微机原理与接口技术 PPTPPT文件格式下载.ppt

1、nPC内容送到地址寄存器内容送到地址寄存器AR，PC自自动加加1；n把把AR的内容通的内容通过地址地址总线送至内存送至内存储器，器，经地址地址译码器器译码，选中相中相应单元。元。nCPU的控制器的控制器发出出读命令。命令。n在在读命令控制下，把所命令控制下，把所选中中单元的内容（即指令操作元的内容（即指令操作码）读到数到数据据总线DB。n把把读出的内容出的内容经数据数据总线送到数据寄存器送到数据寄存器DR。n指令指令译码n因因为取出的是指令的操作取出的是指令的操作码，故数据寄存器，故数据寄存器DR把它送到指令寄存器把它送到指令寄存器IR，然后再送到指令，然后再送到指令译码器器ID 冯 诺依曼机

2、的特点和不足n特点：特点：n程序存程序存储，共享数据，共享数据，顺序序执行行n属于属于顺序序处理机，适合于确定的算法和数理机，适合于确定的算法和数值数据的数据的处理。理。n不足：不足：n与存与存储器器间有大量数据交互，有大量数据交互，对总线要求很高；要求很高；n执行行顺序有程序决定，序有程序决定，对大型复大型复杂任任务较困困难；n以运算器以运算器为核心，核心，处理效率理效率较低；低；n由由PC控制控制执行行顺序，序，难以以进行真正的并行行真正的并行处理。12典型的非冯 诺依曼机结构n数据流数据流驱动的的计算机算机结构构n当指令具有所需数据、且当指令具有所需数据、且输出端没有数据出端没有数据时就

3、可就可执行。13Dataflow Image Processing System142.系统组成 主机主机 硬件系硬件系统 外外设 微机系微机系统 系系统软件件 软件系件系统 应用用软件件CPU存储器存储器输入输入/输出接口输出接口总线总线15微处理器n微微处理器理器简称称CPU，是是计算机的核心。算机的核心。n主要包括：主要包括：运算器运算器 控制器控制器 寄存器寄存器组16存储器n定定义：n用于存放用于存放计算机工作算机工作过程中需要操作的数据程中需要操作的数据和程序。和程序。17有关内存储器的几个概念n内存内存单元的地址和内容元的地址和内容n内存容量内存容量n内存的操作内存的操作n内存的

4、分内存的分类18内存单元的地址和内容n内存按内存按单元元组织n每每单元都元都对应一个地址，以方便一个地址，以方便对单元的元的寻址址1011011038F04H内存地址内存地址单元内容元内容19内存容量n内存容量：内存容量：n所含存所含存储单元的个数，以字元的个数，以字节为单位位n内存容量的大小依内存容量的大小依CPUCPU的的寻址能力而定址能力而定n实地址模式下地址模式下为CPUCPU地址信号地址信号线的位数的位数20内存操作n读：n将内存将内存单元的内容取入元的内容取入CPUCPU，原原单元内容不改元内容不改变；n写：写：nCPUCPU将信息放入内存将信息放入内存单元，元，单元中原来的内容被

5、覆盖。元中原来的内容被覆盖。21内存储器的分类随机存取存随机存取存储器（器（RAMRAM）只只读存存储器（器（ROMROM）按工作方按工作方式可分为式可分为22输入/输出接口n接口是接口是CPUCPU与外部与外部设备间的的桥梁梁CPUI/OI/O接口接口外外设设23接口的分类串行接口串行接口并行接口并行接口数字接口数字接口模模拟接口接口输入接口入接口输出接口出接口24接口的功能n数据数据缓冲寄存；冲寄存；n信号信号电平或平或类型的型的转换；n实现主机与外主机与外设间的运行匹配。的运行匹配。25总线n基本概念基本概念n分分类n工作原理工作原理n常用系常用系统总线标准及其主要技准及其主要技术指指标

6、 （具体内容（具体内容见后后续课程）程）26软件系统n软件：件：n为运行、管理和运行、管理和维护计算机系算机系统或或为实现某一功能某一功能而而编写的各种程序的写的各种程序的总和及其相关和及其相关资料。料。系系统软件件应用用软件件操作系操作系统编译系系统网网络系系统工具工具软件件软件件27二、计算机中的数制和编码n数制和数制和编码的表示的表示n各种各种计数制之数制之间的相互的相互转换281.常用计数法 十十进制（制（D D）二二进制（制（B B）十六十六进制（制（H H）29例：n234.98D或（或（234.98）Dn1101.11B或（或（1101.11）BnABCD.BFH或（或（ABCD

7、.BF）H302.各种进制数间的转换非十非十进制数到十制数到十进制数的制数的转换十十进制到非十制到非十进制数的制数的转换二二进制与十六制与十六进制数之制数之间的的转换 31非十进制数到十进制数的转换n按相按相应应的的权权值表达式展开表达式展开n例：例：n1011.11B=123+022+121+120+12-1+12-2 =8+2+1+0.5+0.25 =11.75n5B.8H=5161+11160+816-1 =80+11+0.5 =91.532十进制到非十进制数的转换n到二到二进制的制的转换：对整数：除整数：除2取余；取余；对小数：乘小数：乘2取整。取整。n到十六到十六进制的制的转换：除1

8、6取余；乘16取整。33二进制与十六进制间的转换n用用4位二位二进制数表示制数表示1位十六位十六进制数制数n例：n25.5 =11001.1B =19.8H n11001010.0110101B =CA.6AH343.计算机中的编码nBCD码n用二用二进制制编码表示的十表示的十进制数制数nASCII码n西文字符西文字符编码35BCD码码n压缩BCD码n用用4位二位二进制制码表示一位十表示一位十进制数制数n每每4位之位之间有一个空格有一个空格n扩展展BCD码n用用8位二位二进制制码表示一位十表示一位十进制数，每制数，每4位之位之间有一有一个空格。个空格。36BCD码与二进制数之间的转换n先先转换

9、为十十进 制数，再制数，再转换二二进 制数；反之同制数；反之同样。n例例：n（0001 0001.0010 01010001 0001.0010 0101）BCDBCD =11.25 =11.25 =（1011.011011.01）B B37ASCII码n西文西文 字符的字符的编码，一般用，一般用7位二位二进 制制码表示。表示。nD D7 7位位为校校验位，默位，默认情况下情况下为0。n要求：要求：n理解校理解校验位的作用位的作用n熟悉熟悉0-F的的ASCII码38ASCII码的奇偶校验n奇校奇校验n加上校加上校验位后位后编码中中“1”的个数的个数为奇数。奇数。n例：A的的ASCII码是是41

10、H（1000001B）n以奇校以奇校验传送送则为 C1H（11000001B）n偶校偶校验n加上校加上校验位后位后 编码中中“1”的个数的个数为偶数。偶数。n上例若以偶校上例若以偶校验传送，送，则为 41H。39三、无符号二进制数的运算算算术运算运算逻辑运算运算无符号数无符号数有符号数有符号数二二进 制数的运算制数的运算40主要内容n无符号二无符号二进 制数的算制数的算术运算运算n无符号数的表达范无符号数的表达范围n运算中的溢出运算中的溢出问题n无符号数的无符号数的逻辑运算运算n基本基本逻辑门和和译码器器411.无符号数的算术运算n加法运算加法运算n1+1=0（有（有进位）位）n减法运算减法运

11、算n0-1=1（有借位）（有借位）n乘法运算乘法运算n除法运算除法运算42乘除运算例n000010110100 =00101100B n000010110100=00000010B 即：商即：商=00000010B 余数余数=11B432.无符号数的表示范围：0 0 X 2X 2n n-1-1若运算若运算结果超出果超出这个范个范围，则产生溢出。生溢出。对无符号数：运算无符号数：运算时，当最高位向更高位，当最高位向更高位 有有进位（或借位）位（或借位）时则产生生 溢出。溢出。44例：最高位向前有最高位向前有进位，位，产生溢出生溢出453.逻辑运算n与、或、非、异或与、或、非、异或n掌握：n与、或

12、、非与、或、非门逻辑符号和符号和逻辑关系（真关系（真值表）；表）；n与非与非门、或非、或非门的的应用。用。46“与”、“或”运算n“与与”运算：运算：n任何数和任何数和“0”相相“与与”，结果果为0。n“或或”运算：n任何数和任何数和“1”相相“或或”，结果果为1。&1147“非”、“异或”运算n“非非”运算运算n按位求反按位求反n“异或异或”运算运算n相同相同则为0，相异，相异则为1484.译码器n掌握掌握74LS138译码器器n各引脚功能各引脚功能n输入端与入端与输出端关系（真出端关系（真值表）表）4974LS138译码器G1G2AG2BCBAY0Y7 n主要引脚及功能主要引脚及功能50三

13、、机器数（有符号数）的运算51计算机中符号数的表示n机器数机器数n计算机中的数据算机中的数据n构成：构成：n符号位符号位+真真值 “0”表示正表示正“1”表示负表示负52例 +52=+0110100=0 0110100 符号位符号位 真真值-52=-0110100=1 0110100 符号位符号位 真值真值531.符号数的表示n机器数的表示方法：机器数的表示方法：n原原码n反反码n补码54原码n最高位最高位为符号位（用符号位（用“0”表示正，用表示正，用“1”表示表示负），其余），其余为真真值部分。部分。n优点：点：n真真值和其原和其原码表示之表示之间的的对应关系关系简单，容易理解；，容易理解；n缺点：缺点：n计算机中用原算机中用原码进行加减运算比行加减运算比较困困难n0的表示不唯一。的表示不唯一。55数0的原码n8位数位数0的原的原码：+0=0 0000000 -0=1 0000000 即：数即：数0的原的原码不唯一。不唯一。5