char01微机原理电子教案

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1、第1章微型机的基本知识微处理器、微型机和单片机的概念微型机模型的组成微机系统单片微型计算机《单片微机原理与应用》教学课件1.1微处理器、微型机和单片机的概念控制器存储器输入设备运算器输出设备冯·诺依曼机型《单片微机原理与应用》教学课件1.1.1微处理器（Microprocessor）又称为中央处理单元CPU(CentralProcessingUnit)。它是将运算器(ALU)、控制器(CU)和寄存器组(R)等功能部件，通过内部总线集成在一块硅片上。CPU具有的功能：可以进行算术和逻辑运算；可以保存少量数据；能对指令

2、进行译码并执行规定的动作；能和存储器、外设交换数据；提供整个系统所需要的定时和控制；可以响应其他部件发来的中断请求。《单片微机原理与应用》教学课件1.1.2微型机（Microcomputer）由CPU、存储器、输入/输出接口电路和系统总线——地址总线AB（AddressBus），控制总线CB（ControlBus）和双向数据总线DB（DataBus）构成。以微型计算机为中心，配以电源、辅助电路和相应的外设，以及指挥协调微型计算机工作的系统软件及应用软件，就构成了微型计算机系统(MicrocomputerSystem

3、)。地址总线DB控制总线CBCPU微处理器M存储器I/O接口电路外部设备数据总线AB图1-1微型计算机组成《单片微机原理与应用》教学课件1.1.3单片机SingleChipMicrocomputer将中央处理单元CPU和一定容量的数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时/计数器T/C、并行输入输出接口I/O和串行通讯接口UART等多个功能部件集成在一块芯片上。由于单片机面向控制，又被称为微控制器Microcontroller。《单片微机原理与应用》教学课件1.2微型机模型的组成《单片微机原理与应用》教学课件1.2.

4、1CPU的内部结构1、运算器运算器由算术逻辑单元ALU、累加器A（Accumulator）、标志寄存器F(Flag)和寄存器组、相互之间通过内部总线连接而成。进行加、减、乘、除等算术运算进行与、或、非、异或、移位、比较等逻辑运算标志寄存器用来存放ALU运算结果的各种特征状态。暂存器累加器锁存器ALU标志F《单片微机原理与应用》教学课件1.2.1CPU的内部结构2、控制器控制器CU由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、操作控制部件或称为组合逻辑阵列PLA和时序发生器等电路组成，是发布操作命令的“决策机构”

5、。PLA控制总线内部总线IDIR《单片微机原理与应用》教学课件1.2.1CPU的内部结构控制器的主要作用：解题程序与原始数据的输入、从内存中取出指令并译码译码后依指令可控制运算器对数据信息进行传送与加工运算结果的输出外部设备与主机之间的信息交换计算机系统中随机事件的自动处理等PLAIDIR控制总线内部总线《单片微机原理与应用》教学课件1.2.1CPU的内部结构——CPU中的主要寄存器累加器ACPU中最繁忙的寄存器。数据寄存器DR数据寄存器DR是CPU的内部总线和外部数据总线的缓冲寄存器，是CPU与系统的数据传输通道

6、。主要用来缓冲或暂存指令、指令的操作数、操作数地址。寄存器组R这是CPU内部工作寄存器，用于暂存数据、地址等信息。一般分为通用寄存器组和专用寄存器组。指令寄存器IR、指令译码器ID、操作控制部件PLA这是控制器的主要组成部分。IR用来保存当前正在执行的一条指令，这条指令送到ID，通过译码，由PLA发出相应的控制命令C，以完成指令规定的操作。程序计数器PC程序计数器PC又称指令地址指针，用来存放下一条从内存中取出并要执行的指令地址。地址寄存器AR（AddressRegister）地址寄存器AR是CPU内部总线和外部地

7、址总线的缓冲寄存器，是CPU与系统地址总线的连接通道。标志寄存器F标志寄存器F（Flags）也称程序状态字PSW（Programstateword），是用来存放ALU运算结果的各种特征状态的，如运算有无进（借）位、有无溢出、结果是否为零等。这些都可通过标志寄存器的相应位来反映。《单片微机原理与应用》教学课件特殊功能寄存器(PSW)CY(PSW.7)进位/借位标志位。若ACC在运算过程中发生了进位或借位，则CY=1；否则=0。它也是布尔处理器的位累加器，可用于布尔操作。CYACF0RS0OVPRS1PSW.7PSW.

8、0PSW.6PSW.5101100110111010100101000+CY=1001100110111010110101000+CY=0《单片微机原理与应用》教学课件特殊功能寄存器(PSW)AC(PSW.6)半进位/借位标志位。若ACC在运算过程中，D3位向D4位发生了进位或借位，则CY=1,否则=0。机器在执行“DAA”指令时自动要判断这一位，我们可以暂