微型计算机的基本组成电路ppt课件.ppt

《微型计算机的基本组成电路ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2章微型计算机的基本组成电路2.1算术逻辑单元2.2触发器2.3寄存器2.4三态输出电路2.5总线结构2.6存储器习题本章将介绍微机中一些最常见的基本电路部件，它们是构成计算机硬件的基础它们主要是：ALUTR:触发器R:寄存器M:存储器等2.1算术逻辑单元功能：既能进行二进制数的四则运算，也能进行布尔代数的逻辑运算。符号：A和B为两个二进制数，S为其运算结果，control为控制信号2.2触发器功能：触发器(trigger)是计算机的记忆装置的基本单元，也可说是记忆细胞。触发器可以组成寄存器，寄存器又可以组成存储器。寄存器和存储

2、器统称为计算机的记忆装置。2.2.1RS触发器2.2.2D触发器2.2.3JK触发器逻辑关系：S=1R=0Q=1置位S=0R=1Q=0复位S=0R=0Q不变S=1R=1Q不定2.2.1RS触发器加时标的触发器加时标的目的符号：无论是置位还是复位，都必须在时标脉冲端为高电位时才能进行。符号：逻辑关系：D=0Q=0复位D=1Q=1置位2.2.2D触发器2.2.3JK触发器符号：JKQ动作00011011保持原状01原状态的反码自锁复位置位翻转逻辑关系2.3寄存器功能：寄存器(register)是由触发器组成的。一个触发器

3、就是一个一位寄存器。由多个触发器可以组成一个多位寄存器。常见的寄存器有：缓冲寄存器：用以暂存数据；移位寄存器：能够将其所存的数据一位一位地向左或向右移；计数器：一个计数脉冲到达时，会按二进制数的规律累计脉冲数；累加器：用以暂存每次在ALU中计算的中间结果。2.3.1缓冲寄存器2.3.2移位寄存器2.3.3计数器2.3.4累加器2.3.1缓冲寄存器其基本工作原理为：设有一个二进制数，共有4位数：X=X3X2X1X0将X0，X1，X2，X3分别送到各个触发器的D0，D1，D2，D3端去，只要CLK的正前沿还未到来，则Q0，Q1，Q2，

4、Q3就不受X0，X1，X2，X3的影响而保持其原有的数据。只有当CLK的正前沿来到时，Q0，Q1，Q2，Q3才接受D0，D1，D2，D3的影响，而变成：Q=Q3Q2Q1Q0=X3X2X1X0=X。可控缓冲寄存器为这个寄存器增设一个可控的“门”。基本原理如图所示。在X0端送入数据(0或1)后，如LOAD端(以下简称为L端)为低电位，则右边的与门被阻塞，而原来已存在此位中的数据由Q0送至左边的与门。这就形成自锁。如L端为高电位，则左边与门被阻塞而右边与门可让X0通过，只要CLK的正前沿一到达，X0即被送到Q0去，这时就叫做装入(LOA

5、D)。“L门”作用：高电平时使数据装入，低电平时，数据自锁在其中。对于多位的寄存器，每位各自有一套如图2.13一样的电路。不过只用一个非门，并且只有一个LOAD输入端，如图2.14所示。可控缓冲寄存器的符号一般画成图2.15那样，LOAD为其控制门，而CLR为高电平时则可用以清除，使其中各位变为0。图2.152.3.2移位寄存器移位寄存器(shiftingregister)能将其所存储的数据逐位向左或向右移动，以达到计算机在运行过程中所需的功能。电路原理图如图2.16所示。左移寄存器如图2.16(a)所示，当Din=1而送至最右边

6、的第1位时，D0即为1，当CLK的正前沿到达时，Q0即等于1。同时第2位的D1也等于1。当CLK第2个正前沿到达时，Q1也等于1。结果可得下列的左移过程：CLK前沿未到　　Q=Q3Q2Q1Q0=0000第1前沿来到　　Q=0001第2前沿来到　　Q=0011第3前沿来到　　Q=0111第4前沿来到　　Q=1111第5前沿来到，如此时Din仍为1，则Q不变，仍为1111。左移右移寄存器如图2.16(b)所示。当Din=1时，随着时钟脉冲而逐步位移是这样的：CLK前沿未到Q=0000第1前沿来到Q=1000第2前沿来到Q=1100第3

7、前沿来到Q=1110第4前沿来到Q=1111由此可见，在右移寄存器中，每个时钟脉冲都要把所存储的各位向右移动一个位置。右移只要在每一位的电路上增加一个这样的LOAD门(L门)即可以达到控制的目的。可控移位寄存器的符号如图2.17所示，其中新出现的符号的意义是：SHL——左移(shifttotheleft)SHR——右移(shifttotheright)可控移位寄存器：2.3.3计数器计数器(counter)也是由若干个触发器组成的寄存器，它的特点是能够把存储在其中的数字加1。计数器的种类很多，有行波计数器、同步计数器、环形计数器和

8、程序计数器等。特点：第1个时钟脉冲促使其最低有效位(leastsignificantbit,LSB)加1，由0变1。第2个时钟脉冲促使最低有效位由1变0，同时推动第2位，使其由0变1。同理，第2位由1变0时又去推动第3位，使其由0变1，这样有如水波