《微型计算机原理与接口技术江苏大学汇编》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微型计算机原理与接口技术江苏大学汇编（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,微机原理与接口技术,2,课程目标 微机原理是学习和掌握微机硬件知识和汇编语言程序设计的入门课程： 微型计算机的基本工作原理 汇编语言程序设计 微型计算机接口技术 建立微型计算机系统的整体概念，形成微机系统软硬件开发的初步能力.,3,教学大纲 第1章 微型计算机基础 第2章 80X86微处理器 第3章 寻址方式与指令系统 第4章 汇编语言语法和DOS功能调用 第5章 汇编语言程序设计 第6章 存储器 第7章 中断 第8章 输入/输出接口基础与总线 第9章 可编程并行接口芯片8255A 第10章 计数器/定时器接口芯片8253 第11章 串行通信及可编程接口芯片8251 第12章 可编程DMA
2、控制器8237A,4,第1章微型计算机基础,主要内容： 各种常用记数制和编码以及它们 相互间的转换； 二进制数的算术运算和逻辑运算； 符号数的表示及补码运算； 二进制数运算中的溢出问题,5,概 述,世界上第一台现代意义的电子计算机是1946年美国宾夕法尼亚大学设计制造的”ENIAC” 占地上百平方米 重量几千吨 功耗几十千瓦,6,世界上第一台电子计算机 ENIAC(1946),2.1,7,第一台von Neumann 系统结构的计算机,8,IBM System360,9,计算机的发展史,一、计算机的产生和发展,1946年 美国 ENIAC,1955年退役,用手工搬动开关和拔插电缆来编程,10,
3、硬件技术对计算机更新换代的影响,11,计算机的发展及分类,电子计算机的发展： 电子管计算机（1946-1956） 晶体管计算机（1957-1964） 中小规模集成电路计算机（1965-1970） 超大规模集成电路计算机（1971-今） 电子计算机按其性能分类： 大型计算机/巨型计算机（Mainframe Computer） 中型计算机 小型计算机（Minicomputer） 微型计算机（Microcomputer） 单片计算机（Single-Chip Microcomputer）,12,13,掌握： 微机系统的基本组成 微型机的工作原理 8088的存储器组织,1.2 微型计算机的系统组成,14
4、,微型计算机系统的三个层次 微处理器(Microprocessor) 微型计算机(Microcomputer) 微型计算机系统(Microcomputer System),1.2.1 微型机的基本结构,15,区别3个概念,16,17,微型计算机系统的三个层次,18,核心级微处理器,微处理器简称CPU，是计算机的核心，主要包括： 运算器ALU 控制器CU 寄存器组Registers 实现运算功能和控制功能,19,硬件系统级微型计算机,以微处理器为核心，配上只读存储器(ROM)、读写存储器(RAM)、输入/输出(I/O)接口电路及系统总线等部件，就构成了微型计算机。 将CPU、存储器、I/O接口、
5、总线等集成在一片超大规模集成电路芯片上，称为单片微型计算机，简称单片机。,20,系统级微型计算机系统,以微型计算机为中心，配以相应的外围设备以及控制微型计算机工作的软件，就构成了完整的微型计算机系统。 微型计算机如果不配有软件，通常称为裸机 软件分为系统软件和应用软件两大类。,21,微处理器（CPU） 存储器 输入/输出接口 总线,微型计算机的硬件系统,22,微型计算机的概念结构,存 储 器,I/O 接 口,输 入 设 备,I/O 接 口,地址总线 AB,输 出 设 备,C P U,数据总线 DB,控制总线 CB,I/O 接 口,23,主机硬件系统CPU,计算机的控制中心，提供运算、判断能力
6、构成：ALU、CU、Registers（p29） 例：Intel 8088、PIII、P4 AMD K7 CPU的位数：4位、 8位、 16位、 32位 是指一次能处理的数据的位数,24,主机硬件系统存储器,存放程序和数据的记忆装置 用途：存放程序和要操作的各类信息（数据、文字、图像、。） 内存：ROM、RAM 特点：随机存取，速度快，容量小 外存：磁盘、光盘、半导体盘、 特点：顺序存取/块存取，速度慢，容量大,25,有关内存储器的几个概念,内存单元的地址和内容 内存容量 内存的操作 内存的分类,26,内存单元的地址和内容,内存包含有很多存储单元(每个内存单元包含8bit)，为区分不同的内存单
7、元，计算机对每个内存单元进行编号，内存单元的编号就称为内存单元的地址,1 0 1 1 0 1 1 0,38F04H,内存单 元地址,内存单 元内容,. . .,. . .,7 6 5 4 3 2 1 0,27,内存容量,内存单元的个数，以字节为单位。 注意：内存空间与内存容量的区别 内存容量：某微机配置2条128MB的SDRAM内存条， 其内存容量为256MB 内存空间：又称为存储空间、寻址范围，是指微机的 寻址能力，与CPU的地址总线宽度有关,28,29,内存操作,读：将内存单元的内容取入CPU，原单元内容不改变； 写：CPU将信息放入内存单元，单元中原内容被覆盖； 刷新：对CPU透明，仅动
8、态存储器有此操作 内存的读写的步骤为： CPU把要读写的内存单元的地址放到AB上 若是写操作， CPU紧接着把要写入的数据放到DB上 CPU发出读写命令 数据被写入指定的单元或从指定的单元读出到DB 若是读操作， CPU紧接着从DB上取回数据,30,31,内存储器的分类,读写存储器（RAM） 可读可写 易失性，临时存放程序和数据 只读存储器（ROM） 工作时只能读 非易失性，永久或半永久性存放信息,32,主机硬件系统输入/输出接口,简写为I/O接口，是CPU与外部设备间的桥梁,CPU,I/O 接口,外设,33,接口的功能,提供驱动外设的电压或电流； 匹配计算机与外设之间的信号电平、速度、信号类
9、型、数据格式等； 缓存发给外设的数据、控制命令和外设提供的运行状态信息； DMA控制和中断控制。,34,主机硬件系统总线BUS,连接多个功能部件的一组公共信号线 地址总线AB：用来传送CPU输出的地址信号，确定被访问的存储单元、I/O端口。地址线的根数决定了CPU的寻址范围。 CPU的寻址范围 = 2n， n-地址线根数 数据总线DB：在CPU与存储器、I/O接口之间数据传送的公共通路。数据总线的条数决定CPU一次最多可以传送的数据宽度。 控制总线CB：用来传送各种控制信号,35,总线使用特点,在某一时刻，只能由一个总线主控设备（例如CPU）来控制总线 在连接系统总线的各个设备中，某时刻只能有
10、一个发送者向总线发送信号；但可以有多个设备从总线上同时获取信号 微机系统采用“总线结构”，具有组态灵活、扩展方便的优势,36,微型计算机的软件系统,操作系统 MS-DOS 汇编程序 MASM和LINK 文本编辑程序 EDIT.COM 调试程序 DEBUG.EXE,为什么采用汇编语言？,37,38,1.1 计算机中的数制与码制,掌握 特点； 表示方法； 相互间的转换。,39,常用计数法,十进制符合人们的习惯，D 二进制便于物理实现, B 十六进制便于识别、书写, H 八进制, Q,1. 数的位置表示法,40,十进制,特点：以十为底，逢十进一； 共有0-9十个数字符号。 表示：,41,二进制,特点
11、：以2为底，逢2进位； 只有0和1两个符号。 表示：,42,十六进制,特点：以16为底，逢16进位； 有0-9及A-F共16个数字符号。 表示：,43,一般地，对任意一个X进制数N都可表示为,其中： ai - N的第i位数码，可以是X个符号中任何一个； n 整数位数； m 小数位数 X - 基数； Xi - X进制数的权,进位计数制的一般表示,44,2.数制之间的相互转换,(1) 任意进制数转换成十进制数 只要将该进制数的每一位乘上它的权然后加起来就可以求得二进制数的十进制数值。例如，二进制数101101.11换算成十进制数为 (101101.11)2=125+024+123+122+021
12、+120+12-1+12-2=(45.75)10,例：10110010B = (?)10 13FAH = (?)10,45,(2) 二进制 八进制和十六进制数之间的转换,由于一位十六进制数可以用四位二进制数来表示，因此二进制数与十六进制数的相互转换就比较容易。二进制数到十六进制数的转换是由小数点开始，每四位二进制数为一组，将每一组用相应的一位十六进制数来表示，即可得到正确的十六进制数，例如：,例： 101 1000 1001.110 = (?)H 0101 1000 1001.1100 5 8 9 . C,46,二进制数转换成八进制数的方法就是从小数点起，把二进制数每三位分成一组，然后写出每一
13、组的等值八进制数，顺序排列起来就得到所要求的八进制数。例如，将二进制数11101111010.1011转换为八进制数： 011 101 111 010 . 101 100B 3 5 7 2 . 5 4 Q,47,(3) 十进制数转换成二进制数 十进制数转换为二进制数的方法分两步进行。 例如，欲将十进制数175转换为二进制数，其过程如下 1752=87 余数为 1 872=43 1 432=21 1 212=10 1 102=5 0 52=2 1 22=1 0 12=0 1 得到结果：(175) 10=(10101111) 2。,48,例如，将十进制小数0.71875转换成二进制小数，其过程如下
14、： 0.718752=1.437 5 整数部分 1 0.43752=0.875 0 0.8752=1.75 1 0.752=1.5 1 0.52=1.0 1 于是，得到结果为：(0.71875)10=(0.10111)2。,49,综上所述，一个十进制整数的二进制转换方法就是“除2取余”；而一个十进制小数的二进制转换方法就是“乘2取整”。若一个十进制数既包含整数部分又包含小数部分，它的二进制转换就是将它的整数部分和小数部分用上述方法分别进行转换，最后将转换好的两部分结合在一起形成要转换的二进制数，例如， (175.71875) 10=(10101111.10111)2,50,十进制数转换为八进制数的方法是：对于十进制整数采用“除8取余”的方法转换为八进制整数；对于十进制小数则采用“乘8取整”的方法转换为八进制小数。例如，将十进制数194.46875转换成八进制数时，应将整数部分和小数部分分别转换，最后再合到一起就得到要转换的八进制数： 1948=24 余数为 2 0.468758=3.75 整数部分 3 248=3 0 0.758=6.0 6 38=0 3 所以， (194.46875)10=(302.36)8,51,十进制数转换为十六进制数 整数部分： 4763216=2977 余数 016进制数 0 297716=186 1 1
