二计算机硬件技术基础.ppt

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1、计算机硬件技术基础计算机科学与软件学院计算机基础教学部重点与要求重点：微型计算机的工作原理MCS-51单片机的硬件组成1、存储器结构2、CPU结构（运算器，布尔处理器）MCS-51单片机复位后的状态要求：清楚MCS-51存储器结构思考题第一章1-13—1-15第二章2-1—2-112-20主要内容微型计算机基础知识第一章微型计算机基础1.2微型计算机的组成及其工作原理MCS-51单片机硬件结构第二章MCS-51单片机的结构和工作原理MCS-51单片机存储结构小结1.2微型计算机的组成及其工作原理1.2.1微型计算机的组成1、存储器（类型、结构、重要指

2、标）2、微处理器MPU（结构图）3、I/O接口和外设4、地址、数据、控制总线1.2.2微型计算机的基本原理1.2.1微型计算机的组成CBDBABMPU外设I/O接口RAMROM微型计算机P5RandomAccessMemoryReadOnlyMemory类型：ROM正常工作时只能读不能写的存储器1、存储器（类型、结构、重要指标）不易失P5MASKROM掩模式ROM,厂家一次写入PROM可编程ROM,只能写入一次EPROM可擦写可编程ROM，紫外线擦除器EEPROM电可擦写可编程ROM，在线，读快/写慢FlashPEROM闪速可编程可擦写ROMRAM正

3、常工作时即可读又可写的存储器易失DRAM动态RAM，集成度高，功耗低，外加刷新电路SRAM静态RAM，速度快，集成度低、功耗大、成本高iRAM全集成化RAM，DRAM+刷新电路NVRAMSRAM+EEPROM，非易失性随机访问存储器地址线数据线ROM和RAM的主要区别：1、断电后ROM内的信息不丢失RAM中的信息立即丢失2、读/写方式不同ROM采用特殊方式写入信息，正常工作是只读方式RAM正常工作既能读又能写ROM和RAM芯片均有分四组引脚线：（ROM另有特殊的引脚线）1、地址线传送存储器的地址码，其根数决定存储单元个数即字数2、数据线传送对某一单元

4、进行读/写的数据，双向决定一个单元内存储二进制数的位数，即字长3、控制线传送读/写控制信号，以控制读/写操作4、电源线+5V和GED线结构WRA0A1A2A30000B1111B………D7D0RD地址寄存器地址译码器存储阵列16×8数据寄存器1111B图l-216×8bitRAM的内部结构框图A0A100B01B10B11B……D7D0RD地址寄存器地址译码器存储阵列4×8数据寄存器图l-24×8bitRAM的内部结构框图WRP6存储器的两个重要指标存贮容量存储容量＝2地址线条数×数据线的条数bit＝存储单元个数×字长例：芯片27324KB即4K×8

5、bit=32Kb地址线12根，数据线8根芯片21141K×4bit地址线10根，数据线4根问？27648KB地址线？根，数据线？根存取周期存储器从接到存储单元地址开始，到读出或写入数据为止所用的时间。字数2、微处理器MPU结构图累加器A控制信号程序计数器PC寄存器组PS指令寄存器IR指令译码器ID定时控制逻辑算术逻辑单元ALU外部数据总线外部地址总线地址寄存器数据寄存器TMPPSW控制器运算器内部总线P7在控制器的控制下，对二进制数进行算术运算或逻辑运算。1算术逻辑运算单元ALU（8位)运算器的核心，以全加器为基础，辅以移位和控制逻辑组合而成在控

6、制器的控制下，可进行加减乘除算术运算和各种逻辑运算2累加器A由8位触发器组成的移位寄存器，运算前存放一个操作数，运算后存放运算结果，可进行累加3暂存器TMP8位寄存器，暂存另一个操作数4程序状态字PSW8位触发器组成，存放ALU操作中形成的状态例CYOVAC标志位5通用寄存器组PS用于存放操作数或运算结果1）运算器（主要由五部分组成）以8位微机为例发布操作命令的机构，是计算机的指挥中心，控制计算机的各部分协调工作，用以自动执行程序。1指令部件用来读取指令、分析指令和为完成指令产生控制信号的逻辑部件，也是控制器的核心。指令部件由以下三部分组成

7、：程序计数器PC（ProgramCounter）指令寄存器IR（InstructionRegister）指令译码器ID（InstructionDecoder）2时序部件由时钟系统和脉冲分配器组成，用于产生微操作控制部件所需的定时脉冲信号。3微操作控制部件为指令译码器ID的输出信号配上节拍电位和节拍脉冲，也可和外部进来的控制信号组合，共同形成相应的微操作控制序列，以完成规定的操作。2）控制器（主要由三部分组成）程序存储器PC取出指令码指令寄存器IR指令译码器ID把指令转变成所需要得电平信号CPU产生执行该指令所需的各种控制信号取指令分析指令执

8、行指令1．2．2微型计算机的基本原理248015742BFE3000HPC248015742BFE3002H