微机原理课件1-2.ppt

1、11.3 信息交换码信息交换码计算机与外界设备交换的各种信息用二进制代码的形式去计算机与外界设备交换的各种信息用二进制代码的形式去传送。约定的代码叫信息交换码。传送。约定的代码叫信息交换码。 一、一、ASCII码：码： 美国信息交换码美国信息交换码,七位二进制码七位二进制码，表示，表示128个个信息。信息。 字符编码有字符编码有52个表示英文字母的大小写；还有标点符号、空格、个表示英文字母的大小写；还有标点符号、空格、括号等括号等33个；和各种控制码共个；和各种控制码共33个，数字码个，数字码10. 表中表中“ 30H39H ”是是“ 09 ”的的ASCII码，码，“ 41H46H ”是是“

2、AF ”的的ASCII码，码，要记牢！要记牢！ 思考：思考：如何把如何把小些字母小些字母转换成转换成大写字母大写字母？2 MSDLSD0000100120103011410051016110711100000NULDELSP0P、p10001SOHDC1!1AQaq20010STXDC22BRbr30011ETXDC3#3CScs40100EOTDC4$4DTdt50101ENQNAK%5EUeu60110ACKSYN&6FVfv70111BELETB7GWgw81000BSCAN(8HXhx91001HTEM)9IYiyA1010LFSUB*：JZjzB1011VTESC+；KkC1100F

3、FFS，NnF1111SIUS/?OoDEL3二、奇偶校验二、奇偶校验 校验代码在生成、存取，传送和运算时否会发生错误校验代码在生成、存取，传送和运算时否会发生错误编码原则：编码原则：传送代码时传送代码时增加一位奇偶校验位增加一位奇偶校验位，使所传送的代码中，使所传送的代码中“1”的个的个数为奇数（奇校验数为奇数（奇校验），或代码中），或代码中“”的个为偶数的个为偶数“偶校验偶校验”。 如：如：数字数字8的的7位位ASCII码是码是0111000B（38H），其奇校码是），其奇校码是00111000B（仍为（仍为38H）；其偶校验码是）；其偶校验码是10111000B（B8H）。）。 4三三.

4、汉字编码汉字编码 汉字在计算机中用若干位的二进制编码来表示汉字在计算机中用若干位的二进制编码来表示 ， 国家标准国家标准信息交换用汉字编码信息交换用汉字编码规定了汉字的编码，规定了汉字的编码，即即国际码国际码 。 用两个字节表示，每个字节的最高位用用两个字节表示，每个字节的最高位用0来表示。来表示。 例如例如“啊啊”字国标编码为字国标编码为30H，2lH。即为。即为00110000，0010000l这两个字节这两个字节 b7b7b6b6b5b5b4b4b3b3b2b2b1b1b0b00 0b7b7b6b6b5b5b4b4b3b3b2b2b1b1b0b00 0汉字编码格式汉字编码格式 51.4微

5、型计算机的组成及其中的信息传送微型计算机的组成及其中的信息传送 基本功能基本功能：运算和数据处理。：运算和数据处理。 计算机计算机控制器控制器运算器运算器存储器存储器 ( M )输出设备输出设备输入设备输入设备一、微型计算机的功能及组成一、微型计算机的功能及组成 微型计算机由微型计算机由微处理器微处理器、存储器存储器和和外设外设三部分组成三部分组成 。微处理器（微处理器（CPU）外设（外设（I/O接口）接口）寄存器组寄存器组6 计算机的硬件组成计算机的硬件组成 微机硬件采用微机硬件采用冯冯诺依曼诺依曼结构结构 72、存贮器存贮器 ( M ) 计算机能够自动运行的保征，存放程序和数据，计算机能够

6、自动运行的保征，存放程序和数据，各种信息存贮和交流的中心。各种信息存贮和交流的中心。 3、输入、输入/输出设备输出设备（也称（也称 I/O 设备）设备） 输入设备和输出设备的统称，简称外设。输入设备和输出设备的统称，简称外设。 1、微处理器、微处理器（CPU） CPU：算术和逻辑运算，协调系统工作。系：算术和逻辑运算，协调系统工作。系统核心。由运算器、控制器和寄存器组等组成。统核心。由运算器、控制器和寄存器组等组成。 8二、总线及微型计算机中的数据传送二、总线及微型计算机中的数据传送 1、总线的概念：、总线的概念： 逻辑部件之间逻辑部件之间传送信息的并行导线传送信息的并行导线叫做叫做总线。总线

7、。 控制信息传输方向的控制信息传输方向的三态门三态门。 三态门 AEB双向三态门ABE1 E2 92、总线传送信息原理、总线传送信息原理 借助于总线来完成某两个或几个部件间的信息传送，借助于总线来完成某两个或几个部件间的信息传送，由控制信号来控制，不会造成混乱由控制信号来控制，不会造成混乱。MNFE1 E2 E3 CON= E1E2E3 ，控制字。图图1-15 总线传递信息原理图总线传递信息原理图三总线：地址总线、数据总线三总线：地址总线、数据总线和控制总线和控制总线10CON= E1E2En，控制字，控制字依次分别为依次分别为1。111.5 1.5 微型计算机的基本逻辑部件微型计算机的基本逻

8、辑部件 包括：包括：算术逻辑部件、寄存器、计数器算术逻辑部件、寄存器、计数器 、 存储器和地址译码器、指令译码器存储器和地址译码器、指令译码器 一、算术逻辑部件（一、算术逻辑部件（ALU） A、B为输入数据，为输入数据，S为输出数据；为输出数据；C是控制信号是控制信号 。图图1-16 算术逻辑部件符号算术逻辑部件符号12二、寄存器二、寄存器1、缓冲寄存器、缓冲寄存器图图1-17 四位缓冲寄存器四位缓冲寄存器2、可控缓冲寄存器、可控缓冲寄存器图图1-18 具有装入端的一位缓冲寄存器具有装入端的一位缓冲寄存器13三、计数器三、计数器 2、可控计数器、可控计数器1、计数器、计数器图图1-19计数器计

9、数器图图1-20可控计数器可控计数器143、环形计数器、环形计数器 图图1-21 环形计数器环形计数器15四、存储器和地址译码器四、存储器和地址译码器 存放数据和程序的地方，基本存储单位是存放数据和程序的地方，基本存储单位是存储单元存储单元，存放存放8位位二进制信息。二进制信息。 一个存储器可以有很多存贮单元一个存储器可以有很多存贮单元 对每个单元赋予一个编号，称为单元的对每个单元赋予一个编号，称为单元的地址地址。 图1-22内存储器示意图16图1-23 带有译码器的存储器原理图17存储器分为只读存储器存储器分为只读存储器ROM和随机读写存储器和随机读写存储器RAM。图图1-24 只读存储器的

10、电路符号只读存储器的电路符号18五、指令译码器五、指令译码器 指令是可以被指令是可以被CPU识读后去完成一个基本操作的识读后去完成一个基本操作的二进制代码（二进制代码（机器码机器码）。通过指令译码器）。通过指令译码器 将二进制将二进制代码变成特定的控制信息代码变成特定的控制信息。 一种计算机只能完成若干基本操作，每一个基本操一种计算机只能完成若干基本操作，每一个基本操作就有一条对应的作就有一条对应的指令指令。 基本操作基本操作 加加 减减 送数送数 输出输出 暂停暂停 机器码机器码 0001 0010 0000 1110 1111 助记符助记符 ADD SUB LDA OUT HLT 机器码用

11、一个符号表示机器码用一个符号表示,叫做叫做助记符助记符。 19 指令译码器指令译码器将机器码转换为各种将机器码转换为各种控制信号控制信号去控制去控制各部件完成相应操作各部件完成相应操作。若若I7、I6、I5、I4 输入输入0000时，则时，则LDA=1。00001201.6微型计算机的基本工作原理微型计算机的基本工作原理 一、简化微机的组成一、简化微机的组成: PCI7I0 CP CLK CLR EP MARLM CLKRAMER LI CLKCLREI IR控制字控制字CONCLKCLRAALUBODLA CLKEA SU EU LB CLKLO CLKI3I0 I3I0I4I7 211、程

12、序计数器、程序计数器PC ：指示微机所要访问的：指示微机所要访问的程序地址程序地址。 2、存贮器地址寄存器、存贮器地址寄存器MAR：暂存：暂存访问地址访问地址。3、存贮器、存贮器RAM ：存放：存放程序程序和有关和有关数据数据。 4、指令寄存器、指令寄存器IR ：存放总线送来的：存放总线送来的指令代码指令代码。5、控制器、控制器CON ：发出控制：发出控制操作信号操作信号。6、累加器、累加器A：存放一个：存放一个运算数运算数或或结果结果。 7、算术逻辑部件、算术逻辑部件ALU ：进行加减运算。：进行加减运算。 8、寄存器、寄存器B ：存放一个：存放一个运算数运算数。9、输出寄存器、输出寄存器O

13、 ：存放由：存放由A送来的送来的运算结果运算结果 。10、显示器、显示器D ：显示输出显示输出的数据。的数据。 22二、简化微机的总线及其各部分的信息传送二、简化微机的总线及其各部分的信息传送 8条总线条总线:I7I0PC和和MAR各有各有4个端子，分别与总线个端子，分别与总线I3I0联接；联接；IR输出的八位数据信息之输出的八位数据信息之高、低四位高、低四位分别接指令分别接指令译码译码器的输入端（器的输入端（I7I4）和总线的）和总线的I3I0 。23各逻辑部件的控制端依次排列组成各逻辑部件的控制端依次排列组成12位位控制字控制字CON。 CON=Cp E p LM ERLIEILAEASU

14、EULBLO。控制控制字决定总线上信息的流向。字决定总线上信息的流向。例如例如当当CON=600H即控制字中即控制字中EP=1，LM=1，其余，其余各位为各位为0时，时钟脉冲时，时钟脉冲CLK前沿到来时刻前沿到来时刻PC的内的内容将通过总线传送到存储器地址寄存器容将通过总线传送到存储器地址寄存器MAR中。中。 24三、简化微型计算机的指令系统三、简化微型计算机的指令系统 指令的集合叫计算机的指令的集合叫计算机的指令系统指令系统。不同的机器。不同的机器有不同的指令系统。有不同的指令系统。 指令由操作码和操作数两部分组成，前者表示指令由操作码和操作数两部分组成，前者表示操作的性质，后者表示操作的对

15、象。操作的性质，后者表示操作的对象。25 例如例如“LDA R9”是一条完整的指令，是一条完整的指令， “LDA”是操作码是操作码，完成将数据传送到，完成将数据传送到A， “R9”是操作数是操作数，表示要将内存，表示要将内存地址地址为为1001B单元的内容传送到单元的内容传送到A。 对应指令的对应指令的机器码为机器码为“00001001”，其中，其中高四位高四位“0000”是操作码，低四位是操作码，低四位“1001”叫地址码。叫地址码。 26四、程序设计四、程序设计 解决具体问题的一组有序指令叫解决具体问题的一组有序指令叫程序程序。 1、根据设计要求选择指令，写出、根据设计要求选择指令，写出汇

16、编语言程序汇编语言程序（源（源程序）。程序）。 3、将目标程序和有关数据送入存贮器，使程序、将目标程序和有关数据送入存贮器，使程序运运行行，发现和修改程序中的错误，使程序最终满足设计，发现和修改程序中的错误，使程序最终满足设计要求。要求。 2、将汇编语言程序转换成对应的、将汇编语言程序转换成对应的机器码机器码（目标程（目标程序序 ）。例：设计一个求例：设计一个求“abcd”的值并显示出来的程序的值并显示出来的程序 。27解：解：（1）写汇编语言程序；）写汇编语言程序；a,b,c,d四个数分别置入四个数分别置入R9，RA，RB，RC四个内存单元，编写如下程序：四个内存单元，编写如下程序： 源程序

17、源程序 注释注释LDA R9 ；AR9ADD RA ；AARAADD RB ；AARBSUB RC ；AARCOUT ；显示运算结果；显示运算结果HLT 停机停机28（2）汇编并将程序和有关数据进行地址）汇编并将程序和有关数据进行地址分配分配(设设a=16D，b=20D，c =24D,d=28D) 。29源程序源程序 目标程序目标程序 分配地址分配地址 LDA R9 ； 00001001 00H ADD RA ； 00011010 01H ADD RB ； 00011011 02H SUB RC ； 00101100 03H OUT 1110 04H HLT 1111 05H 16D 10H

18、09H 20D 14H 0AH 24D 18H 0BH 28D 1CH 0CH程序存储区程序存储区数据区数据区（3）将程序数据装入，启动运行程序并调试之。）将程序数据装入，启动运行程序并调试之。 30五、运行程序五、运行程序微型计算机的工作原理微型计算机的工作原理 六、控制矩阵六、控制矩阵 大家自学，主要了解大家自学，主要了解指令周期指令周期、取指周期取指周期、执指周期执指周期的概念，了解的概念，了解机器时序机器时序的变化如何产生。的变化如何产生。了解其逻辑工作原理。了解其逻辑工作原理。31练习：练习： 1. 1） _和和_合在一起称为合在一起称为CPU，中央处理器和，中央处理器和_合在一起被

19、称为主机。合在一起被称为主机。（2）在计算机系统中，多个系统部件之间信息传送的公共通路称）在计算机系统中，多个系统部件之间信息传送的公共通路称为为_。就其所传送的信息的性质而言，在公共通路上传送的。就其所传送的信息的性质而言，在公共通路上传送的信息包括信息包括_、_和和_信息。信息。（3）采用二进制的补码形式表示的）采用二进制的补码形式表示的8位二进制整数，其可表示的数位二进制整数，其可表示的数的范围为的范围为_。 2.下列二进制数转换为十六进制数和十进制数，再将十进制数转换下列二进制数转换为十六进制数和十进制数，再将十进制数转换成成8421BCD码。码。 1001.1B3. 已知已知A= +

20、1100010，B= -0011101。（1）分别求出它们的补码）分别求出它们的补码（2）求）求 “A-B”之值，并判断是否有溢出发生。之值，并判断是否有溢出发生。 32答：答：1.1）运算器和控制器合称为中央处理器或微处理器，）运算器和控制器合称为中央处理器或微处理器，CPU和内存储器（内和内存储器（内存）合称为主机存）合称为主机2）.总线，地址，数据和控制总线，地址，数据和控制 。3）-128+127 2. 10111101B = BDH = 189 ， 189 =（000110001001）BCD （2）1001.1B = 9.8H = 9.5 ，9.5 = （1001.0101）BCD

21、33已知已知A= +1101110，B= -0001101。（1） 11011100A A原原补补11110011-0001101 B补补1111001111011100BA BA补补补 0 1 1 0 1 1 1 0 + 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 011OF无溢出无溢出 01100001BABA补补原】【所以，所以，BA=01100001。 34001101000001101 -B补补0000110111011100-BA BA补补补01111011 0 1 1 0 1 1 1 0 + 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 000OF无溢出无溢出 01111011BABA补补原】【A-B=01111011