微机原理教案Word文档格式.docx

1、=10i）80X86CPU一次处理的信息以字节为单位。一字节表示8位二进制数，其数值范围是0000000011111111即0255；双字节表示16位二进制数，其数值范围是00001111即065535；四字节表示32位二进制数，80486字长；八字节表示64位二进制数，80586字长。计算机存贮器的基本存贮单位是存贮单元，每单元存放一字节二进制数。存贮器由许多存贮单元组成，各存贮单元给予编号，称存贮地址，采用二进制数表示。三、十六进制基数16：可表示数符为09、AF，对应的十进制数为015。是多位二进制数的一种简明表示形式，二进制整数从最低位（小数从最高位）起，每四位用一位十六进制数表示，二

2、十六对应位数值。如：1011 0011B=B3H 1FB.02H=0001 1111 1011.0000 0010B F3ADH=1111 0011 1010 1101B0000B 0H 0100B 4H 1000B 8H 1100B CH 0001B 1H 0101B 5H 1001B 9H 1101B DH0010B 2H 0110B 6H 1010B AH 1110B EH0011B 3H 0111B 7H 1011B BH 1111B FH四、数制转换1、十进制 二进制整数部分：除基取余法整数连续用基数2除，取各次余数，直到商为零。例：将237化为二进制数。 0|1|3|7|14|29

3、|59|118|237 2 最后得余数为最高位 1 1 1 0 1 1 0 1 首次得余数为最低位得：1110 1101小数部分：乘基取整法小数连续乘基数2，每次取整数部分，直到小数为零。0.6875化为二进制数。 0.68750.3750.750.50 2 1 0 1 1 得0.1011若小数乘2无法使尾数为零，则可根据精度要求求出足够位数。一个十进制数既有整数又有小数，则分别转换后相加。2、十进制 十六进制除基取余法237化为十六进制数。 0|14|23716 14 13 （E） （D） 得EDH 小数部分：乘基取整法 例：化0.5429为十六进制数。 0.54290.68640.9824

4、0.718416 8 10 15 （若精度要求到小数点后三位，则此数略去） （8） （A） （F）得0.8AFH3、十六进制 十进制 整数部分：按权展开法 例：3D7BH=3163+13162+7161+11160 =34096+13256+716+111 =12288+3328+112+11 =15739一般不用；使用时可化成二进制小数再作换算。 二进制 十进制：一般二进制先换成十六进制，再转换成十进制。 十进制 十六进制：一般十进制先转换成二进制，再转换成十六进制。第二节 码 制带符号数的表示方法：二进制数最高位表示数符，其余位表示数值。最高位 0：+ 1：000000100 表示+4 1

5、00000011 表示-31、原码 尾数部分直接表示数值本身绝对值：此称原码表示法。 x （x0）表达式：x原= 2n-1-x （x0）n=8，x=+4，则x原=00000100B n=8，x=-3，则x原=27-（-00000011B）=10000000B+00000011B=10000011B存在二种表示方式：x原=00000000 或 x=+0 x原=10000000 或 x=-02、补码二数相减，用电路实现减法，结构极为复杂。当用实现时，用加法器就可完成减法。加法器容易制作，故运算显得方便。以时钟为例说明概念：11点拨到9点： 倒拨：11+（-2）=9 正拨：11+10=12+9（看到

6、的是9） 称模2与10本是二个不同数，但在此特定情况意义相同称以12为模。-2与+10对模是互补的；或称-2与+10对模同余。 x补=模+x 当x=-2时x补=12+（-2）=10 即10是以12为模的-2的补码。因此，可写成：11-2=11+10=12+9=9以2n为模的补码定义为： x （x0）可写成2n+x，但2n自动丢失x补= 2n+x=2n-|x| （x0） 当x0时，x补是x的本身值，最高位为0； 当x9，修正 +）0110 0110 0001 0111 117+ CY1 注意BCD码处理一般均为正数。 0001 0101 15+ +）0010 0011 23+ 0011 1000

7、 38+二、ASC码计算机与补部设备之间交换英文字母及数据信息，以一定的代码形式出现，用7位二进制数编码的美国信息交换标准码（ASC码）使用最广。09为30H39H ；A、B、C、DZ为41H5AHa、b、c、dz为61H7AH 作业：P25/1.21.12 答案：1.3 完成下列数制转换 10100110B= 253.25= 1011011.101B= 8位和16位二进制数的原码、补码、和反码可表示的数值范围分别是多少？8位二进制数的原码可表示的数值范围：8位二进制数的补码可表示的数值范围：16位二进制数的原码可表示的数值范围：16位二进制数的反码可表示的数值范围：16位二进制数的补码可表示

8、的数值范围：1.4 写出下列真值对应的原码和补码的形式。 x =-1110011B x原 = x补 = x =71D =-1000111B x原 = x补 = x =+1001001B x原 = x补 =1.7 已知X和Y等真值，求X+Y的补码。 x = -1110111B y= +1011010B x + y补= x = 56D y= -21D x + y补=1.8 已知x = -1101001B, y= -1010110B, 用补码求X-Y=？1.9 写出下列字符的ASCII码。 4A3=！ ：1.10 若给字符4和9的ASCII码加奇校验，应是多少？补充题：已知一个数X的补码为11011

9、110B，求其真值X，以及X的原码。第四节 小数点问题如何表示小数点 运算时小数点的对位一、定点表示1、规定小数点放在符号位之后：纯小数2、规定小数点放在小数位后面：整 数 特点是线路简单，但应用不方便。二、浮点表示 43.562=1014.3562=1020.435621101.011=21110.1011=240.1101011 亦可写成=2-111010.11数学表达式：d2P阶，一般用二个字节以上二进制数表示 尾数以16位二进制数（双字节）的前6位表示阶码，后10位表示尾数 D15 D14 D10 D9 D8 D0 阶 码 尾 数阶符 小数点位置 尾数数符 小数点位置 当尾数用补码表示

10、时，采用双符号位。上述浮点数可表示数值范围： 绝对值最大：011111.00.11111111 232 -1（1-2-8）231=15474836482（一百五十四亿） 除0以外的最小值：1.1111100.000000001 2-（32 -1）2-82-39=1/239二个浮点数的加减运算，首先要对阶，使阶码大小一致，才作尾数运算。x：0 00110 00 01101000 By：0 00111 00 11010010 B阶码小的向大的靠拢（不能让大的向小的靠拢，如此会丢失数据）x=0 00111 00 00110100两 尾数右移一位缩小一位，阶码加1尾数运算后，若尾数两个符号位数值不同，

11、表明尾数运算溢出。此时，应使尾数右移一位，并使阶码值加1，此称向右规格化，简称右规。 本例两对阶后尾数相加：x 00 00110100 B y 00 11010010 B x+y 01 00000110 B 经右规，得尾数00 10000011B ，阶码 0 01000B。 浮点数结果为0 01000 00 10000011B。第五节 逻辑运算一 与运算（逻辑乘） 真值表： Y=AB（Y=AB）ABY A、B为输入端，Y为输出端二或运算（逻辑加） 真值表：Y=AB（Y=A+B）A Y A、B为输入端，Y为输出端三非运算（逻辑反） 真值表： Y=A四与非运算 真值表：Y=AB（Y=A五或非运算

12、真值表：A、 B为输入端，Y为输出端六异或运算 真值表： Y=AB 七译码器n位地址线可寻址2n个地址，对于每一组n位确定的二进制代码通过专门电路处理都有对应一条输出线表示这2n个地址中的一个地址。该处理电路称译码器。 典型译码器74LS138介绍：使能端输入端输出端G1 Y0G2A Y1G2B Y2 Y3 Y4C Y5B Y6A Y7G 1G2CY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7第二章 微型计算机基本原理输入出接口第一节 计算机组成第二节 存储器 又称主存或内存。用于存放数据和程序代码。1 存储单元地址和内容 存储地址指存储单元编号。由0开始；8088CPU允许编址：00000H：00001H

13、：F0000H：FFFFFH：00000HFFFFFH（220） 02621442 AB存储器操作 设存储器寻址范围：00HFFH。读操作（取数据）要求从02H单元读出内容。 CPU程序计数器发存储地址00002H，由地址总线加到译码器，经译码选中02H单元。CPU发读（RD）控制信号，02H单元内容（01011010B）被释放到数据总线。 写操作（存数据） 要求把数据55H存入08H单元。 CPU程序计数器发存储地址00008H，由地址总线加到译码器，经译码选中08H单元。 CPU把数据55H送到数据总线，同时发写（WR）控制信号， 数据55H 存入08H单元。第三节 微型计算机工作过程及实

14、例问题的处理可分成若干步骤，计算机用功能不同的各种指令完成每一步骤工作，指令由操作码和操作数组成。完成既定任务的若干指令的有机集合称程序。操作码表示计算机要执行的动作，指令代码中不可缺少。操作数表示计算机要处理的数据，根据指令功能决定指令代码中是否包含。作加法运算5+8=？指令名称助记符机器码指令长度操作数据传送MOV A，5操作码10110000 操作数0000010125（ACC）加法ADD A，8操作码00000100 操作数00001000（ACC）+8（ACC）停机HLT操作码11110100（PC）+0（PC）PSW冯.若依曼原理把为完成某任务而编制的程序连同被处理的数据送到存储器

15、保存，CPU自动根据以程序计数器（PC）值为存储器地址取出首条指令，然后执行，执行时PC自动加一，CPU根据程序计数器PC值再自动取出指令，并予以执行，依此类推，直到结束。作业： 1、P31/ 5、 2、计算机三总线的作用是什么？ 3、P31/ 11（4）RAM、ROM第三章 8088/8086微机体系结构第一节 8088/8086CPU一 指令流水线取指 执行 再取指 再执行 再取指 再执行传统CPU执行程序过程： 执指1 执指2 执指3 8088/8086CPU执行程序过程流水操作结构上分成 总线接口部件BIU负责取指令 执行部件EU负责执行指令 从第二条指令开始，执行指令与取指令同时进行

16、，重叠操作，程序运行速度明显提高。二 加法器CPU结构（见P55）1总线接口部件BIU：ALU数据总线由16位段寄存器（CS、DS、ES、SS）与指令指针（IP）及地址加法器计算指令代码所在存储单元20位物理地址，从存储器取出代码，放入指令队列。EU每从指令队列取走一字节代码，BIU又按上述地址计算从存储器取出下一字节按先进先出，后进后出的原则填入指令队列。2执行部件EU：由运算器（ALU）完成对数据的加工处理。运算器由加法器和寄存器组成。寄存器分为： 4个16位通用寄存器AX、BX、CX、DX，各可分成二个8位寄存器AH、AL等，主要用于存放数据。 4个16位主要用于存放地址的寄存器SI、D

17、I、SP、BP。 标志寄存器PSW存放运行结果的状态。（见P61）CF数据运算最高位的进（借）位。PF运算结果1的个数为偶时PF=1，为奇时PF=0。AF数据运算时，最低半字节向高半字节的进位（加法）或借位（减法）。ZF运算结果为零时ZF=1，非零时ZF=0。SF符号标志。运算结果最高位为1（负数）时SF=1，为零（正数）时SF=0。OF溢出标志。带符号数运算超出数值表示范围时，OF=1，否则OF=0。8位二进制带符号数范围-128+127（80HFFH,07FH），16位带符号数范围-32768+32767（8000HFFFFH,07FFFH）。DF用于串操作指令。IF中断允许标志。IF=1

18、，允许可屏蔽中断源中断请求；IF=0，禁止可屏蔽中断。TF单步标志。用于己于人程序调试，单步执行指令。18088/8086CPU内部的EU和BIU的作用分别是什么？各有哪些主要寄存器？2执行指令 MOV AL，78H 后，（AL）、SF、AF、CE、ZF、OF、PF的内容分别是什么？ ADD AL，55H 3 么叫指令流水作业？第二节 8088/8086存储器组织一 物理地址与逻辑地址8088/8086CPU具20位地址线（A19A0），可寻址1M（兆）存储空间。8088/8086CPU内部寄存器字长16位，无法直接访问20位存储器地址。处理办法：1M（兆）字节存储空间分成若干64K字节的存储

19、区域（称为逻辑段），由段寄存器（CS、DS、SS、ES）存放段的起始地址，称段基址；访问内存时，通过段基址加偏移地址的方法形成被访单元地址。偏移地址存放于：指令指针IP、变址寄存器SI、DI，基址寄存器BX、BP。地址形式为 H：H ，冒号前为段基址，冒号后为偏移地址，统称逻辑地址。物理地址与逻辑地址换算：物理地址=段基址16+偏移地址例如：段基址=1234H，偏移地址=4455H，则物理地址为：1234H 10H+4455H=16795H各逻辑段可完全分离，亦可部分重叠或全部重叠。二 寄存器的使用程序代码放在代码逻辑段， CS：放代码段段基址； IP：欲取指令的偏移地址。被处理数据放在数据段，附加数据段，由DS：数据段、ES：存附加数据段段基址；由SI、DI、BX、BP放被访数据的偏移地址。三 堆栈