第6章微型计算机中的存储器知识讲解
微型计算机原理课后答案
微机原理第一章1.计算机按其使用的逻辑元件的不同被分为哪几代?微型计算机是哪一代计算机的分支?答:电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和大规模、超大规模集成电路计算机。
微型计算机属于第四代计算机的分支。
2. 简述冯·诺依曼计算机体系结构的基本思想。
答:冯·诺伊曼基本设计思想为:①以二进制形式表示指令和数据。
②程序和数据事先存放在存储器中,计算机在工作时能够高速地从存储器中取出指令并加以执行。
③由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备等五大部件组成计算机系统。
3.微型计算机系统由哪几部分组成:答: 微机系统分硬件和软件,硬件包括CPU、存储器、输入输出设备和输入输出借口,软件包括软件系统和应用软件。
6.何谓总线?有哪几类?作用如何?答:总线是计算机中各功能部件间传送信息的公共通道。
根据所传送的信息的内容与作用不同,总线可分为三类:地址总线、数据总线、控制总线。
这三类总线作用为计算机各功能部件间传送地址、数据、控制信息的。
8.存储器读写操作的不同点?答:①读操作:由CPU发出的读命令控制。
写操作:由CPU发出的写命令控制。
②读操作:把数据从内存中读出来,放到DB上。
写操作:把DB上的内容,写入到存储器中。
第二章计算机中的数值和编码1、将十进制数转换为二进制和十六进制(1) 129.75=1000 0001.11B=81.CH(2) 218.8125=1101 1010.1101B=DA.DH(3) 15.625=1111.101B=F.AH(4) 47.15625=10 1111.0010 1B=2F.28 H2、将下列二进制数转换为十进制和十六进制(1) 111010 B=58 =3A H(2) 1011 1100.111B= 188.875= BC.E H(3) 0.1101 1B=0.84375 =0.D8H(4) 11110.01 B=30.25 =1E.4H3、完成下列二进制数的加减法运算(1) 1001.11+100.01=1110.00(2) 1101010110.1001-01100001.0011=01110101.0110(3) 00111101+10111011=11111000 (4) 01011101.0110-101101.1011=101111.10114、完成下列十六进制数的加减法运算(1) 745CH+56DFH=D14B H (2) ABF.8H-EF6.AH=9C28.E H(3) 12AB.F7+3CD.05=1678 .FC H(4) 6F01H-EFD8H=7F29 H5、计算下列表达式的值(1) 128.8125+10110101.1011B+1F.2H=101010101.1010B(2) 287.68-10101010.11H+8E.EH=103.CEH(3) 18.9+1010.1101B+12.6H-1011.1001=36.5256、选取字长n为8位和16位两种情况,求下列十进制数的补码。
《微机原理及接口技术》第六章
2、CPU对中断的响应
关中断:CPU响应中断后,发中断响应(INTA)信号的同时,内部自动实现关中断 保留断点:封锁IP+1,入栈保存CS:IP。 保护现场:由中断服务程序先将有关REG入栈保存。
给出中断入口、转相应的中断服务程序:中断服务程序起始地址,执行中断服务。
恢复现场:将中断服务程序入栈保存的REG内容弹出,恢复现场。 开中断与返回:中断服务的最后一条指令,出栈恢复CS:IP,恢复主程序运行,使IF自动恢
第十章
J X G
微型计算机开发应用
1/27
J X G
微机原理及接口技术 第六章、中断控制系统
本章要点:
J X G
中断的基本概念 中断处理过程 可编程中断控制器8259A的结构、功能 可编程中断控制器8259A的应用
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微机原理及接口技术 6.1
一、中断的基本概念
中断系统
J X G
微机原理及接口技术
三、外部中断
8086芯片设置有两条中断请求信号输入引脚:NMI和INTR引脚,用于外部中断 源产生的中断请求,可分为以下两种: 1、可屏蔽中断 INTR (18脚) INTR线上的请求信号是电平触发的。当IF=0,CPU中断不响应,这种情况称为 可屏蔽中断。可屏蔽中断通过指令设置IF中断标志位,达到控制的目的。 STI CLI ;IF←1,开中断,CPU才能响应INTR线上的中断请求。 ;IF←0,关中断,CPU不响应INTR线上的中断请求。
对于系统专用中断,系统将自动提供0~4中断类型号,保证系统自动转到处理程序。
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对于可屏蔽中断INTR,外接口电路产生中断类型号。目前8259A产生。
微型计算机原理与接口技术(第4版)___题解及实验指导
微型计算机原理与接口技术(第4版)___题解及实验指导这份大纲旨在为《微型计算机原理与接口技术(第4版)吴宁题解及实验指导》给出一个概览,请参考以下内容。
概述介绍微型计算机原理与接口技术的基本概念引言微型计算机的发展和应用阐述微型计算机系统的组成和层次结构计算机硬件描述计算机硬件的基本组成包括中央处理器、存储器和输入输出设备讨论硬件的功能和特点计算机软件介绍计算机软件的概念和分类强调操作系统的作用和功能讨论软件的开发和应用微型计算机接口研究计算机与外部设备之间的连接和通信介绍接口的原理和技术分析接口的设计和实现实验指导实验准备介绍进行实验所需的基本准备工作包括实验器材、软件环境和实验原理的研究实验内容提供各章节相关实验的具体内容和步骤引导学生逐步完成实验任务强调实验中的关键点和注意事项实验总结总结每个实验的目的和结果分析实验过程中遇到的问题和解决方法提供实验的评价和改进建议通过这份《微型计算机原理与接口技术(第4版)吴宁题解及实验指导》大纲,学生可以了解该教材的内容和结构,对于研究和实验有一个整体的认识和预期。
本章介绍微型计算机原理与接口技术的基本概念和背景。
首先,讲解了计算机系统的组成和发展历程,帮助读者了解计算机系统的基本结构和演化过程。
其次,介绍了微型计算机的特点和分类。
通过本章的研究,读者能够建立起对微型计算机原理与接口技术的整体认识和理解。
本章将深入探讨微型计算机的结构和各个功能部件的作用。
首先,介绍了微型计算机的总线结构和数据流动方式,帮助读者了解信息在计算机系统中的传输过程。
然后,讨论了微型计算机的存储器层次结构和主要存储器的特点。
随后,讲解了微型计算机的中央处理器(CPU)的功能和内部结构。
最后,介绍了微型计算机的输入输出系统,包括输入设备和输出设备的种类和原理。
通过本章的研究,读者能够全面了解微型计算机的内部结构和各个功能部件的作用。
本章重点介绍微型计算机的编程技术,包括指令系统和汇编语言编程。
计算机维修第6章
6.1.1 显示卡的种类和结构
标准 CGA EGA VGA SVGA XGA SXGA UXGA 支持分辨率 640×200,160×200 640×500 640×480,320×200 640×480~1280×1024 640×480~1024×768 640×480~1280×1024 640×480~1600×1280 16色 16色(从64种颜色中选取) 16色(从262144种颜色中选取) 16777216色(真彩24位) 16777216色(真彩24位) 4294967296色(真彩32位) 4294967296色(真彩32位) 颜色数
Pin 5
TMDS数据4+
TMDS数据5-
6.1.1 显示卡的种类和结构
Pin 6 Pin 7 Pin 8 Pin 9 Pin 10 Pin 11 Pin 12 Pin 13 Pin 14 Pin 15 DDC时钟 DDC数据 模拟垂直(场)同步 TMDS数据1TMDS数据1+ TMDS数据1/3保护 TMDS数据3TMDS数据3+ +5V电源 地线 Pin 21 Pin 22 Pin 23 Pin 24 Pin C1 Pin C2 Pin C3 Pin C4 Pin C5 TMDS数据5+ TMDS数据时钟保护 TMDS时钟+ TMDS时钟模拟红色信号输出 模拟蓝色信号输出 模拟垂直(场)同步 模拟信号通用地线 返回(RGB视频输出)
6.1.1 显示卡的种类和结构
⑷ 显示卡BIOS 显 示 卡 BIOS 又 称 为 VGA BIOS, 如图6-6所示。显示卡上的BIOS跟主 板上的BIOS一样,里面记录了显示 卡的型号、规格、厂商、出厂日期 等基本信息和显示芯片与显示卡驱 动程序之间的控制程序。并在每一 次打开计算机时对显示卡进行初始 化设定,以保证显示卡的正常工作。 驱动程序对于显示卡来说是极其重 要的,它告诉主芯片怎样对每个绘 图函数进行加速。现在在很多显示 卡上使用Flash BIOS,可以通过软 件对BIOS进行升级。
第二篇第6章_PLC的基本组成及工作原理
0按结构形式分类
^整体式^:又称单元式或箱 体式。是将 电源、(^、工 /。部祥等都集中装在一个 机 箱内。一般小型?冗采 用这种结构。整体 式结拽 紧凑、体积小、重量轻、价 格低, 但主机1/0点数固定, 使用不灵活。
按结构形式分类
模块式^:又称积木式。将?…各部分分 成若干个单独的模块,如⑶^搏块、1/0 模挂、电源養抉和各种功能镬驗,把这 些崔块插在坑染底板上,组襄在一个机架 内。一般大、中型?冗采用模块式结构, 有 的小型?冗也采用这种结构。这种结 杨配置 灵活便于扩展但结构复杂,造价 高。 ^有的?冗将整体式和模块式结合起来, 称为 叠装式?⑴。
存 储 器
外部设备: 开关量、模拟量 0?0: 标准电 输入/输出模块不同电压等级的交流、直流量 高 平 速、低速信号 远程、本地信号 弱电 数字量 ?仏厂家为用户提供各种类型的1/0接口电路。
1
4电源部件和编程器 画 开关量输出接口:通过该接口实现对外部设备 的驱 动控制 继电器输出 晶体管输出 晶闸管输出 电源部件:?…电源的输入电压有直流12乂、24乂、 48乂和 交流110、2201使用时根据需要选择。电源 模块的输 出一般为5乂和241它们向?…的〔?0、 存储器等提供工 作电源。 编程器:是?…的主要外设。用于用户程序的编制、 编 辑、调试、检査和监视。 便携式:本身不带〔?0,只能联机编程。体积小、 重量 轻、便于生产现场调试。 匚耵智能式:带有显示屏的图形编程器,有匚?仏 可联 机编程也可脱机编程,可用多种语言编程。 通用微机作为编程器:个人电脑,配上厂家提供的 编 程软件和通讯线。有效利用资源。
方式)
输入扫描、、1/ 执行扫描 0 输出扫描 、"^
?【0的扫描工作方式
?冗以顺序扫描工作方式为基本工作 方 式。有的?工虽然也有中断工作方 式但 仍以顺序扫描工作方式为基础。
微型计算机控制 第6章 数字滤波技术
6 .1 .7
复合数字滤波
这种滤波方法的原理可由下式表示。 若 X(1)≤X(2)≤…≤X(N), 3≤ N≤14
则
X (2) X (3) X ( N 1) Y (k )
N 2
1 N 1 X (i ) (6-10) N 2 i 2
式(6-10)也称作防脉冲干扰的平均值滤波,它的程序设计方 法读者可根据以前的知识自行设计。 此外,也可采用双重滤波的方法,即把采样值经过低通滤波后, 再经过一次高通滤波,这样,结果更接近理想值,这实际上相 当于多级RC滤波器。
微机控制技术
6.1.8
各种数字滤波性能的比较
以上介绍了七种数字滤波方法,读者可根据需要 设计出更多的数字滤波程序。每种滤波程序都有其各 自的特点,可根据具体的测量参数进行合理的选用。
微机控制技术
6.1.8
各种数字滤波性能的比较
1. 滤波效果 (1)变化比较慢的参数,如温度,用程序判断滤波及 一阶滞后滤波方法。 (2)变化比较快的脉冲参数,如压力、流量等,则可 选择算术平均和加权平均滤波法,特别是加权平均 滤波法更好。 (3)要求比较高的系统,需要用复合滤波法。 (4)在算术平均滤波和加权平均滤波中,其滤波效果 与所选择的采样次数N有关。N越大,则滤波效果越 好,但花费的时间也愈长。 (5)高通及低通滤波程序是比较特殊的滤波程序,使 用时一定要根据其特点选用。
C
i0
n 1
i
1
微机控制技术
6.1.4
加权平均值滤波
式中C0、Cl、…、Cn-1为各次采样值的系数,它体现 了各次采样值在平均值中所占的比例,可根据具体情况 决定。一般采样次数愈靠后,取的比例愈大,这样可增 加新的采样值在平均值中的比例。这种滤波方法可以根 据需要突出信号的某一部分,抑制信号的另一部分。
存储器的分类和主要性能指标(微机原理)
第6章 半导体存储器及接口
⑵实用静态存储器芯片举例 6264芯片是8K×8bit的CMOS SRAM静态存储器. ① 6264存储芯片的引线及其功能
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第6章 半导体存储器及接口
② SRAM 6264操作时序图
写操作时序图
读操作时序图
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第6章 半导体存储器及接口
∵ UVEPROM 2764和SRAM 6264 都是8K×8的存储器; 而系统存储器都是16KB=16K×8. ∴ ROM和RAM都只需要进行字数扩展,各需要 16K/8K×8/8=2 〔片〕
系统存储器需要地址线: log232K=15 <根> 存储器芯片需要地址线: log28K=13 <根> 用15-13=2根高位地址线译码产生片选信号线.
软/硬磁盘
介质: 光盘
磁带等
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第6章 半导体存储器及接口
〔2〕按存储介质划分 磁芯存储器 半导体存储器 磁泡存储器 磁表面存储器 激光存储器等
本章主要讲授半导体存储器. 在微型计算机中,半导体存储器主要作为
内存储器使用.
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第6章 半导体存储器及接口
一起,数据线分别连接至系统数据总线的不同位上. 例如: 用4K×4位的SRAM芯片构成4K×8位的存储器.
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第6章 半导体存储器及接口
⑵字扩展 当单片存储器的字长满足要求,而存储单元的
个数不能够时,就需要进行字扩展. 字扩展方法:
将每个芯片的地址线、数据线和读/写控制线 等 按信号名称并连在一起,只将选片端分别引到地址 译码器的不同输出端,即用片选信号来区别各个芯 片的地址.
微型计算机原理与接口技术(何宏)章 (6)
第6章 输入/输出接口技术
2.端口编址方式 既然端口可被微处理器访问,如同存储单元,那么每个端口 也存在着编址的方式问题。在当今流行的各类微机中,对I/O接口 的端口编址有两种办法,即端口统一编址和端口独立编址。用 Motorola公司的微处理器,如6800、68000系列构成的微型机采用 前一种方法;而用Zilog和Intel 公司的微处理器,如Z-80、Z800、8086/8088、80286、80386、80486、Pentium等系列构成的 微型机都采用后一种方法。
期(WR为低电平时)呈现在数据总线上,这样短的时间用于向低速 外围设备传送是不可能的,因此,要在接口电路中设置数据锁存 器,将CPU输出的信息先放在锁存器中锁存,再由外设进行处理, 以解决双方的速度匹配问题。
第6章 输入/输出接口技术
2.缓冲隔离功能 CPU与外设的信息交换是通过CPU的数据总线完成的,系统不 允许外设长期占用数据总线,而仅允许被选中的设备在读周期(或 写周期)占用数据总线。通过接口电路,就可以实现外围设备信息 在CPU允许期内传递到CPU数据总线上,其他时间对CPU总线呈高阻 状态,这样,设备之间可互不干扰。一般在接口电路中设置输入 三态缓冲器满足上述要求。 3.转换功能 通过接口电路,可以实现模拟量与数字量之间的转换。若外 设电平幅度不符合CPU要求,则通过接口电路进行电平匹配,也可 以实现串行数据与并行数据的转换。
息、状态信息和控制信息3种类型。 1.数据信息 CPU和外围设备交换的基本信息就是数据,数据通常为8位或
16位。数据信息大致分为以下3种类型。 (1) 数字量。数字量是指由键盘、磁盘、扫描仪等输入设备
读入的信息,或者主机发送给打印机、磁盘、显示器、绘图仪等 输出设备的信息,它们是二进制形式的数据或是以ASCII码表示的 数据及字符,通常为8位。
微机原理知识点及复习资料
《微型计算机原理及应用》知识点第1章计算机基础知识1. 掌握十进制数与二进制数、十六进制数间的互相转换。
2.135=B=87H3. B=1424. 7BH=01111011B=1235. 掌握正、负数据与补码间的互相转换6.若X=+1111010则[X]补=011110107. 设Y=-1001100则[Y]补=第2章 80×86CPU1.8086/8088CPU总线接口单元由哪些功能部件组成?2.8086/8088BIU中各组成部分的功能是什么?3.8086/8088BIU的主要功能是什么?4.8086/8088的EU由哪些功能部件组成?5.8086/8088中的寄存器可以分为哪5类?它们各自的主要功能是什么?6.8086处理器中20位物理地址是怎样产生的?7.掌握8086处理器结构框图及各功能部件的作用。
8.8086处理器中标志寄存器有哪些标志位?这些标志位的作用分别是什么?9.8086系统中一个逻辑段最大容量是多少?10.地址锁存器的功能是什么?地址是如何被锁存的?11.最小模式下8086/8088CPU是怎样控制内存进行读/写操作的?12.举例说明8086CPU计算物理地址的过程?13.说明8086/8088中SI,DI,SP,BP的特殊用途。
14.说明8086对存储器进行读操作的控制过程。
15.说明8086对存储器进行写操作的控制过程。
16.8086最小模式下是怎样控制外设端口进行读/写操作的?17.8086可以访问的内存空间为多少?18.8086是如何实现对内存进行分段管理的?19.8086是如何实现对内存按字和按字节访问的?20.8086系统中控制命令M/,ALE和DT/各自的作用是什么?21.8282及8286芯片的作用分别是什么?22.8086中CS,SS,DS,ES寄存器的作用分别是什么?23.术语:标志,规则字,非规则字,协处理器第3章微机指令系统1.8086微型计算机指令按功能的分类。
微机接口ppt课件第6章微型计算机中的存储器
程写入。 2021/8/17
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电可擦除可编程只读存储器EEPROM (Electrically EPROM):与EPROM类似, 只是使用电信号进行擦除,比EPROM更为 方便。
闪速存储器(Flash Memory):新型的 半导体存储器,具有非易失性、电擦除 性和高可靠性。
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计算地址范围的方法是: 译码器的输入信号(A19~A13)为0011111
(高7位地址), 低13位地址(A12~A0)可以是全0到全1之间。
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图6-4 6264的全地址译码连接
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只将系统总线的部分高位地址线作为译码器 的输入,从而得到存储器芯片地址范围的译 码连接方式称为部分地址译码连接。
每个存储矩阵由7条行地址线和7条列地址线 选择相应的存储单元。
7条行地址线经过译码器产生128条行选择线, 可选择128行;
7条列地址线经过译码器产生128条列选择线, 可选择128列。
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2.动态RAM 2164的工作过程
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1.2164的引脚及内部结构
2164是一个64K×1位的动态RAM芯片 其引脚包含8条地址线A0~A7 数据输入端DIN,数据输出端DOUT 行地址选通RAS,列地址选通CAS 写允许端WE(高电平时为数据读出,低
电平时为数据写入),如图6-6所示。
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由于16K=214,故每个芯片有14位地址线,8 条数据线。
微型计算机原理 第六章 存储器
3、存储器带宽 单位时间里存储器所存取的信息量,位/秒
4、功耗
半导体存储器的功耗包括“维持功耗”和“操作功耗”。 与计算机的电源容量和机箱内的散热有直接的联系 保证速度的情况下,减小功耗
5、可靠性 可靠性一般是指存储器(焊接、插件板的接触、存储器模块的复杂性)抗外界电磁场、温度等因变化干扰的能力。在出厂时经过全
28系列的E2PROM
① +5V供电,维持电流60mA,最大工作电流160mA ② 读出时间250ns ③ 28引脚 DIP封装 ④ 页写入与查询的做法: 当用户启动写入后,应以(3至20)微秒/B的速度,连续向有关地 址写入16个字节的数据,其中,页内字节由A3至A0确定,页地址 由A12至A4确定,整个芯片有512个页,页加载 如果芯片在规定的20微秒的窗口时间内,用户不再进行写入,则芯 片将会自动把页缓冲器内的数据转存到指定的存储单元,这个过程 称为页存储,在页存储期间芯片将不再接收外部数据。CPU可以通 过读出最后一个字节来查询写入是否完成,若读出数据的最高位与 写入前相反,说明写入还没完成,否则,写入已经完成。
3)R/W(Read/Write)读/写控制引线端。
4)WE写开放引线端,低电平有效时,数据总线上的数据被写入 被寻址的单元。 4、三态双向缓冲器 使组成半导体RAM的各个存储芯片很方便地与系统数据总线相
连接。
6.2.2 静态RAM
1、静态基本存储单元电路
基本单元电路多为静态存储器半导体双稳态触发器结构, NMOS\COMS\TTL\ECL等制造工艺而成。 NMOS工艺制作的静态RAM具有集成度高、功耗价格便宜等优点,
6.2.4
RAM存储容量的扩展方法
1、位扩展方式:16Kx1扩充为16Kx8
第6章微机原理课件
态仍能保持。如要写“0”, I/O线线为“1”,I/O线为“0”,这
使V1导通,V2截止。只要不掉电,这个状态会一直保持,除非 重新写入一个新的数据。对所存的内容读出时,仍需地址译码
器的某一输出线送出高电平到V5、V6管栅极,即此存储单元被
选中,此时V5、V6导通。于是,V1、V2管的状态被分别送至I/O 线、 I/O线,这样就读取了所保存的信息。显然,存储的信息
图6.2 六个MOS管组成的静态RAM存储电路
第6章 主 存 储 器
若V1截止,则A点为高电平,它使V2导通,于是B点 为低电平,这又保证了V1的截止。同样,V1导通而V2截止,
这是另一个稳定状态。因此,可用V1管的两种状态表示
“1”或“0”。由此可知,静态RAM保存信息的特点是和 这个双稳态触发器的稳定状态密切相关的。显然,仅仅能
2013年6月8日星期六
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第6章 主 存 储 器
2) 可编程ROM 可编程ROM简称PROM(Programable ROM)。PROM由 厂家生产出的“空白”存储器,根据用户需要,利用特殊方法 写入程序和数据,即对存储器进行编程。但只能写入一次,写 入后信息是固定的,不能更改。它PROM类似于掩膜ROM, 适合于批量使用。
第6章 主 存 储 器
第6章 主 存 储 器
6.1 概述 6.2 随机存储器(RAM) 6.3 只读存储器(ROM) 6.4 CPU与存储器的连接 6.5 IBM-PC/XT中的存储器
6.6 扩展存储器及其管理
习题6
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第6章 主 存 储 器
6.1 概
6.1.1 存储器的一般概念和分类
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微机原理知识点归纳
微机原理知识点归纳为什么主机与外设交换信息要通过接口电路;接口连接埠的功能是负责努力实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起。
CPU在与I/O设备进行数据交换时存在以下问题:速度不匹配:时序不匹配;信息格式不匹配;重要信息类型不匹配。
基于以上原因,CPU与外设之间的数据交换必须通过接口来完成.。
有效的完成CPU与外设之间交流思想的信息交换。
适配器和端口的定义,以及区别?接口:由若干个端口和相应的的控制电路组成。
端口:I/O接口电路中能被CPU直接访问的寄存器或特定器件。
区别:1、端口是对应的唯一通信地址。
2、接口电路是由若干个端口组成,对应唯一的功能。
端口分类:1、状态口、数据口、命令口2、中断型、非中断型如何读回8253计数器的当前计数值?有两种方法,一是在读之前先使用GATE信号停止计数器管理工作,再根据控制字确定读取格式,然后用IN指令读取计数值(控制字D5D4=11,读取两次,先低后高,D5D4=10,只读一次,读出高位,低位为00,D5D4=01,只读一次,读出低位)。
二是读之前先送计数锁存命令,分两步进行,第一步,用OUT指令写入锁存控制字元D5D4=00到重新配置寄存器,其它一百名按要求确定,第二步,用IN指令读取被锁存的计数值,读取格式取决于控制字的D5D4两位状态,下述如第一种方法。
简述8259控制器内部结构中的寄存器和工作特点?答:8259中断控制器内部结构中的寄存器包括中断请求寄存器IRR、中断截取寄存器IMR、中断产品服务寄存器ISR、优先权分析器PR、求值命令字寄存器、操作命令寄存器。
其中中断请求寄存器IRR接收和缓存外部中断元的中断请求信号;中断截取寄存器IMR储藏中断屏蔽信息;中断产品服务寄存器ISR用以保存正在被服务的中断请求情况;优先权分析器PR接收IRR的请求信息,与ISR的状态比较判断,如果是更高一级的中断请求则将IRR该中断请求送去ISR,向CPU发出中断申请接收端INT,并将ISR中相应位置“1”,低则不操作;求值命令字寄存器存放初始化命令、操作命令寄存器存放操作命令。
微型计算机原理范文
微型计算机原理范文一、硬件原理1.数据传输:微型计算机通过数据总线、地址总线和控制总线来实现数据的传输。
数据总线用于传输数据信息,地址总线用于传输存储器或外设的地址,控制总线用于传输控制信号。
2.运算:中央处理器是微型计算机的核心组件,主要负责数据的处理和运算。
它由算术逻辑单元(ALU)和控制单元组成。
ALU用于进行算术和逻辑运算,控制单元用于控制指令的执行顺序。
3.存储:主存储器用于存储数据和程序。
它的存取速度较快,但容量较小。
微型计算机还可以连接辅助存储器,如硬盘、光盘和闪存,用于存储大量的数据和程序。
4.控制:微型计算机通过控制单元来控制指令的执行。
控制单元根据指令寄存器中的指令来产生相应的控制信号,实现指令的取指、译码、执行和访存等过程。
5.外围设备:微型计算机可以连接各种外围设备,如显示器、打印机、键盘、鼠标、扫描仪等。
它们通过输入输出端口与计算机系统进行通信。
二、软件原理1.系统软件:系统软件包括操作系统和语言处理程序等。
操作系统是微型计算机的核心软件,负责管理计算机的硬件资源和提供给应用软件的环境。
语言处理程序用于将高级语言转换为计算机可以执行的机器语言。
2.应用软件:应用软件包括各种办公软件、设计软件、娱乐软件等。
它们是根据用户需求来开发的,用于解决特定的实际问题。
三、微型计算机的工作原理1.初始化:当微型计算机通电时,控制单元首先从BIOS(基本输入输出系统)中读取并执行一段特定的程序,进行系统的初始化。
2.取指:控制单元从主存储器中按照程序计数器指定的地址读取指令,存放在指令寄存器中。
3.译码:控制单元对指令进行译码,确定指令的执行类型和操作对象。
4.执行:根据指令的类型和操作对象,控制单元产生相应的控制信号,使算术逻辑单元和主存储器执行相应的操作。
5.存取数据:微型计算机通过数据总线和地址总线将数据和地址传输到相应的部件,实现对数据的存取。
6.结果输出:微型计算机将运算结果通过数据总线和输出接口传输到相应的外围设备,如显示器或打印机。
微机原理知识点总结
微机原理知识点总结第一章1. 辨析三个概念:微处理器、微型计算机、微型计算机系统微处理器:简称μP 或MP(Microprocessor) 是指由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器功能的中央处理器部件,又称为微处理机。
微型计算机: 简称μC 或MC ,是指以微处理器为核心,配上存储器、输入/输出接口电路及系统总线所组成的计算机(又称主机或微电脑)。
微型计算机系统(主机+外设+软件配置)(Microcomputer system) 简称μCS 或MCS,是指以微型计算机为中心, 以相应的外围设备、电源和辅助电路(统称硬件)以及指挥微型计算机工作的系统软件所构成的系统。
2.微机系统结构(三种总线结构):数据总线,地址总线,控制总线第三章3.8086cup 内部结构由两部分组成:总线接口单元BIU(Bus Interface Unit); 执行单元EU(Execution Unit). (1).总线接口单元BIU组成: 4 个16 位的段寄存器(CS、DS、ES、SS);1 个16 位的指令指针寄存器IP;1 个20 位的地址加法器;1 个指令队列(长度为 6 个字节);I/O 控制电路(总线控制逻辑);内部暂存器。
BIU 的功能:根据EU 的请求负责CPU 与内存或I/O 端口传送指令或数据。
①BIU 从内存取指令送到指令队列②当EU 执行指令时,BIU 要配合EU 从指定的内存单元或I/O 端口中读取数据,或者把EU 的操作结果送到指定的内存单元或I/O 端口去。
(2)执行单元EU(Execution Unit )组成:①ALU (算术逻辑单元);②通用寄存器组AX,BX,CX,DX (4 个数据寄存器)BP(基址指针寄存器)SP(堆栈指针寄存器)SI(源变址寄存器)DI( 目的变址寄存器)③数据暂存寄存器④标志寄存器FR⑤EU 控制电路作用:负责执行指令,执行的指令从BIU 的指令队列中取得;运算结果和所需数据,则由EU 向BIU 发出请求,经总线访问内存或I/O 端口进行存取。
计算机原理与应用习题(1-6章)
第1章微机系统导论1.2微处理器、微型计算机和微型计算机系统之间有何联系与区别?答:微处理器是微型计算机的中央处理器,微型计算机是微型计算机系统硬件部分的核心部件。
微处理器是指由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器功能的中央处理器部件。
微型计算机又称主机,是指以微处理器为核心,配上存储器、输入/输出接口电路及系统总线所组成的计算机。
微型计算机系统是指以微型计算机为中心,配以相应的外围设备(如硬盘、显示器、键盘、鼠标等)、电源和辅助电路(统称硬件)以及指挥微型计算机工作的软件系统(如系统软件、应用软件)所构成的系统。
1.3一个基本的微机硬件系统的组成部分包括哪几部分?实际微机硬件系统一般都由哪些部件组成?答:一个基本的微机硬件系统的组成包括微处理器芯片、存储器芯片与输入输出接口芯片。
微处理器芯片是微机的运算和控制中心,存储器芯片(内存)用来存储程序和数据,输入输出接口芯片是微机与外设之间的接口。
主流微机硬件系统一般由主机(包括CPU、主存储器RAM、CPU外围芯片组和总线插槽)、外设接口卡、外部设备(如显示器、键盘、鼠标)及电源等部件组成。
1.6 一个最基本的微处理器由哪几部分组成?它们各自的主要功能是什么?答:一个最基本的微处理器由运算器、控制器和内部寄存器阵列3个部分组成。
运算器又称为算术逻辑单元(ALU),用来进行算术或逻辑运算以及位移循环等操作;控制器包括指令寄存器(IR)、指令译码器(ID)、可编程逻辑阵列(PLA),三者共同作用完成取指控制、执指控制等操作;内部寄存器的数量和类型视具体的微处理器类型而定,一般包括累加器、数据寄存器、程序计数器、地址寄存器和标志寄存器等,用以存放对应的数据,供控制器和运算器使用。
1.7 试说明程序计数器PC在程序执行过程中的具体作用与功能特点。
答:PC中存放着正待取出的指令的地址。
根据PC中的指令地址,CPU准备从存储器中取出将要执行的指令。
微机原理及应用(第五版)
-2x109到2x109
长整数
Байду номын сангаас
64
-9x1018到9x1018
压缩BCD
80
-99…99到99..99(18位)
短实数
32
-3.39x10-38到3.39x1038
长实数
64
-1.19x10-308到1.19x10308
临时实数
80
-1.19x10-4932到1.19x104932
微机原理及应用
1.2.1 整型数 80387支持长整型数,而80386支持字节整型数.
微机原理及应用
2.1.3 输入/输出设备及其接口电路
输入设备:将程序、原始数据及现场信息以计算机能 识别的形式送到计算机中,供计算机自动计 算或处理。(键盘 鼠标 数字化仪 扫描仪 A/D等)
[-0]原=10000000 综上述
[X]原={
X 2n-1-X
X为正 X为负
微机原理及应用
2).补码和反码
举一实例:3点钟-7小时=8时
3点钟+5小时=8时
即:3-7=3+5
为什么?
答:时钟是以12为模,5是-7的补码.
在计算机中采用补码主要原因有二,一是 可以将减法变成加法来运算.二是补码的符号 位可以参加运算.
微机原理及应用
3).移码
针对补码不易比较大小的缺点而出现了移码
[X]移= 2n-1 -1+X 2n-1-1为偏移量
X>-2n-1 且X<=2n-1
例如:X=+10010B=+18,Y=-10010B=-18
[X]移= 26-1 -1+X=011111+010010=110001B [Y]移= 26-1 -1+Y=011111-010010=001101B
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三、字位同时扩展
用16K×4bit的芯片扩展实现32KB存储器
M/IO A15 A14
RD WR
G译
B A
码 器
16K×4 16K×4
16K×4 16K×4
D0 ~D3 D4~ D7 A0~ A13
首先对芯片分 组进行位扩展,以
实现按字节编址;
其次设计芯片 组的片选进行字 扩展,以满足容 量要求;
DRAM的基本存储电路是单个场效应管及其极间电 容
必须配备“读出再生放大电路”进行刷新 每次同时对一行的存储单元进行刷新 每个基本存储单元存储二进制数一位 许多个基本存储单元形成行列存储矩阵 DRAM一般采用“位结构”存储体:
每个存储单元存放一位 需要8个存储芯片构成一个字节单元 每个字节存储单元具有一个地址
1、存储容量:指存储器芯片能存储的二进制信息量。
存储容量=单元数×数据位数
即字数×字长
通常以KB(210B)、MB (220B) 、GB (230B )、TB
(240B)为单位。
2、存取速度:用存取时间、存取周期衡量。
存取时间TA:CPU访问一次存储器所需的时间。
存取周期TAC :连续两次访问存储器所需最小间隔时间。
10
19 I/O7
11
18 I/O6
12
17 I/O5
13
16 I/O4
14
15 I/O3
功能表
6.4 存储器的扩展
6.4.1 存储器与CPU的连接要考虑的问题
1 CPU总线的负载能力 CPU在设计时,一般输出线的直流负载能力为带5个TTL负载或10个
CMOS负载,现存储器都为CMOS电路,直流负载很小,主要的负载是电 容负载,故在小型系统中,CPU是可以直接与存储器相连的,而较大的系 统中,就要考虑CPU能否带得动,需要时就要加上缓冲器,由缓冲器的输 出再带负载。
2 存储器的地址分配和片选 当多片存储器存在时,如何选片选信号。
3 CPU与存储器的时序配合问题 CPU的访存时间必须大于所用外部存储器的最大存取时间。
4 控制信号的连接 如: IO/M、RD、WR等 5 地址译码方式 线选译码 部分译码 全译码
6.4.2 存储器的扩展技术(设系统为8088最小模式)
二、典型EPROM芯片
存储容量为8K×8 28个引脚:
13根地址线A12~A0 8根数据线D7~D0 片选CE 编程脉冲PGM 读写OE 编程电压VPP
Vpp
A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND
2764
1
28
2
27
3
26
4
25
5
24
6
23
7
22
8
21
9
20
存 写功能 储 分类)
集成IRAM:将刷新次性可编程PROM
质
存储器 紫外线可擦除EPROM
分
ROM 电可擦除E2PROM
类
可编程只读存储器FLASH
磁介质存储器(外存)
光存储器
基本存储电路简化图
Do
它可存储一位信息
SE
Di
由若干个基本电路采用同一根选择线,可以组成一个 基本存储单元
第6章 微型计算机中的存储器
❖ 存储器概述 ❖ RAM ❖ ROM ❖ 存储器的接口技术 ❖ 高速缓冲存储器Cache
6.1存储器概述
一、性能指标
存储器的职能就相当于计算机中各部分的“信息交换中心”和“数 据仓库”。因此存储器的“速度”和“容量”便成为计算机系统性能的 两项重要指标,也是推动存储器不断发展的两个主要因素。
说明:
➢ 存储地址需要分两批传送
行地址选通信号RAS有效,开始传送行地址,RAS相当 于片选信号 随后列地址选通信号CAS有效,传送列地址 读写信号WE读/写有效 数据从DOUT引脚输出或从DIN引脚输入
➢ 采用“仅行地址有效”方法刷新
行地址选通RAS有效,传送行地址 列地址选通CAS无效,没有列地址 芯片内部实现一行存储单元的刷新,执行128次刷新 没有数据输入输出 存储系统中所有芯片同时进行刷新 DRAM必须每隔固定时间就刷新
存 芯储 片体 容 容 L 量 l b B 量 N N—所需芯片个数
二、SRAM的典型芯片
NC 1
28 +5V
A12 2
27 WE
A7 3
26 CS2
A6 4
25 A8
A5 5
24 A9
A4 A3
6
23
7 6264 22
A11 OE
A2 8
21 A10
A1 9
20 CS1
A0 10
19 D7
D0 11
…
D7
进行位扩展时,模块中所有芯片的地址线和控制线互连形成整个模块的地 址线和控制线,而各芯片的数据线并列(位线扩展)形成整个模块的数据线 (8bit宽度)。
本例采用线选方式。
二、字扩展(只加大字长,存储体的位数与存储器芯片位数一致) 用8K×8bit的2764芯片扩展实现16KB存储器
AA1167 A18 A19 A15 A14 A13
T1
T1送至B处;
B
A
存储 3. 列选择线有效时,数据通过
电容 T2送至芯片的数据引脚I/O;
C
刷新放大器
4. 为防止存储电容C放电和漏电 导致数据丢失,必须定时进行
列选
T2
择线
刷新; I/O 5. 动态刷新时行选择线有效,而
集成度高,但速度较慢,价 列选择线无效。(刷新是逐行
格低,一般用作主存。
进行的。)
13根地址线A12~A0 8根数据线I/O7~I/O0 片选CE 读写OE、WE
NC
A12
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 I/O0 I/O1 I/O2 GND
1
28 Vcc
2
27 WE
3
26 NC
4
25 A8
5 2864A 24 A9
6
23 A11
7
22 OE
8
21 A10
9
20 CE
PROM是靠存储单元中的熔丝是否熔断决定信息0、1的, 当熔丝烧断时对应位信息就是0,当没有烧断时对应信息 就是1。
6.3.3 可擦除可编程只读ROM
一、基本存储电路
用紫外光擦除,擦除后可编程;并允许用户多次擦
除和编程。 Vcc
字线
浮栅
数据线
编程是电荷注入浮栅的栅极的过程,此时浮栅导通,选通 此位时即读出0;若没有注入电荷浮栅截止,即读出1。当紫 外线照射30分钟时,电荷形成光电流消失,恢复原状态1。
10 19
11 18
12 17
13 16
14 15
Vcc
PGM
NC
A8 A9 A11 OE
A10 CE
D7 D6 D5 D4 D3
功能表
6.3.4 电可擦除可编程只读ROM
采用加电方法在线进行以字节为单位擦除和编程,
也可多次擦写。内设编程所需高压脉冲产生电路,可在线
写入,但写入时间较长。
存储容量为8K×8 28个引脚:
M/IO RD
A0 ~ A12 D0 ~ D7
G
Y7
G2A译
G2B码
C B
器 Y1
A
Y0
…… …
CS 8K*8 A0 ~ 12 OE D0~7
CS 8K*8 A0 ~ 12 OE D0~7
进行字扩展时,模块中所有芯片的地址线、控制线和数据线互连形成整个 模块的低位地址线、控制线和数据线 , CPU的高位地址线(扩展的字线)被 用来译码以形成对各个芯片的选择线 —— 片选线 。
一、位扩展(只加大位长,存储体的字数与存储器芯片字数一致)
用64K×1bit的芯片扩展实现64KB存储器
A16
M/IO
A0 ~ A15 RD WR D0
6c4sK①×641K6*41KI/②6*O41KI6/③*O41KI6*/④4O1KI/6⑤*O41KI/⑥6*O41⑧KI/⑦*O1I/O
I/O
三、DRAM芯片的刷新
刷新方式
集中刷新:在2ms时间内集中一段时间进行刷新,在 这段时间内存储器不能进行读写操作,将这段时间称为死 时间。
分散刷新:在几ms时间内每隔一段时间刷新一次。 (需设刷新与读写选择电路,冲突时会增加读/写周期的时 间)
异步刷新:在每一个指令周期中利用CPU不进行访问 操作的时间进行刷新。
3、功耗:每个存储单元所耗的功率。
维持功耗:当芯片未被选中,工作在维持方式,输出端为
高阻态,功耗下降。
操作功耗:正常工作时的功耗。μw/单元
4、可靠性:用平均无故障时间来衡量。106~108小时
二、半导体存储器分类
双极型:存取速度快,但集成度低,功耗大、成本
读写
高,一般用于大型计算机或高速微机中;
本例采用部分译码方式。
6.4.3 存储体与CPU的连接
例1:用2K×8bit的6116组成8KB的存储体与8086CPU连接。
BHE
A15
M/IO
A19
AAAAAA111111432876
A0 A1 ~A11
G1
G2A Y0 G2B C Y1 B A
1
2
D0 ~D7 D8~ D15
RD WR
1组:18000H ~ 18FFFH 2组:19000H ~ 19FFFH
二、DRAM的典型芯片
DRAM芯片2164
NC 1
DIN 2 WE 3
RAS 4
A0 5 A2 6 A1 7 VDD 8