微機(jī)原理課件1-2

§1.3信息交換碼計算機(jī)與外界設(shè)備交換的各種信息用二進(jìn)制代碼的形式去傳送。約定的代碼叫信息交換碼。一、ASCII碼：

美國信息交換碼,七位二進(jìn)制碼，表示128個信息。字符編碼有52個表示英文字母的大小寫；還有標(biāo)點符號、空格、括號等33個；和各種控制碼共33個，數(shù)字碼10.

表中“30H~39H”是“0~9”的ASCII碼，“41H~46H”是“A~F”的ASCII碼，要記牢！思考：如何把小些字母轉(zhuǎn)換成大寫字母？1

MSDLSD0000100120103011410051016110711100000NULDELSP0@P、p10001SOHDC1!1AQaq20010STXDC2〞2BRbr30011ETXDC3#3CScs40100EOTDC4$4DTdt50101ENQNAK%5EUeu60110ACKSYN&6FVfv70111BELETBˊ7GWgw81000BSCAN(8HXhx91001HTEM)9IYiyA1010LFSUB*：JZjzB1011VTESC+；K[k{C1100FFFS，<L﹨l∣D1101CRGS-=M]m}E1110SORS﹒>N↑n～F1111SIUS/?O←oDEL2二、奇偶校驗

校驗代碼在生成、存取，傳送和運(yùn)算時否會發(fā)生錯誤編碼原則：傳送代碼時增加一位奇偶校驗位，使所傳送的代碼中“1”的個數(shù)為奇數(shù)（奇校驗），或代碼中“１”的個為偶數(shù)“偶校驗”。

如：數(shù)字8的7位ASCII碼是0111000B（38H），其奇校碼是00111000B（仍為38H）；其偶校驗碼是10111000B（B8H）。3三.漢字編碼漢字在計算機(jī)中用若干位的二進(jìn)制編碼來表示，國家標(biāo)準(zhǔn)《信息交換用漢字編碼》規(guī)定了漢字的編碼，即國際碼。用兩個字節(jié)表示，每個字節(jié)的最高位用0來表示。

例如“啊”字國標(biāo)編碼為30H，2lH。即為00110000，0010000l這兩個字節(jié)

b7b6b5b4b3b2b1b00×××××××b7b6b5b4b3b2b1b00×××××××漢字編碼格式

4§1.4微型計算機(jī)的組成及其中的信息傳送

基本功能：運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理。

計算機(jī)控制器運(yùn)算器存儲器

(M)輸出設(shè)備輸入設(shè)備一、微型計算機(jī)的功能及組成

微型計算機(jī)由微處理器、存儲器和外設(shè)三部分組成。微處理器（CPU）外設(shè)（I/O接口）寄存器組5

計算機(jī)的硬件組成

微機(jī)硬件采用馮·諾依曼結(jié)構(gòu)

62、存貯器

(M)計算機(jī)能夠自動運(yùn)行的保征，存放程序和數(shù)據(jù)，各種信息存貯和交流的中心。

3、輸入/輸出設(shè)備（也稱I/O設(shè)備）

輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的統(tǒng)稱，簡稱外設(shè)。

1、微處理器（CPU）

CPU：算術(shù)和邏輯運(yùn)算，協(xié)調(diào)系統(tǒng)工作。系統(tǒng)核心。由運(yùn)算器、控制器和寄存器組等組成。7二、總線及微型計算機(jī)中的數(shù)據(jù)傳送

1、總線的概念：

邏輯部件之間傳送信息的并行導(dǎo)線叫做總線。

控制信息傳輸方向的三態(tài)門。

三態(tài)門AEB雙向三態(tài)門ABE1

E2

82、總線傳送信息原理借助于總線來完成某兩個或幾個部件間的信息傳送，由控制信號來控制，不會造成混亂。MNFE1

E2

E3

CON=E1E2E3

，控制字。圖1-15總線傳遞信息原理圖三總線：地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線9CON=E1E2…En，控制字依次分別為1。10§1.5微型計算機(jī)的基本邏輯部件包括：算術(shù)邏輯部件、寄存器、計數(shù)器、

存儲器和地址譯碼器、指令譯碼器

一、算術(shù)邏輯部件（ALU）

A、B為輸入數(shù)據(jù)，S為輸出數(shù)據(jù)；C是控制信號。圖1-16算術(shù)邏輯部件符號11二、寄存器1、緩沖寄存器圖1-17四位緩沖寄存器2、可控緩沖寄存器圖1-18具有裝入端的一位緩沖寄存器12三、計數(shù)器

2、可控計數(shù)器1、計數(shù)器圖1-19計數(shù)器圖1-20可控計數(shù)器133、環(huán)形計數(shù)器圖1-21環(huán)形計數(shù)器14四、存儲器和地址譯碼器

存放數(shù)據(jù)和程序的地方，基本存儲單位是存儲單元，存放8位二進(jìn)制信息。

一個存儲器可以有很多存貯單元對每個單元賦予一個編號，稱為單元的地址。圖1-22內(nèi)存儲器示意圖15圖1-23帶有譯碼器的存儲器原理圖16存儲器分為只讀存儲器ROM和隨機(jī)讀寫存儲器RAM。圖1-24只讀存儲器的電路符號17五、指令譯碼器

指令是可以被CPU識讀后去完成一個基本操作的二進(jìn)制代碼（機(jī)器碼）。通過指令譯碼器將二進(jìn)制代碼變成特定的控制信息。

一種計算機(jī)只能完成若干基本操作，每一個基本操作就有一條對應(yīng)的指令?；静僮骷訙p送數(shù)輸出暫停機(jī)器碼00010010000011101111

助記符ADDSUBLDAOUTHLT

機(jī)器碼用一個符號表示,叫做助記符。

18

指令譯碼器將機(jī)器碼轉(zhuǎn)換為各種控制信號去控制各部件完成相應(yīng)操作。若I7、I6、I5、I4

輸入0000時，則LDA=1。0000119§1.6微型計算機(jī)的基本工作原理

一、簡化微機(jī)的組成:

PCI7～I(xiàn)0

CP

CLKCLREP

MARLM

CLKRAMER

LI

CLKCLREI

IR控制字CONCLKCLRAALUBODLA

CLKEA

SU

EU

LB

CLKLO

CLKI3～I(xiàn)0

I3～I(xiàn)0I4～I(xiàn)7

201、程序計數(shù)器PC：指示微機(jī)所要訪問的程序地址。

2、存貯器地址寄存器MAR：暫存訪問地址。3、存貯器RAM：存放程序和有關(guān)數(shù)據(jù)。4、指令寄存器IR：存放總線送來的指令代碼。5、控制器CON：發(fā)出控制操作信號。6、累加器A：存放一個運(yùn)算數(shù)或結(jié)果。7、算術(shù)邏輯部件ALU：進(jìn)行加減運(yùn)算。

8、寄存器B：存放一個運(yùn)算數(shù)。9、輸出寄存器O：存放由A送來的運(yùn)算結(jié)果。10、顯示器D：顯示輸出的數(shù)據(jù)。

21二、簡化微機(jī)的總線及其各部分的信息傳送

8條總線:I7~I0PC和MAR各有4個端子，分別與總線I3~I0聯(lián)接；IR輸出的八位數(shù)據(jù)信息之高、低四位分別接指令譯碼器的輸入端（I7~I4）和總線的I3~I0

。22各邏輯部件的控制端依次排列組成12位控制字CON。

CON=CpEpLMERLIEILAEASUEULBLO。控制字決定總線上信息的流向。例如當(dāng)CON=600H即控制字中EP=1，LM=1，其余各位為0時，時鐘脈沖CLK前沿到來時刻PC的內(nèi)容將通過總線傳送到存儲器地址寄存器MAR中。

23三、簡化微型計算機(jī)的指令系統(tǒng)

指令的集合叫計算機(jī)的指令系統(tǒng)。不同的機(jī)器有不同的指令系統(tǒng)。

指令由操作碼和操作數(shù)兩部分組成，前者表示操作的性質(zhì)，后者表示操作的對象。24例如“LDAR9”是一條完整的指令，“LDA”是操作碼，完成將數(shù)據(jù)傳送到A，“R9”是操作數(shù)，表示要將內(nèi)存地址為1001B單元的內(nèi)容傳送到A。對應(yīng)指令的機(jī)器碼為“00001001”，其中高四位“0000”是操作碼，低四位“1001”叫地址碼。25四、程序設(shè)計

解決具體問題的一組有序指令叫程序。

1、根據(jù)設(shè)計要求選擇指令，寫出匯編語言程序（源程序）。

3、將目標(biāo)程序和有關(guān)數(shù)據(jù)送入存貯器，使程序運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)和修改程序中的錯誤，使程序最終滿足設(shè)計要求。

2、將匯編語言程序轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的機(jī)器碼（目標(biāo)程序）。例：設(shè)計一個求“a＋b＋c－d”的值并顯示出來的程序。26解：（1）寫匯編語言程序；a,b,c,d四個數(shù)分別置入R9，RA，RB，RC四個內(nèi)存單元，編寫如下程序：

源程序 注釋LDA R9；A←R9ADD RA；A←A＋RAADD RB

；A←A＋RBSUBRC

；A←A－RCOUT ；顯示運(yùn)算結(jié)果HLT 停機(jī)27（2）匯編并將程序和有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行地址分配(設(shè)a=16D，b=20D，c=24D,d=28D)

。28源程序

目標(biāo)程序

分配地址

LDAR9；0000100100HADDRA；0001101001HADDRB；00011011 02HSUBRC；00101100 03HOUT 1110××××04HHLT 1111××××05H16D 10H 09H20D 14H 0AH24D 18H 0BH28D 1CH 0CH程序存儲區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)（3）將程序數(shù)據(jù)裝入，啟動運(yùn)行程序并調(diào)試之。

29五、運(yùn)行程序——微型計算機(jī)的工作原理

六、控制矩陣

大家自學(xué)，主要了解指令周期、取指周期、執(zhí)指周期的概念，了解機(jī)器時序的變化如何產(chǎn)生。了解其邏輯工作原理。30練習(xí)：

1.1）______和______合在一起稱為CPU，中央處理器和______合在一起被稱為主機(jī)。（2）在計算機(jī)系統(tǒng)中，多個系統(tǒng)部件之間信息傳送的公共通路稱為____。就其所傳送的信息的性質(zhì)而言，在公共通路上傳送的信息包括______、______和______信息。（3）采用二進(jìn)制的補(bǔ)碼形式表示的8位二進(jìn)制整數(shù)，其可表示的數(shù)的范圍為_____。2.下列二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)，再將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)