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微机原理课件

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微机原理及接口技术课件

微机原理及接口技术课件
外存储器是微机系统中的低速存储器， 用于长期存储大量数据和程序。
中央处理器是微机系统的核心，负责执 行程序中的指令。
内存储器是微机系统中的高速存储器， 用于存储程序和数据。
微机系统的软件结构
微机系统的软件结构包括系统软件和 应用软件。
应用软件是根据特定需求开发的软件 ，如办公软件、图像处理软件等。
通过微机接口实验，使 学生掌握微机接口的基 本原理和应用技术，培 养学生对微机系统的综 合分析和设计能力。
微机接口实验通常包括 以下几个方面的内容
通过实验箱或实验板等 硬件设备，让学生了解 并掌握各种硬件接口的 工作原理和性能特点。
通过编写软件程序，让 学生掌握各种输入/输出 控制方式、中断处理、 DMA传输等软件接口的 控制原理和编程方法。
计算机的基本组成 包括运算器、控制 器、存储器、输入 输出设备。
控制器是计算机的 指挥中心，负责控 制和协调计算机的 各个部件。
输入输出设备用于 与外部进行信息交 流，如键盘、鼠标 和显示器等。
微机系统的硬件结构
微机系统的硬件结构包括中央处理器、 内存储器、外存储器、输入输出设备等 。
输入输出设备用于与外部进行信息交流 ，如键盘、鼠标和显示器等。
接口技术
包括串行接口、并行接口、USB接口等技术 ，实现微机与其他设备的通信。
C/C语言
一种高级编程语言，广泛应用于微机应用系 统的开发。
中断技术
实现微机应用系统中断处理和任务调度的重 要技术。
06
CATALOGUE
微机接口实验及课程设计
微机接口实验的目的与内容
目的
内容
硬件接口实验
软件编程实验
综合实验
。
串行接口的实现

微机原理课件ppt

微机原理课件ppt

04
微机程序执行过程
程序加载与执行
程序加载
将程序从存储介质中读取到内存中， 为程序的执行做好准备。
程序执行
CPU按照指令逐条执行程序，完成程 序所要求的任务。
指令执行流程
取指令
CPU从内存中读取指令并存放到指令寄存器 中。
指令译码
对指令进行译码，确定指令的操作码和操作 数。
执行指令
根据译码结果，完成相应的操作，如数据传 输、算术运算、逻辑运算等。
的外设接口。进入21世纪后，微机进一步 发展为DSP（数字信号处理）和FPGA（现 场可编程门阵列）等高性能计算平台。现在 ，微机已进入物联网和人工智能时代，成为
智能硬件的核心组成部分。
微机的应用领域
总结词
微机广泛应用于工业控制、智能家居、医疗设备、航 空航天等领域。
详细描述
由于微机具有体积小、功耗低、价格实惠等优点，它被 广泛应用于各种领域。在工业控制领域，微机可以用于 实现自动化生产线的控制和监测。在智能家居领域，微 机可以用于实现智能照明、智能安防、智能家电控制等 功能。在医疗设备领域，微机可以用于实现医疗影像处 理、医疗数据分析和医疗设备控制等功能。在航空航天 领域，微机可以用于实现飞行控制、导航数据处理和卫 星通信等功能。
立即数
表示常数或立即操作数的值。
注释
用于解释指令的含义和功能，方便阅读和理解。
指令类型
数据传输指令
用于在内存和寄存器之间传输数据，如 MOV指令。
逻辑运算指令
用于进行逻辑运算，如AND、OR、XOR等 指令。
算术运算指令
用于进行算术运算，如ADD、SUB、MUL 、DIV等指令。
控制转移指令
用于改变程序的执行流程，如JMP、CALL 、RET等指令。

微机原理PPT(第一、二、三章)

微机原理PPT(第一、二、三章)

格雷码
相邻两个数之间只有一位不同，常用 于模拟量和数字量之间的转换以及误 差检测等场合。
03
微处理器结构与工作原理
微处理器内部结构剖析
微处理器基本组成
流水线技术
包括运算器、控制器、寄存器等基本 部件。
提高指令执行效率的关键技术之一。
指令执行过程
取指、译码、执行、访存、写回等阶 段。
指令系统概述及分类方法
实现不同进制数之间的转换。
计算机中数的表示方法
原码表示法
将最高位作为符号位，其余各位表示 数值本身。
反码表示法
正数的反码与其原码相同，负数的反 码是在其原码的基础上，符号位不变， 其余各位取反。
补码表示法
正数的补码与其原码相同，负数的补 码是在其原码的基础上，符号位不变， 其余各位取反后加1。
移码表示法
02
计算机中的数与编码
进制数及其转换方法
十进制数
以10为基数，采用0-9共10个 数字符号组成的数值表示方法
。
二进制数
以2为基数，采用0和1两个数字 符号组成的数值表示方法。
十六进制数
以16为基数，采用0-9和A-F共 16个数字符号组成的数值表示 方法。
进制数转换方法
包括整数部分和小数部分的转换 ，通过除基取余法和乘基取整法
微机原理ppt(第一、二 、三章)
目录 CONTENT
• 绪论 • 计算机中的数与编码 • 微处理器结构与工作原理 • 汇编语言程序设计基础 • 输入输出接口技术与应用 • 中断系统与定时/计数器应用
01
绪论
微机原理课程概述
课程性质
微机原理是一门研究微型计算机 基本组成、工作原理、接口技术
及其应用的课程。

第1章微机原理PPT课件

第1章微机原理PPT课件

2.第二代微处理器
8080/8085，Z80，6800/6802，6502
位数 集成度 时钟频率
平均指令执行时间
8
5000 2-4MHz
1-2μS
外围电路发展迅速，应用广泛。
.
6
3.第三代微处理器
70年代后期出现16位处理器，8086/8088，M68000，Z8000
位数 集成度 时钟频率
平均指令执行时间
例 将(10101)2，(72)8，(49)16转换为十进制数。 (10101)2=1×24＋0×23＋1×22＋0×21＋1×20=37 (72)8=7×81+2×80=58 (49)16=4×161＋9×160=73
.
31
2. 十进制数转换为二进制数
十进制数转换二进制数,需要将整数部分和小数部分分 开,采用不同方法进行转换,然后用小数点将这两部分连接 起来。
3. 16位微处理器
处理能力强，中高端应用。如Intel 8086/8088/80286，MCS96， 摩托罗拉龙珠系列，当前主流DSP(TMS320VC54X,BF535等)。
.
9
4.32位微处理器
主要中高端应用。
Intel 80386-P4，AMD Duron/Althlon,TM5800,VIA Eden,ARM系 列，MIPS R4000，SH3。
微型计算机系统
微处理器
算术逻辑部件（ALU） 累加器，寄存器 控制部件 内部总线
微型计算机 存储器（RAM/ROM）
输入/ 输出接口
系统总线
外围设备（显示器、磁盘控制器、键盘、执行器等）
系统软件
.
14
二 微处理器
微处理器（CPU）具有运算和控制能力，是微型计算机的核心。

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运算器是计算机的核心部件，负责进行算术和逻辑运算；控制器是计算机的指挥 中心，负责统一指挥计算机的各个部件；存储器是计算机的信息存储部件，用于 存储程序和数据；输入输出设备是计算机与外部进行信息交换的部件。
微机系统的硬件结构
微机系统的硬件结构包括主机箱、电源、主板、CPU 、内存、硬盘、显示器、键盘、鼠标等。
难度：较高。
课外拓展与学习建议
拓展内容
阅读相关文献和书籍，了解微机原理 的前沿技术和应用领域。
学习建议
积极参与课外实践和学习小组，与同 学和老师交流学习心得和经验，提高 学习效果。源自THANKS感谢观看
汇编语言的语法
汇编语言的语法包括指令格式、操作数、寻址方式、指令语句等。其中，指令格式是用来规定指令的操 作码和操作数的格式；操作数是用来指定指令操作的对象；寻址方式是指令中寻找操作数的地址的方式 ；指令语句是指令的书写格式。
汇编程序的设计方法
汇编程序设计的步骤
汇编程序设计的步骤包括分析问题、设计程序、编写 代码、调试程序等。其中，分析问题是程序设计的前 提，设计程序是程序设计的主要环节，编写代码是程 序设计的具体实现，调试程序是保证程序正确性的重 要步骤。
中断请求与响应
当外部设备需要与微机系统进行信息交换时，会向系统发出中断请求。 系统会根据优先级和中断向量表来响应中断请求。
中断的基本概念与工作原理
中断的基本概念
中断是指当外部事件发生时，打断正在执行的程序，转而执行相应的中断处理程序。中断 处理程序通常包括保存现场、处理中断事件、恢复现场等步骤。
中断源
主机箱是微机系统的外壳，用于保护和支撑内部硬件； 电源是微机系统的能源供应部件；主板是微机系统的核 心部件，上面集成了许多重要的电子元件；CPU是微 机的中央处理器，是计算机的核心部件；内存是微机的 临时存储部件，用于存储当前正在运行的程序和数据； 硬盘是微机的永久存储部件，用于存储程序和数据；显 示器是微机的输出设备，用于显示输出的信息；键盘和 鼠标是微机的输入设备，用于输入用户指令。

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机、微型机控制系统及数字化仪 器中
LED数码管可以显示内存地址 和数据等
2021/6/16
15
LED数字显示
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1、LED基础知识
1）什么是LED？ 发光二极管的英文缩写——light emitting diode 在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流 子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的 形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。 PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不 发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二 极管叫发光二极管，通称LED。
第6章 输入输出和中断技术
6.1 输入输出系统概述 6.2 简单接口电路 6.3 基本输入输出方法 6.4 中断技术 6.5 可编程中断控制器
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1
第6章 输入输出和中断技术
本章重点： 理解输入/输出接口的概念；了解CPU与外
设数据传送方式；熟练掌握中断的处理过程， 了解中断优先权的排队方法、中断在计算机中 的使用方法。
4、输入/输出接口技术 是信息传送的控制技术，是一种采用软、硬
件结合的方法，实现CPU与外设之间协调与匹配， 实现二者之间高效、可靠的信息传递的一门技术。
2021/6/16
6
5、 接口的功能
接口是连接计算机与I/O设备的部件。计算机与 外部设备之间可以通过串行接口进行信息交换，也可 以通过并行接口进行信息交换。接口电路的功能就是 对信息传送的硬件控制，具体应有以下几种功能。
数据信息存放在接口的数据缓冲器中； 状态 信息放在接口的状态寄存器中；控制信息送机I/O接口电路与外部设备间交换的信号， 通常有以下几种类型：

微机原理ppt

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类型0中断 入口 (除法 出错 ) 类型1中断 入口 (单步 中断 ) 类型2中断 入口 ( MI ) N 类型3中断 入口 (断点 中断 ) 类型4中断 入口 (溢出 中断 ) 类型5中断 入口
IP CS IP CS
…
07F 080
类型31中断 入口 类型32中断 入口
…
3FC 类型255中断 入口 15 8 7 0 IP CS
存储器的地址分配和片选问题 控制信号的连接
存储器芯片片选端的处理
线选法 地址的高位直接作为各个芯片的片 选信号，在寻址时只有一位有效来 使片选信号有效的方法称为线选法。 完全译码法 全部高位地址译码产生片选信号。 部分译码法 用部分高位地址进行译码产生片 选信号。
I/O接口的主要功能
8086/8088 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
VCC（5V） AD15/A15 A16/S3 A17/S4 A18/S5 A19/S6 /BHE/S7 HIGH（SSO） MN//MX /RD HOLD（/RQ//GT0） HLDA（/RQ//GT1） /WR（/LOCK） M//IO（/S2） DT//R（/S1） /DEN（/S0） ALE（QS0） /INTA（QS1） /TEST READY RESET
INTn 指令 (软件 中断 )
非屏 蔽中 断请 求 NMI
中断逻辑 INTR
INT3 指令
INTO 指令
单步中断
除数为 0中断
中 断 控 制 系 统 (8259A) 硬件 中断

微机原理课件

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他内部器件，外部总线连接微机和其他外部设备。
总线的性能指标包括总线的带宽、总线的时钟频率、总线的传
03
输速率等。
03 软件组成
指令系统
指令集
指令系统是计算机硬件与软件之间的接口，它规定了计算机所支持 的指令集合，包括指令格式、寻址方式、操作码等。
指令类型
根据功能的不同，指令可以分为多种类型，如算术运算指令、逻辑 运算指令、移位指令、跳转指令等。
03
微机系统的基本工作流程是： 输入信息 -> 存储器存储 -> 控 制器指挥运算器进行运算 -> 输出结果。
02 硬件组成
中央处理器
01
CPU是微机的核心部件，负责执行指令和处理数据。
02
CPU由运算器和控制器组成，运算器负责进行算术和
逻辑运算，控制器负责控制指令的执行顺序。
03
CPU的性能指标包括时钟频率、指令集、缓存大小等
04 系统组成与控制
操作系统
操作系统定义
操作系统是计算机系统中的核心软件，负责管理系统资源、控制程序执行、提供系统界 面等。
操作系统功能
操作系统具有进程管理、内存管理、文件管理、设备管理等功能，旨在提高计算机系统 的效率和可靠性。
常见操作系统
Windows、Linux、MacOS等。
程序控制与中断系统
微机原理课件
目录
• 微机系统概述 • 硬件组成 • 软件组成 • 系统组成与控制 • 应用领域与发展趋势 • 实验与上机操作指南
01 微机系统概述
微机系统的基本组成
运算器是计算机的核心部件 ，负责进行算术运算和逻辑
运算。
计算机的基本组成包括运算 器、控制器、存储器、输入

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dest : 寄存器、存储器寻址方式。
cnt : 表示移位次数
cnt=1，1可写在指令中。
cnt>1，用CL存放移位次数,最多可移位255次。
2021/4/8
21
执行操作：相当于无符号数的×2功能。
SHL/SAL指令操作示意图如下图所示：
dest
CF
0
指令格式举例：
SHL AH,1
SAL SI, CL
1、 移位指令（ 4条 ） : SHL , SHR, SAL , SAR
（1）、 SHL/SAL(Shift logical left/shift
arithmetic left)
逻辑左移/算术左移指令
格式：SHL dest ,cnt ；逻辑左移指令, B/W
SAL dest ,cnt ；算术左移指令, B/W
XOR MEM[BX],AX
； 存储器 寄存器
202X1/4O/8 R
TABLE[BP][SI], 3DH ; 存储器 立即数10
注意：
• “或”指令中操作数不能同时为存储器；
• 影响条件码： CF＝0F=0， AF未定义 ，SF、 ZF 、PF根据运算结果置位或复位
用途：对某些特定位求反，某些特定位与“1” 其余位保持不变，保持不变与“0” 。
dest
特点：
• 8088可以对8位，或16位操作数执行逻辑操作。
• 逻辑运算是按位操作，操作数应该是位串而不是数。
• 影响条件码： （NOT指令除外，其他指令同）
CF＝20210/4F/8=0，AF未定义 ， SF、ZF、PF根据运算结果置位或2 复位。
1、AND（Logical and )逻辑“与”指令
XOR清“0”指令在多字节累加程序中十分有用。

微机原理ppt全

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第6章 典型输入输出接口芯片
图6-4 74LS373 逻辑图和引脚图
第6章 典型输入输出接口芯片
74LS373、74LS374锁存器主要用于锁存地址 信息、数据信息以及DMA页面地址信息等。 8086/8088系统使用的74LS244、74LS345、 74LS373如图6-5所示。从图中我们可以看出：CPU 发出的地址总线、数据总线和控制总线要经过一 些总线接口器件变成系统总线中的对应信号，地 址总线和数据总线的接口部件为：地址锁存器 74LS373、地址缓冲器74LS244和数据收发器 74LS245。
第6章 典型输入输出接口芯片
6.1.1 三态逻辑门接口芯片
典型的三态逻辑门电路接口芯片是74LS244，该芯片 是由8个三态逻辑门构成，每四个为一组由一个控制端E控 制。当控制端为低电平时有效，三态逻辑门导通；当控制 端为高电平时，三态逻辑门呈高阻状态。74LS244芯片如 图6-1所示。 利用三态逻辑门可实现对输入信号的接口，由于三态 逻辑门不具有锁存功能，所以要求输入信号是可以保持的 。
第6章 典型输入输出接口芯片
图6-1 74LS244 逻辑图和引脚图
第6章 典型输入输出接口芯片
74LS244是单向数据传输的，74LS245是可以双向传输数据的接口芯 片，它可以方便的对数据进行读取或输出传送，芯片如图6-2所示。
图6-2 74LS245 逻辑图和引脚图
第6章 典型输入输出接口芯片
第6章 典型输入输出接口芯片
图6-10 方式2之下的信号定义
第6章 典型输入输出接口芯片
当A口工作在方式2下时，其控制信号/OBF 、/ACK 、 /STB 、IBF及INTR 与前面的叙述时一样的。所不同的主 要是： 因为在方式2下A口既作为输出又作为输入，因此只能 当ACK有效时才能打开A口输出数据三态门，使数据由 PA0～PA7输出。当ACK无效时，A口的输出数据三态门呈高 阻状态。 在这种方式下，A口输入或输出数据均可以引起中 断。因此，A口提出中断请求就由两位C口的数据来控制。 其中利用置位PC6来允许A口的输出中断请求；而利用置位 PC4允许A口的输入中断请求。

微机原理ppt课件

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21
ξ1－3 反馈控制系统的基本要求
• 一、反馈控制系统基本调节过程： • 把被调量处于变化状态的过程称为动态过程或暂
最优控制。70年代进入成就阶段。 • 理论成果：庞德金极大值原理，Bellman动态规
划法，卡尔曼（kalman）在状态空间的研究李 氏稳定理论，卡尔曼滤波。 • 主要研究方向：最优控制，最佳滤波，系统辨识 及自适应控制 • 第四代：（设想，无方法）大系统理论，灰色系 统理论，多变量系统的频域设计法等等。
2Hale Waihona Puke • 2.学习内容： • 基本概念（概述） • 自动控制系统的数学模型（传递函数） • 自动控制系统的时域分析 • 自动控制系统的频域分析 • 系统的稳定性 • 根轨迹法 • 设计及校正系统 • 离散（数字）控制系统
3
ξ1－1 自动控制(auto control) 系统的概述
• 一、自动控制的系统的工作方式和基本组 成
• 分析系统：在给出系统数学模型的基础上，确定 系统的性能（比如：系统的稳定性，抗干扰性能 等等）
• 设计系统：指对系统性能按照权利要求提出要求 的基础上确定一个的系统模型
9
二、自动控制原理的发展
• 第一代：18,19世纪，理论没有形成体系，解决 了个别简单的控制问题。
• 理论成果：李亚普诺夫（Liapurv）稳定理论， 劳斯（Routh）稳定理论，赫尔维茨(Hurwits) 稳定理论。
复合控制系统方框图
20
二、基本类型
• 按自动控制系统是否形成回路分类 • 开环控制系统，闭环控制系统 • 按结构特点分类 • 反馈控制系统、前馈控制系统、前馈－反馈复合控制系统 • 按给定值信号分为： • 恒值控制系统、随动控制系统、程序控制系统 • 按元件特性分类 • 线性控制系统、非线性控制系统 • 按传递信号分为： • 连续（模拟）控制系统、离散（数字）控制系统

微机原理教学PPT

微机原理教学PPT

功能 4. 微型计算机的应用概况
3
第一章：概述——微机原理的课 程内容、学习目的
•
研究微型计算机的基本工作原理以及微型计算机接口技术（如中断控 制接口、定时/计数控制接口、并行/串行通信接口等）的课程。
冯·诺依曼体系结构 1. 能把需要的程序和数据送至计算机中。 （输入） 2. 必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运 算结果的能力。 （存储） 3. 能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加 工处理的能力。 （运算） 4. 能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机 器的各部件协调操作。 （控制） 5. 能够按照要求将处理结果输出给用户。（输出） 简单地其工作过程是取指令(代码)→分析指令(译码) →执行指令的不断循环的过程。
微型计算机技术及其应用
——第一章：概述
1
第一章：概述
1. 微机原理课程的内容、学习目的
2. 微型计算机的发展概况 3. 微型计算机系统的基本组成和各部件
功能 4. 微型计算机的应用概况
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第一章：概述
1. 微机原理课程的内容、学习目的
2. 微型计算机的发展概况
3. 微型计算机系统的基本组成和各部件
第一章：概述——微型计算机系统的 基本组成和各部件功能
各种接口卡
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第一章：概述——微型计算机系统的 基本组成和各部件功能
主板
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Байду номын сангаас
第一章：概述——微型计算机系统的 基本组成和各部件功能
主板是机箱中最大的一块集成电路板，在它上面
集成有CPU插座、内存插座、扩展卡插座、输入 输出系统、总线系统、电源接口等。 地址总线(AB) ：是用来传送地址信息的信号线。 地址总线的位数决定了CPU可以直接寻址的内存 空间的大小。地址总是从CPU发出的，所以地址 总线是单向的三态总线。 数据总线(DB)：数据总线是CPU用来传送数据信 息的信号线。数据总线是双向三态总线。 控制总线(CB)：控制总线是用来传送控制信号的 一组总线。控制总线有的为单向，有的为双向或 三态，有的为非三态，取决于具体的信号线。

(汇总)微机原理课件.ppt

(汇总)微机原理课件.ppt
微机系统利用3组总线，即数据总线DB、地址总线AB 和控制总线CB分别传送指令及指令执行过程中相关的数据、 地址信息和控制信息。
最新.
5
2.1.3 总线
（1 数据总线是在CPU、存储器或I/O端口等部件之间传递
数据的通道，每次传送一个“计算机字长”，其宽度（根数） 通常与计算机的字长一致。数据总线的传输是双向的。 （2
解：∵ 0ABH=10101011B= -85D 0FFH=11111111B= -1D ∴0ABH+0FFH=10101011B+11111111B = (1)10101010B= -86D
结果没有超出-128~127范围， CF=1，OF=0。 求下例中各状态标志的值： 1．
则 SF= 0, ZF= 0, PF= 0, CF最=新0. , OF=0, AF= 0
最新.
2
2.1.1微型计算机基本结构
最新.
3
2.1.2 微处理器CPU 微处理器简称CPU，是用来实现运算和控制功能的部
件，是整个微型计算机的核心，由运算器、控制器和寄存 器组3部分组成。CPU
1) 指明将要执行指令所在存储单元的地址，取出指令并
2) 3) 传送数据，包括在CPU内部传送数据以及与外界交换
最新.
7
2.2 8086微处理器的功能结构
8086是Intel系列的16位微处理器，是80x86系列微机
1）制造工艺：采用具有高速运算性能的HMOS工艺制成。 2）芯片集成度：芯片上集成有2.9万个晶体管，用单一的 +5V电源和40 3）时钟频率：5～10MHz，最快的指令执行时间0.4μs。4） 字长：16位8088为准16 5 6）内存容量：20位地址可寻址1MB 7）端口地址：16位I/O地址可寻址64KB 8）中断功能：可处理内部软件中断和外部硬件中断，中断 源可多达25个。

微机原理计算机基础课件

微机原理计算机基础课件

Intel的CPU的发展史
8086
第1章 微型计算机基础
1.1 概述
Intel的CPU的发展史
80286，intel最后一块16位cpu
第1章 微型计算机基础
1.1 概述
Intel的CPU的发展史
80386，intel第一代32位cpu
第1章 微型计算机基础
486，这是intel最后一代以数字编号的 cpu
线的宽度。
第1章 微型计算机基础
1.2 计算机中数值数据信息的表示
位、字、字节、双字和字长
• 字长：字所包含的二进制位数，即微处理器一次可以 直接处理的二进制数码的位数。微处理器的字长有4位、 8位、16位和32位等等。例如：8088称为准16位微处理 器，而80386SX称为准32位微处理器。
• IBM PC/XT机规定：
冯· 诺依曼结构计算机的 3 点重要设计思想：
① 由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备 5 个基本部分组成。
② 采用二进制。
③ 指令和数据都放在存储器中，机器能自动执行程序 （存储程序思想）
第1章 微型计算机基础
1.1 概述
计算机发展简史
1946第一台电子计算机ENIAC。 第一代计算机 — 1946 ~ 1955，电子管。 第二代计算机 — 1956 ~ 1963，晶体管。 第三代计算机 — 1964 ~ 1971，中小规模集成电路。 第四代计算机 — 1972 ~1986，大规模集成电路。 第五代计算机 — 1986 ~ 今，超大规模集成电路。
反码在运算中存在的问题
( 1 ) 10 - ( 1 ) 10= ( 1 ) 10+ ( -1 ) 10= ( 0 ) 10 (00000001) 反+ (11111110)反 = (11111111)反 = ( -0 ) （有问题） ( 1 ) 10 - ( 2) 10 = (1 ) 10 + ( -2 ) 10 = ( -1 ) 10 (00000001)反+ (11111101)反 = (11111110)反 = ( -1 ) （正确）

《微机原理讲 》课件

《微机原理讲 》课件
01
输标02入题
总线分为数据总线、地址总线和控制总线三类，数据 总线用于传输数据，地址总线用于传输地址信息，控 制总线用于传输控制信号。
03
总线的发展经历了多个阶段，从早期的ISA总线到现 在的PCIe总线，带宽和速度得到了极大的提升。
04
总线的带宽和速度直接影响着微机的性能和数据传输 速率。 Nhomakorabea03
云计算
微机作为云计算基础设施的 重要组成部分，未来将在云 计算领域发挥更加重要的作 用。
工业自动化
随着工业自动化程度的不断 提高，微机在工业自动化领 域的应用前景广阔，如智能 制造、自动化检测等。
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《微机原理讲》ppt课件
目录
• 微机原理概述 • 微机的硬件结构 • 微机的软件系统 • 微机的应用 • 微机的发展趋势
01
微机原理概述
微机的基本概念
微机
微机的组成
微型计算机的简称，是一种体积小、 功耗低、价格便宜、性能适中的计算 机系统。
微机由中央处理器、存储器、输入输 出设备等部分组成，通过总线连接在 一起。
01
汇编语言
汇编语言是一种低级语言，与机 器语言对应，通过助记符表示指 令。
高级语言
02
03
常见高级语言
高级语言是一种更接近自然语言 和数学表达式的编程语言，易于 编写和维护。
常见的高级语言有C、C、Java和 Python等。
数据库管理系统
数据库管理系统定义
数据库管理系统是一种软件，用于创建、使用和维护 数据库。
网络化
随着互联网的普及，微机的网络功能越来 越重要，通过网络连接可以实现远程控制 、数据传输等功能。
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微 机 原 理 及 接 口 技 术 第 二 章
二、程序执行过程举例
以7+10=? 为例，说明程序执行过程。
1. 查指令系统，编写程序：
MOV AL，7 ； 7 AL HLT ；处理器暂停 B0H 07H F4H
ADD AL，10；10+AL AL 04 H 0AH
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(1) 第一条指令 (MOV AL, 07H) 的取指过程： PC的值(00H) AR
PC+1 PC (PC = 01H)
AR中的内容(00H) AB MEMORY， 译码选中00H存储单元。
CPU发出“ 存储器读”信号 (00H) = B0H DB DR IR ID
2.指令译码
3.取操作数 经指令译码，如果需要取操作数，则
CPU 将给出操作数地址，再次访问存储器。
微 机 原 理 及 接 口 技 术 第 二 章
4.执行指令 5.存放运算结果 微处理器就是不断重复以上过程，逐条 执行指令。
§2.2 8086 微处理器的 微 机 主要特性和内部结构 原 理 2.2.1 8086 的主要特性 及 接 8086 微处理器是美国 Intel 公司 1978 年推出 口 的一种高性能的16位微处理器。 技 术 8086CPU采用高速运算性能的HMOS工艺 制造，内含29000多个晶体管，封装在标准的 第 40引脚双列直插式塑封管壳内，采用单个+5V 二 电源供电。 章
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(3) 经过几百ns，在外部数据总线上出现指令的 第一字节，即操作码，它经由 CPU 内部数 据缓冲器→内部总线→指令寄存器。 (4) 对于多字节指令，控制部件还会发出再去存
储器取指令第二或第三字节的信号，每取
一个字节，PC←PC+1。
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从功能结构看，分两部分：
1. 执行部件EU (Execution Unit) 2. 总线接口部件BIU (Bus Interface Unit)
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一、执行部件EU
1. EU的功能：
负责指令的执令。译码指令并利用 内部寄存器和ALU来处理数据。
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图2-1 微处理器的一般结构
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各部分的功能：
1. ALU (Arithmatic Logic Unit)
算术逻辑单元，是计算机中的运算部件，
执行算术运算，逻辑运算及移位操作等。
2. 累加器
运算中的专用寄存器，存放操作数和运
算结果。
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§2.1 微处理器的基本结构
一、微处 理器的结 构框图
指 令 寄 存 器 指 令 译 码 器
时 逻 序 和 辑 控 制
PC程序计数器 SP堆栈指示器 变址寄存器
控制总线
通用 寄存器组
线 地 缓 址 冲 总 器 线 缓 数 冲 据 器 总
地址总线
内部数据总线
数据总线
暂存器
累加器
标志寄存器
ALU

数据总线 CS DS SS ES IP 内部寄存器 （16位）
总线控 制电路 队列 总线 （8位） 指令队列 1 2 3 4 5 6 总线接口部件（BIU）
8086外部 总线（16位）
ALU 标志
EU 控制器
执行部件（EU）
图2-2 8086CPU的内部结构框图
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微 AX又称累加器，指令系统中许多指令都是利 机 用AX来实现的。 原 理 FR共有16位，其中7位未用，各位的定义如下： 及 接 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 口 OF DF IF TF SF ZF AF PF CF 技 术 图3.3 标志寄存器 第 二 根据功能，有两类标志 章
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6、指令系统：99条基本指令系统，除能完成数 据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移和 处理器控制功能外，内部还设有硬件乘法指 令及串处理指令电路，可以对位、字节、字 节串、字串、压缩和非压缩 BCD码等多种数 据类型进行处理。
7、时钟频率：8086标准主频为5MHZ，8086-2 主频为8 MHZ。 8、中断功能：可处理内部软件中断和外部硬件 中断，中断源多达256个。
9. 地址总线缓冲器AR
存放指令的地址或操作数地址。
10. 指令寄存器IR
存放从MEMORY中取出的将要被执行 的指令。
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11. 指令译码器ID
对IR中的指令译码，确定要执行的操作。
12. 时序和控制逻辑
产生多种微操作控制信号，由ID确定执 行何种操作，发出相应功能的控制信号。
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三、指令执行过程小结 1.取指令
(1) 程序计数器PC将指令地址经地址缓冲器送 到微处理外部地址总线，然后送到存储器 进行地址译码。 (2) 访问存储器某一单元，同时CPU向存储器 发 “ 存 储 器 读 ” 控 制 信 号 （ 且 PC←PC+1）。
2. 结构组成
四个通用寄存器AX，BX，CX，DX。 四个专用寄存器： 基数指针寄存器BP，堆栈指针寄存器SP， 源变址寄存器SI，目的变址寄存器DI。
标志寄存器FR。 算术逻辑单元ALU。
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3. 8086 CPU中EU的特点
四个通用寄存器AX，BX，CX，DX可以 作为 16位寄存器使用，也可以分别作为 两个8位寄存器使用。 AX BX CX DX AH BH CH DH AL BL CL DL
各状态标志位的状态应是： CF＝1，PF＝1，AF＝0，ZF＝0，SF＝1，OF＝0
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例3：执行加法操作。
0110 0100 0000 0000 + 0110 0100 0000 0000 ——————————— 1100 1000 0000 0000
执行以上加法操作后，各状态标志位的状态应是： CF＝0，PF＝0，AF＝0，ZF＝0，SF＝1，OF＝1
微处理器（ Microprocessor ）是一种采用大 规模（ LSI ）或超大规模集成电路（ VISI ）技术 的半导体芯片，集成了计算机的主要部件：控制 器、运算器和寄存器组。微处理器又被称为中央 处理器（Central Processing Unit），字长16位、 即 一 次 能 处 理 16 位 数 据 的 称 16 位 CPU ， 如 Intel8086CPU。 CPU是微型计算机的核心部件，其性能和特 点基本上决定了微型计算机的性能。因此，了解 CPU的组成结构、引脚功能、操作时序等是学习 微机原理与接口技术，进行微机应用系统开发设 计的基础。
进位标志
辅助 进位标志 溢出标志 方向标志 中断标志
跟踪标志
TF
CPU按跟踪方式执行指令
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例1：执行以下两数的加法操作，判断各标志 位的状态。
0010 0011 0100 0101 + 0011 0010 0001 1001 ——————————— 0101 0101 0101 1110
SS ––– 16位堆栈段寄存器
微 机 原 理 及 接 口 技 术 第 二 章
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二、总线接口部件BIU
1. BIU的功能：
负责与存储器、I/O接口电路传送信息。
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2. BIU的组成
(1) 四个段地址寄存器
CS ––– 16位代码段寄存器 DS ––– 16位数据段寄存器 ES ––– 16位附加段寄存器
6. 堆栈指针SP (Stack Pointer)
堆栈操作时，栈顶在内存中的具体位置。
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7. 变址寄存器
用于变址寻址时存放存储器的地
址，也可作通用寄存器使用。
8. 数据总线缓冲器DR
寄存从MEMORY中读出或要写
入的数据或指令。
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主要特性有：
微 机 原 理 及 接 口 技 术 第 二 章
1、数据线：16位 2、地址线：20位，其中低16位与数据总线复用。
3、内存空间：20位地址线可直接寻址1MB存储 空间。
4、端口地址：16位端口地址线可寻址64K个I/O 端口。 5、寻址方式：7种基本寻址方式提供了灵活的 操作 技 术 第 二 章
8086微处理器
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微处理器的基本结构
8086微处理器的主要特性和内部结构 8086CPU的工作模式和引脚信号 8086的存储器管理
8086的总线操作和时序
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3. 通用寄存器组
存放数据和地址。
4. 标志寄存器FR
反映指令执行时的状态标志信号，如 进位标志C、零标志Z、符号标志S、奇偶 标志P、溢出标志O等。
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5. 程序计数器PC (Program Counter)
又称指令指针寄存器IP(Instruction Pointer)， 指向下一条要执行的指令所在存 储单位的地址。取出指令后，PC自动加1。
状态标志(6个)