

统决定。

当阶码越长则尾数越短，数的表示范围越宽，但精度

低;

当阶码越短则尾数越长，数的表示范越窄，但精度高

48

1.2.4微机中数的表示

练习题

将下列十进制数用浮点表示法表示:

①-3.756

②+0.573

答案：

①00101111

②00000100

49

1.3微机的编码

问题：对于一些数据、字符、汉字等信息在微机

中如何表示？

微机编码：用规定好的二进制组合表示

数据、字符、汉字等信息

§1.3.1ASCII码

ASCII码是美国标准信息交换码，有两种版本

50

原版配

1.3.1ASCH码

7位二进制数表示一个字符，早期用于电信

行业，后被移植入微机，可表示128个字符

个rio个十进制数字

96形

图Y52个英文字符

字

符

、34个其他字符

32个「回车符、换行符、退格符

控制J

字符L设备控制符和信息分隔符等

51

1.3.1ASCH码

采用8位二进制数表示一个字符的ASCn

码，最高位为扩展位，最高位若为0,则为基

本ASCH码。最高位为1,则为扩展的ASCII

码，一般用来表示键盘上不可显示的功能键

编码

ASCn码表中：

A〜Z的ASCII编码是41H〜5AH

的ASCII编码是

的ASCII编码是

52

1.3微机的编码

§1.3.2BCD码

在微机中用二进制数表示十进制数的方法

很多，常用的有8421BCD码，即用四位二进

制数表示一位十进制数，因组成它的4位二进

制数码的权为8、4、2、1而得名。

（参看8421BCD码表）

53

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1.3.2BCD码

8421BCD编码表

十进制数8421B.十进制数3421码

00000B81000B

10001B91001B

20010B1000010000B

30011B1100010001B

40100B1200010010B

50101B1300010011B

60110B1400010100B

70111B1500010101B

4位二进制数称为一位8421BCD码字

54

原版教学课件

1.3.2BCD码

BCD码与非BCD码

「0OOOOBA1O1OB]

10001BB1O11B

非BCD码

20010BC11OOB

30011BD11O1B》冗余码

40100BE111OB非法码

BCDfi^K50101BF1111BJ

60110B

70111B在0〜9之间十进制数的

81OOOBBCD码与十六进制是相同的,

191OO1B

10以后的称为非BCD码

55

1.3.2BCD码

1.压缩BCD码

是一个字节中存放两个十进制数字位

：将十进制数8962用压缩BCD码表示

100010010110001010001001

在主存中存放形式：01100010

2,非压缩BCD码

是指每个字节中只存放一个十进制数字位

00001000

：将十进制数8962用非压缩BCD码表示

00001001

00001000000010010000011000000010

00000110

在主存中存放形式：“

00000010

原版教学配套课

1.3.2BCD码

3.BCD码力口法运算

BCD加法就是按“逢十进位”的原则进行相加，

其和也是一个BCD数。但微机只能进行二进制

加法，在相邻BCD码字之间只能“逢十六进

位”。导致出现非BCD码。因此需要对结果进

行调整，做到“逢十进位”

57

1.3.2BCD码

34+62=

[34]BCD=00110100B

+[62]BCD=01100010B

10010110B'结果仍为BCD码

58

原版

1.3.2BCD码

：89+95=

[89]RCn=10001001B

+[95]BCD=10010101B

100011110B—运算结果的低4位出现非BCD码

+01100110B高4位出现进位，均应做加6调整

进位一110000100B一结果仍为BCD码

59

1.3.2BCD码

：48+69=

[48]BCD=01001000B

+[69]JRL>KC-xJDL/=01101001B

低位向高位产生进位,

10110001B*高位出现非BCD码

+01100110B<均应作加6调整

进位一＞100010111B一结果仍为BCD码

相加结果为无符号数，最高位进位有效

60

原版教学配套课

1.3.2BCD码

总结:

在BCD加法过程中，进制不同导致出现

非BCD码或向高位产生进位，使运算结

果不正确。在这种情况下均应作加6调整，

以补上多拿走的6。十进制调整在微机中有

专门的调整电路自动完成

61

1.3.2BCD码

练习题

①[65]BCD+[78]BCD=

②[35]BCD+182]BCD二

62

1.3.2BCD码

4.BCD码减法运算

BCD码减法运算与加法运算同理

减法运算的：在运算过程中某位出现借

位或非BCD码，相应位作减6调整，减去多借的

6o也是有专门的指令来完成的

例：58-25=33

[58]BCD=01011000B

・[25]BCD=00100101B

00110011B一结果仍为BCD码

1.3.2BCD码

：35-28=

[35]=00110101B-f”

BBCD-低四位向局四位借位

-[28]RCn=00101000B

00001101B一运算结果的低4位出现非BCD码

-00000110B一个位做减6调整

00000111B-结果仍为BCD码

64

1.3.2BCD码

练习题

①[95]BCD”78]BCD二

②[85]BCD-[27]BCD=

65

原版

1.4二进制数的运算及其电路

§1.4.1二进制数的运算

1.二进制数的

运算规则：

0+0=0

0+1=1

1+0=1

1+1=0（进位1）

66

原版教学配套课件

1.4.1二进制数的运算

运算规则：

0-0=0

1-1=0

1-0=1

0-1=1（有借位）

运算规则：

0X0=lX0=0Xl=0

1X1=1

运算规则：

二进制数的除法是乘法的逆运算

原版教学配套课

1.4.1二进制数的运算

2.二进制数的逻辑运算

“与”运算（）

“或，运算（）

1.4.1二进制数的运算

A

“非，，运算（）

“异或”运算（）

原版

1.4.1二进制数的运算

例1-12已知A=11110101B,B-00110000B,贝小

A=0000101|0B

AAB=00110000B

11110101

Aooiioooo

00110000

AVB=11110101B

mioioi

V00110000

11110101

AeB=11000101B

11110101

■00110000

11000101

原版教学配套课件

1.4二进制数的运算及其电路

§1.4.2力口法器

微机中的运算都是在运算器中运行的，

运算器是由加法器构成的，只会做二进制加

法运算，一位二进制全加器电路如图所示:

全加器真值表

AiBiCiSiCi+1

00000

FA00110

-C01010

01101

10010

10101

11001

711111]

原版教学配套课

1.4二进制数的运算及其电路

§1.4.3二进制数的加法/减法电路

OVcsSS------------------s

1Iu0

abba

7765b5-----------------aQbQ

72

原版教学配套课件

1.4.3二进制数的加法/减法电路

2a3a4a5a6a7为被加数/被减数

b°bib2b3b4b5b6b7为加数/减数

S°S1S2s3s4s5s6s7为和或差

C]C2c3c4c5c6c7c8为加法运算中

低位向高位的进位

SUB为加减控制信号

73

原版配

1.4.3二进制数的加法/减法电路

当执行运算指令时，SUB=O,图中

各异或逻辑门均为同相逻辑门，对加数没有

任何影响，则S^a.+bj+c.

当执行指令时，SUB=1,图中各异

或逻辑门均为反相逻辑门，则Si=a/bi+q=

aj+bT+Cp并且FA连同SUB的状态一起做加

法运算

微机作减法运算时，其运算过程是：

一个数减去另一个数，等于加上另一个数的

反码并加1,这个运算过程称为补码运算

74

1.4.3二进制数的加法/减法电路

图中是进位(或借位)的状态标志位，做

加法运算时若最高位(FA7)有进位，则Cy=L

否则Cy=O；做减法运算时若FA7位无进位，说明

不够减，有借位现象，贝l]Cy=L否则，Cy=O

图中是溢出标志位，运算结果有溢出时,

OV=1,否则ov=o,溢出的原因是运算结果超出

了微机中数的表示范[

Cy=C8©SUBOV=C7©C8

75

原版配

1.4.3二进制数的加法/减法电路

补码运算

研究表明，微机中的数一律用的形式表

示的，两个数加法运算时，应将参加运算的数

化成补码形式，相加后的结果仍为补码，对于

有符号数来说，符号位无须单独处理，符号位

可直接参加运算，不影响最终结果

[X]补+[Y]补=[X+Y]补

76

版配

1.4.3二进制数的加法/减法电路

数的补码

正数的补码表示与原码相同；

负数的补码表示等于该数的原码取反(反码)加1。

理论依据：［X］补二模+X(如何理解？)

：假设现在的标准时间是4点整，而一只时钟却指示7

点整。如何校准时钟？

①7-3=4

②7+9=7+5+4=12(自动丢失)+4=4

7+9=4(mod12)［-3］补=12+9=9=12-3

⑸补=12+5=5

8位单片机mod128(28)

11111111(127)(100000000)

［X］补=2n+X(mod2n)

1.4.3二进制数的加法/减法电路

当X〉[X]补二2〃+X二X

口八<0,[“=7+X=2〃-

n

111…IB—0Xn-2,…X|1X00+1=1Kn-27•••£1Z0+1mod2

78

版教学课件

1.4.3二进制数的加法/减法电路

(SUB=O)

：35+42=

[35]补=00100011

+[42]补=00101010

001001101

Cy=0,OV=0,结果为4DH,仍为补码形式。

若要显示运算结果,应对运算结果求真值

就是将补码形式的运算结果用号的形

式来表示运算结果的实际数值。一般用十六进制

或十进制表示

79

1.4.3二进制数的加法/减法电路

：35+(-42)=

[35]补=00100011

+[-42]补=11010110

011111001

C8=0,Cy=0,OV=0,说明没有溢出。运

算结果为负，若求真值，须对运算结果求补码

80

原版

L4.3二进制数的加法/减法电路

练习题

①已知X=-76,Y=+23,求X+Y=?OV=?Cy=?

@已知X=-76,Y=・69,耒

答案：①X+Y=53OV=0Cy=O

(2)X+Y=-145(+111)OV=1Cy=l

176]科=101101OOB[-76]^=101101OOB

+[23]科=000101118+卜69]科=10111011B

11001011B□0110111IB

lov=c8©c7=oH|ov=c©c7=1|

o/

Ic=C8©SUB=O|

Ic=Cs©SUB=ll

Iy8

y占

原版配

1.4.3二进制数的加法/减法电路

：85+78=

[85]补=01010101

+[78]补=01001110

010100011

Cy=0,OV=1,说明运算结果出现

溢出现象，运算结果超出了微机中对

数的表示范

82

1.4.3二进制数的加法/减法电路

若将上述运算“看成”是有符号数的运算,

运算结果的最高位可"看作''符号位，结果为

负数，由于8位有符号数补码的表示范围为-

128-+127,该运算结果显然超出了数的表示

范围，OV=1产生了溢出现象，运算结果无

意义，应做溢出提示

85+78=溢出

83

原版教学配套课

1.4.3二进制数的加法/减法电路

若将上述运算“看成”是无符号数的运算,

运算结果的最高位不再做符号位了，而是数

值位（权为128）,8位无符号数补码的表示

范I为0~255,尽管产生了溢出标志，但运

算结果仍有意义，真值为163

85+78=163

84

原版教学配套课

1.4.3二进制数的加法/减法电路

微机的补码运算可分为带符号数的补码运算

和无符号数的补码运算，但微机并不认识数的属

性，运算器在进行加减运算时并不区分操作数是

否带有符号，运算过程都是一样的

当SUB=O时，直接将两个数相加，当SUB=1

时，将减数求补（取反加1）,再进行运算。在

运算的同时自动设置CY和OV,运算后若是无符

号数，通过判断Cy确定是否有进位，如果是带

符号数，则通过判断OV确定是否溢出

85

1.4.3二进制数的加法/减法电路

例：求下列符号数的补码运算，并求真值

76+23=

[76]补=01001100

+[23]补=00010111

01100011

Cy=0,OV=0

86

1.4.3二进制数的加法/减法电路

35+(-69)=-34

[35]补=00100011

+[-69]补=10111011

11011110

Cy=0,OV=0

87

原版

1.4