《《微型计算机原理与接口技术》-王向慧-电子教案源代码及习题答案 教学课件 ppt 作者》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》-王向慧-电子教案源代码及习题答案 教学课件 ppt 作者（280页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、微型计算机原理与接口技术,1.1 微型计算机概述,微型计算机是以微处理器为核心，配以存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成的计算机。以微处理器的发展为标志，自1971年出现微处理器开始，已推出六代产品：,第一代微处理器（19711973）以4位微处理器和低档8位微处理器为代表,第二代微处理器（19741978）以中高档8位微处理器为代表,第三代微处理器（19791984）以16位微处理器为代表,第四代微处理器（19851992）以32位微处理器为代表,第五代微处理器（19932000）以超级32位微处理器为代表,1.1.1 微型计算机的产生与发展,第六代微处理器（2001年以后）以64位微处
2、理器为代表,1.1.2 微型计算机的特点,1体积小、重量轻、功耗低 2功能强 3可靠性高 4价格廉 5结构灵活，适应性强 6使用方便、维护容易,1、按字长分类：,1.1.3 微型计算机的分类,4位机 / 8位机 / 16位机 / 32位机 / 64位机,2、按结构分类：,单片机 / 单板机 / 多板机 / 微型计算机,3、按制造工艺分类：,MOS型微机 / 双极型微机,1.1.4 微型计算机的主要性能指标,1.1.5 微型计算机的应用,1.2 微型计算机系统的组成,1.2.1 微型计算机的硬件系统,1.2.1 微型计算机的硬件系统,1.2 微型计算机系统的组成,1.2.1 微型计算机的硬件系统
3、,1 微处理器,2 内存储器,3 输入/输出接口,4 系统总线,5 外部设备,1.2 微型计算机系统的组成,1、系统软件:,2、应用软件 :,1.2 微型计算机系统的组成,1.2.2 微型计算机的软件系统,1.2.3 微处理器、微型计算机 及微型计算机系统,1.2.3 微处理器、微型计算机 及微型计算机系统,1.3 计算机中数和字符的表示,1.3.1 进位计数制及数制之间的转换,进位计数制是一种计数方法，十进制数是人们最熟悉、最常用的，计算机中采用二进制数，为了表示方便，我们有时使用十六进制数或八进制数,1.3.1 进位计数制及数制之间的转换,1.3 计算机中数和字符的表示,二进制数,十进制数
4、：,各位二进制数码乘以对应位的权之和,十六进制数,十进制数：,各位十六进制数码乘以对应位的权之和,1、,2、,例如：,= 122 +121 + 020 + 02-1 + 12-2 D,= 6. 25 D,= 5161 + 11160 + 1216-1D,= 91. 75 D,110.01B,5B.CH,1.3.1 进位计数制及数制之间的转换,1.3.1 进位计数制及数制之间的转换,十进制数,二进制数：（整数部分）,除2取余，直至商为 0,十进制数,二进制数：（小数部分）,乘 2 取整，直至积为 0 ，或达到精度要求,例如：,6. 25 D= 110.01B,6/2 商3 余0 3/2 商1 余
5、1 1/2 商0 余1,0.252 积 0.5整数部分为0 0.52 积 1.0 整数部分为 1 0.0,3、,1.3.1 进位计数制及数制之间的转换,十进制数,十六进制数：（整数部分）,除16取余，直至商为 0,十进制数,十六进制数：（小数部分）,乘 16 取整，直至积为 0 ，或达到精度要求,例如：,91.75 D= 5B.CH,91/16 商5 余11即B 5/16 商0 余 5,0.7516 积 12.0 整数部分为C 0.0,4、,1.3.1 进位计数制及数制之间的转换,二进制数,十六进制数：,一位十六进制数唯一对应 4 位二进制数,例如：,= 0110.0100B,5 B.CH,1
6、10.01B,= 6. 4H,= 0101 1011.1100B,= 1011011.11B,5、,数值型数据：无符号数、带符号数,二进制带符号数的符号位表示：使用二进制编码的最高位，“0”表示“正”，“1”表示“负”,机器数：将符号位与数值位一起予以数值化的数,真值：机器数所代表的数值为该机器数的真值,常用带符号数编码：原码、反码、补码、过余码等,1.3.2 计算机中数值信息的表示,1.3.2 计算机中数值信息的表示,1、原码,最高位为符号位，0表示正数，1表示负数，其余各位表示数值的绝对值大小,以机器字长为8位为例： + 1 原 = 00000001B =01H +127原= 011111
7、11B =7FH + 0 原 = 00000000B =00H - 1 原 = 10000001B =81H -127原 = 11111111B =FFH - 0 原 = 10000000B =80H,1.3.2 计算机中数值信息的表示,2、反码,最高位为符号位，0表示正数，1表示负数，正数的反码与原码的表示相同，负数的反码为其原码除符号位之外的其余各位按位取反,1.3.2 计算机中数值信息的表示,、补码,正数的补码与原码的表示相同，负数的补码为其原码除符号位之外的各位按位取反后再加1,4、过余码,又称移码，是将真值在数轴上往正方向平移2n-1后得到的编码。即将真值加上一个正数2n-1，这个加
8、上去的正数称为过余量,以机器字长为8位，过余量为128为例： + 1 过余 = 128+1 = 129 = 100000001B +127过余= 128+127 = 255 = 11111111B + 0 过余 = 128+0 = 128 = 100000000B - 1 过余 = 128-1 = 127 = 01111111B -127过余 = 128-127 = 1 = 000000001B - 0 过余 = 128-0 = 128 = 100000000B,1.3.2 计算机中数值信息的表示,5、补码与真值的转换,正数的补码等于其真值，即正数补码的真值就等于正数补码本身的二进制值,1.3
9、.2 计算机中数值信息的表示,以机器字长为8位为例： X补=01010011B时，正数，即X=+1010011B+83 X补=10101101B时，负数，将X补按位取反再加1，得到01010011B83，即X-83,对于负数的补码首先确定其符号位，然后将补码按位全部取反再加1，即得到其真值的绝对值,1、定点数：小数点位置固定不变,定点整数：小数点隐含于最末位的后面 定点小数：小数点隐含于最高位的前面,2、浮点数：小数点位置可以改变,1.3.3 数的定点和浮点表示,1、ASCII码（美国信息交换标准代码）,ASCII码表包括52个大小写英文字母、09数字、一些运算符号、标点符号、其它专用符号、控
10、制符号 一个ASCII码由7 位二进制编码组成，在一个字节中最高一位空闲，用0补充,1.3.4 计算机中文字信息的表示,1.3.4 计算机中文字信息的表示,2、BCD码,用4位二进制数来表示1位十进制数的编码方法称为二进制编码的十进数或称为二十进制数，简称BCD码,1.3.4 计算机中文字信息的表示,3、汉字编码,汉字输入码：利用键盘输入汉字的输入编码 数字编码、字音编码、字形编码、音形编码,汉字交换码：用2个7位表示的标准编码 国标码（一级汉字3755个、二级汉字3008个）,汉字内码：计算机系统内部存储和处理汉字信息时所使用的编码,汉字字形码：表示汉字形状的编码 点阵字形、轮廓字形,1.4
11、 二进制运算,1.4.1 补码的加减法运算,1.4 二进制运算,1.4. 逻辑运算,习题与思考,简述微型计算机系统的组成及各部分作用,填空,硬件,软件,系统,应用,举例说明微型计算机的特点及其应用,( ) 15H=21D=1000101B ( ) 求一个数的补码就是对其求补 ( ) 8位二进制补码0D8H表示的真值是40,判断对错,2.1 Intel8086微处理器,2.1.1 8086微处理的主要特性,2.1.2 8086微处理的内部结构,2.1.2 8086微处理的内部结构,CPU取指过程,2.1.2 8086微处理的内部结构,CPU向内存写数过程,2.1.2 8086微处理的内部结构,E
12、U取指、译码过程,2.1.2 8086微处理的内部结构,2.1.2 8086微处理的内部结构,2.1.3 8086寄存器结构,2.1.3 8086寄存器结构,2.1.3 8086寄存器结构,6个状态位记录指令操作后结果的状态信息，由CPU根据结果自动设置 CF 进位标志 SF 符号标志 OF 溢出标志 PF 奇偶标志 ZF 零标志 AF 辅助进位标志,3 个控制位控制处理器的操作，根据需要由程序用指令设置 DF 方向标志 IF 中断允许标志 TF 陷阱标志,5、 标志寄存器FLAG (16位),2.1.3 8086寄存器结构,2.1.4 8086总线的工作周期,指令周期：执行一条指令所需的时间
13、，不同指令的指令周期不等长 总线周期：CPU访问内存或I/O端口存/取一个数据或指令所用的时间，一个基本的总线周期由个时钟周期组成 时钟周期：时钟脉冲的重复周期,2.1.5 8086的引脚及工作模式,1、工作模式,2.1.5 8086的引脚及工作模式,2、引脚功能,8086,2.1.5 8086的引脚及工作模式,3、8086最小模式下的典型配置,2.1.5 8086的引脚及工作模式,4、8086最大模式下的典型配置,2.1.6 8086的存储器组织及I/O组织,1、8086存储器组织,1、8086存储器组织,2.1.6 8086的存储器组织及I/O组织,2.1.6 8086的存储器组织及I/O
14、组织,分段技术,0000 H,0001 H,0002 H,0003 H,0004 H,12340H,12341H,12342H,12343H,12344H,.,.,物理地址,段内偏移地址,段基址,偏移地址,0000 H,0001 H,0002 H,0003 H,0004 H,1234 H,1、8086存储器组织,2.1.6 8086的存储器组织及I/O组织,分段技术,0000,16位段基址,20位物理地址,1、8086存储器组织,00000H 00002H 00004H . . .,00001H 00003H 00005H . . .,2.1.6 8086的存储器组织及I/O组织,分体结构,1
15、、8086存储器组织,2.1.6 8086的存储器组织及I/O组织,2、8086的I/O空间,2.1.7 8086的总线操作及时序,1、系统复位与启动操作,8086的复位和启动操作是通过RESET引脚的触发信号执行的， 8086要求复位信号至少维持4个时钟周期的高电平，若是初次上电则要求至少维持50s的高电平,当RESET信号一进入高电平，8086就会结束现行操作，进入内部复位状态，并将CPU内部将全部寄存器置为初值,系统复位重新启动时，便从内存的FFFF0H单元开始执行程序。一般在FFFF0H处存放一条JMP指令，转移到系统程序入口处，保证系统一启动就可以自动进入系统程序,8086复位操作时序,4T后,1T后,在RESET信号变成高电平后，经过1个时钟周期，所有的三态输出线被置为高阻态，并一直维持高阻态（浮空）直到RESET信号变为低电平为止，但在高阻态的前半个时钟周期，三态输出线被置为不作用状态，当时钟信号又变成高电平时，才置为高阻态,2、 最小模式下存储器或I/O端口读操作,T1状态,T2状态,T3状态, 在基本总线周期的T3状态，存储单元或I/O端口将数据送到了数据总线上，CPU通过AD15AD0接收数据。 T2状态的各信号电平持续到T3状态。,Tw状态,CPU在T3状态的前沿采样READY信号，为低电平,说明数据总线上没有数据，就在T3与T4
