16位存储器
16位机存储器系统设计
一、系统要求
1、EPROM存储器16KB, 地址范围:
F8000H～FBFFFH
2、SRAM存储器8KB, 地址范围:
FC000H～FDFFFH
3、使用地址锁存器、数据收发器和奇偶存储体
二、系统设计说明
1、芯片选择
2、译码电路设计
3、地址线、数据线和控制线的连接
三、系统线路图
16位微机内存储器的设计
(1)要求
①EPROM存储器16KB, 固化系统程序；
②SRAM存储器8KB, 运行程序；
(2)选择主要器件
①选择4片Intel2732 组成16KB EPROM 存储器 ②选择4片HM6116组成8KB SRAM 存储器； ③CPU 选用8086。
（1）地址锁存器
①74LS373 (正相输出) , 芯片内部包含8个D 触发器
②选用三片 74LS373 , 在T1周期，由ALE 的下降沿，完成20位地址 (正相输出)和BHE 锁存。
DI 0 DI 1 DI 2 DI 3 DI 4 DI 5 DI 6 DI 7 OE GND
V cc DO 0
DO 1 DO 2 DO 3 DO 4 DO 5 DO 6 DO 7 STB
当OE 为低电平时， STB 的
下降沿(低电平)完成锁存。 (ALE
(2)数据收发器
①74LS245 ，每个芯片内部包含8个双向三态门
②选用两片74LS245 ，分别作为高、低8位数据收发器（总线驱动器）。
27脚的DT/R与26脚DEN(数据允许)配合, 控制收发器74LS245收/发数据；26脚DEN为低点平时：允许数据传送
A.27脚的DT/R为高点平, A→B：高、低8位数据由
两片74LS245分别送出；
B. 27脚的DT/R为低点平, B→A ：高、低8位数据分别
由两片74LS245送入CPU；
(3)SRAM存储器FC000H～FDFFFH为8KB 地址范围：
①选HM6116芯片, 2KB，偶、奇存储区各两片，合占8KB。
SRAM1:FC000H～FDFFFH中的偶地址区2KB ；A0为片选
SRAM2:FC000H～FDFFFH中的奇地址区2KB 。BHE 为片选
③地址译码
两片三八译码器#9和#10，分别由A0、BHE接G2B。
①皆由A15~A19和M/IO与后，接至各片的G1端控制译码: A15~A19=1。
②皆由A12、A13和A14参加译码，故:
Y0=1111 1100=FCH,
Y1=1111 1101=FDH,
③两对HM6116芯片
组成的偶、
奇地址区为8KB，片地
址范围为
FC000H ~FDFFFH。
SRAM1 ：
FC000H～FDFFFH中
的偶地址区；
SRAM2 ：
FC000H～FDFFFH中的奇地址区。
⑤SRAM存储器线路图
(4) EPROM存储器
①选4KB 的Intel2732芯片4片，组成2组偶、奇存储体，共16KB：共占F8000H～FBFFFH
②分配地址
③地址译码
④EPROM存储器线路图
16位机存储器总设计图
专用寄存器
专用寄存器 在MCS—51系列单片机中，共有z6个专用寄存器SFR(Special Functional Register)， 它们离散地分布在片内RAM的高128字节地址80H—FFH中，访问这些专用寄存器仅允许使用直接寻址方式。专用寄存器并未占满高128字节RAM地址空间，但对没有被SFR 使用的串闲地址的操作是无意义的。 在MCS-51中，程序计数器PC不占据RAM单元，它在物理上是独立的，因此是唯一一个不可寻址的专用寄存器。在除PC外的专用寄存器SFR中，有12个专用寄存器既可字节寻址，又可位寻址，如图2”7所示，其余的SFR则只能字节寻址。 表2-3列出了26个专用寄存器的名称及地址分配。下面将对其中一些专用寄存储器的功 能进行介绍，另外—些将留待后面有关章节介绍。 1．累加器ACC 在累加器操作指令中，累加器的助记符简记为A。 MC5—5l中的8位算术逻辑部件AI。H的结构，从总体上说仍是以累加器A为核心的结构。累加器A在大部分的算术运算中存放某个操作数和运算结果；在很多的逻辑运算、数 据传送等操作作为源或目的操作数，Atmel这和典型的以累加器A为中心的微处理器(如z 80 cPu)相同。但是，它在内部硬件结构上作厂改进，一部分指令在执行时不经过累加器A，以直接或间接寻址力式使数据在内部的任意地址单元和寄存器之间直接传输。逻辑操作等也可以不经过A而直接进行，进一步提高了操作速度。 2．寄存器B 寄存器B主要用于与累加器A配合执行乘法和除法指令的操作 为育存寄存器。 3．程序状态字PSW 程序状态字Fsw是一个8位寄存器，用来存放程序状态信息。某些指令的执行结果：i 自动影响PSW的有关状态标志位，有些状态位可用指令来设置。PSW寄存器各位的定义如
8086简介
第二章8086微处理器 【回顾】微型计算机及微机系统的组成、结构与工作过程，CPU的基本概念与一般结构。本讲重点8086微处理器的一般性能特点，内部编程结构的两大组成部分及在信息处理中的相互协调关系，处理器状态字PSW及各个标志位，8086微机系统的存储器组织。一、8086微处理器 1．引言 8086微处理器是Intel公司推出的第三代CPU芯片，它们的内部结构基本相同，都采用16位结构进行操作及存储器寻址，但外部性能有所差异，两种处理器都封装在相同的40脚双列直插组件（DIP）中。 2．8086微处理器的一般性能特点： 16位的内部结构，16位双向数据信号线； 20位地址信号线，可寻址1M字节存储单元； 较强的指令系统； 利用第16位的地址总线来进行I/O端口寻址，可寻址64K个I/O端口； 中断功能强，可处理内部软件中断和外部中断，中断源可达256个； 单一的＋5V电源，单相时钟5MHz。 另外，Intel公司同期推出的Intel8088微处理器一种准16位微处理器，其内部寄存器，内部操作等均按16位处理器设计，与Intel8088微处理器基本上相同，不同的是其对外的数据线只有8位，目的是为了方便地与8位I/O接口芯片相兼容。 3．8086CPU的编程结构 编程结构：是指从程序员和使用者的角度看到的结构，亦可称为功能结构。 如图2－1所示是8086CPU的内部功能结构。 从功能上来看，8086CPU可分为两部分，即总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）和执行部件EU（Execution Unit）。 (1) 执行部件（EU） 功能：负责指令的执行。 组成：包括①ALU(算术逻辑单元)、②通用寄存器组和③标志寄存器等，主要进行8位及16位的各种运算。
16乘16点阵的毕业设计(利用单片机原理)
16*16点阵设计 摘要 单片机是为各类专用控制器而设计的通用或专用的微型计算机系统，高密度集成了普通计算机微处理系统，一定容量的RAM和ROM以及输入/输出接口，定时器等电路于一块芯片上构成的。它的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中，越来越多的场所需要用点阵图形来显示汉字，汉字显示屏也广泛应用到汽车报站器，广告屏等。LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。用点阵方式构成图形或文字，是非常灵活的，可以根据需要任意组成和变化，只要设计好合适的数据文件，就可以得到满意的显示效果，因而采用点阵式图文显示屏显示经常需要变化的信息是非常有效的。本次课程设计实现LED点阵屏核心功能即汉字的多样化显示。加深对单片机课程的全面认识和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑，校验，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。 关键词：单片机，LED显示屏，点阵
目录 1 课题描述 (1) 2 芯片介绍 (1) 2.151系列单片机简介 (2) 2.274LS154芯片介绍 (6) 2.374LS373芯片介绍 (7) 3 硬件设计 (8) 4 软件设计 (10) 4.1单片机延时子程序 (10) 4.2程序流程图 (12) 4.3程序代码 (12) 5 调试或性能分析 (15) 总结.......................................................................................... 错误！未定义书签。致谢.......................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。
微机接口课后习题答案
2.3 8086对存储器的管理为什么采用分段的办法 答:8086是一个16位的结构,采用分段管理办法可形成超过16位的存储器物理地址,扩 大对存储器的寻址范围(1MB,20位地址).若不用分段方法,16位地址只能寻址64KB空间. 2.13 80386内部结构由哪几部分组成简述各部分的作用. 答:80386内部结构由执行部件(EU),存储器管理部件(MMU)和总线接口部件(BIU)三部分组成.EU包括指令预取部件,指令译码部件,控制部件,运算部件及保护检测部件,主要功 能是执行指令.存储器管理部件包括分段部件,分页部件,实现对存储器的分段分页式的管理,将逻辑地址转换成物理地址.总线接口部件作用是进行片外访问:对存储器及I/O接口的访问,预取指令;另外的作用是进行总线及中断请求的控制 3.1 8086/8088微处理器有哪些寻址方式并写出各种寻址方式的传送指令2条 (源操作数和目的操作数寻址). 答:寻址方式是指计算机在执行指令时寻找操作数的方式.8086/8088微处理器有以下几种寻址方式: ①立即寻址.操作数(仅限源操作数)直接放在指令中.例如:mov cx,100;mov ah,20h. ②寄存器寻址.操作数在CPU的内部寄存器中.例如:mov es,ax;mov dl,bh. ③直接寻址.指令中直接给出了操作数的偏移地址.例如:mov ax,[3000h];mov buf,100. ④寄存器间接寻址.操作数的偏移地址放在寄存器bp,bx,si,di四个寄存器中的一个 里.例如:mov ax,[si];mov [bx],cx. ⑤寄存器相对寻址.操作数的有效地址为基址寄存器或变址寄存器的内容与指令中指定的位移量之和.例如:mov ax,cnt[si];mov str[bx],ax. ⑥基址变址寻址.操作数的有效地址是一个基址寄存器和一个变址寄存器的和.例如: mov ax,[si+bx];mov [bx+di],dx. ⑦相对基址变址寻址.操作数的有效地址为一个基址寄存器,一个变址寄存器的内容与 指令中指定的位移量三者之和.例如:mov ax,cnt[bx][si];mov cnt[bx][si],ax. 3.5 简述堆栈的性质.如果SS=9B9FH,SP=200H,连续执行两条PUSH指令后, 栈顶的物理地址是多少SS,SP的值是多少再执行一条POP指令后,栈顶的 物理地址又是多少SS,SP的值又是多少 答:先进后出. 9BBF0H-4=9BBECH 9BBECH+2=9BBEEH 3.11 如果要将AL中的高4位移至低4位,有几种方法请分别写出实现这些方 法的程序段. 答:①循环左移 mov cl,4 rol al,cl ②循环右移 mov cl,4 ror al,cl ③右移 mov cl,4 shr al,cl 4.1汇编语言有何特点编写汇编语言源程序时,一般的组成原则是什么
ARM微处理器 S3C2410的简介
ARM微处理器 S3C2410的简介 1.1 ARM微处理器的介绍 1）ARM微处理器的工作状态和工作模式 从编程的角度看，ARM微处理器的工作状态有两种，可在两种状态之间切换： 第一种为ARM状态，此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令； 第二种为Thumb状态，此时处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令。 2）ARM微处理器支持7种运行模式，分别为： 用户模式（USR）：ARM处理器正常程序执行的模式。 快速中断模式（ FIQ ）：用于高速数据传输或通道处理用于快速中断服务程序。当处理器的快速中断请求引脚有效，且CPSR（6位）中F位为0时（开中断），会产生FIQ异常。 外部中断模式（ IRQ ）：用于通用的中断处理，当处理器的外部中断请求引脚有效，且CPSR（7位）中I位为0时（开中断），会产生IRQ异常。系统的外设可通过该异常请求中服务。 特权模式或管理员模式（SVE）：操作系统使用的保护。执行软件中断SWI 指令和复位指令时，就进入管理模式，在对操作系统运行时工作在该模式下。 1.2 S3C2410微处理器 1.2.1 概述 S3C2410是韩国三星公司的一款基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器，主要面向手持设备以及高性价比，低功耗的应用。运行的频率可以达到203MHz。 ARM920T核由ARM9TDMI，存储管理单元（MMU）和高速缓存三部分组成。其中MMU可以管理虚拟内存，高速缓存由独立的16KB地址和16KB数据高速Cache 组成。 ARM920T有两个协处理器：CP14和CP15。CP14用于调试控制，CP15用于存储系统控制以及测试控制。 ARM920T体系结构框图
存储器实验
一.实验设备和运行环境 在教学计算机中，选用静态存储器芯片实现内存储器，包括唯读存储区（ROM，存放监控程序等）和随读写存储区（RAM）两部分，每个存储器芯片提供8位数据，用2个芯片组成16位长度的内存字。6个芯片被分成3组，其地址空间分配关系是：0-1777h用于第一组ROM，固化监控程序；2000-2777h 用于RAM，保存用户程序和用户数据，其高端的一些单元作为监控程序的数据区；第二组ROM的地址范围可以由用户选择，主要用于完成扩展内存容量（存储器的字、位扩展）的教学实验。内存储器和串行接口线路的组成如下图所示。 地址总线的低13位送到ROM芯片的地址线引脚（RAM芯片只用低11位），用于选择芯片内的一个存储字，地址总线的高3位通过译码器产生8个片选信号。存储器16位的数据线连接到数据总线，并通过双向三态门电路74LS245与CPU 一侧的内部总线IB相连接。 这里用到3个译码器电路，其中一片74LS138译码器芯片接收地址总线最高3位地址信息，以产生内存芯片的8个片选信号，用于确定哪一个空间范围的内存区可以读写。 另外一片74LS138译码器芯片接收地址总线低位字节的最高4位地址信息
（最高一位恒定为1），以产生接口芯片的8个片选信号用于选择哪一个接口电路可以读写。 一片74LS139双二-四译码器芯片接收控制器送来的3位控制信号MIO、REQ、WE，当这3位信号组合为000、001、010、011、1××时，译码器将产生写内存操作、读内存操作、写接口操作、读接口操作、内存和接口芯片都无读写操作的控制命令。 可以选用2片58C65 ROM（电可擦出的EPROM器件）芯片扩展8K字的存储空间，既可以通过专用的编程设备向芯片写入相应的数据，也可以通过写内存的指令向芯片的指定单元写入16位的数据，只是每一次的写操作需要占用几百个微秒的时间才能完成。 串行接口芯片的8位数据线引脚连接到数据总线DB的低位字节，它与CPU 之间每次交换8位信息，属于并行操作关系。教学计算机的串行接口和设备的串行接口之间通过通讯线实现连接，对8位的数据采用逐位传送的方案处理，属于串行传送方式。图中的MAX202芯片用于完成电平转换功能，提高信息传送过程中的抗干扰能力。 二.实验目的 通过看懂教学计算机中已经使用的几个存储器芯片的逻辑连接关系和用于完成存储器容量扩展的几个存储器芯片的布线安排，在教学计算机上设计、实现并调试出存储器容量扩展的实验内容。其最终要达到的目的是： 深入理解计算机内存储器的功能、组成知识； 深入地学懂静态存储器芯片的读写原理和用他们组成教学计算机存储器系统的方法（即字、位扩展技术），控制其运行的方式； 思考并对比静态和动态存储器芯片在特性和使用场合等方面的同异之处。 三.实验设备 TH-union 教学机，排线若干。 四.实验原理 教学计算机存储器系统由ROM和RAM两个存储区组成，分别由EPROM 芯片（或EEPROM芯片）和RAM芯片组成。TH-union 教学计算机中还安排了另几个存储器器件插座，可以插上相应存储器芯片以完成存储器容量扩展的教学实验，为此必须比较清楚地了解： TH-union 教学机的存储器系统的总体组成及其连接关系； TH-union 教学机的有关存储器芯片、I/O接口芯片的片选信号控制和读写命令的给出和具体使用方法； RAM和EPROM、EEPROM存储器芯片在读写控制、写入时间等方面的同异之处，并正确建立连线关系和在程序中完成正确的读写过程； 如何在TH-union 教学机中使用扩展的存储器空间并检查其运行的正确性。
计算机组成原理第4章 存储系统
第四章存储系统 4.1概述 4.1.1技术指标 4.1.2层次结构 4.1.3存储器分类 存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。 构成存储器的存储介质，目前主要采用半导体器件和磁性材料。一个双稳态半导体电路或一个CMOS晶体管或磁性材料的存储元，均可以存储一位二进制代码。这个二进制代码位是存储器中最小的存储单位，称为一个存储位或存储元。由若干个存储元组成一个存储单元，然后再由许多存储单元组成一个存储器。 根据存储材料的性能及使用方法不同，存储器有各种不同的分类方法。 (1)按存储介质分 作为存储介质的基本要求，必须有两个明显区别的物理状态，分别用来表示二进制的代码0和1。另一方面，存储器的存取速度又取决于这种物理状态的改变速度。目前使用的存储介质主要是半导体器件和磁性材料。用半导体器件组成的存储器称为半导体存储器。用磁性材料做成的存储器称为磁表面存储器，如磁盘存储器和磁带存储器。 (2)按存取方式分 如果存储器中任何存储单元的内容都能被随机存取，且存取时间和存储单元的物理位置无关，这种存储器称为随机存储器。半导体存储器是随机存储器。如果存储器只能按某种顺序来存取，也就是说存取时间和存储单元的物理位置有关，这种存储器称为顺序存储器。如磁带存储器就是顺序存储器，它的存取周期较长。磁盘存储器是半顺序存储器。 (3)按存储器的读写功能分 有些半导体存储器存储的内容是固定不变的，即只能读出而不能写入，因此这种半导体存储器称为只读存储器(ROM)。既能读出又能写人的半导体存储器，称为随机读写存储器(RAM)。 (4)按信息的可保存性分 断电后信息即消失的存储器，称为非永久记忆的存储器。断电后仍能保存信息的存储器，称为永久性记忆的存储器。磁性材料做成的存储器是永久性存储器，半导体读写 4.2 半导体随机读写存储器
21个特殊功能寄存器
21个特殊功能寄存器（52系列是26个）不连续地分布在128个字节的SFR存储空间中，地址空间为80H-FFH，在这片SFR空间中，包含有128个位地址空间，地址也是80H-FFH，但只有83个有效位地址，可对11个特殊功能寄存器的某些位作位寻址操作（这里介绍一个技巧：其地址能被8整除的都可以位寻址）。 在51单片机内部有一个CPU用来运算、控制，有四个并行I/O口，分别是P0、P1、P2、P3，有ROM，用来存放程序，有RAM，用来存放中间结果，此外还有定时/计数器，串行I/O口，中断系统，以及一个内部的时钟电路。在单片机中有一些独立的存储单元是用来控制这些器件的，被称之为特殊功能寄存器（SFR）。这样的特殊功能寄存器51单片机共有21个并且都是可寻址的列表如下(其中带*号的为52系列所增加的特殊功能寄存器）：
分别说明如下： 1、ACC---是累加器，通常用A表示 这是个什么东西，可不能从名字上理解，它是一个寄存器，而不是一个做加法的东西，为什么给它这么一个名字呢？或许是因为在运算器做运算时其中一个数一定是在ACC中的缘故吧。它的名字特殊，身份也特殊，稍后在中篇中我们将学到指令，可以发现，所有的运算类指令都离不开它。自身带有全零标志Z，若A＝0则Z＝1；若A≠0则z＝0。该标志常用作程序分枝转移的判断条件。 2、B--一个寄存器 在做乘、除法时放乘数或除数，不做乘除法时，随你怎么用。 3、PSW-----程序状态字。
这是一个很重要的东西，里面放了CPU工作时的很多状态，借此，我们可以了解CPU的当前状态，并作出相应的处理。它的各位功能请看下表： 下面我们逐一介绍各位的用途 CY：进位标志。 8051中的运算器是一种8位的运算器，我们知道，8位运算器只能表示到0-255，如果做加法的话，两数相加可能会超过255，这样最高位就会丢失，造成运算的错误，怎么办？最高位就进到这里来。这样就没事了。有进、借位，CY＝1；无进、借位，CY＝0 例：78H+97H（01111000+10010111） AC：辅助进、借位(高半字节与低半字节间的进、借位)。 例：57H+3AH（01010111+00111010） F0：用户标志位 由用户（编程人员）决定什么时候用，什么时候不用。 RS1、RS0：工作寄存器组选择位 通过修改PSW中的RS1、RS0两位的状态，就能任选一个工作寄存器区。这个特点提高了MCS-51现场保护和现场恢复的速度。对于提高CPU的工作效率和响应中断的速度是很有利的。若在一个实际的应用系统中，不需要四组工作寄存器，那么这个区域中多余单元可以作为一般的数据缓冲器使用。 0V：溢出标志位 运算结果按补码运算理解。有溢出，OV=1；无溢出，OV＝0。什么是溢出我们后面的章节会讲到。 P：奇偶校验位
ARM,MIPS,X86三种典型指令集的简介及其特点
ARM、MIPS、X86三种典型指令集的特点 20122261 梅亮亮 1.ARM指令集 1.1 ARM指令集的特点： ●体积小，低功耗，低成本，高性能； ●支持 Thumb （ 16 位） /ARM （ 32 位）双指令集，能很好的兼容 8 位 /16 位器件； ●大量使用寄存器，指令执行速度更快； ●大多数数据操作都在寄存器中完成； ●寻址方式灵活简单，执行效率高； ●指令长度固定； ●流水线处理方式 ●Load_store结构：在RISC中，所有的计算都要求在寄存器中完成。而寄存器和内存的 通信则由单独的指令来完成。而在CSIC中，CPU是可以直接对内存进行操作的。 1.2 Thumb指令及应用 Thumb指令集是ARM指令集的一个子集，所有的Thumb指令都有对应的ARM指令。它舍弃了ARM指令集的一些特性 如大多数的Thumb指令是无条件执行的，而几乎所有的ARM指令都是有条件执行的；大多数的Thumb数据处理指令的目的寄存器与其中一个源寄存器相同。 Thumb指令集在保留32代码优势的同时，大大的节省了系统的存储空间。Thumb指令集中操作数仍然是32位，指令地址也为32位，指令编码16位。 由于Thumb指令的长度为16位，即只用ARM指令一半的位数来实现同样的功能，所以，要实现特定的程序功能，所需的Thumb指令的条数较ARM指令多。 1.2.1 Thumb指令优势与局限性 优势： – Thumb代码所需的存储空间约为ARM代码的60％～70％； – Thumb代码使用的指令数比ARM代码多约30％～40％； –若使用32位的存储器，ARM代码比Thumb代码快约40％； –若使用16位的存储器，Thumb代码比ARM代码快约40％～50％； –与ARM代码相比较，使用Thumb代码，存储器的功耗会降低约30％。 局限性： 条件跳转限制在256byte 偏移范围内，无条件跳转限制为4K偏移范围内，而ARM为32 Mbytes偏移。它不支持乘法和累加指令；没有协处理器指令；没有信号量指令；没有访问CPSR指令。 1.3 对ARM指令的一些总结 ARM指令集是32位的，程序的启动都是从ARM指令集开始，包括所有异常中断都是自动转化为ARM状态，并且所有的指令都可以是有条件执行的。
计算机组织与系统结构第四章习题答案
第 4 章 习 题 答 案 3. 已知某机主存空间大小为64，按字节编址。要求： （1）若用1K×4位的芯片构成该主存储器，需要多少个芯片？ （2）主存地址共多少位？几位用于选片？几位用于片内选址？ （3）画出该存储器的逻辑框图。 参考答案： （1）64 / 1K×4位 = 64×2 = 128片。 （2）因为是按字节编址，所以主存地址共16位，6位选片，10位片内选址。 （3）显然，位方向上扩展了2倍，字方向扩展了64倍。下图中片选信号为高电平有效。 A 15 A 10A 9 A 0 D 0 D 7 … … WE … 4. 用64K×1位的芯片构成256K×8位的存储器。要求： （1） 计算所需芯片数，并画出该存储器的逻辑框图。 （2） 若采用异步刷新方式，每单元刷新间隔不超过2，则产生刷新信号的间隔是多少时间？若采用 集中刷新方式，则存储器刷新一遍最少用多少读写周期？ 参考答案： （1）256 / 64K×1位 = 4×8 = 32片。存储器逻辑框图见下页（图中片选信号为高电平有效）。 （2）因为每个单元的刷新间隔为2，所以，采用异步刷新时，在2内每行必须被刷新一次，且仅被刷 新一次。因为芯片存储阵列为64256×256，所以一共有256行。因此，存储器控制器必须每隔2256=7.8μs 产生一次刷新信号。采用集中刷新方式时，整个存储器刷新一遍需要256个存储（读写）周期，在这个过程中，存储器不能进行读写操作。
A 17 A 16A 15 A 0 D 0 D 7 … …… 5. 用8K×8位的芯片组成32K×16位的只读存储器，试问： （1）数据寄存器最少应有多少位？ （2） 地址寄存器最少应有多少位？ （3） 共需多少个芯片？ （4） 画出该只读存储器的逻辑框图。 参考答案： （1）数据寄存器最少有16位。 （2）地址寄存器最少有：15位（若按16位的字编址）；16位（若按字节编址）。 （3）共需要 32K×16位 / 8K×8位= 4×2 = 8片。 （4）该只读存储器的逻辑框图如下（假定按字编址，图中片选信号为高电平有效）。 A 14A 13A 12 A 0 D 0 D 15 … WE … D 8D 7 … 6. 某计算机中已配有0000H ～7的区域，现在再用8K×4位的芯片形成32K×8位的存储区域，地址总线 为A015，数据总线为D07，控制信号为（读/写）、（访存）。要求说明地址译码方案，并画出芯片、芯片与之间的连接图。假定上述其他条件不变，只是地址线改为24根，地址范围000000H ～007为区，剩下的所有地址空间都用8K×4位的芯片配置，则需要多少个这样的芯片？ 参考答案： 地址线共16位，故存储器地址空间为0000H ～，其中，8000H ～为区，共215=32K 个单元，其空间大小为32，故需8K×4位的芯片数为328K×4位= 4×2 = 8片。
8086的存储组织简介
8086的存储组织简介 在高档32位微机时代，再仔细讨论8086的存储器组织意义已不大，但是对有助于理解32位微型计算机存储器系统的内容做一些介绍还是必要的。 8086是标准的16位CPU，数据总线宽度为16位，从发挥CPU工作效率的角度考虑，和存储器的数据交换应是16位的。但是，出于程序设计的需要，8086的指令系统中还设有对存储器进行字节访问的指令，而指令本身也有单字节的(单字节指令)，因此，在进行存储器设计时，要求既能进行16位的访问，又能进行 8位的访问。实际上，Intel公司在设计8086时已经做了基础安排，用作为高8位数据的选通信号，用A0兼作低8位数据的选通信号。在存储器中，一个存储单元只能和cPu的一组数据线(低8位或高8位)相连，和低8位相连的用AO选通，所以这些存储单元的地址都是偶地址(AO为0，选通低8位数据线)；和高8位相连的用选通，所以这些存储单元的地址都是奇地址(这时A0 不能为0，否则低8位数据线也被选通)。也就是说，存储器中所有偶地址的字节都应该用A0选通，所有奇地址的字节都应该用选 通。由此可见，在物理结构上，8086的1 MB寻址空间应分成两个 https://www.360docs.net/doc/d319206267.html, 独立的512 KB的存储体，如图3．33所示。它们分别称为低位存储体和高位存储体。地址线A19～Al同时接到两个存储体，作为体内寻址。两个体的选择由A0和控制。 按这种结构组织的存储器，对字节的访问是显然的。下面看对16位字的访问。在存储器中，一个16位字总是放在地址相邻的两个存储单元中，根据刚才所讲，这两个存储单元分别位于两个存储体。对偶地址字(字
的低位字节的地址为字地址)的访问只需一个总线周期，该周期内AO、均为低电平，共同选通16位数据线。而对奇地址字的访问则需两个总线周期，第一个总线周期传送该字的奇地址字节，第二个总线周期传送偶地址字节。当然，这种操作是机器自动进行的，对用户透明。不过，了解这一点，有助于更好地编写程序。 https://www.360docs.net/doc/d319206267.html, 需要指出，如果既要进行字访问，又要进行字节访问，那么不管8086实际所配的存储容量多少，都必须分成两个物理存储体，并且对存储系统中不同类型(指SRAM、DRAM和ROM。)部分，也必须各自分成两个物理存储体。图3．34所示是8086最大模式时存储器构成的一个例子。图中的6264是8 K×8位SRAM芯片，它有两个极性相反的片选信号；2732是4 K×8位EPROM芯片，它和2716用法一样，只是存储容量扩大了一倍，多了一根地址线。 DRAM与CPU的连接 比起SRAM，DRAM与CPU相连时需要多考虑两点，一是刷新，二是行、列地址分时传送。图3．32所示是一个用16片2164(64 K×l位)构成128 KB DRAM的示例。 2164是“×l位”结构，每8片可组成64 KB的存储空间。一组中每片的数据输入线和数据输出线应连在一起，再分别和CPI．7的相应的一根数据线相连；8片的RAS、CAS、WE分别连在一起，用来同时对8片进行操作。 因为2164内部的行地址和列地址是分别锁存的，所以应将行地址和列地址分时送出，图中的行／列多路器用来完成此功能。又由于2164是DRAM，需要刷新，所以用刷新多路器对CPU正常读／写的行地址和刷新用的行地址进行选择。刷新行地址是由刷新时钟对刷新计数器计数产生。 这里突出了行、列地址分时送出及刷新行地址的产生。至于RAS和CAS的产生，和sRAM有相同之处，即除了进行片内寻址的低位地址线(A15～A0)外，由高位地址进行译码产生，但要考虑RAS和CAS的时序配合问题。 上面分析了和动态RAM相连从原理上需要外加的电路。实际上，这些电路早已被包括在集成化的动态RAM 控制器中。例如，Intel 8203就是用来支持8086／8088 CPU和2164、2118(16 K×1位)等DRAM相连的控制器。在现代微型计算机中，动态RAM控制器被集成在称为控制芯片组的逻辑中。 https://www.360docs.net/doc/d319206267.html,
计算机组成原理经典大题及解析
1.某机主存容量为4M×16位，且存储字长等于指令字长，若该机的指令系统具备97种操作。操作码位数固定，且具有直接、间接、立即、相对、基址五种寻址方式。 （1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用； （2）该指令直接寻址的最大范围（十进制表示）； （3）一次间址的寻址范围（十进制表示）； （4）相对寻址的位移量（十进制表示）。 （注意：答案原题为85种操作） 2、主存容量16MB，Cache容量8KB，块大小32B，CPU字长为4B、访问的主存地址为字地址。4路组相联映像方式时。 （1）设Cache初态为空，CPU需从主存0#字单元起依次读出100个字(每次1个字)，CPU 访问Cache的命中率是多少？ （2）对上一小题，若Cache速度是主存的5倍，相对于无Cache时，CPU访存速度提高多少倍？ ##例4：CPU支持最大主存容量16MB、按字节编址，块大小为32B，Cache容量为8KB。4路组相联映像方式时， ⑴主存及Cache地址格式及参数？ ⑵设Cache初态为空，CPU从0#主存单元起依次读出200个字节(每次1个字节)，CPU 访问Cache的命中率是多少？ ⑶对上一小题，若Cache速度是主存的5倍(包含地址变换时间)，相对于无Cache时，CPU访存速度提高多少倍？ ##
3、设某机有5级中断：L0,L1,L2,L3,L4，其中断响应优先次序为：L0最高，L1次之，L4最低。现在要求将中断处理次序改为L1>L3>L0>L4>L2,请填写下表，设置各级中断处理程序的各中断屏蔽值（每级对应一位，该位为“0”表示允许中断，该位为“1”表示中断屏蔽）。 31 26 22 18 17 16 15 0 解：（1）操作码字段为6位，可指定26 = 64种操作，即64条指令。 （2）单字长（32）二地址指令。 （3）一个操作数在原寄存器（共16个），另一个操作数在存储器中（由变址寄存器内容+ 偏移量决定），所以是RS型指令。 （4）这种指令结构用于访问存储器。 6、盘磁组有六片磁盘，每片有两个记录面，存储区域内径22cm，外径33cm，道密度40道/cm，内层位密度400位/cm ,转速2400转/分。问： （1）有多少个存储面可用？ （2）有多少柱面？ （3）盘组总存储容量是多少？ （4）数据据传输率是多少？ （5）如采用定长数据块记录格式，直接寻址的最小单位是什么？ 解：(1)有效存储区域＝16.5－11＝5.5(cm) 因为道密度＝40道/cm， 所以共有40×5.5＝220道，即220个圆柱面。 (2)内层磁道周长为2πR＝2×3.14×11＝69.08（cm） 每道信息量＝400位/cm×69.08cm＝27632位 ＝3454B 每面信息量＝3454B×220＝759880B 盘组总容量＝759880B×l0＝7598800B＝7.25MB (3)磁盘数据传输率Dr＝r×N N为每条磁道容量，N＝3454B r为磁盘转速，r＝2400转/60秒＝40转/秒 Dr＝r×N＝40×3454B＝13816B/s (4)磁盘旋转一圈的时间为
PC104总线引脚定义
PC/104总线是嵌入式PC机所用的总线标准。有两个总线插头。其中Ｐ１有６４个引脚，Ｐ２有４０个引脚共有104个引脚,这也是PC/104名称的由来。PC104有两个版本，8位和16位，分别与PC和PC/AT 相对应.PC104PLUS 则与PCI总线相对应. PC/104模块本质上就是尺寸缩小为３．８英寸３．９英寸的ＩＳＡ总线板卡。它的总线与ISA在ＩＥＥＥ—Ｐ９９６中定义基本相同。具有１６位数据宽度，最高工作频率为８ＭＨｚ数据传输速率达到８ＭＢ／ｓ，地址线２４条，可寻访16M字节地址单元。 所有PC/104总线信号定义和功能与它们在ISA总线相应部分是完全相同的.104根线分为5类:地址线、数据线、控制线、时钟线、电源线。简要介绍如下： （１）地址线 ＳＡ０～ＳＡ１９和ＬＡ１７~ＬＡ２３ ＳＡ０～ＳＡ１９是可锁存的地址信号，ＬＡ１７~ＬＡ２３是非锁存信号由于没有锁存延迟因而给外设插板提供了一条快捷途径。ＳＡ０~ＳＡ１９加上ＬＡ１７~ＬＡ２３可实现16MB空间寻址（其中ＳＡ１７~ＳＡ１９和ＬＡ１７~ＬＡ１９是重复的） （２）数据线 数据线ＳＤ０~ＳＤ７和ＳＤ８～ＳＤ１５其中ＳＤ０~ＳＤ７位为低8位数据，ＳＤ８～ＳＤ１５为高8位数据
(３）控制线 ＡEN：地址允许信号，输出线,高电平有效。ＡEN＝１，表明处于ＤＭＡ控制周期；ＡEN＝０，表示非ＤＭＡ周期。此信号用来在ＤＭＡ期间禁止Ｉ／Ｏ端口的地址译码。 BALE：允许地址锁存，输出线。这信号由总线控制器８２８８提供，作为ＣＰＵ地址的有效标志。当ＢＡＬＥ为高电平时将ＳＡ０~ＳＡ１９接到系统总线. 其下降沿用来锁存ＳＡ０～ＳＡ１９ IOR：Ｉ／Ｏ读命令,输出线,低电平有效。用来把选中的Ｉ／Ｏ设备的数据读到数据总线上，在ＣＰＵ启动的周期通过地址线选择Ｉ／Ｏ。在ＤＭＡ周期，Ｉ／Ｏ设备由ＤＡＣＫ选择 IOW：Ｉ／Ｏ写命令，输出线，低电平有效，用来把数据总线上的数据写入被选中的Ｉ／Ｏ端口 SMEMR和SMEMW：存储器读／写命令,低电平有效，用于对ＳＡ０～ＳＡ１９这２０位地址寻址的１ＭＢ内存的读／写操作 MEMR和MEMW：低电平有效，存储器读／写命令，用于对２４位地址线全部存储空间读／写操作
关于寻址范围解答
设有一个1MB容量的存储器，字长32位，问：按字节编址，字编址的寻址范围以及各自的寻址范围大小? 如果按字节编址，则 1MB = 2^20B 1字节=1B=8bit 2^20B/1B = 2^20 地址范围为0~(2^20)-1,也就是说需要二十根地址线才能完成对 1MB空间的编码，所以地址寄存器为20位,寻址范围大小为2^20=1M 如果按字（这里所讲的字就是一个存储字长32位，不是“一个字不是等于两个字节”）编址，则 1MB=2^20B 1字=32bit=4B 2^20B/4B = 2^18 地址范围为0~2^18-1，也就是说我们至少要用18根地址线才能完成对1MB空间的编码。因此按字编址的寻址范围是2^18 以上题目注意几点： 1.区分寻址空间与寻址范围两个不同的概念，寻址范围仅仅是一个数字范围，不带有单位 而寻址范围的大小很明显是一个数，指寻址区间的大小 而寻址空间指能够寻址最大容量，单位一般用MB、B来表示；本题中寻址范围为0~(2^20)-1,寻址空间为1MB。
2.按字节寻址，指的是存储空间的最小编址单位是字节，按字编址，是指存储空间的最小编址单位是字，以上题为例，总的存储器容量是一定的，按字编址和按字节编址所需要的编码数量是不同的，按字编址由于编址单位比较大（1字=32bit=4B），从而编码较少，而按字节编址由于编码单位较小（1字节=1B=8bit），从而编码较多。 3.区别M和MB。 M为数量单位。1024=1K，1024K=1M MB指容量大小。1024B=1KB，1024KB=1MB. 《知识点解析》 一、什么叫寻址空间？ 寻址空间一般指的是CPU对于内存寻址的能力。通俗地说，就是能最多用到多少内存的一个问题。数据在存储器(RAM)中存放是有规律的，CPU在运算的时候需要把数据提取出来就需要知道数据在那里，这时候就需要挨家挨户的找，这就叫做寻址，但如果地址太多超出了CPU的能力范围，CPU就无法找到数据了。CPU最大能查找多大范围的地址叫做寻址能力，CPU的寻址能力以字节为单位。 通常人们认为，内存容量越大，处理数据的能力也就越强，但内存容量不可能无限的大，它要受到系统结构、硬件设计、制造成本等多方面因素的制约，一个最直接的因素取决于系统的地址总线的地址寄存器的宽度（位数）。 计算机的寻找范围由总线宽度（处理器的地址总线的位数）决定的，也可以理解为cpu 寄存器位数，这二者一般是匹配的。 Intel公司早期的CPU产品的地址总线和地址寄存器的宽度为20位，即CPU的寻址能力为2^20=1024*1024字节=1024K字节=1M字节；286的地址总线和地址寄存器的宽度为24位，CPU的寻址能力为2^24=1024*4*1024*4B=4*1024*4KB=16M；386及386以上的地址总线和地址寄存器的宽度为32位，CPU的寻址能力为2^32=4096M字节=4G字节。也就是说，如果机器的CPU过早，即使有很大的内存也不能得到利用，而对于现在的PⅡ级的CPU，其寻址能力已远远超过目前的内存容量。 由此推出：地址总线为N位（N通常都是8的整数倍；也说N根数据总线）的CPU 寻址范围是2的N次方字节，即2^N(B)。
实验二 3-5 3-6 存储器组成逻辑框图
南京信息工程大学实验（实习）报告 实验（实习）名称存储器组成逻辑框图实验日期 2012.12.13 指导教师林美华 专业计算机科学与技术年级 2010 班次 1 班姓名孙小荣学号 20102308032 得分 一、实验目的 1) 理解位扩展法和字扩展法； 2）学会设计存储器组成逻辑框图。 二、实验题目 见教材P104页的习题3-5、3-6 【问题描述】 1、已知某16位机主存采用半导体存储器，其地址码为20位，若使用16K*8位的SRAM 组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构模式，问： 1）若每个模块板位128K*16，共需几个模块板？ 2）每个模块板内共有多少SRAM芯片？ 3）主存共需要多少SRAM芯片？CPU如何选择各模块板？ 4）画出该存储器的组成逻辑框图。 2、有一个16K*16位的存储器，由1K*4位的DRAM芯片构成（芯片内部是64K*64结构）。问： 1）总共需要多少DRAM芯片？ 2）设计此存储器组成框图（要考虑刷新电路部分）。 3）若采用异步刷新方式，且刷新间隔不超过2ms，则刷新信号周期是多少？ 4）若采用集中刷新方式，存储器刷新一遍最少用多少读/写周期？设读/写周期T=0.1μs，那么死时间率是多少？ 三、实验内容 第一题 1）（220×16）/（217×16）=23=8 2）（128k×16）/（16k×8）=8×2＝16 3）16×8=128 ，CPU通过译码与片选方式选择模块板。
D0……D15 第二题 （1）芯片1K×4位，片内地址线10位（A9--A0 ），数据线4位。芯片总数为: （16K×16）/（1K×4）=16×4＝64片 （2）存储器容量为16K，故地址线总数为14位（A13─A0）， 其中A13A12A11A10通过4：16译码器产生片选信号CS0─CS15。 存储器组成框图见下：
可编程控制器原理及应用考点总结复习考试重点
可编程控制器原理及应用考点总结 1.电气控制技术也由继电器控制过渡到计算机控制。 2.早期的可编程控制器仅有逻辑运算、定时、计数等功能，用于开关量空制只能进行逻辑运算，所以称为可编程逻辑控制器（P rogrammable编程Logic逻辑Controller控制器）简称PLC。增加了数值运算、模拟量的处理、通讯等功能，简称为PC。 3.可编程控制器的主要特点：（1）可靠性高，指可编程控制器平均无故障工作时间；（2）控制功能强：具有对开关量和模拟量的控制能力，还具有数值运算、PID调节、通信控制、中断处理、高速计数等功能；（3）组成灵活：PLC品种很多小型PLC为整体结构，并可外接I/O扩展机箱构成PLC控制系统；中大型PLC采用分体模块化结构，设有各种专用模块。（4）操作方便：PLC采用了多种面向用户的语言，①梯形图LAD②指令语句表STL③功能快图编辑器FBD;（5）网络功能。 4.可编程控制器的分类（1）按点数和功能分类：输入、输出端子的数目之和称为PLC的输入输出点数，简称I/O点数。①小型（微型）PLC的I/O点数小于256点，以开关量控制为主，具有体积小，价格低的优点适用于小型设备的控制。②中型PLC的I/O点数在256—1024之间，功能比较丰富，建有开关量和模拟量控制功能，适用于较复杂系统的逻辑控制和闭环过程控制。③大型PLC点数在1024点以上，用于大规模过程控制，集散式控制和工厂自动化网络。（2）按结构形式分类：①整体式结构（小型PLC）②模块式结构（中
型以上PLC) （3）按用途分类：①通用型②专用型 5.可编程控制器的应用与发展：（1）与CAD/CAM机器人技术一起成为实现现代自动化生产的三大支柱（2）两个发展趋势：有小型化和大型化两个趋势。 6.可编程控制器系统根据其工作原理可分为①输入部分②运算控制部分③输出部分 7.可编程控制器的硬件电路由①CPU②存储器③基本I/O接口电 路④外设接口⑤电源五大部分组成 8.中央处理器cpu的地位：CPU是可编程控制器的控制中枢。 9.存储器（（Memory):由只读存储器（ROM):用于存放系统程序；和随机存储器（RAM)：中间运算数据和用户程序存放在随机存储器中。 10.基本I/O接口电路：PLC内部输入电路的作用是将其外部电路提供的，符合PLC输入电路要求的电压信号，通过光耦电路送至PLC 内部电路。输入电路通常以(光电隔离)和(阻容滤波）的方式提高抗干扰能力。输入接点分为（干接点式、直流输入式、交流输入式三大类） 11.PLC输出电路结构形式分为（继电器式、双极性晶体管、晶闸管式）三种 12.接口电路PLC接口电路分别为（I/O扩展接口电路和外设通信接口）两类
16位存储器
16位机存储器系统设计 一、系统要求 1、EPROM存储器16KB, 地址范围: F8000H～FBFFFH 2、SRAM存储器8KB, 地址范围: FC000H～FDFFFH 3、使用地址锁存器、数据收发器和奇偶存储体 二、系统设计说明 1、芯片选择 2、译码电路设计 3、地址线、数据线和控制线的连接 三、系统线路图 16位微机内存储器的设计 (1)要求 ①EPROM存储器16KB, 固化系统程序； ②SRAM存储器8KB, 运行程序； (2)选择主要器件
①选择4片Intel2732 组成16KB EPROM 存储器 ②选择4片HM6116组成8KB SRAM 存储器； ③CPU 选用8086。 （1）地址锁存器 ①74LS373 (正相输出) , 芯片内部包含8个D 触发器 ②选用三片 74LS373 , 在T1周期，由ALE 的下降沿，完成20位地址 (正相输出)和BHE 锁存。 DI 0 DI 1 DI 2 DI 3 DI 4 DI 5 DI 6 DI 7 OE GND V cc DO 0 DO 1 DO 2 DO 3 DO 4 DO 5 DO 6 DO 7 STB 当OE 为低电平时， STB 的 下降沿(低电平)完成锁存。 (ALE
(2)数据收发器 ①74LS245 ，每个芯片内部包含8个双向三态门 ②选用两片74LS245 ，分别作为高、低8位数据收发器（总线驱动器）。
27脚的DT/R与26脚DEN(数据允许)配合, 控制收发器74LS245收/发数据；26脚DEN为低点平时：允许数据传送 A.27脚的DT/R为高点平, A→B：高、低8位数据由 两片74LS245分别送出； B. 27脚的DT/R为低点平, B→A ：高、低8位数据分别 由两片74LS245送入CPU； (3)SRAM存储器FC000H～FDFFFH为8KB地址范围： ①选HM6116芯片, 2KB，偶、奇存储区各两片，合占8KB。 SRAM1:FC000H～FDFFFH中的偶地址区2KB ；A0为片选