微機系統(tǒng)與接口課件

國家級精品課程《微機系統(tǒng)與接口》MicrocomputerSystemsandInterfaces同類課程微機原理及接口技術(shù)微型計算機原理及應(yīng)用計劃學時主講教師:馬旭東聯(lián)系方式83795360/83793291配套實驗課程:微機實驗及課程設(shè)計(48學時)實驗課教師:房芳(12班)/顧群(3-4班)微和泉統(tǒng)與口東南大學1國家級精品課程1課程目標掌握微機系統(tǒng)的基本組成、工作原理、接口電路及硬件的連接,建立微機系統(tǒng)的概念,具備初步開發(fā)徼機系統(tǒng)軟、硬件的能力。今微型計算機系統(tǒng)(Micro-ComputerSystenandapplications)應(yīng)用與開發(fā)(而非使用)的開始Lucky一代:計算機無所不能;娛樂享受工具;幾乎人手一臺,使用自如→良好學習條件???能學好嗎?必要性微和票統(tǒng)與擦口東南大學2課程目標2課程背景和重要性先修課程(軟件基礎(chǔ)):計算機科學基礎(chǔ)/程序設(shè)計與C語言高級程序設(shè)計語言如何實現(xiàn)的?(面向過程0o設(shè)計方法?)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)孰先孰后?重要性差異?少實例化:英特爾X86/Pentium系列微處理機匯編語言(機器語言)系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)實時系統(tǒng)(Realtimesystems)控制微機泉統(tǒng)與擦口東南大學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、運算放大器)計算機結(jié)構(gòu)與組成→機器級屬性-概念性結(jié)構(gòu)和功能特性→體系結(jié)構(gòu)的邏輯實現(xiàn)(數(shù)據(jù)流/控制流組成和邏輯設(shè)計)本質(zhì)特殊的數(shù)字邏輯電路門-組合邏輯一時序邏輯一有限狀態(tài)機指令(軟件)→時序/控制/運算邏輯二者融合→CPLD/FPGA軟核處理器(ALteraniosl)問題:計算機物理實現(xiàn)??今實例化:英特爾架構(gòu)微處理器及系統(tǒng)多層次最高級-運行程序(功能)最低級晶體管和線路微和泉統(tǒng)與口東南大學4課程背景和重要性4課程背景和重要性實例化:不同的計算機實現(xiàn)IA:DeskTop/Laptop/NotebookComputer結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜,計算功能強大人機交互,應(yīng)用廣泛32位/64位→硬件基礎(chǔ),軟件開發(fā)其他實現(xiàn):8/1632位單片機/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5課程背景和重要性5⑦第一章微型計算機基礎(chǔ)重點1.補碼的概念與運算2.微型機基本結(jié)構(gòu)(概念復(fù)習)3.系統(tǒng)組成(術(shù)語)及各部分之間關(guān)系4.了解80868088工作方式與存儲器的管理機制微和泉統(tǒng)與口東南大學6⑦第一章微型計算機基礎(chǔ)6計算機中常用數(shù)制無符號整型(Unsigned,Integer)基2(Base)n位二進制數(shù)據(jù):位序號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7計算機中常用數(shù)制7數(shù)制:數(shù)的表示和運算不同的基(Base):十進制(Decimal)D1=0~9八進制(OctalQ)D=0-7二進制(Binary)D:=0.1十六進制(Hexdecimal)D=0-9,A-F45340(D)130434Q1011000100011100BOBIICH微和親統(tǒng)與葚口東南大學8數(shù)制:數(shù)的表示和運算8模、字長與補碼字長:運算器(ALU)位數(shù)(寬度)運算:二進制(模2)六進制加運算1011000100011100BB11CH+1010101101010110B+AB56H10101110001110010B15C72H減運算1011000100011100BB11CH1010101101010110B-AB56H0000010111000110B05C2H十六位模1000(65536,正負數(shù)→補碼(Complement)微機泉統(tǒng)與擦口東南大學9模、字長與補碼9互補(Complement)A+B=M(A=M-B(M-B=+A??A與B以M為模互補(互為補碼)XA=X-(M-B)=X+B-M=X+B(模M運算)2的補碼(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微機泉統(tǒng)與擦口東南大學10互補(Complement)10微機系統(tǒng)與接口課件11微機系統(tǒng)與接口課件12微機系統(tǒng)與接口課件13微機系統(tǒng)與接口課件14微機系統(tǒng)與接口課件15微機系統(tǒng)與接口課件16微機系統(tǒng)與接口課件17微機系統(tǒng)與接口課件18微機系統(tǒng)與接口課件19微機系統(tǒng)與接口課件20微機系統(tǒng)與接口課件21微機系統(tǒng)與接口課件22微機系統(tǒng)與接口課件23微機系統(tǒng)與接口課件24微機系統(tǒng)與接口課件25微機系統(tǒng)與接口課件26微機系統(tǒng)與接口課件27微機系統(tǒng)與接口課件28微機系統(tǒng)與接口課件29微機系統(tǒng)與接口課件30微機系統(tǒng)與接口課件31微機系統(tǒng)與接口課件32微機系統(tǒng)與接口課件33微機系統(tǒng)與接口課件34微機系統(tǒng)與接口課件35微機系統(tǒng)與接口課件36微機系統(tǒng)與接口課件37微機系統(tǒng)與接口課件38微機系統(tǒng)與接口課件39微機系統(tǒng)與接口課件40微機系統(tǒng)與接口課件41微機系統(tǒng)與接口課件42微機系統(tǒng)與接口課件43國家級精品課程《微機系統(tǒng)與接口》MicrocomputerSystemsandInterfaces同類課程微機原理及接口技術(shù)微型計算機原理及應(yīng)用計劃學時主講教師:馬旭東聯(lián)系方式83795360/83793291配套實驗課程:微機實驗及課程設(shè)計(48學時)實驗課教師:房芳(12班)/顧群(3-4班)微和泉統(tǒng)與口東南大學1國家級精品課程44課程目標掌握微機系統(tǒng)的基本組成、工作原理、接口電路及硬件的連接,建立微機系統(tǒng)的概念,具備初步開發(fā)徼機系統(tǒng)軟、硬件的能力。今微型計算機系統(tǒng)(Micro-ComputerSystenandapplications)應(yīng)用與開發(fā)(而非使用)的開始Lucky一代:計算機無所不能;娛樂享受工具;幾乎人手一臺,使用自如→良好學習條件???能學好嗎?必要性微和票統(tǒng)與擦口東南大學2課程目標45課程背景和重要性先修課程(軟件基礎(chǔ)):計算機科學基礎(chǔ)/程序設(shè)計與C語言高級程序設(shè)計語言如何實現(xiàn)的?(面向過程0o設(shè)計方法?)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)孰先孰后?重要性差異?少實例化:英特爾X86/Pentium系列微處理機匯編語言(機器語言)系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)實時系統(tǒng)(Realtimesystems)控制微機泉統(tǒng)與擦口東南大學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、運算放大器)計算機結(jié)構(gòu)與組成→機器級屬性-概念性結(jié)構(gòu)和功能特性→體系結(jié)構(gòu)的邏輯實現(xiàn)(數(shù)據(jù)流/控制流組成和邏輯設(shè)計)本質(zhì)特殊的數(shù)字邏輯電路門-組合邏輯一時序邏輯一有限狀態(tài)機指令(軟件)→時序/控制/運算邏輯二者融合→CPLD/FPGA軟核處理器(ALteraniosl)問題:計算機物理實現(xiàn)??今實例化:英特爾架構(gòu)微處理器及系統(tǒng)多層次最高級-運行程序(功能)最低級晶體管和線路微和泉統(tǒng)與口東南大學4課程背景和重要性47課程背景和重要性實例化:不同的計算機實現(xiàn)IA:DeskTop/Laptop/NotebookComputer結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜,計算功能強大人機交互,應(yīng)用廣泛32位/64位→硬件基礎(chǔ),軟件開發(fā)其他實現(xiàn):8/1632位單片機/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5課程背景和重要性48⑦第一章微型計算機基礎(chǔ)重點1.補碼的概念與運算2.微型機基本結(jié)構(gòu)(概念復(fù)習)3.系統(tǒng)組成(術(shù)語)及各部分之間關(guān)系4.了解80868088工作方式與存儲器的管理機制微和泉統(tǒng)與口東南大學6⑦第一章微型計算機基礎(chǔ)49計算機中常用數(shù)制無符號整型(Unsigned,Integer)基2(Base)n位二進制數(shù)據(jù):位序號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7計算機中常用數(shù)制50數(shù)制:數(shù)的表示和運算不同的基(Base):十進制(Decimal)D1=0~9八進制(OctalQ)D=0-7二進制(Binary)D:=0.1十六進制(Hexdecimal)D=0-9,A-F45340(D)130434Q1011000100011100BOBIICH微和親統(tǒng)與葚口東南大學8數(shù)制:數(shù)的表示和運算51模、字長與補碼字長:運算器(ALU)位數(shù)(寬度)運算:二進制(模2)六進制加運算1011000100011100BB11CH+1010101101010110B+AB56H10101110001110010B15C72H減運算1011000100011100BB11CH1010101101010110B-AB56H0000010111000110B05C2H十六位模1000(65536,正負數(shù)→補碼(Complement)微機泉統(tǒng)與擦口東南大學9模、字長與補碼52互補(Complement)A+B=M(A=M-B(M-B=+A??A與B以M為模互補(互為補碼)XA=X-(M-B)=X+B-M=X+B(模M運算)2的補碼(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微機泉統(tǒng)與擦口東南大學10互補(Complement)53微機系統(tǒng)與接口課件54微機系統(tǒng)與接口課件55微機系統(tǒng)與接口課件56微機系統(tǒng)與接口課件57微機系統(tǒng)與接口課件58微機系統(tǒng)與接口課件59微機系統(tǒng)與接口課件60微機系統(tǒng)與接口課件61微機系統(tǒng)與接口課件62微機系統(tǒng)與接口課件63微機系統(tǒng)與接口課件64微機系統(tǒng)與接口課件65微機系統(tǒng)與接口課件66微機系統(tǒng)與接