




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
微機(jī)原理與接口技術(shù)第1章微型計(jì)算機(jī)概述教案第1章微型計(jì)算機(jī)概述1.1微型計(jì)算機(jī)1.2微機(jī)的軟件基礎(chǔ)1.3微機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)習(xí)題例微型計(jì)算機(jī)
——微型化的電子計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī)的基本組成存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸出設(shè)備控制器運(yùn)算器CPU數(shù)據(jù)流控制流微處理器、微機(jī)、微機(jī)系統(tǒng)◆微處理器(MP,Microprocessor),也稱為CPU或MPU。微處理器是由算術(shù)邏輯部件(ALU)、控制部件(CU)、寄存器(R)組、片內(nèi)總線等部分組成的大規(guī)模集成電路芯片?!粑⑿陀?jì)算機(jī)(MC,Microcomputer,簡稱微機(jī))是以微處理器為核心,配上大規(guī)模集成電路的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、輸入和輸出接口電路,以及相應(yīng)的輔助電路。◆微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(MCS,MicrocomputerSystem)是以微型計(jì)算機(jī)為主體,配上一定規(guī)模的系統(tǒng)軟件和外部設(shè)備構(gòu)成。微型計(jì)算機(jī)的組成硬件微型計(jì)算機(jī)微處理器ALU,CU,R,....內(nèi)存儲(chǔ)器ROM,RAMI/O接口并行I/O,串行I/O,....系統(tǒng)總線AB,DB,CB外圍設(shè)備外部設(shè)備鍵盤,CRT,存儲(chǔ)器,....過程通道A/D,D/A,開關(guān)量I/O,....電源軟件系統(tǒng)軟件監(jiān)控程序,操作系統(tǒng),編譯程序,....程序設(shè)計(jì)語言機(jī)器語言,匯編語言,C語言,....應(yīng)用軟件軟件包,數(shù)據(jù)庫,....微機(jī)的分類及其應(yīng)用微機(jī)的分類:
◆
微機(jī)系統(tǒng)是以微處理器字長作為微機(jī)的分類標(biāo)準(zhǔn)。◆微機(jī)一般分為4位、8位、16位、32位微機(jī)等。微機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn):
◆形小、體輕、功耗低 ◆性能可靠 ◆價(jià)格便宜 ◆結(jié)構(gòu)靈活,適應(yīng)性強(qiáng) ◆應(yīng)用面廣微機(jī)中的數(shù)制十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制數(shù)碼0~90,10~9,A~F基(或模)10216進(jìn)位原則逢十進(jìn)一逢二進(jìn)一逢十六進(jìn)一位權(quán)值10i2i16i位值規(guī)則通項(xiàng)公式N=∑Di×10i
i=n-1~-mN=∑Bi×2i
i=n-1~-mN=∑Hi×16i
i=n-1~-m數(shù)制后綴符號(hào)D或者省略BH數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換◆2#數(shù)和16#數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換
11000001B=1100
0001B=0C1H 7F2AH=0111
1111
0010
1010B=0111111100101010B如果有小數(shù),以小數(shù)點(diǎn)為界,對整數(shù)、小數(shù)轉(zhuǎn)換。 01011101.01B=0101
1101.0100B=5D.4H◆2#/16#數(shù)轉(zhuǎn)換成10#數(shù)
1010110B=1×26+1×24+1×22+1×2=64+16+4+2=86 4D.8H=4×16+13+8×16-1=64+13+0.5=77.5數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換◆10#數(shù)轉(zhuǎn)換成2#/16#數(shù)
10#整數(shù)→2#/16#數(shù)的轉(zhuǎn)換:
采用“除基取余法”,即除以基數(shù)(2/16)取余數(shù)法。 233D=0E9H(除以16取余數(shù)) 233D=11101001B(除以2取余數(shù))10#小數(shù)→2#/16#數(shù)的轉(zhuǎn)換:
采用“乘基取整法”,即乘以基數(shù)(2/16)取整數(shù)法。 0.25D=0.01B=0.4H 0.5D=0.1B=0.8H 0.625D=0.101B=0.AH 0.75D=0.11B=0.CH字符信息編碼
◆BCD碼(BinaryCodedDecimal)
十進(jìn)制數(shù)0~9的二進(jìn)制編碼,分別用0000~1001表示。 計(jì)算機(jī)常用一個(gè)字節(jié)存放2位BCD碼(壓縮BCD碼)。 例如,10000000B(80H),壓縮BCD碼數(shù)解釋為80
01001001B(49H),壓縮BCD碼數(shù)解釋為49◆ASCII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange) 計(jì)算機(jī)字符信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼,共128個(gè),用7位編碼(27)表示。
計(jì)算機(jī)常用一個(gè)字節(jié)存放一個(gè)ASCII碼(D7位恒為0)。 例如,0~9的ASCII碼30H~39H;A~Z的ASCII碼41H~5AH; a~z的ASCII碼61H~7AH;空格的ASCII碼20H…..
◆機(jī)器數(shù)(有窮數(shù)位)表示字節(jié)(8位)數(shù),可表示256個(gè)數(shù)
字(16位)數(shù),可表示65536個(gè)數(shù)◆無符號(hào)數(shù)字節(jié)數(shù):0~255(0~0FFH)字?jǐn)?shù):0~65535(0~0FFFFH)
◆有符號(hào)數(shù)(原碼/補(bǔ)碼表示)字節(jié)數(shù):-128~127字?jǐn)?shù):-32768~32767(整)數(shù)的表示有/無符號(hào)字節(jié)數(shù)范圍
11111111….….…100000011000000001111111….….…000000100000000100000000111111111111111011111101….….…100000011000000001111111….….…0000000100000000無符號(hào)數(shù)255….
129128127….2
10有符號(hào)數(shù)-1-2-3….
-127-128有/無符號(hào)數(shù)表示◆無符號(hào)數(shù)是正數(shù),無需符號(hào)表示,所有數(shù)位都是數(shù)值數(shù)位。n位無符號(hào)數(shù)N的數(shù)值范圍是0≤N≤2n-1?!粲蟹?hào)數(shù)的符號(hào)用一位二進(jìn)制數(shù)碼(正數(shù)0,負(fù)數(shù)1)表示,即符號(hào)數(shù)值化表示。
原碼(符號(hào)-絕對值)表示法: 用其最高有效位作為數(shù)的符號(hào)位(Sf),其余位為數(shù)值位。補(bǔ)碼表示法:
正數(shù)補(bǔ)碼同原碼表示。 負(fù)數(shù)補(bǔ)碼是將它對應(yīng)的正數(shù),連同符號(hào)位一起按位取反,再在最末數(shù)位上加1,即“按位取反+1”。求補(bǔ)碼的方法◆
n位補(bǔ)碼數(shù)N的數(shù)值范圍:-2n-1≤N≤2n-1-1。
例如,字節(jié)數(shù)(8位)補(bǔ)碼范圍:-128~127 字?jǐn)?shù)(16位)補(bǔ)碼范圍:-32768~32767
◆求X補(bǔ)碼(n位)的方法:
X為正數(shù):求X的原碼(n位)。
X為負(fù)數(shù):求X對應(yīng)正數(shù)的原碼(n位),然后“按位取反”,并在最末位+1,即,相當(dāng)于做了一個(gè)n位的0-X運(yùn)算。 例如:+127的補(bǔ)碼(同原碼),01111111 -127的補(bǔ)碼,01111111按位取反+1,即10000001例如:+1000011(+67) -111000(-56)◆
原碼:數(shù)符(Sf)—絕對值(8位)01000011(+67) 10111000(-56)
◆反碼:正數(shù)同原碼,負(fù)數(shù)的數(shù)值位“按位取反”(8位)01000011(+67) 11000111(-56)
◆補(bǔ)碼:正數(shù)同原碼,負(fù)數(shù)的數(shù)值位“按位取反+1”(8位)01000011(+67) 11001000(-56)原碼,補(bǔ)碼表示例D7~D016#數(shù)無符號(hào)數(shù)有符號(hào)數(shù)(補(bǔ)碼)壓縮BCD碼ASCII碼0100000141H656541A0110010064H10010064d01111111
7FH127127非法碼<DEL>10000000
80H128-12880非法碼1001010195H149-10795非法碼10011100
9CH156-100非法碼非法碼11111111
0FFH255-1非法碼非法碼8位二進(jìn)制數(shù)/碼表示例微機(jī)的基本運(yùn)算◆計(jì)算機(jī)的基本運(yùn)算有算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算,由算術(shù)/邏輯運(yùn)算部件ALU完成。◆邏輯運(yùn)算:有反(非)運(yùn)算、與(∧)運(yùn)算、或(∨)運(yùn)算、異或(⊕)運(yùn)算。對于多位二進(jìn)制變量的邏輯運(yùn)算是“按位”運(yùn)算的,即各對應(yīng)位分別進(jìn)行邏輯運(yùn)算?!羲阈g(shù)運(yùn)算:計(jì)算機(jī)中的四則運(yùn)算最終簡化為加/減法運(yùn)算。ALU的核心電路是加法器,實(shí)現(xiàn)的是補(bǔ)碼加法運(yùn)算(不需要判斷正/負(fù)號(hào),符號(hào)位和數(shù)值位一起參加運(yùn)算,能自動(dòng)得到正確的補(bǔ)碼結(jié)果,除非出現(xiàn)數(shù)值溢出錯(cuò)誤)。[X±Y]補(bǔ)碼=[X]補(bǔ)碼+[±Y]補(bǔ)碼
補(bǔ)碼加/減法運(yùn)算例◆41+27=68 00101001+00011011=01000100◆41-27=41+(-27)=14 00101001+11100101=00001110◆-41+27=(-41)+27=-14 11010111+00011011=11110010◆-41-27=(-41)+(-27)=-68 11010111+11100101=10111100指令和指令系統(tǒng)
◆指令——計(jì)算機(jī)能直接執(zhí)行的基本操作命令。◆指令系統(tǒng)——計(jì)算機(jī)能執(zhí)行的全部指令的集合,稱為該計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)?!舫绦颉軐?shí)現(xiàn)一定功能的指令序列。用匯編語言/高級(jí)語言描述的程序?yàn)樵闯绦?。◆匯編語言源程序的一條指令語句對應(yīng)著一條執(zhí)行指令。◆匯編語言指令語句由操作(碼)符和操作數(shù)兩部分組成?!舨僮鞣赋鏊獔?zhí)行的操作功能,用英文詞縮寫描述。◆操作數(shù)——指出指令操作的數(shù)據(jù)(操作對象)。匯編語言程序◆計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的語言系統(tǒng):
機(jī)器語言(2#代碼語言,執(zhí)行指令序列)
匯編語言(符號(hào)機(jī)器語言) 高級(jí)語言◆匯編語言程序是用助記符號(hào)描述的,一一對應(yīng)機(jī)器語言的符號(hào)指令序列,便于閱讀、書寫和記憶。◆匯編語言程序必須經(jīng)過“匯編過程”,變成機(jī)器語言程序(目標(biāo)程序)才能被執(zhí)行?!魠R編過程是“一對一”的翻譯過程?!敉ㄟ^匯編語言程序設(shè)計(jì),可以直接利用“硬件”,高效地使用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制。匯編語言程序設(shè)計(jì)過程源文件(例:EX1.ASM)執(zhí)行文件(例:EX1.EXE)目標(biāo)文件(例:EX1.OBJ)執(zhí)行編輯程序匯編程序連接程序調(diào)試程序匯編語言程序設(shè)計(jì)的系統(tǒng)軟件◆編輯程序
EDIT.EXE/記事本◆匯編程序
MASM.EXE/TASM.EXE◆連接程序
LINK.EXE/TLINK.EXE
◆調(diào)試程序
DEBUG.EXE/TD.EXE
*上述系統(tǒng)軟件是在MS-DOS環(huán)境下使用!微機(jī)的總線結(jié)構(gòu)◆
微機(jī)的核心部件是微處理器。◆微機(jī)的總線是指微機(jī)主板或單板機(jī)上以微處理器芯片為核心的、芯片與芯片之間的連接總線,稱為系統(tǒng)總線。◆系統(tǒng)總線好似微機(jī)系統(tǒng)的“中樞神經(jīng)”,把微處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路(外部設(shè)備與微型計(jì)算機(jī)相連的協(xié)調(diào)電路)有機(jī)地連接起來,所有的地址、數(shù)據(jù)和控制信號(hào)都經(jīng)過總線傳輸?!粝到y(tǒng)總線分為三類總線,即數(shù)據(jù)總線(DB)、地址總線(AB)、控制總線(CB)。微機(jī)總線結(jié)構(gòu)示意圖I/O接口微處理器存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線DB控制總線CB地址總線AB外部設(shè)備引腳的功能復(fù)用◆隨著微機(jī)字長和尋址能力的增加,微處理器的引腳需要的越來越多。又由于工藝技術(shù)和生產(chǎn)成本的考慮,大規(guī)模集成電路芯片的封裝尺寸和引腳數(shù)目受到限制。◆微機(jī)采用引腳功能復(fù)用技術(shù),即把一個(gè)引腳設(shè)計(jì)成由多個(gè)功能“共用”的引腳,即讓各個(gè)功能“分時(shí)”使用該引腳,所以也稱為引腳分時(shí)復(fù)用?!魹榱藚^(qū)分引腳各個(gè)功能,需要有相應(yīng)的輔助電路,實(shí)現(xiàn)分時(shí)控制邏輯。所以,引腳功能復(fù)用技術(shù)是以延長信息傳輸時(shí)間,增加系統(tǒng)的復(fù)雜性為代價(jià)的。流水線技術(shù)
◆流水線技術(shù)就是一種同步進(jìn)行若干操作的處理方式。這種方式的操作過程類似于工廠的流水線作業(yè)裝配線,故形象地稱之為流水線技術(shù)?!袅魉€技術(shù)的實(shí)現(xiàn)除了必須增加硬部件外,要保證流水線有良好性能,必須要有一系列有效的技術(shù)支持,如,流水線協(xié)調(diào)管理技術(shù)和避免阻塞技術(shù)等?!袅魉€技術(shù)已廣泛應(yīng)用于16位以上的微機(jī)系統(tǒng),主要目的是加快取指令和訪問存儲(chǔ)器等操作,有指令流水線技術(shù)、運(yùn)算操作流水線技術(shù)、尋址流水線技術(shù)等一系列應(yīng)用。微機(jī)中常用的數(shù)字部件◆三態(tài)門電路:微機(jī)總線結(jié)構(gòu)中廣泛采用三態(tài)門電路把部件與總線相連,使掛接在系統(tǒng)總線上的功能部件既要“共享”總線通道,又要避免總線沖突和信息串?dāng)_?!魯?shù)據(jù)緩沖器:由雙向三態(tài)門構(gòu)成的數(shù)據(jù)緩沖器,也稱為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器,或數(shù)據(jù)收/發(fā)器?!魯?shù)據(jù)鎖存器:由D觸發(fā)器和單向三態(tài)門構(gòu)成的帶緩沖的數(shù)據(jù)鎖存器?!糇g碼器:是根據(jù)輸入的組合狀態(tài)得到惟一的輸出有效信號(hào)的電路,廣泛運(yùn)用在存儲(chǔ)器單元和I/O設(shè)備的尋址選擇中。n位2#數(shù)有2n個(gè)編碼組合,所以,有n個(gè)輸入端的譯碼電路,有2n個(gè)輸出端,稱為n-2n譯碼器。三態(tài)門電路◆掛接在微機(jī)系統(tǒng)總線上的功能部件既要“共享”總線通道,又要避免總線沖突和信息串?dāng)_。微機(jī)總線結(jié)構(gòu)中廣泛采用三態(tài)門電路把部件與總線相連?!羧龖B(tài)門有較高的輸入阻抗和較低的輸出阻抗,可以改善傳輸特性,故對傳輸數(shù)據(jù)起到緩沖作用,同時(shí)能對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行功率放大,具有一定的增強(qiáng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)能力。
EABE2E1AB
E=1B=AE1=1B=AE=0B高阻態(tài)E2=1A=B(斷開)E1=E2=0A、B斷開
單向三態(tài)門
雙向三態(tài)門數(shù)據(jù)緩沖/驅(qū)動(dòng)器
Intel8286(74LS245)是由8位雙向三態(tài)門構(gòu)成的雙向數(shù)據(jù)緩沖/驅(qū)動(dòng)器(數(shù)據(jù)收/發(fā)器)。
A0~A7,B0~B7:雙向數(shù)據(jù)端口。
OE:輸出允許信號(hào),低電平有效。
T:傳送方向控制信號(hào)。當(dāng)T=1,數(shù)據(jù)A→B傳送,當(dāng)T=0,數(shù)據(jù)B→A傳送。A1A2A3A4A5A6A7A0B1B2B3B4B5B6B7B0TOE≥1≥1數(shù)據(jù)鎖存器
Intel8282(74LS373)是8位帶有單向三態(tài)緩沖器的數(shù)據(jù)鎖存器。
DI0~DI7、DO0~DO7:分別是8位數(shù)據(jù)輸入、輸出端。
STB:輸入選通信號(hào),高電平有效。OE:輸出允許信號(hào),低電平有效。DO0OEDO1DO2DO3DO4DO5DO6DO71DQCLKDI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7STB1譯碼器
Intel8205(74LS138)是微機(jī)系統(tǒng)廣泛運(yùn)用在存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備尋址的3-8譯碼器。◆A2,A1,A0
(C,B,A):3個(gè)輸入端,有000~111的8種輸入組合狀態(tài)?!鬥0~Y7:8個(gè)輸出端,譯碼器工作時(shí), 只有一個(gè)Yi輸出低電平有效?!鬍3,E2,E1
(G1,G2A,G2B):3個(gè)選通信號(hào), 相當(dāng)于譯碼器的片選信號(hào)。E3∧E2∧E1
=1時(shí),根據(jù)A2A1A0的輸入組合譯碼, 得到Y(jié)0~Y7中惟一的一個(gè)低電平有效。74LS138G2BG2AG1CBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y774LS138譯碼器真值表G1G2AG2BCBAY7~Y0
1000001111111000111111101010111110110111111011110011101111101110111111101011111111101111111習(xí)題1.2,習(xí)題1.31.2將下列十進(jìn)制數(shù)分別轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。(1)
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年度電廠煤炭運(yùn)輸與倉儲(chǔ)服務(wù)合同
- 二零二五年度半導(dǎo)體技術(shù)研發(fā)人員勞動(dòng)合同
- 二零二五年度存量房交易合同(含裝修工程監(jiān)理?xiàng)l款)
- 二零二五年度合伙合作退出合同:戰(zhàn)略調(diào)整與退出方案
- 2025年度景區(qū)住宿房租價(jià)格保密及旅游產(chǎn)品開發(fā)協(xié)議
- 二零二五年度綠色能源產(chǎn)業(yè)股權(quán)眾籌投資協(xié)議
- 2025年度蛋糕店鋪節(jié)假日促銷活動(dòng)策劃與執(zhí)行合同
- 2025年IC卡授權(quán)器項(xiàng)目可行性研究報(bào)告
- 2025至2030年高速精密六色印刷機(jī)項(xiàng)目投資價(jià)值分析報(bào)告
- 2025至2030年TPR軟木底項(xiàng)目投資價(jià)值分析報(bào)告
- 回旋鉆鉆孔施工方案
- DB13T 2801-2018 水利工程質(zhì)量監(jiān)督規(guī)程
- 四年級(jí)上冊第四單元讓生活多一些綠色道德與法治教學(xué)反思11變廢為寶有妙招
- JJG(交通)096-2009 水泥膠砂流動(dòng)度測定儀檢定規(guī)程-(高清現(xiàn)行)
- 嗓音(發(fā)聲)障礙評(píng)定與治療
- Q∕SY 05262-2019 機(jī)械清管器技術(shù)條件
- 最新人音版音樂二年級(jí)下冊全冊教案
- 航空航天概論(課堂PPT)
- 新改版教科版六年級(jí)下冊科學(xué)全冊知識(shí)點(diǎn)歸納 (超全)
- 英語的起源與發(fā)展(課堂PPT)
- 二房東租房合同范文
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論