微机原理基本电路共55页
合集下载
微机原理课件ppt
04
微机程序执行过程
程序加载与执行
程序加载
将程序从存储介质中读取到内存中， 为程序的执行做好准备。
程序执行
CPU按照指令逐条执行程序，完成程 序所要求的任务。
指令执行流程
取指令
CPU从内存中读取指令并存放到指令寄存器 中。
指令译码
对指令进行译码，确定指令的操作码和操作 数。
执行指令
根据译码结果，完成相应的操作，如数据传 输、算术运算、逻辑运算等。
的外设接口。进入21世纪后，微机进一步 发展为DSP（数字信号处理）和FPGA（现 场可编程门阵列）等高性能计算平台。现在 ，微机已进入物联网和人工智能时代，成为
智能硬件的核心组成部分。
微机的应用领域
总结词
微机广泛应用于工业控制、智能家居、医疗设备、航 空航天等领域。
详细描述
由于微机具有体积小、功耗低、价格实惠等优点，它被 广泛应用于各种领域。在工业控制领域，微机可以用于 实现自动化生产线的控制和监测。在智能家居领域，微 机可以用于实现智能照明、智能安防、智能家电控制等 功能。在医疗设备领域，微机可以用于实现医疗影像处 理、医疗数据分析和医疗设备控制等功能。在航空航天 领域，微机可以用于实现飞行控制、导航数据处理和卫 星通信等功能。
立即数
表示常数或立即操作数的值。
注释
用于解释指令的含义和功能，方便阅读和理解。
指令类型
数据传输指令
用于在内存和寄存器之间传输数据，如 MOV指令。
逻辑运算指令
用于进行逻辑运算，如AND、OR、XOR等 指令。
算术运算指令
用于进行算术运算，如ADD、SUB、MUL 、DIV等指令。
控制转移指令
用于改变程序的执行流程，如JMP、CALL 、RET等指令。
6时序逻辑电路微机原理课件
0001 0011 0110
1101 1010
经过4个移位脉冲后，串行输入的数据，并行输出。
串行 输出
Q
3
D
Q2 D
Q1 D
Q0 D
DI（1101）
Q
Q
Q
Q
CP
移位
设初态 Q3Q2Q1Q0 ＝ 0000
脉冲
Q3Q2Q1Q0 D3D2D1D0
D3 ＝ Q2 D2 ＝ Q1 D1 ＝ Q0
D0 ＝ DI
如何写状态转换表或图？
Q* Q
1
1
Q* 2
A
Q Q
1
2
A Q2 Q1 Q2* Q1* Y
00 0 0 1 0
YA Q 1Q 2A Q 1Q 2 0 0 1 1 0 0
Q2Q1
A 00 01 11 10
01 0 01 1
11 0 00 1
0 01/0 10/0 00/1 11/0
10 0 11 1
FF
FF
FF
FF 输出
输 并入－串出 入 多个输入端，一个输出端
输
出
FF
FF
FF
FF
输 并入－并出 入 多个输入端，多个输出端
1. 四位串入 - 串出的左移寄存器
D0 ＝ DI D1 ＝ Q0
D2 ＝ Q1 D3 ＝ Q2
并行输 出
串行
输出 DO
Q 3
D
清零 Q 脉冲 RD
CLR
Q2 D Q
Q1 D Q
右移寄存器：
D0 ＝ Q1
D1 ＝ Q2
D2 ＝ Q3
＝ D3
DIR
左移寄存器：
＝ D0
微机原理基础知识55页PPT
微机原理基础知识
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
41、学问是异常珍贵的东，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
41、学问是异常珍贵的东，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
微机原理及应用(第五版)PPT课件
压缩BCD码占80位,即10个字节.能存储20位 BCD数,但在80387中只用了18位BCD数.余下 1个字节的最高位为符号位.其余7位不用.
7位不用
最高位是符号位
2021
微机原理及应26用
1.2.3 实型数
任何一个二进制数可以表示成: N=+Y×2J 称为浮点表示法
80387规定： 指数采用移码表示。短型实数阶码占8位;长型实数
• 80386对字符串的操作有:移动;传送; 比较;查找等.
• 分类:字节串;字串;双字串.
2021
微机原理及应22用
1.1.5 位及位串
• 80x86CPU都支持位操作.80386/80486有位串操 作.位串最长是232个位.
• 位偏移量:一个位在位串中的地址.由字节地址 和位余数组成.
设位串是从ｍ地址开始存储的,位偏移量分别为23 和-18的位在什么地方?
例
11110010B
左移一位 11100100B
右移一位 11111001B
[-14]补 [-28]补 [-7]补
2021
微机原理及应19用
3).反码表示的负数
左移和右移空位全补1.
例
11110001B
左移一位 11100011B
右移一位 11111000B
7.有关0的问题
[-14]补 [-28]补 [-7]补
• 二进制:数的后面加后缀B. • 十进制:数的后面加后缀D或不加. • 十六进制:数的后面加后缀H.
2021
微机原理及应5用
1.1.3 整数
1.无符号数
8、16、32位全部用来表示数值本身。
最低位LSB是0位，最高位MSB是7、15、31。
2.带符号整数
7位不用
最高位是符号位
2021
微机原理及应26用
1.2.3 实型数
任何一个二进制数可以表示成: N=+Y×2J 称为浮点表示法
80387规定： 指数采用移码表示。短型实数阶码占8位;长型实数
• 80386对字符串的操作有:移动;传送; 比较;查找等.
• 分类:字节串;字串;双字串.
2021
微机原理及应22用
1.1.5 位及位串
• 80x86CPU都支持位操作.80386/80486有位串操 作.位串最长是232个位.
• 位偏移量:一个位在位串中的地址.由字节地址 和位余数组成.
设位串是从ｍ地址开始存储的,位偏移量分别为23 和-18的位在什么地方?
例
11110010B
左移一位 11100100B
右移一位 11111001B
[-14]补 [-28]补 [-7]补
2021
微机原理及应19用
3).反码表示的负数
左移和右移空位全补1.
例
11110001B
左移一位 11100011B
右移一位 11111000B
7.有关0的问题
[-14]补 [-28]补 [-7]补
• 二进制:数的后面加后缀B. • 十进制:数的后面加后缀D或不加. • 十六进制:数的后面加后缀H.
2021
微机原理及应5用
1.1.3 整数
1.无符号数
8、16、32位全部用来表示数值本身。
最低位LSB是0位，最高位MSB是7、15、31。
2.带符号整数
微机原理ppt全
第5章 输入输出基本方式
1．无条件方式
这种方式在传送信息时，已知外设是准备好的状态，所以 输入输出时都不需要查询外设的状态。可直接用IN和OUT指令 完成与接口之间的数据传送。但这种方式必须确保外设已经准 备好时才可使用，否则就会出错，故很少使用。采用无条件传 送方式的接口电路如图5-3所示。
图5-3 无条件传送方式接口电路
第5章 输入输出基本方式
2．查询方式
当CPU与外设之间进行数据传递源自， 很难保证CPU在执行输入操作时，外设一 定是“准备好”的；而在执行输出操作时 ，外设一定是“空闲”的。为保证数据传 送的正确进行，CPU必须在数据传送之前 对外设的状态进行查询，确认外设已经满 足了传送数据的条件后再与外设进行数据 交换，否则一直处于查询等待状态，这就 是查询方式。
第5章 输入输出基本方式
使用查询方式工作的外设必须至少有两个部 件，其中之一是状态部件。CPU每一次与外设进行 数据交换之前，先从状态部件读取信息，判断外 设是否处于“就绪”（Ready）状态。如果来自外 设的状态信息反映出外设“没有准备好”或正 “忙”（Busy），说明还不能进行数据传递；反 之，当CPU检测到外设已准备好（Ready）后，才 可以与外设进行一次数据传递。 （1）查询方式输入
第5章 输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章 输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章 输入输出基本方式
“统一编址” 的特点是：内存和I/O端口共用一 个地址空间；所有访问内存的指令都可用于I/O端口 ，包括内存的算术逻辑运算指令。
1．无条件方式
这种方式在传送信息时，已知外设是准备好的状态，所以 输入输出时都不需要查询外设的状态。可直接用IN和OUT指令 完成与接口之间的数据传送。但这种方式必须确保外设已经准 备好时才可使用，否则就会出错，故很少使用。采用无条件传 送方式的接口电路如图5-3所示。
图5-3 无条件传送方式接口电路
第5章 输入输出基本方式
2．查询方式
当CPU与外设之间进行数据传递源自， 很难保证CPU在执行输入操作时，外设一 定是“准备好”的；而在执行输出操作时 ，外设一定是“空闲”的。为保证数据传 送的正确进行，CPU必须在数据传送之前 对外设的状态进行查询，确认外设已经满 足了传送数据的条件后再与外设进行数据 交换，否则一直处于查询等待状态，这就 是查询方式。
第5章 输入输出基本方式
使用查询方式工作的外设必须至少有两个部 件，其中之一是状态部件。CPU每一次与外设进行 数据交换之前，先从状态部件读取信息，判断外 设是否处于“就绪”（Ready）状态。如果来自外 设的状态信息反映出外设“没有准备好”或正 “忙”（Busy），说明还不能进行数据传递；反 之，当CPU检测到外设已准备好（Ready）后，才 可以与外设进行一次数据传递。 （1）查询方式输入
第5章 输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章 输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章 输入输出基本方式
“统一编址” 的特点是：内存和I/O端口共用一 个地址空间；所有访问内存的指令都可用于I/O端口 ，包括内存的算术逻辑运算指令。
微机原理第一章微机基础知识精品PPT课件
3. 微控制器（MCU-McroController Unit） 即MPU+MEM+I/O接口+BUS集成在一个芯片上，
又称单片机
MCU+适当外设和相应的软件，可构成微控制系统，用在 自控、仪器仪表、通信设备、家电、儿童玩具等嵌入式应 用领域。
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
16
三、微机系统
微机原理与接口技术
1
教学计划
• 课堂教学：64学时 • 上机实验：6次（每次一个单元：3.5小时） • 课外作业：8 ~ 10次 • 期中考查：第9周 • 期末考试：第18周 • 成 绩：平时作业10%，期中考查10%，
上机试验10%，期末考试70%。 • 辅导答疑：待定
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
4
教材及参考书
• 《 微机原理与接口技术 》王玉良 戴志涛 杨紫珊 编著，北京邮电大学出版社
• 《 微机原理与接口技术考研指导 》王玉良 杨紫珊 编，北京邮电大学出版社
• 《微机原理与接口技术》雷丽文等编著，电子工业 出版社
• 《微机原理与接口技术学习指导与实验》雷丽文 等编，电子工业出版社
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
5
第一章 微机基础知识
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
6
本章主要介绍： • 微机的基本概念、组成、工作原理、特点 • 计算机内的信息表示和运算
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
7
第一节 微机的基本组成
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
8
一、微机的基本硬件构成
❖ 微机的基本硬件由下列几部分组成：
2
教学计划（续）
又称单片机
MCU+适当外设和相应的软件，可构成微控制系统，用在 自控、仪器仪表、通信设备、家电、儿童玩具等嵌入式应 用领域。
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
16
三、微机系统
微机原理与接口技术
1
教学计划
• 课堂教学：64学时 • 上机实验：6次（每次一个单元：3.5小时） • 课外作业：8 ~ 10次 • 期中考查：第9周 • 期末考试：第18周 • 成 绩：平时作业10%，期中考查10%，
上机试验10%，期末考试70%。 • 辅导答疑：待定
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
4
教材及参考书
• 《 微机原理与接口技术 》王玉良 戴志涛 杨紫珊 编著，北京邮电大学出版社
• 《 微机原理与接口技术考研指导 》王玉良 杨紫珊 编，北京邮电大学出版社
• 《微机原理与接口技术》雷丽文等编著，电子工业 出版社
• 《微机原理与接口技术学习指导与实验》雷丽文 等编，电子工业出版社
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
5
第一章 微机基础知识
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
6
本章主要介绍： • 微机的基本概念、组成、工作原理、特点 • 计算机内的信息表示和运算
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
7
第一节 微机的基本组成
北京邮电大学计算机科学与技术学院 周 锋
8
一、微机的基本硬件构成
❖ 微机的基本硬件由下列几部分组成：
2
教学计划（续）
微机原理 第二章微机基本组成电路
⑵同步计数器
(3)程序计数器
(4)环形计数器
Q0
Q1
Q2
Q3
FF0
FF1
FF2
FF3
1D D0 C1
1D Q0 D1 C1
1D Q1 D2 C1
1D
Q2 D3 C1
Q3
CP
Q0
Q1
Q2
Q3
(D触发器组成的4位环形计数器)结构特点:
D0
=
Qn n −1
工 当CLR有高电位输入时（注意，这种D触发器是高电位清
如今有一些类型的存储器(如EEPROM和闪存)组合 了两者的特性。这些器件像RAM一样进行读写，并像 ROM一样在断电时保持数据，它们都可电擦除且可编程， 但各自有它们优缺点。
5
工作原理：（P30图2－27） 总线空闲（其他器件都以高阻态形式连接
在总线上）且一个器件要与目的器件通信 时，发起通信的器件驱动总线，发出地址和 数据。其他以高阻态形式连接在总线上的器 件如果收到（或能够收到）与自己相符的地 址信息后，即接收总线上的数据。发送器件 完成通信，将总线让出（输出变为高阻态）。
1
1.算术逻辑单元 (Arithmetic-Logic Unit, ALU) 是中央处理器(CPU)的执行单元，是所有中央处
理器的核心组成部分。 既能进行二进制数的四则运算，也能进行布尔代数
的逻辑运算。
A和B为两个二进制数， S为其运算结果， control为控制信号
图2.1
2.触发器
触发器是一种可以存储电路状态的电子 元件。是计算机记忆基本单元。
串行
S
S
S
S
输入
CP
经4个CP脉冲,Di 出现在Q4上
(3)程序计数器
(4)环形计数器
Q0
Q1
Q2
Q3
FF0
FF1
FF2
FF3
1D D0 C1
1D Q0 D1 C1
1D Q1 D2 C1
1D
Q2 D3 C1
Q3
CP
Q0
Q1
Q2
Q3
(D触发器组成的4位环形计数器)结构特点:
D0
=
Qn n −1
工 当CLR有高电位输入时（注意，这种D触发器是高电位清
如今有一些类型的存储器(如EEPROM和闪存)组合 了两者的特性。这些器件像RAM一样进行读写，并像 ROM一样在断电时保持数据，它们都可电擦除且可编程， 但各自有它们优缺点。
5
工作原理：（P30图2－27） 总线空闲（其他器件都以高阻态形式连接
在总线上）且一个器件要与目的器件通信 时，发起通信的器件驱动总线，发出地址和 数据。其他以高阻态形式连接在总线上的器 件如果收到（或能够收到）与自己相符的地 址信息后，即接收总线上的数据。发送器件 完成通信，将总线让出（输出变为高阻态）。
1
1.算术逻辑单元 (Arithmetic-Logic Unit, ALU) 是中央处理器(CPU)的执行单元，是所有中央处
理器的核心组成部分。 既能进行二进制数的四则运算，也能进行布尔代数
的逻辑运算。
A和B为两个二进制数， S为其运算结果， control为控制信号
图2.1
2.触发器
触发器是一种可以存储电路状态的电子 元件。是计算机记忆基本单元。
串行
S
S
S
S
输入
CP
经4个CP脉冲,Di 出现在Q4上
微机原理ppt全
第7章 接口电路应用举例
7.1 A/D转换器 7.2 A/D转换器
7.3 综合应用举例
第7章 接口电路应用举例
7.3.1简易电压表
通常对电压的测量是用指针式电压表或数字 式万用表，而数字式万用表使用了专用的LCD显示 模块,并内嵌了A/D转换器。我们使用ADC0809作 A/D转换，采集的数据经过处理后在数码管上显示 电压值，制作简易电压表。 使用的接线如图7-3所示，电压输入通过IN0 端口，用8255控制七段数码管显示电压值（05.00 V）。8255的CS接A15，ADC0805的CS接A14。 8位A/D转换为0-255（00-FF）代表0-5V，每1V由 255/5=51个检测点表示，为了便于计算，我们也 可以用255代表5.1V。用PA口发送七段码数据、B 口选择段。启动检测后设置了数码管检查程序， 用来检查数码管有无缺段。程序流程图如图7-6所 示。
第7章 接口电路应用举例
图7-1
ADC0809内部结构框图
第7章 接口电路应用举例
ADC0809芯片的引脚如图7-2所示，其引脚功能如下：
图7-2
ADC0809引脚图
第7章 接口电路应用举例
IN0～IN7：8路模拟量输入端口； D0～D7：8位数字量输出端口； START：启动转换控制端口，输入一个正脉冲后开始A/D转换； ALE：地址锁存控制端口，在其上升沿，将ADDA、ADDB、ADDC三个地址 信号送入地址锁存器，经译码后选择相应的模拟量输入通道； EOC：转换结束信号输出端，转换开始EOC变为低电平，转换结束后变 为高电平，并将转换后的数字信号送入三态输出锁存器。 CLK：时钟信号输入端口，须外接10kHz～1280kHz的时钟信号，典型值 为640kHz，一般也可用系统中的ALE信号。 OE：输出允许控制端口，当该端口由低电平变为高电平时，打开输出 锁存器将数据发送到数据总线上； Vref(+)、Vref(-)：基准参考电压输入端口，它决定输入模拟量的范 围，一般情况下Vref(+)接+5V，Vref(-)接地， 0～5V对应的数字量为00H～FFH。
7.1 A/D转换器 7.2 A/D转换器
7.3 综合应用举例
第7章 接口电路应用举例
7.3.1简易电压表
通常对电压的测量是用指针式电压表或数字 式万用表，而数字式万用表使用了专用的LCD显示 模块,并内嵌了A/D转换器。我们使用ADC0809作 A/D转换，采集的数据经过处理后在数码管上显示 电压值，制作简易电压表。 使用的接线如图7-3所示，电压输入通过IN0 端口，用8255控制七段数码管显示电压值（05.00 V）。8255的CS接A15，ADC0805的CS接A14。 8位A/D转换为0-255（00-FF）代表0-5V，每1V由 255/5=51个检测点表示，为了便于计算，我们也 可以用255代表5.1V。用PA口发送七段码数据、B 口选择段。启动检测后设置了数码管检查程序， 用来检查数码管有无缺段。程序流程图如图7-6所 示。
第7章 接口电路应用举例
图7-1
ADC0809内部结构框图
第7章 接口电路应用举例
ADC0809芯片的引脚如图7-2所示，其引脚功能如下：
图7-2
ADC0809引脚图
第7章 接口电路应用举例
IN0～IN7：8路模拟量输入端口； D0～D7：8位数字量输出端口； START：启动转换控制端口，输入一个正脉冲后开始A/D转换； ALE：地址锁存控制端口，在其上升沿，将ADDA、ADDB、ADDC三个地址 信号送入地址锁存器，经译码后选择相应的模拟量输入通道； EOC：转换结束信号输出端，转换开始EOC变为低电平，转换结束后变 为高电平，并将转换后的数字信号送入三态输出锁存器。 CLK：时钟信号输入端口，须外接10kHz～1280kHz的时钟信号，典型值 为640kHz，一般也可用系统中的ALE信号。 OE：输出允许控制端口，当该端口由低电平变为高电平时，打开输出 锁存器将数据发送到数据总线上； Vref(+)、Vref(-)：基准参考电压输入端口，它决定输入模拟量的范 围，一般情况下Vref(+)接+5V，Vref(-)接地， 0～5V对应的数字量为00H～FFH。