微机原理的讲义解析77页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。

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。

分成3组：地址总线、数据总线和控制总线。 3）电器特性：电器特性定义每一根线上信 号的传输方向及有效电平范围。
4）时间特性：时间特性定义了每根线上的
信号在什么时间有效。a
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2. 总线分类
从总线的不同使用角度可以分为以下几类：
1）内部总线
2）元内件部级总总线线是微处理器内部各个部件之间
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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。

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。
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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

第7章 接口电路应用举例
7.1 A/D转换器 7.2 A/D转换器
7.3 综合应用举例
第7章 接口电路应用举例
7.3.1简易电压表
通常对电压的测量是用指针式电压表或数字 式万用表，而数字式万用表使用了专用的LCD显示 模块,并内嵌了A/D转换器。我们使用ADC0809作 A/D转换，采集的数据经过处理后在数码管上显示 电压值，制作简易电压表。 使用的接线如图7-3所示，电压输入通过IN0 端口，用8255控制七段数码管显示电压值（05.00 V）。8255的CS接A15，ADC0805的CS接A14。 8位A/D转换为0-255（00-FF）代表0-5V，每1V由 255/5=51个检测点表示，为了便于计算，我们也 可以用255代表5.1V。用PA口发送七段码数据、B 口选择段。启动检测后设置了数码管检查程序， 用来检查数码管有无缺段。程序流程图如图7-6所 示。
第7章 接口电路应用举例
图7-1
ADC0809内部结构框图
第7章 接口电路应用举例
ADC0809芯片的引脚如图7-2所示，其引脚功能如下：
图7-2
ADC0809引脚图
第7章 接口电路应用举例
IN0～IN7：8路模拟量输入端口； D0～D7：8位数字量输出端口； START：启动转换控制端口，输入一个正脉冲后开始A/D转换； ALE：地址锁存控制端口，在其上升沿，将ADDA、ADDB、ADDC三个地址 信号送入地址锁存器，经译码后选择相应的模拟量输入通道； EOC：转换结束信号输出端，转换开始EOC变为低电平，转换结束后变 为高电平，并将转换后的数字信号送入三态输出锁存器。 CLK：时钟信号输入端口，须外接10kHz～1280kHz的时钟信号，典型值 为640kHz，一般也可用系统中的ALE信号。 OE：输出允许控制端口，当该端口由低电平变为高电平时，打开输出 锁存器将数据发送到数据总线上； Vref(+)、Vref(-)：基准参考电压输入端口，它决定输入模拟量的范 围，一般情况下Vref(+)接+5V，Vref(-)接地， 0～5V对应的数字量为00H～FFH。

微机系统的内存是按字节组织的，每个字节由 8个基本的存储单元构成，能存放8位二进制信息， CPU把这8位二进制信息作为一个整体来进行处理。
3) 地址译码器
由于存储器系统是由许多存储单元构成的， 每个存储单元存放8位二进制信息，每个存储单元 都用不同的地址加以区分。CPU要对某个存储单 元进行读/写操作，必须先通过地址总线，向存储 器系统发出所需访问的存储单元的地址码。地址译 码器的作用是用来接受CPU送来的地址信号并对 它们进行译码，选择与地址码相对应的存储单元， 以便对该单元进行操作。
2) 按存取方式分类 •RAM(Random Access Memory随机存取存储 器)：
通过指令可以随机地、个别地对各个存储单元进行 访问。访问所需时间基本固定，而与存储单元地址 无关。计算机的内存主要采用随机存储器。
随机存储器多采用MOS(金属氧化物半导体)型半 导体集成电路芯片制成。易失性。
单位：MB（1MB＝220字节）或GB（1GB＝230字节） 每个存 储单元（一个字节）都有一个地址，CPU按地址对存储器进行 访问
速度(存取时间): 在存储器地址被选定后，存储器读出数据并送 到CPU（或者是把CPU数据写入存储器）所需要的时间。 单位： ns（1ns = 10-9秒）
成本：存储器的位成本也是存储器的重要性能指标。
3) 按在计算机中的作用分类
可分为主存(内存), 辅存(外存), 缓冲存储器等。
主存速度快，容量小，位价格较高；辅存速度慢，
容量大，位价格低；缓冲存储器用在两个不同工
作速度的部件之间, 在交换信息过程中起缓冲作用。
随机存 取存储 器RAM
静态随机存储器SRAM（高速）
（用于Cache ）
动态随机存储器DRAM（低速）（用于主存储器）

功能 4. 微型计算机的应用概况
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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
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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
功能 4. 微型计算机的应用概况
2
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。

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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。
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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。
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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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THANKS
《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。
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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
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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。