微机原理与应用
微机原理及应用培训
软件组成
微机软件系统包括系统软件和应用软 件，系统软件如操作系统、编译器等， 应用软件如办公软件、图像处理软件 等。
微处理器基本原理
01 02
微处理器结构
微处理器由运算器、控制器和寄存器组等部分构成，运算器负责执行算 术和逻辑运算，控制器负责指令的取指、译码和执行等操作，寄存器组 用于暂存数据和指令。
THANKS.
微机原理及应用培训
目 录
• 微机原理概述 • 指令系统与汇编语言 • 存储器与I/O接口技术 • 数据传输与通信协议 • 微机系统扩展与外设连接技术 • 微机原理在嵌入式系统中的应用 • 实验与课程设计环节安排
微机原理概述
01
微机定义与发展历程
微机定义
微机，即微型计算机，是一种基于微 处理器的计算机系统，具有体积小、 功耗低、性能稳定等特点。
设计一个数据采集系统，实现对模拟信号的采集、转换和处理，并通 过微机系统进行显示和存储。
基于微机的通信接口设计
利用微机系统的串行通信接口，设计一个简单的通信协议，实现两台 微机之间的数据传输和通信。
基于微机的图形显示系统设计
利用微机系统的图形显示功能，设计一个简单的图形显示系统，如实 现图形的绘制、移动和旋转等操作。
汽车电子控制系统
将微机原理应用于汽车发动机控制、车身稳定控 制等方面，提高汽车的性能、安全性和舒适性。
实验与课程设计环节
07
安排
实验目的和要求
掌握微机系统基本组成
通过实验了解微机系统的基本组成， 包括微处理器、存储器、输入输出接 口等部分。
熟悉汇编语言编程
通过实验学习和掌握汇编语言的编程 技巧，能够编写简单的汇编程序。
数据传输在微机系统中的应用
微机原理与应用_课程简介-自动化
微机原理
课程代码：80092001
课程名称：微机原理
学分：3.5 开课学期：5
授课对象：自动化先修课程：数字电子技术
课程主任：王书源，教授，硕士
课程简介：
微机原理及应用课程是测控专业、自动化专业的一门重要专业基础课程，是一门理论和实践结合的课程。
学生通过本课程的学习，了解一个微处理器(Intel8086/8088)的基本编程结构、工作原理及组成一个简单的计算机的方法，熟悉一门汇编语言指令（Intel8086/8088），学会编写和调试汇编语言程序。
掌握几种常用可编程输入/输出接口芯片的工作原理、与CPU 系统的连接方法及编程使用方法。
了解PC机的系统组成，以及利用系统提供的中断编写汇编语言应用程序的方法。
实践教学环节：
微机原理实验课程可以开设多项实验项目，主要目的是培养学生实验能力和实际技能。
实验是为了巩固学生的微机原理理论知识，加强基本实验技能，提高动手能力；同时培养学生创新的思维方法，为进行新领域探索和科学研究打下良好的实践基础。
课程考核：
考试成绩＝平时成绩×30％＋期末成绩×70％。
平时成绩包括：作业、实验等。
期末成绩采取闭卷考试。
指定教材：
微型计算机原理及应用，杨素行清华大学出版社2004年2月，第二版
参考书目：
[1] 微机原理与应用自编讲义（内部资料）
[2] 微型计算机接口技术及应用刘乐善华中科技大学出版社
[3] 微型机（PC系列）系统功能教程张昆藏清华大学出版社
[4] IBM- PC汇编语言程序设计沈美明清华大学出版社。
微机原理与应用教材
存储器的速度是一个很重要的指标，当然是越快越好，但速度较快的 存储器通常功耗大，集成度低，因而成本较高，要根据系统的要求统筹考 虑。
第3章 存储器
第3章 存储器
地
A0
址
A1 A2
反
A3
相
A4
器
X 驱·
译
· ·
动
· ·
码 ·器
32×32=1024 存储单元
器 31
31 0
···
31
I/O电路
三态双向缓冲器
输入 控制
Y译码器
电路R/W CSFra bibliotek地址反相器
A5 A6 A7 A8 A9
图3-2 SRAM结构示意图
输出
第3章 存储器
（1）地址译码电路。地址译码器接受来自CPU的地址信号， 并产生地址译码信号，以便选中存储矩阵中某存储单元，使 其在存储器控制逻辑的控制下进行读/写操作。图5-3中把地 址划分成两组：行地址和列地址，每组地址分别译码，两组 译码输出信号共同选择某个存储单元电路。 （2）控制逻辑电路。接受来自CPU或外部电路的控制信号， 经过组合变换后，对存储、地址译码驱动电路和三态双向缓 冲器进行控制，控制对选中的单元进行读写操作。 （3）三态双向缓冲器。使系统中各存储器芯片的数据输入/ 输出端能方便地挂接到系统数据总线上。对存储器芯片进行 读写操作时，存储器芯片的数据线与系统数据总线经三态双 向缓冲器传送数据。不对存储器进行读写操作时，三态双向 缓冲器对系统数据总线呈现高阻状态，该存储芯片完全与系 统数据总线隔离。
微机原理与应用
1.3 微型计算机的工作原理
代表：采用8088CPU的IBM PC机，是计算机发展的第二个里 程碑，进一步推动了微型计算机的发展和普及，带动了全社会 的微型计算机热。
二、微型计算机的发展历程
第四代：32位机发展阶段（1985-1993） 代表产品：Intel 80386、80486 特点：内存容量达到1M以上，硬盘技术不断提高，发展了32 架构和32位的总线结构，各种品牌机涌向市场，如COMPAQ、 DELL等以及国内的一些名牌产品。 应用：办公自动化、网络环境。
一、计算机的发展历程
第四代：大规模集成电路计算机时代 大规模集成电路，集成度越来越高；软件上采用数据库和
软件工程，把软件设计提高到工程设计高度提出了规范化设计 方法。
第五代：“非冯。诺伊曼”计算机时代。 冯。诺伊曼结构具有程序存储和程序的顺序执行的特点。
第六代：神经网络计算机时代，光计算机时代，生物计算机时 代。
系统软件依赖于机器，应用软件更接近用户业务。
1.3 微型计算机的工作原理
四、计算机的基本操作过程
计算机的硬件是运行程序的基础，存储器既能存 储程序又能存储数据。
指令的操作包括： 基本运算 存储器之间的信息交换 存储器与外设的信息交换
一、基本概念
指令——计算机的每种基本运算或操作称为一条指令。
①计算机能直接完成两数加、减、逻辑乘、逻辑或以及数的取反、 取负、传输等许多基本运算和操作。 ②指令在微处理器中以代码形式出现并实施控制。
微型计算机原理及应用第三版课后答案
微型计算机原理及应用第三版课后答案【篇一：《微型计算机原理及应用》课后习题答案】=txt>第一章1.1 解释题(1) 微处理器【解答】由大规模集成电路芯片构成的中央处理器（cpu），叫做微处理器。
(2) 微型计算机【解答】以微处理器为基础，配以内存储器、输入输出接口电路、总线以及相应的辅助电路而构成的计算机裸机，叫做微型计算机。
(3) 微型计算机系统【解答】微型计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
即由微型计算机、配以相应的外部设备（如打印机、显示器、键盘、磁盘机等），再配以足够的软件而构成的系统。
(4) 单板机【解答】将微处理器、ram、rom以及i/o接口电路，再配上相应的外设（如小键盘、led显示器等）和固化在rom中的监控程序等，安装在一块印刷电路板上构成的微型计算机系统称为单板机。
(5) 运算器【解答】运算器是直接完成各种算术运算、逻辑运算的部件，主要由alu（arithmetic and logic unit,算术逻辑部件）、通用寄存器、标志寄存器等组成。
(6) 地址总线【解答】地址总线是cpu对内存或外设进行寻址时，传送内存及外设端口地址的一组信号线。
地址总线的条数多少决定了cpu的寻址能力。
(7) 数据总线【解答】数据总线是cpu与内存或外设进行信息交换时，所用的一组数据信号线。
它决定了cpu一次并行传送二进制信息的位数，反映出cpu的“字长”这个重要性能指标。
(8) 控制总线【解答】控制总线是在cpu与外部部件之间传送控制信息（如读/写命令、中断请求命令等）的一组信号线。
1-2 单片机应包括哪些基本部件？其主要应用于哪些领域？【解答】一般单片机芯片中包括微处理器、ram、rom、i/o接口电路、定时器/计数器，有的还包括a/d、d/a转换器等。
其主要应用于智能化仪器仪表及工业控制领域。
1-3 按图1-11和图1-12，写出取第二条指令操作码和执行第二条指令的过程。
【解答】1) ip的值（002h）送入地址寄存器ar；2) ip的内容自动加1，变为003h；3) ar将地址码通过地址总线送到存储器的地址译码器，经译码后选中002h单元；4) 微处理器给出读命令；5) 所选中的002h单元内容04h送上数据总线db；6) 数据总线db上的数据04h送到数据寄存器dr；7) 因是取指操作，取出的是指令操作码04h，即由dr送入指令寄存器ir；8) ir中的操作码经指令译码器id译码后，通过pla发出执行该指令的有关控制命令。
微机原理及应用实验(题目)
微机原理及应用实验实验一开发环境的使用一、实验目的掌握伟福开发环境的使用方法，包括源程序的输入、汇编、修改；工作寄存器内容的查看、修改；内部、外部RAM内容的查看、修改；PSW中个状态位的查看；机器码的查看；程序的各种运行方式，如单步执行、连续执行，断点的设置。
二、实验内容在伟福开发环境中编辑、汇编、执行一段汇编语言程序,把单片机片内的30H～7FH 单元清零。
三、实验设备PC机一台。
四、实验步骤用连续或者单步的方式运行程序，检查30H-7FH 执行前后的内容变化。
五、实验思考1．如果需把30H-7FH 的内容改为55H，如何修改程序？2．如何把128B的用户RAM全部清零？六、程序清单文件名称：CLEAR.ASMORG 0000HCLEAR: MOV R0,#30H ;30H 送R0寄存器MOV R6,#50H ;50H 送R6寄存器（用作计数器）CLR1: MOV A,#00H ;00 送累加器AMOV @R0,A ;00 送到30H-7FH 单元INC R0 ;R0 加1DJNZ R6,CLR1 ;不到50H个字节，继续WAIT: LJMP WAITEND实验二数据传送一、实验目的掌握MCS-51指令系统中的数据传送类指令的应用，通过实验，切实掌握数据传送类指令的各种不同的寻址方式的应用。
二、实验内容1．编制一段程序，要求程序中包含7中不同寻址方式。
2．编制一段程序，将片内RAM30H～32H中的数据传送到片内RAM38H～3AH中。
3．编制一段程序，将片内RAM30H～32H中的数据传送到片外RAM1000H～1002H 中。
4．编制一段程序，将片内RAM40H～42H中的数据与片外RAM2000H～2002H中的数据互换。
三、实验设备PC机一台。
四、实验步骤逐段编制程序，汇编无误后，用连续或者单步的方式运行程序，检查程序的运行结果，看是否达到预期的效果。
五、实验思考1．如何把片外RAM中1000H～100FH单元中的数传送到片外RAM中2000H～200FH单元中？2．如何把ROM中0200H～0207H单元的数传送至片外RAM0000H～0007H单元中？实验三数码转换一、实验目的掌握采用软件方法进行不同形式数据之间的转换，如十进制数与二进制数的转换、十六进制数与BCD码的转换、BCD数与ASCII码之间的转换、非压缩BCD码与压缩BCD码之间的转换。
微机原理及应用的心得
微机原理及应用的心得前言最近我在学习微机原理和应用的课程，通过学习和实践，我对微机原理和应用有了一些心得和体会。
在这篇文档中，我将分享我对微机原理和应用的理解和应用经验，希望对大家有所帮助。
什么是微机原理和应用微机原理和应用是一门研究计算机的基本工作原理及其应用的课程。
它涉及到计算机硬件和软件方面的知识，包括计算机的组成结构、内外部设备的工作原理、汇编语言程序设计等。
通过学习微机原理和应用，我们可以深入了解计算机的运行原理，为我们今后在计算机相关领域的工作打下基础。
学习心得以下是我在学习微机原理和应用过程中的一些心得：•需要深入理解计算机的基本组成部分，如中央处理器(CPU)、内存、硬盘、输入输出设备等。
只有通过理解这些基本部分，才能更好地理解计算机系统的工作原理。
•掌握汇编语言是非常重要的，因为汇编语言直接操作计算机硬件。
理解汇编语言的指令集和寻址方式，可以帮助我们编写更高效、优化的程序。
•在学习微机原理和应用的过程中，要多动手实践。
通过搭建实验环境、编写和调试程序，我们可以更直观地感受到计算机的工作原理，并且加深对知识的理解和记忆。
•学会使用调试工具和逆向工程技术。
调试工具能够帮助我们定位和解决程序的问题，逆向工程技术可以帮助我们深入研究和分析程序的工作原理。
应用实践微机原理和应用的学习不仅仅停留在理论层面，还需要将所学知识应用到实践中。
以下是我在实践过程中的一些经验：•在进行程序开发时，要注意代码的可读性和可维护性。
编写清晰、规范的代码可以提高程序的质量和效率，并减少后期维护的难度。
•在进行调试时，要善于使用调试工具，如断点调试、内存查看等。
这些工具可以帮助我们快速定位和修复程序中的问题。
•了解计算机网络的基本原理和应用是很有必要的。
计算机网络是现代计算机领域的重要技术，掌握相关知识可以帮助我们更好地进行程序开发和网络拓扑设计。
总结通过学习微机原理和应用，我对计算机的工作原理有了更深入的理解，同时也积累了一定的应用经验。
微机原理及应用b
微机原理及应用b微机原理与应用是计算机科学与技术领域的一门重要课程，是培养学生的计算机科学思维与能力的基础课之一。
这门课程主要涉及计算机硬件和软件的基本原理、发展历程以及应用技术等内容。
下面将从微机原理与应用的概念、内容、重要性、应用前景等方面进行详细阐述。
首先，微机原理与应用是指对微机硬件和软件结构、功能、性能及其在实际应用中的具体应用技术进行研究和讨论的课程。
微机是指一种具有微处理器和大规模集成电路的计算机系统，早期就是指个人计算机，现在已经成为广义上对所有使用微处理器的计算机的称呼。
在微机原理与应用课程中，主要学习内容包括微机硬件和软件的基本知识、微机系统的组成和工作原理、微处理器的结构和工作原理、微指令的执行过程、I/O 技术和设备等。
此外，还包括软件开发技术、操作系统原理、应用软件的选择和应用等。
微机原理与应用的学习对于培养学生的计算机科学思维和能力非常重要。
首先，通过学习微机原理，可以使学生对计算机的基本构造和工作原理有更深入的了解，培养学生的计算机硬件设计和调试能力。
其次，学习微机应用技术，可以让学生掌握使用各种计算机软件进行日常工作和学习的能力。
另外，学习微机原理与应用还可以培养学生的计算机编程和软件开发能力，为深入学习计算机科学和技术提供必要的基础。
微机原理与应用的应用前景非常广阔。
随着计算机科学和技术的快速发展，计算机已经成为现代社会的重要工具和信息处理中心。
在各行各业中，计算机的应用已经十分普遍，从企业管理到科学研究，从医疗卫生到文化娱乐，都离不开计算机的支持和应用。
因此，对于学习微机原理与应用的学生来说，将来有很多就业和发展的机会。
总之，微机原理与应用是计算机科学与技术的基础课之一，通过学习这门课程可以培养学生的计算机科学思维和能力，提高学生的计算机硬件和软件设计能力，为学生的未来就业和发展奠定基础。
此外，微机原理与应用的应用前景广阔，将来有很多就业和发展机会。
因此，学习微机原理与应用对于学生来说非常重要。
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考核内容
– 各种进位计数制之间的相互转换 – 原码、反码、补码的表示范围 – 原码、反码、补码、真值之间的相互转换 – 二进制数的加减运算与逻辑运算 – 进位和溢出的区别
9
微机运算基础微机运算基础-2
Shanghai Jiao Tong University
考核要求
理解： – 理解：进位计数制的基本特点 二进制数的乘、除运算过程 了解： – 了解：数的浮点和定点表示法 8421 BCD 编码和ASCII 编码 掌握： – 掌握：补码运算
Shanghai Jiao Tong University
微机原理与应用
王春香 副教授 wangcx@
1
教材及参考书
Shanghai Jiao Tong University
教材
–李继灿主编，新编16/32位微型计算机原理及应用(第3 版)，清华大学出版社，2004年
参考书
– 周明德编著，微型计算机系统原理及应用(第4版)，清华 大学出版社，2002年 – 戴梅萼编著，微型计算机技术及应用(第3版)，清华大学 出版社，2003年
考核内容
– 半导体存储器分类及特点 – 静态 RAM、动态 RAM 组成及特点 – 地址译码方式 – 存储器与CPU的连接 – 位扩充与地址扩充技术
21
半导体存储器半导体存储器-2
Shanghai Jiao Tong University
考核要求
理解： – 理解：RAM 和 ROM 的工作特点 微处理器与存储器的连接方法 8086 的存储器组织 了解： – 了解：DRAM 的刷新原理 新型存储器技术发展动向与趋势 掌握： – 掌握：半导体存储器的性能指标
重点内容简介
Shanghai Jiao Tong University
微机系统导论（ 微机系统导论（约 5％） ％） 微机运算基础（ 微机运算基础（约 5％） ％） 8086 微处理器及其系统（约 15％） 微处理器及其系统（ ％） 8086 指令系统（约 10％） 指令系统（ ％） 8086 汇编语言程序设计（约 15％） 汇编语言程序设计（ ％） 半导体存储器（ 半导体存储器（约 10％） ％） 输入与输出接口技术（ 输入与输出接口技术（约 10％） ％） 中断技术（ 中断技术（约 15％） ％） 可编程接口芯片及应用（ 可编程接口芯片及应用（约 15％） ％）
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汇编语言程序设计汇编语言程序设计-3
Shanghai Jiao Tong University
重点掌握： – 重点掌握：读写、运行、调试汇编语言程序 指令语句与伪指令语句的异同点 变量与标号的区别 地址表达式属性
20
半导体存储器半导体存储器-1
Shanghai Jiao Tong University
10
微机运算基础微机运算基础-3
Shanghai Jiao Tong University
重点掌握： – 重点掌握：二、十、十六进制的相互转换 无符号数、带符号数、真值、机器数的表示范围 原码、反码、补码、真值之间的相互转换 二进制数的加、减算术运算 二进制数的与、或、非、异或逻辑运算 进位和溢出的概念
22
半导体存储器半导体存储器-3
Shanghai Jiao Tong University
重点掌握： – 重点掌握：半导体存储器分类、组成与功能 静态RAM、动态RAM组成和特点 存储器的分段方法 存储器芯片的扩充技术
23
输入输出接口技术输入输出接口技术-1
Shanghai Jiao Tong University
30
可编程接口芯片及应用可编程接口芯片及应用-2
Shanghai Jiao Tong University
考核要求
理解： – 理解：接口基本结构的特点 了解： – 了解：新型通用I/O接口及其标准：USB，SCSI，IEEE 1394 掌握： – 掌握：定时/计数器8253-5的主要性能、工作方式和初始化编程方法 并行接口8255A的主要性能、工作方式和初始化编程方法
31
可编程接口芯片及应用可编程接口芯片及应用-3
Shanghai Jiao Tong University
重点掌握： – 重点掌握：8253-5 内部结构特点 8255A 3个端口的特点与差异性 接口分类与功能 8253-5和8255A 应用
32
Shanghai Jiao Tong University
11
微处理器及其系统微处理器及其系统-1
Shanghai Jiao Tong University
考核内容
– 通用寄存器组，段寄存器，标志寄存器 – 时序、指令周期、总线周期、时钟周期、分时复用总线 物理地址，逻辑地址，偏移地址 – 总线接口单元与执行单元功能 – 20 位物理地址形成 – 指令队列与堆栈 – 规则字与非规则字 – 最小工作方式与最大工作方式特点 – 时钟发生/驱动器 8284A，地址锁存器 8282、 数据总线收发器 8286，总线控制器 8288 作用与特点
考核内容
– 接口的概念与功能 – 接口电路的信息种类 – 程序传送方式特点及程序流程 无条件传送 程序查询传送 – 中断传送方式特点 – 直接存储器存取传送特点
24
输入输出接口技术输入输出接口技术-2
Shanghai Jiao Tong University
考核要求
理解： – 理解：CPU与外设之间的连接 了解： – 了解：I/O接口及其功能 接口电路的基本结构 掌握： – 掌握：中断分类 输入、输出的信息种类
重点掌握： – 重点掌握：中断分类 CPU 响应中断及处理过程
29
可编程接口芯片及应用可编程接口芯片及应用-1
Shanghai Jiao Tong University
考核内容
– 接口 分类与功能 – 8253-5 内部结构 – 8255A 3个端口的特点与差异性 – 8255A 3种工作方式 – 8253-5 和 8255A 应用
Thank You!
33
5
微机系统导论微机系统导论-1
Shanghai Jiao Tong University
考核内容
– 微机系统的组成 – 微机的硬件系统结构 – 微处理器的性能指标 – 微机论-2
Shanghai Jiao Tong University
考核要求
– 理解：微机工作过程 CPU对存储器的读/写操作 – 了解：存储器组成 程序计数器与累加器功能 微机系统的主要性能指标 当前PC机的标准配置 – 掌握：微机的软、硬件系统组成 微处理器、微型计算机、微型计算机系统的概念 微机硬件系统组成框图及各部分的主要功能 微处理器组成 指令和程序的概念
Shanghai Jiao Tong University
考核内容
– – – – – – – – – 8086 的寻址方式 通用数据传送指令：MOV，PUSH，POP，XCHG 目标地址传送指令：LEA I/O 数据传送指令：IN，OUT 加法指令：ADD，ADC，INC 减法指令：SUB，SBB，DEC，CMP 逻辑运算指令：AND，OR，XOR，TEST 移位指令：逻辑移位（SHL，SHR） 算术移位（SAL，SAR） 循环控制类指令：无条件转移指令：JMP 条件转移指令： 无符号（JA，JAE，JB，JBE） 有符号（JG，JGE，JL，JLE） 单标志：JE/JNE 循环控制指令：LOOP，JCXZ
13
微处理器及其系统微处理器及其系统-3
Shanghai Jiao Tong University
重点掌握： – 重点掌握：指令周期、总线周期、时钟周期的概念 存储器的分段设计思想 逻辑地址与物理地址的关系 8086 CPU的内部结构 8086 的寄存器结构 指令队列与堆栈的特点与操作
14
指令系统指令系统-1
25
输入输出接口技术输入输出接口技术-3
Shanghai Jiao Tong University
重点掌握： – 重点掌握：CPU与外设数据传送与控制方式
26
中断技术中断技术-1
Shanghai Jiao Tong University
考核内容
– 中断源，中断向量，中断向量表，中断类型码，中断优先权 – 断点与现场 – 中断分类 – 中断类型码与中断向量关系 – 响应中断的条件 – 中断响应及处理过程 – 8259A 内部8个部件功能及其关系
16
指令系统指令系统-3
Shanghai Jiao Tong University
重点掌握： – 重点掌握：8086 寻址方式 数据传送类指令 算术运算（加、减）类指令 逻辑运算类指令 移位类指令 循环控制指令（条件转移、无条件转移、循环控制）
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汇编语言程序设计汇编语言程序设计-1
Shanghai Jiao Tong University
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微机系统导论微机系统导论-3
Shanghai Jiao Tong University
重点掌握： – 重点掌握：微机系统的组成 微处理器的主要性能指标 微机的总线结构 计算机常用术语 (位、字节、字) 的含义
8
微机运算基础微机运算基础-1
Shanghai Jiao Tong University
12
微处理器及其系统微处理器及其系统-2
Shanghai Jiao Tong University
考核要求
理解： – 理解： 8086 CPU 主要引脚的功能 重定位概念 了解： – 了解： 微处理器发展过程 8086 引脚功能和它的定时关系 8086 存储器组织 掌握： – 掌握： 最小工作方式与最大工作方式区别 8086 微处理器特点
15
指令系统指令系统-2
Shanghai Jiao Tong University
考核要求
理解： – 理解： 8086 指令系统特点 段内转移与段间转移，短转移 无条件转移和条件转移 循环移位指令 了解： – 了解： 8086 指令格式 串操作类指令特点 处理器控制类指令功能 中断指令执行过程 压缩 BCD 码和非压缩 BCD 码 掌握： – 掌握：6大类指令系统基本用法