第3章-微型计算机的基本工作原理——郑学坚、周斌《微型计算机原理及应用》.ppt

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1、电子信息类专业学科基础课程物理与电子信息学院1授课教师：侯俊钦微机原理第三章微型计算机的基本工作原理第3章微型计算机的基本工作原理章节目录微型计算机结构的简化形式指令系统123程序设计4执行指令的例行程序5控制部件6微型计算机功能的扩展7初级程序设计举例8控制部件的扩展9现代技术在微型计算机中的应用1微型计算机结构的简化形式简化了的微型计算机(1)功能简单：只能做两个数的加减法。(2)内存量小：只有一个16×8PROM(可编程序只读存储器)。(3)字长8位：二进制8位显示。(4)手动输入：用拨动开关输入程序和数据。1微型计算机结构的简化形式1.程序

2、计数器PC计数范围由0000～1111(用十六进制可记作由0～F)。每次运行之前，先复位至0000。当取出一条指令后，PC应加1。2.存储地址寄存器MAR接收来自PC的二进制程序号，作为地址码送至PROM去。简化了的微型计算机PC4CPCLKCLREPPCMAR4LMCLKMAR16×8PROM8ER16×8PROM1微型计算机结构的简化形式结构：每条横线与竖线都有一条由开关和二极管串联的电路将它们连接起来。操作：拨动开关，即可使该数据位置1或置0，从而达到使每个存储单元“写入”数据的目的。功能：实际上同时具有RAM和ROM的功能。简化了的微型计算

3、机3.可编程序只读存储器PROM1微型计算机结构的简化形式作用：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。指令字是8位的：××××××××MSBLSB最高有效位最低有效位左4位为最高有效位(高4位)，称为指令字段；右4位为最低有效位(低4位)，称为地址字段。4.指令寄存器IRIRCON48412LICLKCLREICLKCLRCPEPLMERLIEILAEASUEULBLOIRCON1微型计算机结构的简化形式(2)CON有一个同步时钟，能发出脉冲CLK到各个部件去，使它们同步运行。(3)在CON中

4、有一个控制矩阵CM，能根据IR送来的指令发出12位的控制字：CON=CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO根据控制字中各位的置1或置0情况，计算机就能自动地按指令程序而有秩序地运行。5.控制部件CON(1)每次运行之前，CON先发出CLR=1，使有关的部件清0。此时：PC=0000IR=00000000IRCON48412LICLKCLREICLKCLRCPEPLMERLIEILAEASUEULBLOIRCON1微型计算机结构的简化形式作用：储存计算机运行期间的中间结果。它能接收W总线送来的数据(LA=1)，也能将数据送到W总线上去(EA

5、=1)。它还有一个数据输出端，将数据送至ALU去进行算术运算。注意：这个输出是双态的，即是立即地送去，而不受E门的控制。6.累加器AA888LACLKEAA881微型计算机结构的简化形式7.算术逻辑部件ALU它只是一个二进制补码加法器／减法器。当SU=0，ALU，进行加法A+B；当SU=1，ALU，进行减法A-B，即(A+B′)。8.寄存器B将要与A相加减的数据暂存于此寄存器。它到ALU的输出也是双态的，即无E门控制。AALUB88888LACLKEASUEULBCLK8A88ALUB1微型计算机结构的简化形式作用：计算机运行结束时，累加器A中存有

6、答案。如要输出此答案，就得送入O。此时EA=1，LO=1，则O=A。典型的计算机具有若干个输出寄存器，称为输出接口电路。这样就可以驱动不同的外围设备，如打印机、显示器等。9.输出寄存器OOD88LOCLKOD这是用发光二极管(LED)组成的显示器。每一个LED接到寄存器O的一位上去。当某位为高电位时，则该LED发光。因为寄存器O是8位的，所以这里也由8个LED组成显示器。10.二进制显示器D中央处理器CPU(包括PC，IR，CON，ALU，A及B)；记忆装置M(MAR及PROM)；输入/输出I/O(包括O及D，D也可称为其外围设备)。简化了的微型计

7、算机分成3大部分：1微型计算机结构的简化形式中央处理器(centralprocessingunit,缩写为CPU)是将程序计数功能(PC)、指令寄存功能(IR)、控制功能(CON)、算术逻辑功能(ALU)以及暂存中间数据功能(A及B)集成在一块电路器件上的集成电路(IC)。实用上的CPU要比这里的图例更为复杂些，但其主要功能是基本一样的。存储器M(memory)在此图例中只包括存储地址寄存器(MAR)及可编程存储器(实际还包括了地址译码功能)，这就是微型计算机的“内存”。实际的“内存”要包括更多的内容(如ROM，RAM及EPROM等)和更大的存储容

8、量。输入及输出接口(I／O)是计算机实行人机对话的重要部件。本简例中的输入将是人工设定PROM而没有输入电路接口只有输出有