单片机微处理器及微机的基本结构的简单介绍.ppt

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1、第1章微处理器及其结构1.1微型计算机系统概述1.216位微处理器及其结构1.332位微处理器及其结构1.464位微处理器1.5双核心微处理器1.1微型计算机系统概述1.1.1微机系统的组成1.1.2微机系统的性能指标1.1.3微型计算机的发展1.1.1微机系统的组成图1-1微型计算机的典型结构图1-2微型计算机系统的组成1.1.2微机系统的性能指标1.字长字长，即CPU中运算器一次能处理的最大数据位数，它是反映微机系统数据处理能力的重要技术指标。2.运算速度主频反映了CPU的速度，在同一类CPU中，频率

2、越高，CPU的运算速度越快。主频的单位是GHz，反映微机系统运算速度的另一个单位是MIPS，即每秒执行百万条指令数。评价微处理器的性能最基本的评价指标:字长与运算速度计算机的存储器系统主要分为内存储器和外存储器两种。评价其性能的指标主要有：1.存储容量2.存取速度1.1.3微型计算机的发展1.CPU发展几个里程碑CPU种类：400480808086→486Pentium1→4Core2DuoCPU速度：10Mhz4Ghz数据宽度：8位16位32位64位多核化：单核双核四核加工工艺：13

3、0nm90nm65nm集成度：集成度集成度4004：2300颗晶体管8086：29,000颗晶体管80386：27万5千颗晶体管Pentium：310万颗晶体管Pentium4：4200万颗晶体管Core2Duo：2.91亿颗晶体管2.8086/8088CPU8086CPUDB：真正的16位CPU，内外总线都是16位。AB：有20位地址线，可直接寻址1MB空间。8088CPU8086的改进型处理器，指令系统与8086系统兼容。DB：准16位机，内总线为16位，外总线为8位。AB：有20位地址线，可直

4、接寻址1MB空间。2.8086/8088CPU1.216位微处理器及结构1.2.116位微处理器内部结构1.2.216位微处理器的基本时序1.2.316位微处理器的存储器组织1.2.116位微处理器内部结构1.BIU(BusInterfaceUnit)：总线接口单元（a）BIU的功能：负责CPU与存储器和I/O端口传送数据①从内存取指令送到指令队列；②配合执行部件从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送给执行部件，或者把执行部件的操作结果传送到指定的内存单元或I/O端口中。在取出指令的同时，从内存

5、中取下一条或几条指令放在指令队列中。这样，CPU执行完一条指令，就可以立即执行下一条指令，而不象8位机那样让CPU轮番地进行取指令和执行指令，从而提高了CPU的效率。（b）BIU的组成（b）BIU的组成4个16位段地址寄存器：16位指令指针寄存器：20位物理地址加法器：6字节指令队列：总线控制逻辑：各部分介绍4个16位段地址寄存器：指出了一个逻辑段在内存中的起始地址。代码段寄存器：CS(codesegmentregister)数据段寄存器：DS(datasegmentregister)附加段寄存器：ES(

6、extrasegmentregister)堆栈段寄存器：SS(stacksegmentregister)；2.EU(ExecutionUnit)：指令执行部件（a）EU的功能从指令队列中读指令，完成指令的译码和执行。（b）EU的组成算术逻辑运算单元ALU：4个通用的16位寄存器：4个专用的16位寄存器：标志寄存器PSW：EU控制器：各部分介绍ALU：完成8位或16位的二进制运算，16位暂存器可暂存参加运算的操作数；4个通用的16位寄存器：AX(accumulator)：又称为累加器BX(base)：基址寄

7、存器CX(count)：计数器DX(data)：数据寄存器4个专用的16位寄存器SI(sourceindex)：源变址寄存器DI(destinationindex)：目的变址寄存器SP(stackpointer)：堆栈指针寄存器BP(basepointer)：基址指针寄存器PSW(ProcessorStatusWord)：标志寄存器FLAG存放ALU运算结果的特征和程序控制标志；EU控制器：取指令控制和时序控制部件。（c）EU工作过程（c）EU的工作过程EU从BIU的指令队列输出端取得指令，进行译码，根据

8、指令要求向其内部各部件发出控制命令；若执行指令需要访问存储器或I/O端口去取操作数，则EU将操作数的偏移地址通过内部的16位数据总线送给BIU；等待BIU回送操作数，完成执行指令的功能。ALUALU完成各种逻辑运算和算术运算。运算的操作数可从存储器取得，也可从寄存器组取得，由16位暂存器暂存参加运算的操作数；运算结果由内部总线送到EU的寄存器或BIU的内部寄存器；如果需要写入存储器或I/O端口，则由BIU写入存储器或I/O端口