微機(jī)系統(tǒng)與接口課件

國家級(jí)精品課程《微機(jī)系統(tǒng)與接口》MicrocomputerSystemsandInterfaces同類課程微機(jī)原理及接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用計(jì)劃學(xué)時(shí)主講教師:馬旭東聯(lián)系方式83795360/83793291配套實(shí)驗(yàn)課程:微機(jī)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)(48學(xué)時(shí))實(shí)驗(yàn)課教師:房芳(12班)/顧群(3-4班)微和泉統(tǒng)與口東南大學(xué)1國家級(jí)精品課程1課程目標(biāo)掌握微機(jī)系統(tǒng)的基本組成、工作原理、接口電路及硬件的連接,建立微機(jī)系統(tǒng)的概念,具備初步開發(fā)徼機(jī)系統(tǒng)軟、硬件的能力。今微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(Micro-ComputerSystenandapplications)應(yīng)用與開發(fā)(而非使用)的開始Lucky一代:計(jì)算機(jī)無所不能;娛樂享受工具;幾乎人手一臺(tái),使用自如→良好學(xué)習(xí)條件???能學(xué)好嗎?必要性微和票統(tǒng)與擦口東南大學(xué)2課程目標(biāo)2課程背景和重要性先修課程(軟件基礎(chǔ)):計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)/程序設(shè)計(jì)與C語言高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言如何實(shí)現(xiàn)的?(面向過程0o設(shè)計(jì)方法?)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)孰先孰后?重要性差異?少實(shí)例化:英特爾X86/Pentium系列微處理機(jī)匯編語言(機(jī)器語言)系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)實(shí)時(shí)系統(tǒng)(Realtimesystems)控制微機(jī)泉統(tǒng)與擦口東南大學(xué)3課程背景和重要性3課程背景和重要性先修課程(硬件基礎(chǔ)):數(shù)字邏輯電路/模擬電子線路(門電路、運(yùn)算放大器)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)與組成→機(jī)器級(jí)屬性-概念性結(jié)構(gòu)和功能特性→體系結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)(數(shù)據(jù)流/控制流組成和邏輯設(shè)計(jì))本質(zhì)特殊的數(shù)字邏輯電路門-組合邏輯一時(shí)序邏輯一有限狀態(tài)機(jī)指令(軟件)→時(shí)序/控制/運(yùn)算邏輯二者融合→CPLD/FPGA軟核處理器(ALteraniosl)問題:計(jì)算機(jī)物理實(shí)現(xiàn)??今實(shí)例化:英特爾架構(gòu)微處理器及系統(tǒng)多層次最高級(jí)-運(yùn)行程序(功能)最低級(jí)晶體管和線路微和泉統(tǒng)與口東南大學(xué)4課程背景和重要性4課程背景和重要性實(shí)例化:不同的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)IA:DeskTop/Laptop/NotebookComputer結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜,計(jì)算功能強(qiáng)大人機(jī)交互,應(yīng)用廣泛32位/64位→硬件基礎(chǔ),軟件開發(fā)其他實(shí)現(xiàn):8/1632位單片機(jī)/微控制器DSP/DSP控制器嵌入式處理器面向嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā):硬件/軟件開發(fā)→固件FIrmWareEngineer微和泉統(tǒng)與口東南大學(xué)5課程背景和重要性5⑦第一章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)重點(diǎn)1.補(bǔ)碼的概念與運(yùn)算2.微型機(jī)基本結(jié)構(gòu)(概念復(fù)習(xí))3.系統(tǒng)組成(術(shù)語)及各部分之間關(guān)系4.了解80868088工作方式與存儲(chǔ)器的管理機(jī)制微和泉統(tǒng)與口東南大學(xué)6⑦第一章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)6計(jì)算機(jī)中常用數(shù)制無符號(hào)整型(Unsigned,Integer)基2(Base)n位二進(jìn)制數(shù)據(jù):位序號(hào)D,(1/0)D.,2n1+D,米21+D(MSB/LSB(Most/LeastSignificantBit)DD表示(代表)不同的含義長→不同含義的內(nèi)容的表示方法(大小物理意義)→擴(kuò)展到小數(shù)N=8/16:10100100B/1011101000110001B本課程n=8/1632位:0A4H,OBA31HOBA31A4A4H微和親統(tǒng)與葚口東南大學(xué)7計(jì)算機(jī)中常用數(shù)制7數(shù)制:數(shù)的表示和運(yùn)算不同的基(Base):十進(jìn)制(Decimal)D1=0~9八進(jìn)制(OctalQ)D=0-7二進(jìn)制(Binary)D:=0.1十六進(jìn)制(Hexdecimal)D=0-9,A-F45340(D)130434Q1011000100011100BOBIICH微和親統(tǒng)與葚口東南大學(xué)8數(shù)制:數(shù)的表示和運(yùn)算8模、字長與補(bǔ)碼字長:運(yùn)算器(ALU)位數(shù)(寬度)運(yùn)算:二進(jìn)制(模2)六進(jìn)制加運(yùn)算1011000100011100BB11CH+1010101101010110B+AB56H10101110001110010B15C72H減運(yùn)算1011000100011100BB11CH1010101101010110B-AB56H0000010111000110B05C2H十六位模1000(65536,正負(fù)數(shù)→補(bǔ)碼(Complement)微機(jī)泉統(tǒng)與擦口東南大學(xué)9模、字長與補(bǔ)碼9互補(bǔ)(Complement)A+B=M(A=M-B(M-B=+A??A與B以M為?；パa(bǔ)(互為補(bǔ)碼)XA=X-(M-B)=X+B-M=X+B(模M運(yùn)算)2的補(bǔ)碼(2sComplement位:模2;1+1=10B八位:模256(100H80+176=256(50H+BOH=100H)十六位:模65536(100o456+65080=655361C8H+FE38H=0000H微機(jī)泉統(tǒng)與擦口東南大學(xué)10互補(bǔ)(Complement)10微機(jī)系統(tǒng)與接口課件11微機(jī)系統(tǒng)與接口課件12微機(jī)系統(tǒng)與接口課件13微機(jī)系統(tǒng)與接口課件14微機(jī)系統(tǒng)與接口課件15微機(jī)系統(tǒng)與接口課件16微機(jī)系統(tǒng)與接口課件17微機(jī)系統(tǒng)與接口課件18微機(jī)系統(tǒng)與接口課件19微機(jī)系統(tǒng)與接口課件20微機(jī)系統(tǒng)與接口課件21微機(jī)系統(tǒng)與接口課件22微機(jī)系統(tǒng)與接口課件23微機(jī)系統(tǒng)與接口課件24微機(jī)系統(tǒng)與接口課件25微機(jī)系統(tǒng)與接口課件26微機(jī)系統(tǒng)與接口課件27微機(jī)系統(tǒng)與接口課件28微機(jī)系統(tǒng)與接口課件29微機(jī)系統(tǒng)與接口課件30微機(jī)系統(tǒng)與接口課件31微機(jī)系統(tǒng)與接口課件32微機(jī)系統(tǒng)與接口課件33微機(jī)系統(tǒng)與接口課件34微機(jī)系統(tǒng)與接口課件35微機(jī)系統(tǒng)與接口課件36微機(jī)系統(tǒng)與接口課件37微機(jī)系統(tǒng)與接口課件38微機(jī)系統(tǒng)與接口課件39微機(jī)系統(tǒng)與接口課件40微機(jī)系統(tǒng)與接口課件41微機(jī)系統(tǒng)與接口課件42微機(jī)系統(tǒng)與接口課件43國家級(jí)精品課程《微機(jī)系統(tǒng)與接口》MicrocomputerSystemsandInterfaces同類課程微機(jī)原理及接口技術(shù)微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用計(jì)劃學(xué)時(shí)主講教師:馬旭東聯(lián)系方式83795360/83793291配套實(shí)驗(yàn)課程:微機(jī)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)(48學(xué)時(shí))實(shí)驗(yàn)課教師:房芳(12班)/顧群(3-4班)微和泉統(tǒng)與口東南大學(xué)1國家級(jí)精品課程44課程目標(biāo)掌握微機(jī)系統(tǒng)的基本組成、工作原理、接口電路及硬件的連接,建立微機(jī)系統(tǒng)的概念,具備初步開發(fā)徼機(jī)系統(tǒng)軟、硬件的能力。今微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(Micro-ComputerSystenandapplications)應(yīng)用與開發(fā)(而非使用)的開始Lucky一代:計(jì)算機(jī)無所不能;娛樂享受工具;幾乎人手一臺(tái),使用自如→良好學(xué)習(xí)條件???能學(xué)好嗎?必要性微和票統(tǒng)與擦口東南大學(xué)2課程目標(biāo)45課程背景和重要性先修課程(軟件基礎(chǔ)):計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)/程序設(shè)計(jì)與C語言高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言如何實(shí)現(xiàn)的?(面向過程0o設(shè)計(jì)方法?)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)孰先孰后?重要性差異?少實(shí)例化:英特爾X86/Pentium系列微處理機(jī)匯編語言(機(jī)器語言)系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)實(shí)時(shí)系統(tǒng)(Realtimesystems)控制微機(jī)泉統(tǒng)與擦口東南大學(xué)3課程背景和重要性46課程背景和重要性先修課程(硬件基礎(chǔ)):數(shù)字邏輯電路/模擬電子線路(門電路、運(yùn)算放大器)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)與組成→機(jī)器級(jí)屬性-概念性結(jié)構(gòu)和功能特性→體系結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)(數(shù)據(jù)流/控制流組成和邏輯設(shè)計(jì))本質(zhì)特殊的數(shù)字邏輯電路門-組合邏輯一時(shí)序邏輯一有限狀態(tài)機(jī)指令(軟件)→時(shí)序/控制/運(yùn)算邏輯二者融合→CPLD/FPGA軟核處理器(ALteraniosl)問題:計(jì)算機(jī)物理實(shí)現(xiàn)??今實(shí)例化:英特爾架構(gòu)微處理器及系統(tǒng)多層次最高級(jí)-運(yùn)行程序(功能)最低級(jí)晶體管和線路微和泉統(tǒng)與口東南大學(xué)4課程背景和重要性47課程背景和重要性實(shí)例化:不同的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)IA:DeskTop/Laptop/NotebookComputer結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜,計(jì)算功能強(qiáng)大人機(jī)交互,應(yīng)用廣泛32位/64位→硬件基礎(chǔ),軟件開發(fā)其他實(shí)現(xiàn):8/1632位單片機(jī)/微控制器DSP/DSP控制器嵌入式處理器面向嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā):硬件/軟件開發(fā)→固件FIrmWareEngineer微和泉統(tǒng)與口東南大學(xué)5課程背景和重要性48⑦第一章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)重點(diǎn)1.補(bǔ)碼的概念與運(yùn)算2.微型機(jī)基本結(jié)構(gòu)(概念復(fù)習(xí))3.系統(tǒng)組成(術(shù)語)及各部分之間關(guān)系4.了解80868088工作方式與存儲(chǔ)器的管理機(jī)制微和泉統(tǒng)與口東南大學(xué)6⑦第一章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)49計(jì)算機(jī)中常用數(shù)制無符號(hào)整型(Unsigned,Integer)基2(Base)n位二進(jìn)制數(shù)據(jù):位序號(hào)D,(1/0)D.,2n1+D,米21+D(MSB/LSB(Most/LeastSignificantBit)DD表示(代表)不同的含義長→不同含義的內(nèi)容的表示方法(大小物理意義)→擴(kuò)展到小數(shù)N=8/16:10100100B/1011101000110001B本課程n=8/1632位:0A4H,OBA31HOBA31A4A4H微和親統(tǒng)與葚口東南大學(xué)7計(jì)算機(jī)中常用數(shù)制50數(shù)制:數(shù)的表示和運(yùn)算不同的基(Base):十進(jìn)制(Decimal)D1=0~9八進(jìn)制(OctalQ)D=0-7二進(jìn)制(Binary)D:=0.1十六進(jìn)制(Hexdecimal)D=0-9,A-F45340(D)130434Q1011000100011100BOBIICH微和親統(tǒng)與葚口東南大學(xué)8數(shù)制:數(shù)的表示和運(yùn)算51模、字長與補(bǔ)碼字長:運(yùn)算器(ALU)位數(shù)(寬度)運(yùn)算:二進(jìn)制(模2)六進(jìn)制加運(yùn)算1011000100011100BB11CH+1010101101010110B+AB56H10101110001110010B15C72H減運(yùn)算1011000100011100BB11CH1010101101010110B-AB56H0000010111000110B05C2H十六位模1000(65536,正負(fù)數(shù)→補(bǔ)碼(Complement)微機(jī)泉統(tǒng)與擦口東南大學(xué)9模、字長與補(bǔ)碼52互補(bǔ)(Complement)A+B=M(A=M-B(M-B=+A??A與B以M為?；パa(bǔ)(互為補(bǔ)碼)XA=X-(M-B)=X+B-M=X+B(模M運(yùn)算)2的補(bǔ)碼(2sComplement位:模2;1+1=10B八位:模256(100H80+176=256(50H+BOH=100H)十六位:模65536(100o456+65080=655361C8H+FE38H=0000H微機(jī)泉統(tǒng)與擦口東南大學(xué)10互補(bǔ)(Complement)53微機(jī)系統(tǒng)與接口課件54微機(jī)系統(tǒng)與接口課件55微機(jī)系統(tǒng)與接口課件56微機(jī)系統(tǒng)與接口課件57微機(jī)系統(tǒng)與接口課件58微機(jī)系統(tǒng)與接口課件59微機(jī)系統(tǒng)與接口課件60微機(jī)系統(tǒng)與接口課件61微機(jī)系統(tǒng)與接口課件62微機(jī)系統(tǒng)與接口課件63微機(jī)系統(tǒng)與接口課件64微機(jī)系統(tǒng)與接口課件65微機(jī)系統(tǒng)與接口課件66微機(jī)系統(tǒng)與接