微型计算机原理及接口技术(课堂PPT)
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全套课件 微型计算机原理与接口技术(第二版)-王向慧
第1章 微型计算机基础
• 1.1 微型计算机概述 • 1.2 微型计算机系统的组成 • 1.3 计算机中数和字符的表示 • 1.4 二进制运算 • 习题与思考
1.1 微型计算机概述
• 1.1.1 微型计算机的产生与发展 • 1.1.2 微型计算机的特点 • 1.1.3 微型计算机的分类 • 1.1.4 微型计算机系统的主要性能指标 • 1.1.5 微型计算机的应用
时代 4位和8位低档微处理器
起止年份
典型微处理器
1971~1973 Intel 4004 8008
主频 1 MHz
8位中高档微处理器
1974~1977 Intel 8080 8085
2~5 MHz
16位微处理器
1978~1984 Intel 8086/8088 80286 5~25 MHz
32位微处理器
备
数据流 控制流
1.2.2 微型计算机的硬件系统
微型计算机硬件系统是指构成微型计算机系统 的所有实体部件的集合，由微处理器、内存储器、 输入/输出接口、外部设备等部件组成，通过系统总 线各部件连接并通信。
外部设备1 …… 外部设备n
RAM
ROM I/O接口1 …… I/O接口n
CPU
AB DB CB
5．系统总线
行的线信I内/、O息存接地中分口址转为电总。R路线A支、M持控和。制RO总M线。。
1.2.3 微型计算机的软件系统
1．系统软件
指控制计算机的运行、管理计算机的各种资源、支持应用 软件的开发和运行的软件。
(1) 操作系统：DOS、Windows、UNIX、Linux等 (2) 语言处理程序：机器语言、汇编语言、高级语言
6．办公自动化
7．仪器仪表及家电控制
• 1.1 微型计算机概述 • 1.2 微型计算机系统的组成 • 1.3 计算机中数和字符的表示 • 1.4 二进制运算 • 习题与思考
1.1 微型计算机概述
• 1.1.1 微型计算机的产生与发展 • 1.1.2 微型计算机的特点 • 1.1.3 微型计算机的分类 • 1.1.4 微型计算机系统的主要性能指标 • 1.1.5 微型计算机的应用
时代 4位和8位低档微处理器
起止年份
典型微处理器
1971~1973 Intel 4004 8008
主频 1 MHz
8位中高档微处理器
1974~1977 Intel 8080 8085
2~5 MHz
16位微处理器
1978~1984 Intel 8086/8088 80286 5~25 MHz
32位微处理器
备
数据流 控制流
1.2.2 微型计算机的硬件系统
微型计算机硬件系统是指构成微型计算机系统 的所有实体部件的集合，由微处理器、内存储器、 输入/输出接口、外部设备等部件组成，通过系统总 线各部件连接并通信。
外部设备1 …… 外部设备n
RAM
ROM I/O接口1 …… I/O接口n
CPU
AB DB CB
5．系统总线
行的线信I内/、O息存接地中分口址转为电总。R路线A支、M持控和。制RO总M线。。
1.2.3 微型计算机的软件系统
1．系统软件
指控制计算机的运行、管理计算机的各种资源、支持应用 软件的开发和运行的软件。
(1) 操作系统：DOS、Windows、UNIX、Linux等 (2) 语言处理程序：机器语言、汇编语言、高级语言
6．办公自动化
7．仪器仪表及家电控制
最新微型计算机原理及接口技术课件
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第1章 微型计算机基础
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3
1.1 微型计算机的组成
1.1.1 微型计算机的硬件系统组成 1.1.2 微型计算机的软件系统组成
1.2 微型计算机的硬件结构及基本工作过程
微型计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。 1.1.1 微型计算机的硬件系统组成
图1-1 微型计算机的硬件基本组成
1.1.2 微型计算机的软件系统组成 计算机的软件系统是由系统软件和应用软件两大部分组成。
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10
1.2.2微型计算机的主要组成部分及功能 1.微处理器
___图__1_-_6______微____处____理____器____的____基____本______组__成_____
11
微处理器是微型计算机的运算和控制指挥中心，主要由运算器、控制器、寄存 器组（阵列）以及内总线组成。
1.2.1 数据总线、地址总线和控制总线 1.2.2 微型计算机的主要组成部分及功能 1.2.3 微型计算机基本工作过程
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4
1.3 微型计算机的运算基础
1.3.1 计算机中数的表示 1.3.2 计算机的基本运算方法
(1)运算器
运算器是执行算术运算和逻辑运算的部件，由累加器Acc、暂存器TMP、算术 逻辑单元ALU、标志寄存器FR和一些逻辑电路组成。
微机原理及接口技术第章.ppt
发展到以大规模集成电路为主要部件的 第四代，产生了微型计算机
1971年，Intel公司设计了世界上第一 个微处理器芯片Intel4004 ，开创了一 个全新的计算机时代
10
1.1.1 微型计算机的发展
第1代：4位和低档8位微机
4004→4040→8008
第2代：中高档8位微机
Z80、I8085、M6800， Apple-II 微机
处 理 器 子 系 统
15
系
系统总线BUS
地址总线AB
统 总1.
微处理器子系统
线2. 存储器
数据总线DB 控制总线CB
形
成3. I存/O储设器 备和II/O/接O口接口
4. 系统总线
I/O设备
图1.1 微型计算机的系统组成
系统总线
总线是指传递信息的一组公用导线 总线是传送信息的公共通道 微机系统采用总线结构连接系统功能部件 总线信号可分成三组
课程介绍
2
章节目录
计划学时
第1章 微型计算机系统概述 第2章 指令系统 第3章 汇编语言程序设计
第4章 微处理器外部特性 第5章 半导体存储器及其接口 第6章 基本输入输出接口
3.5+/3 0.5/6 10
6/6 6/6 6/6
课程内容
3
章节目录（续） 计划学时
第7章 中断控制器
8/7
第8章 定时计数控制器
地址总线 AB：传送地址信息(单向) 数据总线 DB：传送数据信息(双向) 控制总线 CB：传送控制信息(每根单向/双向)
16
总线信号
地址总线 AB
输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址 地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围
1971年，Intel公司设计了世界上第一 个微处理器芯片Intel4004 ，开创了一 个全新的计算机时代
10
1.1.1 微型计算机的发展
第1代：4位和低档8位微机
4004→4040→8008
第2代：中高档8位微机
Z80、I8085、M6800， Apple-II 微机
处 理 器 子 系 统
15
系
系统总线BUS
地址总线AB
统 总1.
微处理器子系统
线2. 存储器
数据总线DB 控制总线CB
形
成3. I存/O储设器 备和II/O/接O口接口
4. 系统总线
I/O设备
图1.1 微型计算机的系统组成
系统总线
总线是指传递信息的一组公用导线 总线是传送信息的公共通道 微机系统采用总线结构连接系统功能部件 总线信号可分成三组
课程介绍
2
章节目录
计划学时
第1章 微型计算机系统概述 第2章 指令系统 第3章 汇编语言程序设计
第4章 微处理器外部特性 第5章 半导体存储器及其接口 第6章 基本输入输出接口
3.5+/3 0.5/6 10
6/6 6/6 6/6
课程内容
3
章节目录（续） 计划学时
第7章 中断控制器
8/7
第8章 定时计数控制器
地址总线 AB：传送地址信息(单向) 数据总线 DB：传送数据信息(双向) 控制总线 CB：传送控制信息(每根单向/双向)
16
总线信号
地址总线 AB
输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址 地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围
微机原理与接口技术PPT课件
（2）如果要对其他段寄存器所指出的存储区 进行直接寻址，则本条指令前必须用前缀指出 段寄存器名。
21018H 21019H
AA 数 BB 据
段
8
三、直接寻址
• 操作数的存储区是在DS段以外的段中，则应 在指令中指定段跨越前缀：
• MOV BX, ES:[2000H] 设ES＝3000H，则指令执行后是将32000H
• 操作数的寻址方式有以下几种：
•
立即数寻址
寄存器寻址
直接寻址
寄存器间接寻址
寄存器相对寻址
基址加变址寻址
相对的基址加变址寻址
• 例：指令形式：
MOV AX， 0000H； AX← 0000H
助记符 目的操作数 源操作数
4
一、立即数寻址
• 操作数紧跟在操作码的后面，与操作码一起放在码段
区域，立即数可以为8位，也可以为16位。
设SS＝3000H，BP＝2000H， COUNT＝1050H
有效地址为： EA＝2000H＋1050H＝3050H
物理地址： 堆栈段＝30000H＋3050H＝33050H
存储器
M
10000H 8B 代
10001H 86 码
10002H
段
AH AL BB AA
33050H 33051H
AA 堆 BB 栈
代码：8B 07
设 DS＝2000H，BX＝5000H CS＝1000H，IP＝0000H
物理地址： 代码段：CS000H 8B 代
10001H 07 码
10002H
段
数据段：DS ×16＋BX＝25000H
AH AL
BB AA
25000H 25001H
微机原理及接口技术参考PPT
IN AL，DX
；读数据
MOV [SI]，AL
MOV DX，8002H
MOV AL，00H
OUT DX，AL
INC SI ；存放数据的内存地址加1
INC BL ；通道地址加1
MOV AL，BL OUT DX，AL ；送通道地址 MOV DX，8002H
DEC BH JNZ GOON POP AX
MOV AL，01H
•14
9.3 A/D转换器ADC0809及应用
➢ 采样：对连续变化的模拟量要按一定的规律和周期取出其 中的某一瞬时值。
➢ 采样频率：一般要高于或至少等于输入信号最高频率的2 倍，实际应用中采样频率一般是信号频率的4~8倍。
➢ 采样周期：相邻两次采样的间隔时间。一次A/D转换所需 要的时间必须小于采样周期。
•10
➢ 应用举例：利用D/A 转换器来构造波形发生器，如图所 示。假设地址译码输出端口为360H。
图９.8 采用DAC0832 构造的波形发生器
•11
(1) 矩形波。给DAC0832 持续256 次送数据0，然后256 次送 数据FFH，依次重复处理。输出矩形波的程序段如下：
MOV DX，360H ；设定地址译码输出端口 DD0： MOV CX，0FFH
2
多2
N位
路
电
二进制数
… …
模
阻
拟
网
开
络
N
关N
运算 放大器
图9.2 D/A转换器框图
模拟电压输出
•3
1. 加权电阻网络D/A转换器的工作原理
VREF
K1
R1
K2
R2
K3
R3
Kn
Rn
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• （3）粒位G字段 • 段描述符中的这个字段是用来确定段界限所使用的长度单位。段描述符的
第6字节的D7位是粒度位G字段。0时，段的长度以一个字节为单位。1时，
• （4）分类S字段
• 段描述符中的第5字节的D4位“S”字段是用来区分是系统段描述符还是非 系统段描述符。当0时，是系统段描述符。当1时，是非系统段描述符。
• 微处理机的存储管理部件由分段部件和分页部件组成。分段 部件可以提供多个各自独立的地址空间，而分页部件可以使 用少量的随机存储器（）和磁盘存储器去支持一个很大的地
1.2 分段存储管理
• 1.2.1 分段存储管理的基本思想
• 通常，一个程序由多个模块组成，特别是在结构化程序设计 思想提出之后，程序的模块性就更强了。一个复杂的大程序 总可以分解成多个在逻辑上相对独立的模块，模块间的界面 和调用关系是可以清楚定义的。这些模块可以是主程序、各 种能赋于名称的子程序或过程，也可以是表格、数组、树、 向量等某类数据元素的集合。模块的大小可以各不相同，有 的甚至事先无法确定。但每一个模块都是一个特定功能的独 立的程序段，都是以该段的起点为0相对编址。
虚拟存储器这个概念是1961年由英国曼彻斯特大学的等人提出 的，并于20世纪70年代广泛应用于大中型计算机之中，现在 的微型计算机也都采用了这种技术。
虚拟存储器是由主存储器、辅助存储器、辅助硬件和操作系统 管理软件组成的一种存储体系。它把辅助存储器作为主存储
表1.1.1 虚拟存储器和存储器的比较
1.1.1 地址空间及地址
微型计算机原理与接口技术 （第2版）
赵宏伟 于秀峰 黄永平 秦贵和 北京：科学出版社 出版
第1章 保护模式存储管理
1.1 虚拟存储器及其工作原理
虚拟存储器又称为虚拟存储系统。虚拟存储器是为满足用户对 存储空间不断扩大的要求而提出的，随着用户程序复杂性的 增加，占用存储空间越来越大。其解决办法是，可扩大主存， 但是造价高，空间利用率很低，并不是好的途径。采用虚拟 存储器，可较好地解决这个问题。
第6字节的D7位是粒度位G字段。0时，段的长度以一个字节为单位。1时，
• （4）分类S字段
• 段描述符中的第5字节的D4位“S”字段是用来区分是系统段描述符还是非 系统段描述符。当0时，是系统段描述符。当1时，是非系统段描述符。
• 微处理机的存储管理部件由分段部件和分页部件组成。分段 部件可以提供多个各自独立的地址空间，而分页部件可以使 用少量的随机存储器（）和磁盘存储器去支持一个很大的地
1.2 分段存储管理
• 1.2.1 分段存储管理的基本思想
• 通常，一个程序由多个模块组成，特别是在结构化程序设计 思想提出之后，程序的模块性就更强了。一个复杂的大程序 总可以分解成多个在逻辑上相对独立的模块，模块间的界面 和调用关系是可以清楚定义的。这些模块可以是主程序、各 种能赋于名称的子程序或过程，也可以是表格、数组、树、 向量等某类数据元素的集合。模块的大小可以各不相同，有 的甚至事先无法确定。但每一个模块都是一个特定功能的独 立的程序段，都是以该段的起点为0相对编址。
虚拟存储器这个概念是1961年由英国曼彻斯特大学的等人提出 的，并于20世纪70年代广泛应用于大中型计算机之中，现在 的微型计算机也都采用了这种技术。
虚拟存储器是由主存储器、辅助存储器、辅助硬件和操作系统 管理软件组成的一种存储体系。它把辅助存储器作为主存储
表1.1.1 虚拟存储器和存储器的比较
1.1.1 地址空间及地址
微型计算机原理与接口技术 （第2版）
赵宏伟 于秀峰 黄永平 秦贵和 北京：科学出版社 出版
第1章 保护模式存储管理
1.1 虚拟存储器及其工作原理
虚拟存储器又称为虚拟存储系统。虚拟存储器是为满足用户对 存储空间不断扩大的要求而提出的，随着用户程序复杂性的 增加，占用存储空间越来越大。其解决办法是，可扩大主存， 但是造价高，空间利用率很低，并不是好的途径。采用虚拟 存储器，可较好地解决这个问题。
微机原理与接口技术第6章课件
8237A-5 DMA 控制器 8259A 中断控制器 8253-5 计数器/定时器 8255A-5 并行接口 DMA 页寄存器 NMI 屏蔽寄存器 保留 保留
200～20F 2F8～2FF 300～31F 320～32F 387～37F 380～38F 3B0～3BF 3F0～3F7 3F8～3FF
输入/输出接口技术是信息传送的控制技术，是一种采用软、硬 件结合的方法，实现CPU与外设之间协调与匹配，实现二者之间高效、 可靠的信息传递的一门技术。
6.1.1 设置接口电路的目的
一般的输入/输出设备都是机械的或机电相结合的产物，它 们与CPU进行数据交换时存在以下问题：
（1）端口间接速度不匹配 （2）端口时序不匹配 （3）信息格式不匹配 （4）信息类型不匹配
1)PC/XT机的I/O端口分配
在IBM的PC/XT机中，中断控制、DMA控制、动态RAM刷新、系统配 置识别、键盘代码读取及扬声器发音等都是由可编程I/O接口芯片控 制的。PC/XT机的端口地址译码是采用非完全译码方式，即只考虑了 低10位地址线A0~A9，而没有考虑高6位地址线A10～A15，故其I/O端口 地址范围是0000H~03FFH，总共只有1024个字节端口，并且把前512个 字节端口分配给了主板，后512个字节I/O端口分配给了扩展槽上的常 规外设。PC/XT机的I/O端口分配表见表6-1。
图6-1 一个典型的I/O接口
1.数据缓冲寄存器
数据缓冲寄存器用来保存CPU和外设之间传送的数据（如数字、 字符及某种特定的编码等）。对输入/输出数据起缓冲作用的数据寄 存器称为数据端口。
2.控制寄存器
控制寄存器用来存放CPU发往外设的控制命令和其他信息。确定 接口电路的工作方式和功能的控制寄存器称为控制端口。由于现在的 接口芯片大都具有可编程的特点，可通过编程来选择或改变其工作方 式和功能，一个接口芯片就相当于具有多种不同的工作方式和功能， 使用起来十分灵活、方便。控制寄存器是写寄存器，其内容只能由微 处理器写入，而不能读出。
精品课件-微型计算机原理及接口技术-第7章_1
; 方式选择 ; C口位操作
21
PRINT: MOV AL, BLAK
MOV CL, AL
; 循环次数
MOV SI, OFFSET DATA
GOON: MOV DX, 0382H ; C口地址
PWAIT: IN AL, DX AND AL, 02H JNZ PWAIT
忙？（Busy＝1？） ; 测试PC1是否为1则等待 ; 等待不忙
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IOW 在 ACK 之前发出，STB 在 IOR 之前发 出
A口在 STB 锁存数据后，外设即可撤除A口 的数据
A口在 ACK 有效时输出数据
7.1 可编程并行接口8255 三、8255的方式控制字及状态字
1. 控制字
15
1 A组控制
B组控制
76543210
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
数据 总线 缓冲器
复位后，A、B、 C口均为输入
8位内部数据总线
A组 端口C 上半部 (4)
B组 端口C 下半部 (4)
RD WR A0 A1 RESET
CS
读/写 控制 逻辑
B组 控制
B组 端口 B(8)
图7.2 8255的内部结构框图
I/O PA7～PA0
输入、输出、 双向
有锁存能 I/O PC7～(方PC式力4 1、 输入、输出2)、 控制/状态信 号I/O PC3～PC0
有锁存能 无锁存能 力 力
I/O PB7～PB0
输入、输出
有锁存能 力
控制字 控制字
7.1 可编程并行接口8255 二、8255的工作方式
1. 工作方式0：基本输入输出方式 A口（PA0～PA7）：输入或输出 B口（PB0～PB7）：输入或输出 C口（PC4～PC7）：输入或输出 C口（PC0～PC3）：输入或输出
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17
3.编码 编码是为了在特定场合下方便使用而制定的一种数字代号。计算机中常用的编
码有两种（BCD码和ASCII码），是为方便进行特定计算而制定的编码规则。 (1)二进制编码的十进制数（BCD码）
用4位二进制数表示1位十进制数的编码方法叫做BCD码。见表1-1 。
表1-1 十进制数与BCD码对照表
微型计算机原理 及础…………………………… 3 第2章 Intel系列微处理器……………………….30 第3章 80486微处理器的指令系统……………….52 第4章 汇编语言程序设计………………………. 96 第5章 存储系统………………………………… 171 第6章 输入输出方式及中断系统……………… 210 第7章 可编程接口芯片………………………… 251 第8章 外设接口技术…………………………… 374 第9章 总线……………………………………… 440
1.3.1 计算机中数的表示 1.3.2 计算机的基本运算方法
1.4 典型微型计算机
1.4.1 主要性能指标 1.4.2 PC系列微型计算机 1.4.3 微型计算机中的主要计算机技术 1.4.4 微型计算机类型 1.4.5 微型计算机的应用及发展
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1.1 微型计算机的组成
微型计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。 1.1.1 微型计算机的硬件系统组成
图1-8 存储器单元与地 址的关系
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1.2.3 微型计算机基本工作过程 计算机的核心是CPU，了解CPU的工作过程对于理解计算机内部工作原理非常
重要。为了便于理解，下面以模型机执行简单程序为例，说明程序的执行过程：
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本段程序已放入内存指定位置，内部结构如图1-9所示：
图1-9 假想模型机与程序执行示例
地址总线用于传送CPU发出的地址信息，是单向总线。地址信息用于找寻存 储器或外设， AB总线的位数决定了外界存储器最大的存储容量 控制总线 CB
控制总线是微处理器向各部件发出的控制信息、时序信息以及外部设备发送到 微处理器的请求信息的总称。控制总线中每一根线的方向都是一定的、单向的， 但作为整体来看则是双向的。
图1-1 微型计算机的硬件基本组成
1.1.2 微型计算机的软件系统组成 计算机的软件系统是由系统软件和应用软件两大部分组成。
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1.2 微型计算机的硬件结构及基本工作过程
目前各种微型计算机的硬件均由微处理器、存储器、输入输出接口、输入输出设 备这几部分组成，如图1-2所示。
图1-2 微型计算机的硬件结构框图
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1.3 微型计算机的运算基础
1.3.1 计算机中数的表示 1.机器数和真值
在计算机中，无论数值还是符号，都是用0或1来表示。通常用最高位做符号 位，0表示正数，1表示负数。 2.带符号数的表示方法 原码:在机器数中，将最高位作为符号位，其余二进制位表示该数的绝对值的表 示方法叫做原码表示法。 反码:正数的反码表示与原码相同，负数的反码是将其对应的正数的各位取反， 符号位为负。 补码：正数的补码表示与原码相同，负数的补码是将其对应的正数的各位取反 后再加1，符号位仍为负。
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第1章 微型计算机基础
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1.1 微型计算机的组成
1.1.1 微型计算机的硬件系统组成 1.1.2 微型计算机的软件系统组成
1.2 微型计算机的硬件结构及基本工作过程
1.2.1 数据总线、地址总线和控制总线 1.2.2 微型计算机的主要组成部分及功能 1.2.3 微型计算机基本工作过程
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1.3 微型计算机的运算基础
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1.2.2微型计算机的主要组成部分及功能 1.微处理器
图1-6 微处理器的基本组成
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微处理器是微型计算机的运算和控制指挥中心，主要由运算器、控制器、寄存 器组（阵列）以及内总线组成。 (1)运算器
运算器是执行算术运算和逻辑运算的部件，由累加器Acc、暂存器TMP、算术 逻辑单元ALU、标志寄存器FR和一些逻辑电路组成。 (2)控制器
根据总线的组织方式，可把微型计算机的硬件结构分为单总线结构、双总线结 构和双层总线结构。
7
1.单总线结构 2.双总线结构
图1-3 单总线结构的微 型计算机
图1-4双总线结构微型 计算机
8
3.双层总线结构
图1-5 双层总线结构微型计算机
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1.2.1数据总线、地址总线和控制总线 数据总线 DB
数据总线用于传输数据信息，是双向总线。 地址总线 AB
它们在程序的执行过程中有特殊功能，如程 序计数器PC、堆栈指示器SP等。
①程序计数器PC
程序计数器PC用于存放下一条要执行的指令 在存储器中存放的地址，通常称为PC指针。
②堆栈及堆栈指示器SP
堆栈一旦形成就必须遵循先进后出FILO （First In Last Out）的原则对栈区的数据 进行操作。如图1-7.
控制器是指令执行部件，包括取指令、分析指令（指令译码）和执行指令，由 指令寄存器IR、指令译码器ID和操作控制电路三个部件组成。 (3)寄存器组
在微处理器内部的寄存器组中，主要由通用寄存器和专用寄存器组成。
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通用寄存器
通用寄存器的作用是暂时存放ALU需要用到 的数据，方便完成各种数据操作。
专用寄存器
在计算机里BCD码的表示方法又分为两种： 分离BCD码和组合BCD码。 18
分离BCD码
用1个字节表示1位十进制数，低4位为BCD码，高4位补0。用这种方式表示的BCD 码叫做分离BCD码，见表1-2。
表1-2 十进制数与分离BCD码对照表
组合BCD码
在1个字节中，用低4位表示1位BCD码，同时高4位也表示为1位BCD码，即在1个字 节中同时表示两位十进制数。
图1-7 堆栈区示意图
13
2.存储器
存储器是计算机中存储程序和数据的部件。存储器的 性能通常用存储容量和存取速度来描述。如图1-8。
3.输入输出接口
该接口是CPU与外部设备之间交换信息的连接电路， 它们通过总线与CPU相连，简称I/O接口。
4.输入输出设备
使用微型计算机就必须进行人机交互，将外部信息传 送到微型计算机称为输入操作；将微型计算机的运行结 果传送出来称为输出。能完成信息输入或输出的设备称 为输入输出设备，二者也合称为外部设备。
3.编码 编码是为了在特定场合下方便使用而制定的一种数字代号。计算机中常用的编
码有两种（BCD码和ASCII码），是为方便进行特定计算而制定的编码规则。 (1)二进制编码的十进制数（BCD码）
用4位二进制数表示1位十进制数的编码方法叫做BCD码。见表1-1 。
表1-1 十进制数与BCD码对照表
微型计算机原理 及础…………………………… 3 第2章 Intel系列微处理器……………………….30 第3章 80486微处理器的指令系统……………….52 第4章 汇编语言程序设计………………………. 96 第5章 存储系统………………………………… 171 第6章 输入输出方式及中断系统……………… 210 第7章 可编程接口芯片………………………… 251 第8章 外设接口技术…………………………… 374 第9章 总线……………………………………… 440
1.3.1 计算机中数的表示 1.3.2 计算机的基本运算方法
1.4 典型微型计算机
1.4.1 主要性能指标 1.4.2 PC系列微型计算机 1.4.3 微型计算机中的主要计算机技术 1.4.4 微型计算机类型 1.4.5 微型计算机的应用及发展
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1.1 微型计算机的组成
微型计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。 1.1.1 微型计算机的硬件系统组成
图1-8 存储器单元与地 址的关系
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1.2.3 微型计算机基本工作过程 计算机的核心是CPU，了解CPU的工作过程对于理解计算机内部工作原理非常
重要。为了便于理解，下面以模型机执行简单程序为例，说明程序的执行过程：
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本段程序已放入内存指定位置，内部结构如图1-9所示：
图1-9 假想模型机与程序执行示例
地址总线用于传送CPU发出的地址信息，是单向总线。地址信息用于找寻存 储器或外设， AB总线的位数决定了外界存储器最大的存储容量 控制总线 CB
控制总线是微处理器向各部件发出的控制信息、时序信息以及外部设备发送到 微处理器的请求信息的总称。控制总线中每一根线的方向都是一定的、单向的， 但作为整体来看则是双向的。
图1-1 微型计算机的硬件基本组成
1.1.2 微型计算机的软件系统组成 计算机的软件系统是由系统软件和应用软件两大部分组成。
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1.2 微型计算机的硬件结构及基本工作过程
目前各种微型计算机的硬件均由微处理器、存储器、输入输出接口、输入输出设 备这几部分组成，如图1-2所示。
图1-2 微型计算机的硬件结构框图
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1.3 微型计算机的运算基础
1.3.1 计算机中数的表示 1.机器数和真值
在计算机中，无论数值还是符号，都是用0或1来表示。通常用最高位做符号 位，0表示正数，1表示负数。 2.带符号数的表示方法 原码:在机器数中，将最高位作为符号位，其余二进制位表示该数的绝对值的表 示方法叫做原码表示法。 反码:正数的反码表示与原码相同，负数的反码是将其对应的正数的各位取反， 符号位为负。 补码：正数的补码表示与原码相同，负数的补码是将其对应的正数的各位取反 后再加1，符号位仍为负。
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第1章 微型计算机基础
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1.1 微型计算机的组成
1.1.1 微型计算机的硬件系统组成 1.1.2 微型计算机的软件系统组成
1.2 微型计算机的硬件结构及基本工作过程
1.2.1 数据总线、地址总线和控制总线 1.2.2 微型计算机的主要组成部分及功能 1.2.3 微型计算机基本工作过程
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1.3 微型计算机的运算基础
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1.2.2微型计算机的主要组成部分及功能 1.微处理器
图1-6 微处理器的基本组成
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微处理器是微型计算机的运算和控制指挥中心，主要由运算器、控制器、寄存 器组（阵列）以及内总线组成。 (1)运算器
运算器是执行算术运算和逻辑运算的部件，由累加器Acc、暂存器TMP、算术 逻辑单元ALU、标志寄存器FR和一些逻辑电路组成。 (2)控制器
根据总线的组织方式，可把微型计算机的硬件结构分为单总线结构、双总线结 构和双层总线结构。
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1.单总线结构 2.双总线结构
图1-3 单总线结构的微 型计算机
图1-4双总线结构微型 计算机
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3.双层总线结构
图1-5 双层总线结构微型计算机
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1.2.1数据总线、地址总线和控制总线 数据总线 DB
数据总线用于传输数据信息，是双向总线。 地址总线 AB
它们在程序的执行过程中有特殊功能，如程 序计数器PC、堆栈指示器SP等。
①程序计数器PC
程序计数器PC用于存放下一条要执行的指令 在存储器中存放的地址，通常称为PC指针。
②堆栈及堆栈指示器SP
堆栈一旦形成就必须遵循先进后出FILO （First In Last Out）的原则对栈区的数据 进行操作。如图1-7.
控制器是指令执行部件，包括取指令、分析指令（指令译码）和执行指令，由 指令寄存器IR、指令译码器ID和操作控制电路三个部件组成。 (3)寄存器组
在微处理器内部的寄存器组中，主要由通用寄存器和专用寄存器组成。
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通用寄存器
通用寄存器的作用是暂时存放ALU需要用到 的数据，方便完成各种数据操作。
专用寄存器
在计算机里BCD码的表示方法又分为两种： 分离BCD码和组合BCD码。 18
分离BCD码
用1个字节表示1位十进制数，低4位为BCD码，高4位补0。用这种方式表示的BCD 码叫做分离BCD码，见表1-2。
表1-2 十进制数与分离BCD码对照表
组合BCD码
在1个字节中，用低4位表示1位BCD码，同时高4位也表示为1位BCD码，即在1个字 节中同时表示两位十进制数。
图1-7 堆栈区示意图
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2.存储器
存储器是计算机中存储程序和数据的部件。存储器的 性能通常用存储容量和存取速度来描述。如图1-8。
3.输入输出接口
该接口是CPU与外部设备之间交换信息的连接电路， 它们通过总线与CPU相连，简称I/O接口。
4.输入输出设备
使用微型计算机就必须进行人机交互，将外部信息传 送到微型计算机称为输入操作；将微型计算机的运行结 果传送出来称为输出。能完成信息输入或输出的设备称 为输入输出设备，二者也合称为外部设备。