北理工微机原理第三章课件.ppt

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1、第一节：微型计算机结构的简化形式第二节：指令系统第三节：程序设计第四节：执行指令的例行程序第五节：控制部件第三章微型计算机的基本工作原理第六节：本章小结微型计算机的基本功能“三能一快”即:能运算：(加、减、乘、除)能判别：（大、小、等于、伪、真）能决策：（根据判别来决定下一步的工作）这“三能”是建立在“快”的基础之上的计算机工作过程实际上就是信息在各个部件间流通的过程电路部件信息流通过程第一节：微型计算机结构的简化形式简化微型计算机硬件结构简化微型计算机设计目的简化的微型计算机的组成部件微型计算机的基本组成微型计算机的基本功能PCIRCONMAR1

2、6x8PROMAALUBODW48888888884448812CPCLKCLREPCLRCLKCLKCLKCLKL1E1CLKCLKCLRLBLOLMEREUSUEALAERLACPEPLMLIEIEASUEULBLO简化的模型微型计算机的设计硬件特点如下:功能简单——只能做两个数的加减法内存量小——只有一个16x8PROM（可编程序只读存储器）字长短——二进制8位显示手动输入——用拨钮开关输入程序和数据借用这个最简单的模型来学习计算机的各个基本电路和部件之间的信息流通过程、指令系统的意义、程序设计的步骤、控制部件的功能及其结构、控制矩阵产生控制

3、字的过程等等，以帮助同学领会计算机的基本工作原理。简化的微型计算机的设计的目的通过简化模型来了解硬件、软件及软件如何使硬件完成特定功能简化的微型计算机的组成部件（1）程序计数器PC：计数范围0000至1111。(思考：为什么？)每次运行之前，先复位0000，取出一条指令后PC加1。PC中存储的是下一条指令的地址。（2）存储地址寄存器MAR接收来自PC的二进制的程序地址并作为地址码送至PROM.将PROM的寻址地址在CLK节拍下输出。PCIRCONMAR16x8PROMAALUBODW48888888884448412CPCLKCLREPCLRCLK

4、CLKCLKCLKL1E1CLKCLKCLRLBLOLMEREUSUEALAERLACPEPLMLIEIEASUEULBLO（3)可编程只读存储器PROM﹠﹠﹠﹠R0R1R2R3ERA1A02134RRRRK33K32K31K30K23K22K21K20K13K12K11K10K03K02K01K00D3D2D1D0a.实现16×8PROM，可访问16个8bits的空间。对应地址码为4位：24＝16b.横线16根，竖线8根，地址线4根。c.PROM和ROM的不同点：PROM实际上同时具有RAM和ROM的功能。开关－>置0/1－>相应存储单元“写入”

5、数据。PCIRCONMAR16x8PROMAALUBODW48888888884448812CPCLKCLREPCLRCLKCLKCLKCLKL1E1CLKCLKCLRLBLOLMEREUSUEALAERLACPEPLMLIEIEASUEULBLO（4）指令寄存器IRIR从PROM接收到指令字（当LI=1,ER=1），同时将指令字分送到控制部件CON和W总线上去。指令是8位的：XXXX

6、XXXX指令字段—高四位地址字段—低四位L门（P23）E门（P29）（5）控制部件CONIR指令字控制字1）在CON中有一个控制矩阵CM，能根据IR送来的指令发出

7、12位的控制字：CON=CPEPLMERL1E2LAEASUEULBIOCP：清零，SU：加/减选择根据控制字中各位的置1或置0情况，计算机就能自动的按指令而有秩序的运行2）每次运行之前，CON先发出CLR=1，使有关的部件清零。即：PC=0000；IR=000000003）CON有一个同步时钟，能发出脉冲CLK到各个部件去，使他们同步运行。。PCIRCONMAR16x8PROMAALUBODW48888888884448812CPCLKCLREPCLRCLKCLKCLKCLKL1E1CLKCLKCLRLBLOLMEREUSUEALAERLACPE

8、PLMLIEIEASUEULBLOPCIRCONMAR16x8PROMAALUBODW48888888884448812CPCLKCLREPCLRCLKCLKCLKCLKL1E1CLKCLKCLRLBLOLMEREUSUEALAERLACPEPLMLIEIEASUEULBLO（6）累加器A用以存储计算机运行期间的中间结果可接收w总线送来的数据（LA=1），也能将数据送到w总线上去(EA=1)。还有一个双态输出端(数据)，将数据送至ALU进行算术运算。此输出端不受E门的控制。(7)算术逻辑部件ALU为一个二进制补码加法器/减法器。当SU=0ALU→A

9、+B当SU=1ALU→A-B(8)寄存器BB到ALU的输出是双态的，即无E门控制。主要将要与A相加减的数据暂存于其中。PC