第2讲第二章微型计算机的基本组成电路★ 本章要点：)了解算术逻辑单元ALU；)触发器（Trigger），寄存器（Register）；)三态输出电路，总线结构；)存储器（Memory）等基本概念。
★ 任何一个复杂的电路系统都可以划分为若干电路，这些电路大都由一些典型的电路组成。
★ 微型计算机就是由若干典型电路通过精心设计而组成的。
★ 各个典型电路在整体电路系统中又称为基本电路部件。
§2.1 算术逻辑单元ALU★ 顾名思义，既能进行算术运算，又能进行逻辑运算的单元。
★ 前面我们提到过，二进制的加法电路增加可控反相器后，就能进行减法运算，构成了最简单的算术运算部件（二进制加/减法器）。
★ 再利用适当的软件配合，又可以完成乘、除法运算。
★ 如果再增加一些门电路，还可完成逻辑运算。
Control ★ ALU符号如图2-1所示。
★ A、B为两个二进制数，S为运算结果，Control为控制信号相当于SUB。
图2-1 ALU的符号★ 计算机中的四则运算，均可转化为加法运算。
★ 所以在CPU内部只有加法器，减法通过补码实现；★ 乘法通过部分积右移加被乘数或0实现；★ 除法通过部分余数左移加除数补码或0实现。
§2.2 触发器★ 触发器（Trigger）是计算机中的记忆装置的基本单元，也可以说是记忆细胞。
★ 由触发器可组成寄存器（Register）和存储器（Memory）。
★ 寄存器和存储器统称为计算机的记忆装置。
★ 触发器一般由晶体管元件组成，体积小，还可以组成大规模集成电路。
★ 常见的触发器有RS触发器、D触发器、JK触发器等。
★ 相关内容大家可参见数字电子技术，在此不再赘述。
§2.3 寄存器★ 寄存器是由触发器组成的。
★ 一个触发器就是一个一位的寄存器，由多个触发器可以组成一个多位寄存器。
★ 寄存器由于其在计算机中的作用不同而具有不同的功能，从而被命名为不同的名称。
★ 常见的寄存器有：缓冲寄存器——用以暂存数据；移位寄存器——能够将其所存的数据一位一位地向左或向右移；计数器——一个计数脉冲到达时，会按二进制数的规律累计脉冲数；累加器——用以暂存每次在ALU中计算的中间结果。
郑州⼤学《微型计算机原理及应⽤》课后习题答案《微型计算机原理及应⽤》习题解答第⼀章基础知识1.1 解释题(1)微处理器【解答】由⼤规模集成电路芯⽚构成的中央处理器（CPU），叫做微处理器。
(2)微型计算机【解答】以微处理器为基础，配以内存储器、输⼊输出接⼝电路、总线以及相应的辅助电路⽽构成的计算机裸机，叫做微型计算机。
(3)微型计算机系统【解答】微型计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
即由微型计算机、配以相应的外部设备（如打印机、显⽰器、键盘、磁盘机等），再配以⾜够的软件⽽构成的系统。
(4)单板机【解答】将微处理器、RA、ROM以及I/O接⼝电路，再配上相应的外设（如⼩键盘、LED显⽰器等）和固化在ROM中的监控程序等，安装在⼀块印刷电路板上构成的微型计算机系统称为单板机。
(5)运算器【解答】运算器是直接完成各种算术运算、逻辑运算的部件，主要由ALU（Arithmetic and Logic Unit,算术逻辑部件）、通⽤寄存器、标志寄存器等组成。
(6)地址总线【解答】地址总线是CPU对内存或外设进⾏寻址时，传送内存及外设端⼝地址的⼀组信号线。
地址总线的条数多少决定了CPU的寻址能⼒。
(7)数据总线【解答】数据总线是CPU与内存或外设进⾏信息交换时，所⽤的⼀组数据信号线。
它决定了CPU ⼀次并⾏传送⼆进制信息的位数，反映出CPU的“字长”这个重要性能指标。
(8)控制总线【解答】控制总线是在CPU与外部部件之间传送控制信息（如读/写命令、中断请求命令等）的⼀组信号线。
1-2 单⽚机应包括哪些基本部件？其主要应⽤于哪些领域？【解答】⼀般单⽚机芯⽚中包括微处理器、RAM、ROM、I/O接⼝电路、定时器/计数器，有的还包括A/D、D/A转换器等。
其主要应⽤于智能化仪器仪表及⼯业控制领域。
1-3 按图1-11和图1-12，写出取第⼆条指令操作码和执⾏第⼆条指令的过程。
【解答】ADD AL,12H指令的取指过程：1)IP的值（002H）送⼊地址寄存器AR；2)IP的内容⾃动加1，变为003H；3)AR将地址码通过地址总线送到存储器的地址译码器，经译码后选中002H单元；4)微处理器给出读命令MEMR；5)所选中的002H单元内容04H送上数据总线DB；6)数据总线DB上的数据04H送到数据寄存器DR；7)因是取指操作，取出的是指令操作码04H，即由DR送⼊指令寄存器IR；8)IR中的操作码经指令译码器ID译码后，通过PLA发出执⾏该指令的有关控制命令。
《微机原理》教学大纲课程编码：1800801课程性质：专业基础课适用专业：机械设计制造机器及其自动化、材料成型及控制工程学分学时：3.5学分，64学时（理论教学56学时，实验教学8学时）开设学期：第6学期一、教学目的本课程是全国网络教育计算机科学与技术及相关专业本科生的主干专业课。
其目的在于使学生了解计算机的原理，建立计算机系统的整体概念，增强学生对计算机硬件结构的认识，培养学生利用微型计算机解决实际问题的能力，同时使学生对微型计算机有关的接口芯片的工作原理和应用方法有一定的认识，为从事系统的软件硬件设计奠定必要的理论基础。
二、教学重点与难点1．重点：单片机的工作原理、单片机指令和编程方法，单片机的外部扩展方法。
2．难点：设计简单的实用单片机电路。
三、教学方法在教学过程中，根据教学目标和教学模式，课程难度和特点，尽可能采用多种教学方法穿插进行，通常采用以下几种方式：行为引导式教学法、案例式、项目式、探究式、启发式、讨论式、任务式等，做到依据内容选择恰当的教学方法。
四、教学内容第一章计算机基础知识（6学时）（一）教学要求：理解数制的基本概念和在计算机设计与使用中常用的几种数制，掌握二进制与十进制两种数制数制之间的转换方法，认识组成逻辑电路的三种最基本的门电路，掌握基本的逻辑运算的方法及二进制数的基本加减运算。
（二）教学内容：数制的基与权，数制的转换方法；基本的逻辑电路（非门、或门、与门）；布尔代数的基本运算规律；摩根定理；二进制数基本运算的实现及其电路实现；全加器、半加器的的原理图及其主要区别。
第二章微型计算机的基本组成电路（4学时）（一）教学要求：能对微型计算机中最常见的基本电路部件算术逻辑单元、触发器、寄存器、存储器以及总线结构等的名称、作用及电路原理有一个简单的认识，掌握常见触发器的不同动作，了解触发器、寄存器及存储器之间的关系，掌握常见寄存器的工作原理及电路结构，掌握可控计数器、环型计数器以及程序计数器的基本功能，了解只读存储器和随机存取存储器的区别，理解“地址”在微型计算机中的作用，掌握控制字的意义。
