微机原理与接口存储器RAM及
微机原理与接口技术pdf
微机原理与接口技术pdf微机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的基本原理和接口技术的应用。
本文将从微机原理和接口技术两个方面进行介绍和讨论，希望能够对读者有所帮助。
首先，我们来谈谈微机原理。
微机原理是指微型计算机的基本工作原理，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等各个部分的工作原理。
CPU是微型计算机的核心部件，它负责执行指令、进行运算和控制数据传输。
存储器用于存储数据和程序，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。
输入输出设备用于与外部环境进行信息交换，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
了解微机原理对于理解计算机的工作原理和进行系统调试都非常重要。
其次，我们来谈谈接口技术。
接口技术是指计算机与外部设备进行数据交换的技术，包括串行接口、并行接口、通信接口等。
串行接口是一种逐位传输数据的接口，适用于远距离传输和低速设备。
并行接口是一种同时传输多位数据的接口，适用于短距离传输和高速设备。
通信接口是一种用于计算机与通信设备进行数据交换的接口，包括网卡、调制解调器等。
了解接口技术对于设计外部设备、进行通信协议的开发都非常重要。
在实际应用中，微机原理和接口技术经常是相互结合的。
例如，我们在设计一个外部设备时，需要了解计算机的工作原理，选择合适的接口技术进行数据交换。
又如，在进行系统调试时，需要了解接口技术，进行数据的采集和分析。
因此，微机原理与接口技术的学习是非常重要的。
总之，微机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的基本原理和接口技术的应用。
通过本文的介绍，希望读者能够对微机原理和接口技术有所了解，并能够在实际应用中灵活运用。
希望本文能够对读者有所帮助。
微机原理与接口技术填空
计算机基础知识1．系统总线由地址总线数据总线控制总线三类传输线组成。
2．微型计算机由中央处理器存储器输入/输出接口和系统总线组成。
3．计算机的硬件结构通常由五大部分组成。
即运算器控制器存储器输入设备和输出设备组成。
4．一个完整的微机系统应包括硬件系统和软件系统两大功能部分5．微处理器由运算器控制器和少量寄存器组成。
6．以_微型计算机____为主体，配上系统软件和外设之后，就构成了__微型计算机系统____。
7．8位二进制整数，其补码所能表示的范围为 -128—127,-1的补码为OFFH 。
8．一带符号数的8位补码为11110111B，它所表示的真值为-9D。
9．将二进制数101101.101转换为十进制数为45.625。
10．8位二进制补码10110110代表的十进制负数是-74D。
11．将压缩BCD码01111001转换成二进制数为01001111B。
12．将压缩BCD码01111001转换成十进制数为79D。
13．X、Y的字长均为12位，已知[X]反＝A3CH，原码为0DC3H，[Y]反＝03CH，则X-Y的补码为0A01H。
14．带符号数在机器中以补码表示，十进制数-78表示为FFB2H。
15．已知X的补码是11101011B，Y的补码是01001010B，则X-Y的补码是10100001B。
16．ASCII码由 7 位二进制数码构成，可为 128 个字符编码。
17．在计算机中，用二进制表示实数的方法有两种，分别是定点法浮点法18．将二进制数1011011.1转换为十六进制数为__5B.8H_____。
19．将十进制数199转换为二进制数为____ 11000111____B。
20．BCD码表示的数,加减时逢__10____进一，ASCII码用来表示数值时，是一种非压缩的BCD码。
21．十进制数36.875转换成二进制是___100100.111____________。
22．十进制数98.45转换成二进制为__1100010.0111_B、八进制__142.3463________Q、十六进制__62.7333________H。
微机原理和接口技术(第三版)课本习题答案解析
第二章 8086 体系结构与80x86CPU1．8086CPU 由哪两部份构成？它们的主要功能是什么？答：8086CPU 由两部份组成：指令执行部件<EU,Execution Unit>和总线接口部件<BIU,Bus Interface Unit>。
指令执行部件〔EU 主要由算术逻辑运算单元<ALU>、标志寄存器F R、通用寄存器组和E U 控制器等4个部件组成,其主要功能是执行指令。
总线接口部件<BIU>主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成,其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行,访问存储器或者I／O 端口读取操作数参加E U 运算或者存放运算结果等。
2．8086CPU 预取指令队列有什么好处？ 8086CPU 内部的并行操作体现在哪里？答： 8086CPU 的预取指令队列由6个字节组成,按照8086CPU 的设计要求, 指令执行部件〔EU 在执行指令时,不是直接通过访问存储器取指令,而是从指令队列中取得指令代码,并分析执行它。
从速度上看,该指令队列是在C PU 内部,EU 从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。
8086CPU 内部的并行操作体现在指令执行的同时,待执行的指令也同时从内存中读取,并送到指令队列。
5．简述8086 系统中物理地址的形成过程。
8086 系统中的物理地址最多有多少个？逻辑地址呢？答： 8086 系统中的物理地址是由20 根地址总线形成的。
8086 系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20 位的物理地址。
采用分段结构的存储器中,任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部份构成,都是16 位二进制数。
通过一个20 位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。
具体做法是16 位的段基址左移4位<相当于在段基址最低位后添4个"0">,然后与偏移地址相加获得物理地址。
《微机原理与接口技术》教学课件 第6章
6.2 随机存取存储器
2 动态RAM 2164的工作过程
① 将要读出单元的行地 址送到地址线A0～A7上， RAS 信号有效时，在下 降沿将地址锁存在行地 址锁存器中。
② 将要读出单元的列地 址 送 到 地 址 线 A0 ～ A7 上 ， CAS 信号有效时，在下降 沿将地址锁存在列地址 锁存器中。
目录 CONTENTS
存储器入门 随机存取存储器
只读存储器 高速缓冲存储器
外部存储器
3
引子
计算机之所以能自动、连续地工作，是因为采用了存储程序的原理。计算机中的所有程序和数 据都存放在存储器中，存储器是计算机必不可少的组成部件之一。存储器的性能对整个计算机 系统的性能起着至关重要的作用。本章主要介绍存储器的分类、结构和主要性能指标，并通过 典型的存储器芯片来介绍存储器的工作原理及与CPU的连接方法。
6.1 存储器入门
连续两次读写操作之间所需的最短时间间隔称为存储周期。存储器每秒钟可读写的 数据量称为存储器带宽或数据传输速率，单位为bps（或bit/s）。存取周期和存储器带宽 也常作为存储器的性能指标。
提示
6.2 随机存取存储器
随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）也称随机读/写存储器或随机存储器，它既可以直接 从任何一个指定的存储单元中读出数据，也可以将数据写入任何一个指定的存储单元中。
6.1.2 存储器的性能指标
存储器容量：存储器中所包含存储单元的总数，单位是字节（B）。存储 器容量越大，存储的信息越多，计算机的性能也就越强。
01
02
存取时间：存储器完成一次读写操作所需的时间，单位为ns（纳秒，
1 ns＝10-9 sБайду номын сангаас。
微机原理与接口技术复习资料(概念背诵)
1、微处理器（CPU）由运算器、控制器、寄存器组三部分组成。
2、运算器由算术逻辑单元ALU、通用或专用寄存器组及内部总线三部分组成。
3、控制器的功能有指令控制、时序控制、操作控制，控制器内部由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、时序控制部件以及微操作控制部件（核心）组成。
4、8088与存储器和I/O接口进行数据传输的外部数据总线宽度为8位，而8086的数据总线空度为16位。
除此之外，两者几乎没有任何差别。
5、在程序执行过程中，CPU总是有规律的执行以下步骤：a从存储器中取出下一条指令b指令译码c如果指令需要，从存储器中读取操作数d执行指令e如果需要，将结果写入存储器。
6、8088/8086将上述步骤分配给了两个独立的部件：执行单元EU、总线接口单元BIU。
EU作用：负责分析指令（指令译码）和执行指令、暂存中间运算结果并保留结果的特征，它由算数逻辑单元（运算器）ALU、通用寄存器、标志寄存器、EU控制电路组成。
BIU作用：负责取指令、取操作、写结果，它由段寄存器、指令指针寄存器、指令队列、地址加法器、总线控制逻辑组成。
7、8088/8086CPU的内部结构都是16位的，即内部寄存器只能存放16位二进制码，内部总线也只能传送16位二进制码。
8、为了尽可能地提高系统管理（寻址）内存的能力，8088/8086采用了分段管理的方法，将内存地址空间分为了多个逻辑段，每个逻辑段最大为64K个单元，段内每个单元的地址长度为16位。
9、8088/8086系统中，内存每个单元的地址都有两部分组成，即段地址和段内偏移地址。
10、8088/8086CPU都是具有40条引出线的集成电路芯片，采用双列直插式封装，当MN/MX=1时，8088/8086工作在最小模式，当MN/MX=0时，8088/8086工作在最大模式。
11、8088/8086 CPU内部共有14个16位寄存器。
按其功能可分为三大类，即通用寄存器（8个）、段寄存器（4个）、控制寄存器（2个）。
#微型计算机原理与接口技术答案
P237 2.答：掩膜型ROM中信息是厂家根据用户给定的程序或数
据，对芯片图形掩膜进行两次光刻而写入的，用户对这类芯片 无法进行任何修改。
PROM出厂时，里面没有信息，用户采用一些设备可以将 内容写入PROM，一旦写入，就不能再改变了，即只允许编程 一次。
EPROM可编程固化程序，且在程序固化后可通过紫外光 照擦除，以便重新固化新数据。
2019年5月18日星期六
微机原理与接口技术
第七章作业习题课
杭州电子科技大学自动化学院
2019年5月18日星期六
P302 1. 【答】：当CPU正常运行程序时，由于微处理器内部事件或外设请求，
引起CPU中断正在运行的程序，转去执行请求中断的外设(或内部事件)的中断 服务子程序，中断服务程序执行完毕，再返回被中止的程序，这一过程称为中 断。
2019年5月18日星期六
3.答： CPU与外设通信时，传送的信息主要包括数据信息、 状态信息和控制信息。在接口电路中，这些信息分别进入不同 的寄存器，通常将这些寄存器和它们的控制逻辑统称为I/O端口， CPU可对端口中的信息直接进行读写。在一般的接口电路中都 要设置以下几种端口：
⑴数据端口：用来存放外设送往CPU的数据以及CPU要输 出到外设去的数据。数据端口主要起数据缓冲的作用。
DMA方式：也要利用系统的数据总线、地址总线和控制总 线来传送数据。原先，这些总线是由CPU管理的，但当外设需 要利用DMA方式进行数据传送时，接口电路可以向CPU提出请 求，要求CPU让出对总线的控制权，用DMA控制器来取代CPU， 临时接管总线，控制外设和存储器之间直接进行高速的数据传 送。这种控制器能给出访问内存所需要的地址信息，并能自动 修改地址指针，也能设定和修改传送的字节数，还能向存储器 和外设发出相应的读/写控制信号。在DMA传送结束后，它能释 放总线，把对总线的控制权又交还给CPU。
微机原理与接口技术(楼顺天第二版)第六章习题解答
微机原理与接口技术(楼顺天第二版)第六章习题解答微机原理与接口技术（楼顺天第二版）习题解答第6章总线及其形成6.1答：内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器（简称随机存储器或RAM）和只读存储器（简称ROM）。
随机存储器。
随机存储器允许随机的按任意指定地址向内存单元存入或从该单元取出信息，对任一地址的存取时间都是相同的。
由于信息是通过电信号写入存储器的，所以断电时RAM中的信息就会消失。
计算机工作时使用的程序和数据等都存储在RAM中，如果对程序或数据进行了修改之后，应该将它存储到外存储器中，否则关机后信息将丢失。
通常所说的内存大小就是指RAM 的大小，一般以KB或MB为单位。
只读存储器。
只读存储器是只能读出而不能随意写入信息的存储器。
ROM中的内容是由厂家制造时用特殊方法写入的，或者要利用特殊的写入器才能写入。
当计算机断电后，ROM中的信息不会丢失。
当计算机重新被加电后，其中的信息保持原来的不变，仍可被读出。
ROM适宜存放计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统最基本的输入输出程序、时钟控制程序以及计算机的系统配置和磁盘参数等重要信息。
6.2 答：存储器的主要技术指标有：存储容量、读写速度、非易失性、可靠性等。
6.3答：在选择存储器芯片时应注意是否与微处理器的总线周期时序匹配。
作为一种保守的估计，在存储器芯片的手册中可以查得最小读出周(R)(Read Cycle Time)和最小写周期期tcyct(W)(Write Cycle Time)。
如果根据计算，微cyc处理器对存储器的读写周期都比存储器芯片手册中的最小读写周期大，那么我们认为该存储器芯片是符合要求的，否则要另选速度更高的存储器芯片。
8086CPU对存储器的读写周期需要4个时钟周期(一个基本的总线周期)。
因此，作为一种保守的工程估计，存储器芯片的最小读出时间应满足如下表达式：t cyc(R)＜4T－t da－t D－T其中：T为8086微处理器的时钟周期；t da 为8086微处理器的地址总线延时时间；t D为各种因素引起的总线附加延时。
《微机原理与接口技术》教案
《微机原理与接口技术》教案一、教学目标1. 了解微机原理的基本概念，掌握微处理器、存储器、输入输出接口等的基本工作原理。
2. 熟悉接口技术的应用，学会使用接口电路实现微机与外部设备的数据传输和控制。
3. 能够分析微机系统中的信号转换、中断处理、定时与控制等问题，为后续的实际应用打下基础。
二、教学内容1. 微机原理概述：微处理器、存储器、输入输出接口的基本概念和工作原理。
2. 接口技术：接口电路的分类、功能、工作原理和应用实例。
3. 信号转换：模拟信号与数字信号的转换、数字信号与模拟信号的转换。
4. 中断处理：中断的概念、中断源、中断响应过程和中断处理程序的编写。
5. 定时与控制：定时器/计数器的工作原理及其在微机系统中的应用。
三、教学方法1. 采用讲授与实验相结合的方式，让学生在理论学习和实践操作中掌握微机原理与接口技术。
2. 通过案例分析、讨论等形式，激发学生的学习兴趣，提高解决问题的能力。
3. 注重实践操作，培养学生的动手能力和实际应用能力。
四、教学安排1. 课时：本课程共计32课时，每个课时45分钟。
2. 教学进度安排：第1-8课时：微机原理概述第9-16课时：接口技术第17-24课时：信号转换第25-32课时：中断处理与定时控制五、教学评价1. 平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等，占总成绩的30%。
2. 期末考试：包括理论知识测试和实验操作考核，占总成绩的70%。
3. 期末考试不合格者需参加补考，补考不合格则需重修。
4. 鼓励学生参加相关竞赛和实践活动，提高自身综合素质。
六、教学资源1. 教材：《微机原理与接口技术》教材，选用国内知名出版社出版的最新版教材。
2. 实验设备：微机原理实验箱、接口电路实验设备、信号发生器、示波器等。
3. 网络资源：利用校园网，为学生提供相关学术论文、技术文档、在线课程等资源。
4. 教学软件：选用适合教学的微机原理与接口技术相关软件，如模拟器、编程工具等。
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第6章 半导体存储器
半导体 存储器
随机读写 存储器RAM
只读存储器 ROM
双极型
MOS型
不可编程掩膜 存储器 MROM
可编程存储器 PROM
可擦除、可再 编程存储器
静态RAM 动态RAM
紫外线擦除的 EPROM电擦除的 E2 PR源自M图6.1 半导体存储器的分类
第6章 半导体存储器
6.1.3 半导体存储器的主要技术指标 1．存储容量
第6章 半导体存储器
6．集成度 集成度指在一块存储芯片内能集成多少个 基本存储电路，每个基本存储电路存放一位二进 制信息，所以集成度常用位/片来表示。 7．性能/价格比 性能/价格比(简称性价比)是衡量存储器经 济性能好坏的综合指标，它关系到存储器的实用 价值。其中性能包括前述的各项指标，而价格是 指存储单元本身和外围电路的总价格。
内存储器 外存储器
第6章 半导体存储器
6.1.2 半导体存储器的分类
从应用角度可将半导体存储器分为两大类： 随机存取存储器RAM(Random Access Memory)和 只读存储器ROM(Read Only Memory)。
RAM是可读、可写的存储器，CPU可以对RAM 的内容随机地读写访问，RAM中的信息断电后即 丢失。
第6章 半导体存储器
6.1.4 半导体存储器芯片的基本结构
… … … …
A0
地
A1
址
译
码
An
器
存储矩阵
缓 冲 器
三 态 数 据
D0 D1
DN
控制逻辑
R/W CS
图6.2 半导体存储器组成框图
第6章 半导体存储器
地址译码方式 单译码方式
A0 A1 A2 A3
内存：把通过系统总线直接与CPU相连的存 储器称为内存储器，简称内存。
特点：具有一定容量、存取速度快，且掉电 数据将丢失。
作用：计算机要执行的程序和要处理的数据 等都必须事先调入内存后方可被CPU读取并执行。
第6章 半导体存储器
外存：把通过接口电路与系统相连的存储器称为 外存储器，简称外存，如硬盘、软盘和光盘等。
第6章 半导体存储器
4．功耗 功耗反映了存储器耗电的多少，同时也反 映了其发热的程度。 5．可靠性 可靠性一般指存储器对外界电磁场及温度 等变化的抗干扰能力。存储器的可靠性用平均 故障间隔时间MTBF(Mean Time Between Failures)来衡量。MTBF可以理解为两次故障之 间的平均时间间隔。MTBF越长，可靠性越高， 存储器正常工作能力越强。
(1) 用字数位数表示，以位为单位。常用来表示 存 储 芯 片 的 容 量 ， 如 1K4 位 ， 表 示 该 芯 片 有 1K 个 单 元 (1K=1024)，每个存储单元的长度为4位。
(2) 用字节数表示，以字节为单位，如128B，表示 该芯片有 128个单元，每个存储单元的长度为8位。
其中，1KB＝210B＝1024B；1MB＝220B＝1024KB；1GB ＝230B＝l024MB；1TB＝240B＝1024GB。显然，存储容量 越大，所能存储的信息越多，计算机系统的功能便越强。
特点：存储容量大而存取速度较慢，且掉电数据 不丢失。
作用：外存用来存放当前暂不被CPU处理的程序 或数据，以及一些需要永久性保存的信息。
通常将外存归入计算机外部设备，外存中存放的 信息必须调入内存后才能被CPU使用。
早期的内存使用磁芯。随着大规模集成电路的发 展，半导体存储器集成度大大提高，成本迅速下降，存 取速度大大加快，所以在微型计算机中，目前内存一般 都使用半导体存储器。
ROM的内容只能随机读出而不能写入，断电 后信息不会丢失，常用来存放不需要改变的信息 (如某些系统程序)，信息一旦写入就固定不变了。
第6章 半导体存储器
根据制造工艺的不同，随机读写存储器RAM主 要有双极型和MOS型两类。
双极型存储器存取速度快、集成度较低、功 耗较大、成本较高等特点，适用于对速度要求较高 的高速缓冲存储器,低阻抗、电流控制的器件 ；
第6章 半导体存储器
第6章 半导体存储器
主要内容:
– 存储器及半导体存储器的分类 – 随机读写存储器（RAM） – 只读存储器（ROM） – 存储器的扩展
第6章 半导体存储器
6.1 存储器及半导体存储器的分类
存储器是计算机用来存储信息的部件。
6.1.1 存储器的分类
按存取速度和用途可把存储器分为两大类： 内存储器和外存储器。
掩膜式ROM，用户不可对其编程，其内容已由厂家设定 好，不能更改；
可编程ROM(Programmable ROM，简称PROM)，用户只能 对其进行一次编程，写入后不能更改；
可擦除的PROM(Erasable PROM，简称EPROM)，其内容 可用紫外线擦除，用户可对其进行多次编程；
电擦除的PROM(Electrically Erasable PROM，简称 EEPROM或E2PROM)，能以字节为单位擦除和改写。
MOS型存储器具有集成度高、功耗低、价格便 宜等特点，适用于内存储器，高输入阻抗、电压控制
的器件 。
MOS型存储器按信息存放方式又可分为静态 RAM(Static RAM，简称SRAM)和动态RAM(Dynamic RAM，简称DRAM)。
第6章 半导体存储器
只读存储器ROM在使用过程中，只能读出存储的信 息而不能用通常的方法将信息写入存储器。目前常见 的有：
第6章 半导体存储器
存储系统的层次结构
内存平均访问时间ns级
SRAM Cache1~5ns SDRAM内存7~15ns EDO内存60~80ns EPROM存储器100~400ns
寄存器 Cache 主存储器
外存平均访问时间ms级 硬盘9~10ms 光盘80~120ms
辅助存储器(磁盘) 大容量存储器(磁带)
第6章 半导体存储器
2．存取时间 存取时间是指从启动一次存储器操作到完 成该操作所经历的时间。例如，读出时间是指 从CPU向存储器发出有效地址和读命令开始，直 到将被选单元的内容读出为止所用的时间。显 然，存取时间越小，存取速度越快。 3．存储周期 连续启动两次独立的存储器操作(如连续两 次读操作)所需要的最短间隔时间称为存储周期。 它是衡量主存储器工作速度的重要指标。一般 情况下，存储周期略大于存取时间。