微机原理第14章PPT课件
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微机原理与接口技术课件PPT
汇编语言的优点
汇编语言具有高效、可移植性、 可维护性等优点，适用于编写操 作系统、编译器等关键软件。
汇编语言的缺点
汇编语言编写复杂，容易出错， 且可移植性较差，需要针对不同 的计算机体系结构进行修改。
高级语言
01
高级语言的定义
高级语言是一种抽象程度更高的 编程语言，它使用更接近自然语 言的语法和语义。
实验提供参考。
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感谢您的观看
串行接口的数据传输速率比并行 接口慢，但只需要一根数据线， 因此成本较低。
03
串行接口的常见标准包括RS-232 、RS-422和USB。
04
中断控制器
中断控制器是微机中的一 种重要组件，它负责管理 计算机系统中断的处理。
中断控制器可以管理硬件 设备的中断请求，例如键 盘、鼠标和计时器等。
ABCD
并行接口通常用于连接打印机、磁盘驱动器等高速设备， 因为这些设备需要快速传输大量数据。
并行接口的常见标准包括ECP、EPP和USB。
串行接口
01
串行接口是一种数据传输方式， 它通过单个数据线逐位传输数据 。
02
串行接口通常用于连接鼠标、调 制解调器等低速设备，因为这些 设备不需要快速传输大量数据。
语音识别和图像处理
利用微机原理与接口技术，可以实现语音识 别和图像处理等功能，提高办公自动化水平 。
在家用电器中的应用
1 2 3
智能家居控制
微机原理与接口技术可以用于智能家居控制，实 现家用电器的远程控制和自动化控制。
电视和音响设备控制
通过微机原理与接口技术，可以实现电视和音响 设备的智能控制，提供更加便捷和智能的娱乐体 验。
《中科大微机原理》课件
指令系统是计算机硬件能够直接 识别的指令的集合，是计算机的 基本指令集。
指令系统的分类
根据指令的操作性质，指令系统 可分为数据操作指令、控制指令 和输入输出指令等。
指令系统的功能
指令系统具有运算、控制、存储 等功能，是计算机实现各种复杂 操作的基础。
指令的格式与类型
指令的基本格式
指令由操作码和操作数组成，操作码指明指 令的操作性质，操作数指明参与运算的数据 来源和存放结果的地址。
01
中断的来源
中断可以由硬件设备、操作系统或其他 程序产生，用来通知CPU需要处理一些 重要事件。
02
03
中断的作用
中断可以用于实现多任务处理、实时 控制、异常处理等功能，是现代计算 机系统中不可或缺的一部分。
中断的处理过程
中断请求
当某个事件发生时，中断源 向CPU发送中断请求信号。
中断响应
CPU检测到中断请求后，会 暂时停止当前正在执行的程 序，保存现场，转而去执行 中断处理程序。
05
微机的输入输出技术
输入输出接口的基本概念
接口定义
输入输出接口是微机系统中的重要组成部分，它负责连接微处理 器和外部设备，实现数据传输和控制信号的传递。
功能
接口的主要功能包括数据传输、地址译码、设备选择、数据缓冲、 设备控制等。
组成
输入输出接口通常由寄存器、译码器、缓冲器等组成。
输入输出数据的传输方式
域的各种控制系统也需要微机的支持。
02
微机的基本组成
中央处理器
01
中央处理器（CPU）是微机的核心部件，负责执行指令和处理 数据。
02
CPU由运算器和控制器组成，运算器负责进行算术和逻辑运算
，控制器负责协调各个部件的工作。
指令系统的分类
根据指令的操作性质，指令系统 可分为数据操作指令、控制指令 和输入输出指令等。
指令系统的功能
指令系统具有运算、控制、存储 等功能，是计算机实现各种复杂 操作的基础。
指令的格式与类型
指令的基本格式
指令由操作码和操作数组成，操作码指明指 令的操作性质，操作数指明参与运算的数据 来源和存放结果的地址。
01
中断的来源
中断可以由硬件设备、操作系统或其他 程序产生，用来通知CPU需要处理一些 重要事件。
02
03
中断的作用
中断可以用于实现多任务处理、实时 控制、异常处理等功能，是现代计算 机系统中不可或缺的一部分。
中断的处理过程
中断请求
当某个事件发生时，中断源 向CPU发送中断请求信号。
中断响应
CPU检测到中断请求后，会 暂时停止当前正在执行的程 序，保存现场，转而去执行 中断处理程序。
05
微机的输入输出技术
输入输出接口的基本概念
接口定义
输入输出接口是微机系统中的重要组成部分，它负责连接微处理 器和外部设备，实现数据传输和控制信号的传递。
功能
接口的主要功能包括数据传输、地址译码、设备选择、数据缓冲、 设备控制等。
组成
输入输出接口通常由寄存器、译码器、缓冲器等组成。
输入输出数据的传输方式
域的各种控制系统也需要微机的支持。
02
微机的基本组成
中央处理器
01
中央处理器（CPU）是微机的核心部件，负责执行指令和处理 数据。
02
CPU由运算器和控制器组成，运算器负责进行算术和逻辑运算
，控制器负责协调各个部件的工作。
本科课件-微机原理与单片机应用(完整)
绪论
2、计算机发展趋势
•微型化─ 便携式、低功耗 •高性能─ 尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、高速度 •智能化─ 模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理能力 •系列化、标准化─ 便于各种计算机硬、软件兼容和升级 •网络化─ 网络计算机和信息高速公路 •多机系统─ 大型设备、生产流水线集中管理(独立控制、
5．单片机工作原理 6. 单片机汇编语言设计 7. 单片机C语言程序设计 8. 单片机应用技术
微机原理部分
单片机原理部分
微机原理部分的主要内容
第一章：数制、 二进制数的运算及其加法电路、复习 数码（ASCII码、BCD码）、二进制有符号数的的表示 方法及运算 第二章： 三态输出电路、 总线结构、存储器 第三章：基本工作原理，以一个简单的模型机为例， 系统的介绍微机的基本结构。
微机原理与单片机应用
吴栋 南京师范大学物理科学与技术学院
课程简介
《微机原理与单片机应用》课程是电子与通信工程等工科学 生学习和掌握微机及单片机知识的课程。通过学习，使学生 从理论上掌握微机及单片机的基本组成、工作原理、接口电 路及功能部件的连接，通过微机系统或单片机相关的具体实 践，使同学们具有微机及单片机系统软硬件开发的初步能力。
绪论22计算机发展趋势?微型化便携式低功耗?高性能尖端科技领域的信息处理需要超大容量高速度?智能化模拟人类大脑思维和交流方式多种处理能力?系列化标准化便于各种计算机硬软件兼容和升级?网络化网络计算机和信息高速公路?多机系统大型设备生产流水线集中管理独立控制故障分散资源共享绪论输入输出接口piosioctcadcdac
教材、参考书
微型计算机原理及应用（第四版）郑学坚主编，清华大学出版社 单片机原理与应用技术 高惠芳主编，科学出版社
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 周荷琴版 课件
例：将(1000110.01)B转换为八进制数和十六进制数。
1 000 110 . 01 001 000 110 . 010 (1 0 6 . 2 )O
二进制数到十六进制数的转换：
（1000110.01）B = 100 0110 . 01
0100 0110 . 0100 (4 6 . 4)H
（2）、八进制、十六进制数到二进制数的转换 方法：采用“一位化三位（四位）”的方法。按顺序 写出每位八进制（十六进制）数对应的二进制数，所 得结果即为相应的二进制数。 例：将(352.6)o转换为二进制数。
>300
>3000
三、微型计算机的组成
CPU
运算器 控制器
AB 地址总线 DB 数据总线 CB 控制总线
内存 RAM ROM
I/O接口
8255、8250（8251） 8253、8259
I/O设备
键盘、打印机 显示器、软硬盘 A/D、D/A等
1、微处理器
微处理器（CPU）是大规模集成电路技术做成的芯片，芯 片内集成有控制器、运算器和寄存器等相关部件，完成对计算 机系统内各部件进行统一协调和控制。
（1）、I/O设备：微机配备的输入/输出设备（外设）。
标准输入/输出设备（控制台）：键盘和显示器（CRT）。 键盘 输入设备 I/O设备 鼠标 扫描仪、数码相机
显示器
输出设备 打印机
绘图仪
（2）、I/O接口：连接外设备和系统总线，完成信号 转换、数据缓冲、与CPU进行信号联络等工作。
显示器卡：完成显示器与总线的连接。 声卡：完成声音的输入/输出。 网卡：完成网络数据的转换。 扫描卡：连接扫描仪到计算机。
常数变量或变量间接寻址寄存器间接寻址movaxbxbxbpsidi之一寄存器相对寻址movaxbx20movaxbxb字bxbpsidi之一位移量基址变址寻址movaxbxsibxbp之一sidi之一基址变址相对寻址movaxbxsi20movaxbxsib字bxbp之一sidi之一位移量端口操作数直接寻址inal20h指令中有端口号00ffh间接寻址inaldxdx中有端口号00ffffh操作数的寻址方式32指令的机器码表示方法略338080指令系统80868088的指令系统可以分为6组
微机原理课件：微型计算机基础知识
X86系列微型计算机的发展
第二代：80286（1982年-1984年） •采用1.5m工艺，集成了134,000个晶体管，工作频 率为6MHz。80286的数据总线仍然为16位，但是地 址总线增加到24位，使存储器寻址空间达到16MB。
•1985年IBM公司推出以80286为CPU的微型计算机 IBM PC/AT，并制定了一个新的开放系统总线结构， 这就是的工业标准结构（ISA）。该结构提供了一 个16位、高性能的I/O扩展总线。
X86系列微型计算机的发展
代 1 2 3 4 5 6 字长 16 16 32 32 32 32 型号 8086 80286 80386 80486 P5 P6 工艺 3 1.5 1.5 1 0.8-0.6 集成度 (万个) 3 13.4 27.5 120 320 主频 4.77-10 6-16 16-33 25-66 60-133 133-1G 速度 (MIPS) <1 1-2 6-12 20-40 100-200 >300
微型计算机的常用术语
3．主频 •主频也叫做时钟频率，用来表示微处理器的运行速度， 主频越高表明微处理器运行越快，主频的单位是MHz。 •早期微处理器的主频与外部总线的频率相同，从 80486DX2开始，主频=外部总线频率倍频系数
•外部总线频率频率通常简称为外频，它的单位也是MHz， 外频越高说明微处理器与系统内存数据交换的速度越快， 因而微型计算机的运行速度也越快。
5．iCOMP指数
•iCOMP指数是Intel公司为评价其32位微处理器的性能而编制的一种 指标，它是根据微处理器的各种性能指标在微型计算机中的重要性 来确定的，iCOMP指数包含的指标有整数数学计算、浮点数学计算、 图形处理以及视频处理等，这些指标的重要性与它们在应用软件中 出现的频度有关，所以iCOMP指数说明了微处理器在微型计算机中 应用的综合性能。
(汇总)微机原理课件.ppt
微机系统利用3组总线，即数据总线DB、地址总线AB 和控制总线CB分别传送指令及指令执行过程中相关的数据、 地址信息和控制信息。
最新.
5
2.1.3 总线
（1 数据总线是在CPU、存储器或I/O端口等部件之间传递
数据的通道，每次传送一个“计算机字长”，其宽度（根数） 通常与计算机的字长一致。数据总线的传输是双向的。 （2
解：∵ 0ABH=10101011B= -85D 0FFH=11111111B= -1D ∴0ABH+0FFH=10101011B+11111111B = (1)10101010B= -86D
结果没有超出-128~127范围， CF=1，OF=0。 求下例中各状态标志的值： 1．
则 SF= 0, ZF= 0, PF= 0, CF最=新0. , OF=0, AF= 0
最新.
2
2.1.1微型计算机基本结构
最新.
3
2.1.2 微处理器CPU 微处理器简称CPU，是用来实现运算和控制功能的部
件，是整个微型计算机的核心，由运算器、控制器和寄存 器组3部分组成。CPU
1) 指明将要执行指令所在存储单元的地址，取出指令并
2) 3) 传送数据，包括在CPU内部传送数据以及与外界交换
最新.
7
2.2 8086微处理器的功能结构
8086是Intel系列的16位微处理器，是80x86系列微机
1）制造工艺：采用具有高速运算性能的HMOS工艺制成。 2）芯片集成度：芯片上集成有2.9万个晶体管，用单一的 +5V电源和40 3）时钟频率：5～10MHz，最快的指令执行时间0.4μs。4） 字长：16位8088为准16 5 6）内存容量：20位地址可寻址1MB 7）端口地址：16位I/O地址可寻址64KB 8）中断功能：可处理内部软件中断和外部硬件中断，中断 源可多达25个。
最新.
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2.1.3 总线
（1 数据总线是在CPU、存储器或I/O端口等部件之间传递
数据的通道，每次传送一个“计算机字长”，其宽度（根数） 通常与计算机的字长一致。数据总线的传输是双向的。 （2
解：∵ 0ABH=10101011B= -85D 0FFH=11111111B= -1D ∴0ABH+0FFH=10101011B+11111111B = (1)10101010B= -86D
结果没有超出-128~127范围， CF=1，OF=0。 求下例中各状态标志的值： 1．
则 SF= 0, ZF= 0, PF= 0, CF最=新0. , OF=0, AF= 0
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2.1.1微型计算机基本结构
最新.
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2.1.2 微处理器CPU 微处理器简称CPU，是用来实现运算和控制功能的部
件，是整个微型计算机的核心，由运算器、控制器和寄存 器组3部分组成。CPU
1) 指明将要执行指令所在存储单元的地址，取出指令并
2) 3) 传送数据，包括在CPU内部传送数据以及与外界交换
最新.
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2.2 8086微处理器的功能结构
8086是Intel系列的16位微处理器，是80x86系列微机
1）制造工艺：采用具有高速运算性能的HMOS工艺制成。 2）芯片集成度：芯片上集成有2.9万个晶体管，用单一的 +5V电源和40 3）时钟频率：5～10MHz，最快的指令执行时间0.4μs。4） 字长：16位8088为准16 5 6）内存容量：20位地址可寻址1MB 7）端口地址：16位I/O地址可寻址64KB 8）中断功能：可处理内部软件中断和外部硬件中断，中断 源可多达25个。
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ASCI控制 逻辑 电路
打印针 驱动电路
第12页/共26页
打印头
14.2.2 喷墨打印机
组成：喷墨打印机主要由接口及控制电路、喷墨打印头、字库、走纸驱动机构等组成。 工作原理：主机来的数据通过接口和打印控制电路转换后，将喷墨盒中的电阻丝加热 使墨盒中的墨水产生膨胀而喷射到纸张上形成字符或图形。
Red Green Blue —— —Cheek —Red —Green —Blue —— Gnd Gnd —— Horiz Vert
——
VGA 图形 显示 器
6
1
11
5
10
VGA 显示器 插头
VGA显示方式数据线定义及其接口插头外形
第4页/共26页
显示器数据接插件信号配置表
第5页/共26页
4. 显示器的性能指标 显示器的性能指标主要有分辨率、颜色和灰度。 （1）分辨率取决于显示器的规格、适配器的类型和适配器的工作方式。一般用屏幕像 素数表示。如：800×600、 1600×1280，第一项为屏幕的水平像素点，第二项为屏幕 的垂直像素点。 （2）颜色的种类是指一个像素点能够显示多少种颜色。颜色的种类取决于显示器的规 格、适配器的类型和适配器的工作方式。如：16色、256色、64K色、16.7M色等。 （3）灰度是专用于单色显示器的指标，是指黑白对比度的层次。可为64级到256级。
打印机可分为针式、喷墨式和激光式三种
14.2.1 针式打印机
针式打印机是一种典型的击打式打印机，按其打印精度（即针数多少）可分为9针 打印机和24针打印机、按其输出幅宽可分为宽行打印机和窄行打印机。如LQ—9为窄行 打印机，LQ—1600K为宽行打印机。
针式打印机由打印头、字车、色带、电磁传动机构、走纸机构等组成。
第11页/共26页
打印原理：打印机工作状态时，主机便向打印机发出一个8位数据。这时打印机向主 机发出信号请求暂停，直到主机准备好，才发出下一个数据。打印机一旦收到数据， 就按其字符发生器的点阵在列计数器的控制下一列一列地输出。列点经过列逻辑控制 将其转换成打印针所需的脉冲信号，再经过驱动电路转换为线圈电流，使打印头中的 打印针动作，即可打印出字符或图形。其原理简图如下图示。
第6页/共26页
14.1.3 显示控制适配器
1. 显示控制适配器的种类 （1）单色显示适配器MDA：显示80列×25行字符，每个字符为9×14点阵，分辨率为 720×350，不能兼容图形方式。（不用） （2）彩色图形适配器CGA：可兼容图形与字符两种显示方式，16K显示内存，4种颜 色，字符采用8×8点阵。 （3）增强型图形适配器EGA：它能兼容CGA的所有功能。 256K显示内存，16种颜色， 分辨率为640×350，字符显示采用8×14点阵。 （4）视频图形阵列VGA ：VGA能兼容CGA、EGA， 32MB显示内存，256种颜色， 分辨率为640×480，字符显示采用9×16点阵。
此外，还有HGC（大力神图形卡）、PGA（IBM专用的图 形适配器）、XGA（扩充的图形阵列）。 2. 显示控制适配器的性能指标 主要有：分辨率、颜色的种类、显示方式（字符方式和图形方 式）、显示速度。
3.显示控制适配器的结构 如下页图所示。
第8页/共26页
下图是一种AGP（高速图形卡连接端口）接口的视频适配器的外形图，其组 成由图形处理控制芯片、显示缓存DRAM、BIOS芯片、DAC及输出接口插座组成。
VGA 显 示 接 口 适 配 器
红
红蓝绿三色信号
蓝
视频处理
CRT
绿
电路
场 场振荡电路
行 行振荡电路
场输出电路 行输出电路
场偏转 行偏转
加聚阳 速焦 极极极
开关稳压电源
高、中压输出电路
VGA方式CRT显示系统工作原理框图
第1页/共26页
1.显示器的类型 按显示屏的结构：分为CRT阴极射线管式和LCD液晶式显示器； 按色彩形式：分为单色显示器和彩色显示器； 按视频信号的输入形式：分为数字式和模拟式显示器； 按分辨率：分为高分辨率和低分辨率显示器； 按显示方式：分为MDA、CGA、EGA、VGA、SVGA及XGA等 几种方式。现在基本上使用的是CRT和LCD。 2.几个概念 （1）像素：指显示屏幕上颜色和亮度可以被控制的最小单元， 即一个圆点。 （2）分辨率：水平方向显示的像素数与垂直方向显示像素数的 乘积。
DAC 及 DAC RAM VGA 输出接口
刷新缓存 DRAM（显存） VGA BIOS
逻辑转换芯片
与系统板总线接口
视频控制器 CRTC
第9页/共26页
显示接口电路中的新技术
1．多芯片集成 2．增加数据通道 3．更快的内存 4．显存带宽改进技术 5．可升级架构 6．多显示器支持
第10页/共26页
14.2 打印机
8.2.3 激光打印机
组成：激光打印机由接口电路、光学系统、感光机构、电晕和静电清除器、走纸控制 驱动机构及控制面板等组成。 工作原理：感光硒鼓的清理、调节硒鼓、激光扫描、色粉显影、在纸张上成像、将色 粉溶化在纸张上。
3.显示接口卡与显示器之间连接
显示接口卡与显示器之间的数据联接采用9根或15根数据线连接。并用D型插头 与显示接口卡进行物理连接。如下页图所示为VGA显示方式数据线及其定义情况和接 口插座的外形图，表为显示器接插件信号配置表。
第3页/共26页
1 2 3 4 5 VGA 6 显7 示8 适9 配 10 接 11 口 12 13 14 15
第7页/共26页
（5）超级VGA：它与VGA完全兼容，256种颜色甚至64M真彩 色。对应产品有 SVGA、TVGA等，这些新的显示标准都向下兼 容 CGA、EGA。可实现640×480、 800×600、 1024×768、 1280×1024、 1600×1280等多种分辨率，颜色种类有16色、256 色、64K色、16.7M色等。
第2页/共26页
（3）视频模式：分为文本和图形两种类型。文本模式下屏幕被划分为矩形的字符位 置——屏幕的横向为80列字符；图形模式下屏幕被分为由许多很小的点（即像素）构 成的点阵，使用这些点可以在屏幕上构成任何图案（包括字符）。 （4）光栅扫描：由水平和同步信号控制的电子束在CRT屏幕上从左到右、从上到下地 作有规律的运动。