微機原理課件12

§1.3信息交換碼計算機與外界設(shè)備交換的各種信息用二進制代碼的形式去傳送。約定的代碼叫信息交換碼。一、ASCII碼：

美國信息交換碼,七位二進制碼，表示128個信息。字符編碼有52個表示英文字母的大小寫；還有標點符號、空格、括號等33個；和各種控制碼共33個，數(shù)字碼10.

表中“30H~39H”是“0~9”的ASCII碼，“41H~46H”是“A~F”的ASCII碼，要記牢！思考：如何把小些字母轉(zhuǎn)換成大寫字母？1§1.3信息交換碼計算機與外界設(shè)備交換的各種信息用二進制MSDLSD0000100120103011410051016110711100000NULDELSP0@P、p10001SOHDC1!1AQaq20010STXDC2〞2BRbr30011ETXDC3#3CScs40100EOTDC4$4DTdt50101ENQNAK%5EUeu60110ACKSYN&6FVfv70111BELETBˊ7GWgw81000BSCAN(8HXhx91001HTEM)9IYiyA1010LFSUB*：JZjzB1011VTESC+；K[k{C1100FFFS，<L﹨l∣D1101CRGS-=M]m}E1110SORS﹒>N↑n～F1111SIUS/?O←oDEL2MSD0123456700000NULDELSP0二、奇偶校驗

校驗代碼在生成、存取，傳送和運算時否會發(fā)生錯誤編碼原則：傳送代碼時增加一位奇偶校驗位，使所傳送的代碼中“1”的個數(shù)為奇數(shù)（奇校驗），或代碼中“１”的個為偶數(shù)“偶校驗”。

如：數(shù)字8的7位ASCII碼是0111000B（38H），其奇校碼是00111000B（仍為38H）；其偶校驗碼是10111000B（B8H）。3二、奇偶校驗校驗代碼在生成、存取，傳送和運算時否會發(fā)生錯誤三.漢字編碼漢字在計算機中用若干位的二進制編碼來表示，國家標準《信息交換用漢字編碼》規(guī)定了漢字的編碼，即國際碼。用兩個字節(jié)表示，每個字節(jié)的最高位用0來表示。

例如“啊”字國標編碼為30H，2lH。即為00110000，0010000l這兩個字節(jié)

b7b6b5b4b3b2b1b00×××××××b7b6b5b4b3b2b1b00×××××××漢字編碼格式

4三.漢字編碼漢字在計算機中用若干位的二進制編碼來表示，b7§1.4微型計算機的組成及其中的信息傳送

基本功能：運算和數(shù)據(jù)處理。計算機控制器運算器存儲器

(M)輸出設(shè)備輸入設(shè)備一、微型計算機的功能及組成

微型計算機由微處理器、存儲器和外設(shè)三部分組成。微處理器（CPU）外設(shè)（I/O接口）寄存器組5§1.4微型計算機的組成及其中的信息傳送基本功能：

計算機的硬件組成

微機硬件采用馮·諾依曼結(jié)構(gòu)

6計算機的硬件組成微機硬件采用馮·諾依曼結(jié)構(gòu)62、存貯器(M)計算機能夠自動運行的保征，存放程序和數(shù)據(jù)，各種信息存貯和交流的中心。3、輸入/輸出設(shè)備（也稱I/O設(shè)備）

輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的統(tǒng)稱，簡稱外設(shè)。

1、微處理器（CPU）

CPU：算術(shù)和邏輯運算，協(xié)調(diào)系統(tǒng)工作。系統(tǒng)核心。由運算器、控制器和寄存器組等組成。72、存貯器(M)計算機能夠自動運行的保二、總線及微型計算機中的數(shù)據(jù)傳送

1、總線的概念：

邏輯部件之間傳送信息的并行導線叫做總線。

控制信息傳輸方向的三態(tài)門。

三態(tài)門AEB雙向三態(tài)門ABE1

E2

8二、總線及微型計算機中的數(shù)據(jù)傳送1、總線的概念：邏輯部件2、總線傳送信息原理借助于總線來完成某兩個或幾個部件間的信息傳送，由控制信號來控制，不會造成混亂。MNFE1

E2

E3

CON=E1E2E3，控制字。圖1-15總線傳遞信息原理圖三總線：地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線92、總線傳送信息原理借助于總線來完成某兩個或幾個部件間的信CON=E1E2…En，控制字依次分別為1。10CON=E1E2…En，控制字依次分別為1。10§1.5微型計算機的基本邏輯部件包括：算術(shù)邏輯部件、寄存器、計數(shù)器、

存儲器和地址譯碼器、指令譯碼器

一、算術(shù)邏輯部件（ALU）

A、B為輸入數(shù)據(jù)，S為輸出數(shù)據(jù)；C是控制信號。圖1-16算術(shù)邏輯部件符號11§1.5微型計算機的基本邏輯部件一、算術(shù)邏輯部件（AL二、寄存器1、緩沖寄存器圖1-17四位緩沖寄存器2、可控緩沖寄存器圖1-18具有裝入端的一位緩沖寄存器12二、寄存器1、緩沖寄存器圖1-17四位緩沖寄存器2、可控緩三、計數(shù)器

2、可控計數(shù)器1、計數(shù)器圖1-19計數(shù)器圖1-20可控計數(shù)器13三、計數(shù)器2、可控計數(shù)器1、計數(shù)器圖1-19計數(shù)器圖1-23、環(huán)形計數(shù)器圖1-21環(huán)形計數(shù)器143、環(huán)形計數(shù)器圖1-21環(huán)形計數(shù)器14四、存儲器和地址譯碼器

存放數(shù)據(jù)和程序的地方，基本存儲單位是存儲單元，存放8位二進制信息。

一個存儲器可以有很多存貯單元對每個單元賦予一個編號，稱為單元的地址。圖1-22內(nèi)存儲器示意圖15四、存儲器和地址譯碼器存放數(shù)據(jù)和程序的地方，基本存儲單位是圖1-23帶有譯碼器的存儲器原理圖16圖1-23帶有譯碼器的存儲器原理圖16存儲器分為只讀存儲器ROM和隨機讀寫存儲器RAM。圖1-24只讀存儲器的電路符號17存儲器分為只讀存儲器ROM和隨機讀寫存儲器RAM。圖1-24五、指令譯碼器

指令是可以被CPU識讀后去完成一個基本操作的二進制代碼（機器碼）。通過指令譯碼器將二進制代碼變成特定的控制信息。

一種計算機只能完成若干基本操作，每一個基本操作就有一條對應的指令?；静僮骷訙p送數(shù)輸出暫停機器碼00010010000011101111助記符ADDSUBLDAOUTHLT

機器碼用一個符號表示,叫做助記符。

18五、指令譯碼器指令是可以被CPU識讀后去完成一

指令譯碼器將機器碼轉(zhuǎn)換為各種控制信號去控制各部件完成相應操作。若I7、I6、I5、I4輸入0000時，則LDA=1。0000119指令譯碼器將機器碼轉(zhuǎn)換為各種控制信號去控制各部件完§1.6微型計算機的基本工作原理

一、簡化微機的組成:

PCI7～I0

CP

CLKCLREP

MARLM

CLKRAMER

LI

CLKCLREI

IR控制字CONCLKCLRAALUBODLA

CLKEA

SU

EU

LB

CLKLO

CLKI3～I0

I3～I0I4～I7

20§1.6微型計算機的基本工作原理一、簡化微機的組成:PC1、程序計數(shù)器PC：指示微機所要訪問的程序地址。

2、存貯器地址寄存器MAR：暫存訪問地址。3、存貯器RAM：存放程序和有關(guān)數(shù)據(jù)。4、指令寄存器IR：存放總線送來的指令代碼。5、控制器CON：發(fā)出控制操作信號。6、累加器A：存放一個運算數(shù)或結(jié)果。7、算術(shù)邏輯部件ALU：進行加減運算。

8、寄存器B：存放一個運算數(shù)。9、輸出寄存器O：存放由A送來的運算結(jié)果。10、顯示器D：顯示輸出的數(shù)據(jù)。

211、程序計數(shù)器PC：指示微機所要訪問的程序地址。2、存貯二、簡化微機的總線及其各部分的信息傳送

8條總線:I7~I0PC和MAR各有4個端子，分別與總線I3~I0聯(lián)接；IR輸出的八位數(shù)據(jù)信息之高、低四位分別接指令譯碼器的輸入端（I7~I4）和總線的I3~I0。22二、簡化微機的總線及其各部分的信息傳送8條總線:I7~I各邏輯部件的控制端依次排列組成12位控制字CON。CON=CpEpLMERLIEILAEASUEULBLO?？刂谱譀Q定總線上信息的流向。例如當CON=600H即控制字中EP=1，LM=1，其余各位為0時，時鐘脈沖CLK前沿到來時刻PC的內(nèi)容將通過總線傳送到存儲器地址寄存器MAR中。

23各邏輯部件的控制端依次排列組成12位控制字CON。23三、簡化微型計算機的指令系統(tǒng)

指令的集合叫計算機的指令系統(tǒng)。不同的機器有不同的指令系統(tǒng)。

指令由操作碼和操作數(shù)兩部分組成，前者表示操作的性質(zhì)，后者表示操作的對象。24三、簡化微型計算機的指令系統(tǒng)指令的集合叫計算例如“LDAR9”是一條完整的指令，“LDA”是操作碼，完成將數(shù)據(jù)傳送到A，“R9”是操作數(shù)，表示要將內(nèi)存地址為1001B單元的內(nèi)容傳送到A。對應指令的機器碼為“00001001”，其中高四位“0000”是操作碼，低四位“1001”叫地址碼。25例如“LDAR9”是一條完整的指令，25四、程序設(shè)計

解決具體問題的一組有序指令叫程序。

1、根據(jù)設(shè)計要求選擇指令，寫出匯編語言程序（源程序）。

3、將目標程序和有關(guān)數(shù)據(jù)送入存貯器，使程序運行，發(fā)現(xiàn)和修改程序中的錯誤，使程序最終滿足設(shè)計要求。

2、將匯編語言程序轉(zhuǎn)換成對應的機器碼（目標程序）。例：設(shè)計一個求“a＋b＋c－d”的值并顯示出來的程序。26四、程序設(shè)計解決具體問題的一組有序指令叫程序。1解：（1）寫匯編語言程序；a,b,c,d四個數(shù)分別置入R9，RA，RB，RC四個內(nèi)存單元，編寫如下程序：

源程序 注釋LDA R9；A←R9ADD RA；A←A＋RAADD RB；A←A＋RBSUBRC；A←A－RCOUT ；顯示運算結(jié)果HLT 停機27解：（1）寫匯編語言程序；a,b,c,d四個數(shù)分別置入R9，（2）匯編并將程序和有關(guān)數(shù)據(jù)進行地址分配(設(shè)a=16D，b=20D，c=24D,d=28D)。28（2）匯編并將程序和有關(guān)數(shù)據(jù)進行地址分配(設(shè)a=16D，b=源程序

目標程序

分配地址LDAR9；0000100100HADDRA；0001101001HADDRB；00011011 02HSUBRC；00101100 03HOUT 1110××××04HHLT 1111××××05H16D 10H 09H20D 14H 0AH24D 18H 0BH28D 1CH 0CH程序存儲區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)（3）將程序數(shù)據(jù)裝入，啟動運行程序并調(diào)試之。

29源程序 目標程序分配五、運行程序——微型計算機的工作原理

六、控制矩陣

大家自學，主要了解指令周期、取指周期、執(zhí)指周期的概念，了解機器時序的變化如何產(chǎn)生。了解其邏輯工作原理。30五、運行程序——微型計算機的工作原理六、控制矩陣練習：1.1）______和______合在一起稱為CPU，中央處理器和______合在一起被稱為主機。（2）在計算機系統(tǒng)中，多個系統(tǒng)部件之間信息傳送的公共通路稱為____。就其所傳送的信息的性質(zhì)而言，在公共通路上傳送的信息包括______、______和______信息。（3）采用二進制的補碼形式表示的8位二進制整數(shù)，其可表示的數(shù)的范圍為_____。2.下列二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)和十進制數(shù)，再將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成8421BCD碼。1001.1B3.已知A=+1100010，B=-0011101。（1）分別求出它們的補碼（2）求“A-B”之值，并判斷是否有溢出發(fā)生。

31練習：1.1）______和______合在一起稱為答：1.1）運算器和控制器合稱為中央處理器或微處理器，CPU和內(nèi)存儲器（內(nèi)存）合稱為主機

2）.總線，地址，數(shù)據(jù)和控制。

3）-128～+127

2.10111101B=BDH=189，189=（000110001001）BCD

（2）1001.1B=9.8H=9.5，9.5=（1001.0101）BCD32答：1.1）運算器和控制器合稱為中央處理器或微處理器，CPU已知A=+1101110，B=-0001101。

（1）

01101110+11110011

101100001

無溢出

所以，=01100001。

33已知A=+1101110，B=-0001101。

（1）0111101101101110+00001101

01111011無溢出A-B=01111011

340111101101101110§1.3信息交換碼計算機與外界設(shè)備交換的各種信息用二進制代碼的形式去傳送。約定的代碼叫信息交換碼。一、ASCII碼：

美國信息交換碼,七位二進制碼，表示128個信息。字符編碼有52個表示英文字母的大小寫；還有標點符號、空格、括號等33個；和各種控制碼共33個，數(shù)字碼10.

表中“30H~39H”是“0~9”的ASCII碼，“41H~46H”是“A~F”的ASCII碼，要記牢！思考：如何把小些字母轉(zhuǎn)換成大寫字母？35§1.3信息交換碼計算機與外界設(shè)備交換的各種信息用二進制MSDLSD0000100120103011410051016110711100000NULDELSP0@P、p10001SOHDC1!1AQaq20010STXDC2〞2BRbr30011ETXDC3#3CScs40100EOTDC4$4DTdt50101ENQNAK%5EUeu60110ACKSYN&6FVfv70111BELETBˊ7GWgw81000BSCAN(8HXhx91001HTEM)9IYiyA1010LFSUB*：JZjzB1011VTESC+；K[k{C1100FFFS，<L﹨l∣D1101CRGS-=M]m}E1110SORS﹒>N↑n～F1111SIUS/?O←oDEL36MSD0123456700000NULDELSP0二、奇偶校驗

校驗代碼在生成、存取，傳送和運算時否會發(fā)生錯誤編碼原則：傳送代碼時增加一位奇偶校驗位，使所傳送的代碼中“1”的個數(shù)為奇數(shù)（奇校驗），或代碼中“１”的個為偶數(shù)“偶校驗”。

如：數(shù)字8的7位ASCII碼是0111000B（38H），其奇校碼是00111000B（仍為38H）；其偶校驗碼是10111000B（B8H）。37二、奇偶校驗校驗代碼在生成、存取，傳送和運算時否會發(fā)生錯誤三.漢字編碼漢字在計算機中用若干位的二進制編碼來表示，國家標準《信息交換用漢字編碼》規(guī)定了漢字的編碼，即國際碼。用兩個字節(jié)表示，每個字節(jié)的最高位用0來表示。

例如“啊”字國標編碼為30H，2lH。即為00110000，0010000l這兩個字節(jié)

b7b6b5b4b3b2b1b00×××××××b7b6b5b4b3b2b1b00×××××××漢字編碼格式

38三.漢字編碼漢字在計算機中用若干位的二進制編碼來表示，b7§1.4微型計算機的組成及其中的信息傳送

基本功能：運算和數(shù)據(jù)處理。計算機控制器運算器存儲器

(M)輸出設(shè)備輸入設(shè)備一、微型計算機的功能及組成

微型計算機由微處理器、存儲器和外設(shè)三部分組成。微處理器（CPU）外設(shè)（I/O接口）寄存器組39§1.4微型計算機的組成及其中的信息傳送基本功能：

計算機的硬件組成

微機硬件采用馮·諾依曼結(jié)構(gòu)

40計算機的硬件組成微機硬件采用馮·諾依曼結(jié)構(gòu)62、存貯器(M)計算機能夠自動運行的保征，存放程序和數(shù)據(jù)，各種信息存貯和交流的中心。3、輸入/輸出設(shè)備（也稱I/O設(shè)備）

輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的統(tǒng)稱，簡稱外設(shè)。

1、微處理器（CPU）

CPU：算術(shù)和邏輯運算，協(xié)調(diào)系統(tǒng)工作。系統(tǒng)核心。由運算器、控制器和寄存器組等組成。412、存貯器(M)計算機能夠自動運行的保二、總線及微型計算機中的數(shù)據(jù)傳送

1、總線的概念：

邏輯部件之間傳送信息的并行導線叫做總線。

控制信息傳輸方向的三態(tài)門。

三態(tài)門AEB雙向三態(tài)門ABE1

E2

42二、總線及微型計算機中的數(shù)據(jù)傳送1、總線的概念：邏輯部件2、總線傳送信息原理借助于總線來完成某兩個或幾個部件間的信息傳送，由控制信號來控制，不會造成混亂。MNFE1

E2

E3

CON=E1E2E3，控制字。圖1-15總線傳遞信息原理圖三總線：地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線432、總線傳送信息原理借助于總線來完成某兩個或幾個部件間的信CON=E1E2…En，控制字依次分別為1。44CON=E1E2…En，控制字依次分別為1。10§1.5微型計算機的基本邏輯部件包括：算術(shù)邏輯部件、寄存器、計數(shù)器、

存儲器和地址譯碼器、指令譯碼器

一、算術(shù)邏輯部件（ALU）

A、B為輸入數(shù)據(jù)，S為輸出數(shù)據(jù)；C是控制信號。圖1-16算術(shù)邏輯部件符號45§1.5微型計算機的基本邏輯部件一、算術(shù)邏輯部件（AL二、寄存器1、緩沖寄存器圖1-17四位緩沖寄存器2、可控緩沖寄存器圖1-18具有裝入端的一位緩沖寄存器46二、寄存器1、緩沖寄存器圖1-17四位緩沖寄存器2、可控緩三、計數(shù)器

2、可控計數(shù)器1、計數(shù)器圖1-19計數(shù)器圖1-20可控計數(shù)器47三、計數(shù)器2、可控計數(shù)器1、計數(shù)器圖1-19計數(shù)器圖1-23、環(huán)形計數(shù)器圖1-21環(huán)形計數(shù)器483、環(huán)形計數(shù)器圖1-21環(huán)形計數(shù)器14四、存儲器和地址譯碼器

存放數(shù)據(jù)和程序的地方，基本存儲單位是存儲單元，存放8位二進制信息。

一個存儲器可以有很多存貯單元對每個單元賦予一個編號，稱為單元的地址。圖1-22內(nèi)存儲器示意圖49四、存儲器和地址譯碼器存放數(shù)據(jù)和程序的地方，基本存儲單位是圖1-23帶有譯碼器的存儲器原理圖50圖1-23帶有譯碼器的存儲器原理圖16存儲器分為只讀存儲器ROM和隨機讀寫存儲器RAM。圖1-24只讀存儲器的電路符號51存儲器分為只讀存儲器ROM和隨機讀寫存儲器RAM。圖1-24五、指令譯碼器

指令是可以被CPU識讀后去完成一個基本操作的二進制代碼（機器碼）。通過指令譯碼器將二進制代碼變成特定的控制信息。

一種計算機只能完成若干基本操作，每一個基本操作就有一條對應的指令?；静僮骷訙p送數(shù)輸出暫停機器碼00010010000011101111助記符ADDSUBLDAOUTHLT

機器碼用一個符號表示,叫做助記符。

52五、指令譯碼器指令是可以被CPU識讀后去完成一

指令譯碼器將機器碼轉(zhuǎn)換為各種控制信號去控制各部件完成相應操作。若I7、I6、I5、I4輸入0000時，則LDA=1。0000153指令譯碼器將機器碼轉(zhuǎn)換為各種控制信號去控制各部件完§1.6微型計算機的基本工作原理

一、簡化微機的組成:

PCI7～I0

CP

CLKCLREP

MARLM

CLKRAMER

LI

CLKCLREI

IR控制字CONCLKCLRAALUBODLA

CLKEA

SU

EU

LB

CLKLO

CLKI3～I0

I3～I0I4～I7

54§1.6微型計算機的基本工作原理一、簡化微機的組成:PC1、程序計數(shù)器PC：指示微機所要訪問的程序地址。

2、存貯器地址寄存器MAR：暫存訪問地址。3、存貯器RAM：存放程序和有關(guān)數(shù)據(jù)。4、指令寄存器IR：存放總線送來的指令代碼。5、控制器CON：發(fā)出控制操作信號。6、累加器A：存放一個運算數(shù)或結(jié)果。7、算術(shù)邏輯部件ALU：進行加減運算。

8、寄存器B：存放一個運算數(shù)。9、輸出寄存器O：存放由A送來的運算結(jié)果。10、顯示器D：顯示輸出的數(shù)據(jù)。

551、程序計數(shù)器PC：指示微機所要訪問的程序地址。2、存貯二、簡化微機的總線及其各部分的信息傳送

8條總線:I7~I0PC和MAR各有4個端子，分別與總線I3~I0聯(lián)接；IR輸出的八位數(shù)據(jù)信息之高、低四位分別接指令譯碼器的輸入端（I7~I4）和總線的I3~I0。56二、簡化微機的總線及其各部分的信息傳送8條總線:I7~I各邏輯部件的控制端依次排列組成12位控制字CON。CON=CpEpLMERLIEILAEASUEULBLO?？刂谱譀Q定總線上信息的流向。例如當CON=600H即控制字中EP=1，LM=1，其余各位為0時，時鐘脈沖CLK前沿到來時刻PC的內(nèi)容將通過總線傳送到存儲器地址寄存器MAR中。

57各邏輯部件的控制端依次排列組成12位控制字CON。23三、簡化微型計算機的指令系統(tǒng)

指令的集合叫計算機的指令系統(tǒng)。不同的機器有不同的指令系統(tǒng)。

指令由操作碼和操作數(shù)兩部分組成，前者表示操作的性質(zhì)，后者表示操作的對象。58三、簡化微型計算機的指令系統(tǒng)指令的集合叫計算例如“LDAR9”是一條完整的指令，“LDA”是操作碼，完成將數(shù)據(jù)傳送到A，“R9”是操作數(shù)，表示要將內(nèi)存地址為1001B單元的內(nèi)容傳送到A。對應指令的機器碼為“00001001”，其中高四位“0000”是操作碼，低四位“1001”叫地址碼。59例如“LDAR9”是一條完整的指令，25四、程序設(shè)計

解決具體問題的一組有序指令叫程序。

1、根據(jù)設(shè)計要求選擇指令，寫出匯編語言程序（源程序）。

3、將目標程序和有關(guān)數(shù)據(jù)送入存貯器，使程序運行，發(fā)現(xiàn)和修改程序中的錯誤，使程序最終滿足設(shè)計要求。

2、將匯編語言程序轉(zhuǎn)換成對應的機器碼（目標程序）。例：設(shè)計一個求“a＋b＋c－d”的值并顯示出來的程序。60四、程序設(shè)計解決具體問題的一組有序指令叫程序。1解：（1）寫匯編語言程序；a,b,c,d四個數(shù)分別置入R9，RA，RB，RC四個內(nèi)存單元，編寫如下程序：

源程序 注釋LDA R9；A←R9ADD RA；A←A＋RAADD RB；A←A＋RBSUBRC；A←A－RCOUT ；顯示運算結(jié)果HLT 停機61解：（1）寫匯編語言程序；a,b,c,d四個數(shù)分別置入R9，（2）匯編并將程序和有關(guān)數(shù)據(jù)進行地址分配(設(shè)a=16D，b=20D，c=24D,d=28D)。62（2）匯編并將程序和有關(guān)數(shù)據(jù)進行地址分配(設(shè)a=16D，b=源程序

目標程序

分配地址LDAR9；0000100100HADDRA；0001101001HADDRB；00011011 02HSUBRC；00101100 03HOUT 1110××××04HHLT 1111××××05H