微型计算机原理.ppt
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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。
THANKS FOR WATCHING
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。
微机原理课件PCI
补﹒2 PCI 配置空间 PCI配置空间是长度为256字节一段内存空间， 其前64个字节包含PCI接口的信息，我们可以通 过它来访问PCI接口。这64个字节中，第一个32 位的双字包含了设备识别码和生产商识别码。 设备识别码是一个16位的数（D31-D16），如 果这个单元没有安装，在启动时，计算机就会 显示FFFFH；如果安装了，在0000H和
寄存器各位的定义细节如表补—3所示。
补﹒2﹒3 设备的状态寄存器
头标区中的状态字段占2个字节，该寄存器用 于记录PCl总线事件的状态信息，各位的定义如表 PCl 补—4所示。设备可依据自己的实际功能来决定使 用哪些位，并不要求一定要使用所有的各位。 表补—4 状态寄存器各位的功能定义
补﹒2﹒4 其它寄存器 以下对头标区中的其他寄存器分别做一些简要 的说明。 1． Cache行尺寸（Cache Line Size）寄存器 可读可写型，系统复位时该寄存器清零。 2．延时计数器（Latency Timer） 可读可写型，以PCI总线时钟为单位来指定主控 设备的延时计数值，复位时该计数器清零。
长度和中断2个字段，扩充后的ROM头标格式如 表补—9所示。 表补—9 扩充后的ROM头标格式
2． POST代码的扩充 系统中的POST代码根据初始化长度字段所确定 的字节数，将数据从ROM拷贝到RAM中，然后以 偏移量03H处的值作为入口地址调用中断。在中断 返回之前，POST将拷贝过来的RAM区保持为可写 状态，以便存放一些静态数据，并动态调整存储 器分配，使得系统占用较少的空间。 POST程序必须用特殊的方法处理带扩展ROM 的VGA设备，VGA设备的扩展BIOS必须拷贝到 0C000H处。VGA设备的识别是通过检查设备配
如，如果允许扩展ROM映射到任意的64KB边界 时就要使用寄存器的高16位，余下的5位由硬件 固定为0。 寄存器的bit10-bitl共10位保留未用，bit0 则 用于表示设备是否接受对扩展ROM的访问，为0 时禁止访问，为1则允许进行地址译码。扩展 ROM中可以包含不同处理器体系结构的多种代 码映像，每个映像必须由ROM头标和数据结构 两个部分组成。
微机原理课件第二章 8086系统结构
但指令周期不一定都大于总线周期，如MOV AX，BX
操作都在CPU内部的寄存器，只要内部总线即可完成，不 需要通过系统总线访问存储器和I/O接口。
2021/8/17
17
• 8086CPU的典型总线时序，充分体现了总 线是严格地按分时复用的原则进行工作的。 即：在一个总线周期内，首先利用总线传 送地址信息，然后再利用同一总线传送数 据信息。这样减少了CPU芯片的引脚和外 部总线的数目。
• 执行部件（EU）
• 功能：负责译码和执行指令。
2021/8/17
5
• 联系BIU和EU的纽带为流水指令队列
• 队列是一种数据结构，工作方式为先进先出。写入的指令 只能存放在队列尾，读出的指令是队列头存放的指令。
2021/8/17
6
•BIU和EU的动作协调原则 BIU和EU按以下流水线技术原则协调工作，共同完成所 要求的任务： ①每当8086的指令队列中有空字节，BIU就会自动把下 一条指令取到指令队列中。 ②每当EU准备执行一条指令时，它会从BIU部件的指令 队列前部取出指令的代码，然后译码、执行指令。在执 行指令的过程中，如果必须访问存储器或者I／O端口， 那么EU就会请求BIU，完成访问内存或者I／O端口的操 作； ③当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU 便进入空闲状态。（BIU等待，总线空操作） ④开机或重启时，指令队列被清空；或在执行转移指令、 调用指令和返回指令时，由于待执行指令的顺序发生了 变化，则指令队列中已经装入的字节被自动消除，BIU会 接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。 （EU等待）
•CF（Carry Flag）—进位标志位，做加法时最高位出现进位或 做减法时最高位出现借位，该位置1，反之为0。
微型计算机原理
1. 2.
I/O设备 图1.1 微型计算机的系统组成
3.
4.
微处理器子系统 存储器 I/O设备和I/O接口 系统总线
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
地址总线AB：传送地址信息 数据总线DB
并行打印机接口LPT2 串行通信接口COM2 并行打印机接口LPT1 SDLC通信接口 BSC通信接口 单色显示/打印机适配器 彩色图形适配器CGA 软盘适配器 串行通信接口COM1
DMA控制器1 中断控制器1 定时计数器 并行接口电路 DMA页面寄存器 中断控制器2 DMA控制器2 15 协处理器
BX称为基址寄存器（Base address Register）
常用做存放存储器地址
CX称为计数器（Counter）
作为循环和串操作等指令中的隐含计数器
DX称为数据寄存器（Data register）
常用来存放双字长数据的高16位，或存放外设端口地址
第2章：（1）数据寄存器
AX称为累加器（Accumulator）
定堆栈段中的存储单元地址
内部结构
第2章：2. 指令指针寄存器
IP（Instruction Pointer）为指令指针寄存 器，指示主存储器指令的位置 随着指令的执行，IP将自动修改以指示下一 条指令所在的存储器位置 IP寄存器是一个专用寄存器 IP寄存器与CS段寄存器联合使用以确定下 一条指令的存储单元地址
进制的表示
二进制数用B或b结尾 十进制数可不用结尾字母，
也可用D或d结尾 十六进制数用H或h结尾
第二章
I/O设备 图1.1 微型计算机的系统组成
3.
4.
微处理器子系统 存储器 I/O设备和I/O接口 系统总线
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
地址总线AB：传送地址信息 数据总线DB
并行打印机接口LPT2 串行通信接口COM2 并行打印机接口LPT1 SDLC通信接口 BSC通信接口 单色显示/打印机适配器 彩色图形适配器CGA 软盘适配器 串行通信接口COM1
DMA控制器1 中断控制器1 定时计数器 并行接口电路 DMA页面寄存器 中断控制器2 DMA控制器2 15 协处理器
BX称为基址寄存器（Base address Register）
常用做存放存储器地址
CX称为计数器（Counter）
作为循环和串操作等指令中的隐含计数器
DX称为数据寄存器（Data register）
常用来存放双字长数据的高16位，或存放外设端口地址
第2章：（1）数据寄存器
AX称为累加器（Accumulator）
定堆栈段中的存储单元地址
内部结构
第2章：2. 指令指针寄存器
IP（Instruction Pointer）为指令指针寄存 器，指示主存储器指令的位置 随着指令的执行，IP将自动修改以指示下一 条指令所在的存储器位置 IP寄存器是一个专用寄存器 IP寄存器与CS段寄存器联合使用以确定下 一条指令的存储单元地址
进制的表示
二进制数用B或b结尾 十进制数可不用结尾字母，
也可用D或d结尾 十六进制数用H或h结尾
第二章
精品课件-微型计算机原理及接口技术-第1章
西安电子科技大学 计算机学院
微机原理及接口技术
本课程的内容 以8086/8088 CPU构成的微机系统为例，介绍微机系统的组
成、工作原理。 为实现特定的任务，如何对上述微机系统进行功能扩展。
2
为什么要学习这门课？
通过本课程的学习，希望同学们能够 1. 了解一种具体的计算机（微机） 2. 初步掌握(或了解)以下技能： 根据工程需要，选择合适的微处理器(或单片机)，通过增加适 当的外围芯片，构成应用系统，使它们能够按照设计意图稳定、 可靠地工作(包括硬件和软件两方面)。
13
Altair 8800 Computer with 8 inch floppy disk system
This is an original copy of 8K BASIC on paper tape for the MITS Altair 8800 cwormiptutteenr.byThBeilBlASGIaCteisn,tePrapurletAelrlewna,sand14
皓龙6200是全球首款16核x86处理器。
24
1.2 微处理器概述 二、计算机的两个发展方向
1. 高速度、功能强的巨型机和大型机 军事、尖端科学
2. 价格低廉的超小型机和微型机 开拓应用领域、占领更大市场
25
IBM Blue Gene
26
BlueGene/L 27
28
西安电子科技大学 计算机学院
48
1.2 微型计算机的组成 1.2.2 微型计算机的工作过程
【例】Y=10+20，结果送266单元 MOV AL,10 ADD AL,20 MOV [266],AL HLT
49
1.2 微型计算机的组成 1.2.2 微型计算机的工作过程
微机原理及接口技术
本课程的内容 以8086/8088 CPU构成的微机系统为例，介绍微机系统的组
成、工作原理。 为实现特定的任务，如何对上述微机系统进行功能扩展。
2
为什么要学习这门课？
通过本课程的学习，希望同学们能够 1. 了解一种具体的计算机（微机） 2. 初步掌握(或了解)以下技能： 根据工程需要，选择合适的微处理器(或单片机)，通过增加适 当的外围芯片，构成应用系统，使它们能够按照设计意图稳定、 可靠地工作(包括硬件和软件两方面)。
13
Altair 8800 Computer with 8 inch floppy disk system
This is an original copy of 8K BASIC on paper tape for the MITS Altair 8800 cwormiptutteenr.byThBeilBlASGIaCteisn,tePrapurletAelrlewna,sand14
皓龙6200是全球首款16核x86处理器。
24
1.2 微处理器概述 二、计算机的两个发展方向
1. 高速度、功能强的巨型机和大型机 军事、尖端科学
2. 价格低廉的超小型机和微型机 开拓应用领域、占领更大市场
25
IBM Blue Gene
26
BlueGene/L 27
28
西安电子科技大学 计算机学院
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1.2 微型计算机的组成 1.2.2 微型计算机的工作过程
【例】Y=10+20，结果送266单元 MOV AL,10 ADD AL,20 MOV [266],AL HLT
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1.2 微型计算机的组成 1.2.2 微型计算机的工作过程
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ppt全
第5章 输入输出基本方式
1．无条件方式
这种方式在传送信息时，已知外设是准备好的状态，所以 输入输出时都不需要查询外设的状态。可直接用IN和OUT指令 完成与接口之间的数据传送。但这种方式必须确保外设已经准 备好时才可使用，否则就会出错，故很少使用。采用无条件传 送方式的接口电路如图5-3所示。
图5-3 无条件传送方式接口电路
第5章 输入输出基本方式
2．查询方式
当CPU与外设之间进行数据传递源自， 很难保证CPU在执行输入操作时，外设一 定是“准备好”的；而在执行输出操作时 ，外设一定是“空闲”的。为保证数据传 送的正确进行，CPU必须在数据传送之前 对外设的状态进行查询，确认外设已经满 足了传送数据的条件后再与外设进行数据 交换，否则一直处于查询等待状态，这就 是查询方式。
第5章 输入输出基本方式
使用查询方式工作的外设必须至少有两个部 件，其中之一是状态部件。CPU每一次与外设进行 数据交换之前，先从状态部件读取信息，判断外 设是否处于“就绪”（Ready）状态。如果来自外 设的状态信息反映出外设“没有准备好”或正 “忙”（Busy），说明还不能进行数据传递；反 之，当CPU检测到外设已准备好（Ready）后，才 可以与外设进行一次数据传递。 （1）查询方式输入
第5章 输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章 输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章 输入输出基本方式
“统一编址” 的特点是：内存和I/O端口共用一 个地址空间；所有访问内存的指令都可用于I/O端口 ，包括内存的算术逻辑运算指令。
1．无条件方式
这种方式在传送信息时，已知外设是准备好的状态，所以 输入输出时都不需要查询外设的状态。可直接用IN和OUT指令 完成与接口之间的数据传送。但这种方式必须确保外设已经准 备好时才可使用，否则就会出错，故很少使用。采用无条件传 送方式的接口电路如图5-3所示。
图5-3 无条件传送方式接口电路
第5章 输入输出基本方式
2．查询方式
当CPU与外设之间进行数据传递源自， 很难保证CPU在执行输入操作时，外设一 定是“准备好”的；而在执行输出操作时 ，外设一定是“空闲”的。为保证数据传 送的正确进行，CPU必须在数据传送之前 对外设的状态进行查询，确认外设已经满 足了传送数据的条件后再与外设进行数据 交换，否则一直处于查询等待状态，这就 是查询方式。
第5章 输入输出基本方式
使用查询方式工作的外设必须至少有两个部 件，其中之一是状态部件。CPU每一次与外设进行 数据交换之前，先从状态部件读取信息，判断外 设是否处于“就绪”（Ready）状态。如果来自外 设的状态信息反映出外设“没有准备好”或正 “忙”（Busy），说明还不能进行数据传递；反 之，当CPU检测到外设已准备好（Ready）后，才 可以与外设进行一次数据传递。 （1）查询方式输入
第5章 输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章 输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章 输入输出基本方式
“统一编址” 的特点是：内存和I/O端口共用一 个地址空间；所有访问内存的指令都可用于I/O端口 ，包括内存的算术逻辑运算指令。
微型计算机原理
微型计算机原理第一章微型计算机系统导论微型计算机是指以微处理器为核心，配上存储器、输入/输出接口电路等所组成的计算机（主机）。
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、电源和辅助电路（统称硬件）以及指挥计算机工作的系统软件所构成的系统（图见P4）。
冯·诺依曼体系：·以二进制形式表示指令和数据·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的从存储器中取出指令加以执行。
·由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部件组成计算机硬件系统。
总线：是指计算机中各功能部件间传送信息的公共通道（单）地址总线AB：在对存储器或I/O端口进行访问时，传送有CPU提供的要访问的存储单位或I/O端口的地址信息。
（双）数据总线DB：从存储器取指令或读写指令对I/O端口进行读写操作时，指令码或或数据信息通过数据总线送往CPU或由CPU送出。
（单）控制总线CB：各种控制或状态信息通过控制总线由CPU送往有关部件，或者从有关部件送往CPU。
微处理器是微型计算机的核心，它是将计算机中的运算器和控制器集成在一块硅片上制成的集成电路芯片，也称为中央处理单元（CPU）。
微处理器由运算器ALU、控制器CU、内部寄存器R三部分组成。
1、运算器：又称算术逻辑单元，用来进行算术或逻辑运算以及移位循环等操作。
参加运算的两个操作数一个来自累加器A，另一个来自内部数据总线，可以是数据缓冲寄存器DR中的内容，也可以是寄存器阵列RA中某个寄存器的内容。
2、控制器：又称控制单元，是全机的指挥中心。
它负责把指令逐条从存储器中取出，经译码分析后向全机发出取数、执行、存数等控制命令，以保证正确完成程序所要求的功能。
控制器包括：a、指令寄存器IR：用来存放从存储器取出的将要执行的指令码。
当执行一条指令时，先把它从内存取到数据缓冲寄存器DR中，然后再传送到指令寄存器IR中。
b、指令译码器ID：用来对指令寄存器IR中的指令操作码字段进行译码。
微机原理与接口技术复习 ppt课件
4.有一个由20个字组成的数据区，其起始地址 为610AH：1CE7H。写出数据区首末单元的 实际地址PA。
PPT课件
10
自测题
1.写出下列存储器地址的段地址、偏移量和物理地址 (1)2314H:0035；(2)1FD0H:00A0H； (3)0000H:0100H；(4)3FB0H:0053H
2.如果在一个程序段开始执行之前， (CS)=0A7EH,(IP)=2B40H。试问：该程序段的第一 个字的物理地址？指向这一物理地址的CS值和IP值 是唯一的吗？
4. 如何实现一个带符号数除2的操作，可选用哪种指令？
5. 理解无条件转移指令JMP
6. 理解循环控制指令执行操作时所需要的条件
PPT课件
13
(习题4.6)已知(DS)=2000H,(BX)=0100H,(SI)=0002H,
(20100H)=12H,(20101H)=34H,(20102H)=56H,
重点内容
二、八、十、十六进制的表达和相互转换 机器数和带符号数的原码、反码、补码表示 ASCII码和BCD码的表达及应用
PPT课件
4
习题简析
1. 十进制数分别转换为二进制、八进制、十 六进制数和压缩BCD码
（1）125.74 （2）513.85
2. 写出下列十进制数的原码、反码、补码
(20103H)=78H,(21200H)=2AH,(21201H)=4CH, (21202H)=B7H,(21203H)=65H,试说明下列指令执行
后，AX寄存器中的内容。 （1）MOV AX, 1200H
分析：这条指令的源操作数为立即寻址，也就是直 接将数1200H传送到寄存器AX，所以(AX)=1200H （2）MOV AX,BX 分析：这条指令的源操作数为寄存器寻址，即把寄 存器BX的内容传送给AX，所以(AX)=0100H
PPT课件
10
自测题
1.写出下列存储器地址的段地址、偏移量和物理地址 (1)2314H:0035；(2)1FD0H:00A0H； (3)0000H:0100H；(4)3FB0H:0053H
2.如果在一个程序段开始执行之前， (CS)=0A7EH,(IP)=2B40H。试问：该程序段的第一 个字的物理地址？指向这一物理地址的CS值和IP值 是唯一的吗？
4. 如何实现一个带符号数除2的操作，可选用哪种指令？
5. 理解无条件转移指令JMP
6. 理解循环控制指令执行操作时所需要的条件
PPT课件
13
(习题4.6)已知(DS)=2000H,(BX)=0100H,(SI)=0002H,
(20100H)=12H,(20101H)=34H,(20102H)=56H,
重点内容
二、八、十、十六进制的表达和相互转换 机器数和带符号数的原码、反码、补码表示 ASCII码和BCD码的表达及应用
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4
习题简析
1. 十进制数分别转换为二进制、八进制、十 六进制数和压缩BCD码
（1）125.74 （2）513.85
2. 写出下列十进制数的原码、反码、补码
(20103H)=78H,(21200H)=2AH,(21201H)=4CH, (21202H)=B7H,(21203H)=65H,试说明下列指令执行
后，AX寄存器中的内容。 （1）MOV AX, 1200H
分析：这条指令的源操作数为立即寻址，也就是直 接将数1200H传送到寄存器AX，所以(AX)=1200H （2）MOV AX,BX 分析：这条指令的源操作数为寄存器寻址，即把寄 存器BX的内容传送给AX，所以(AX)=0100H
微型计算机基本原理与接口技术（第二版）教学课件ppt作者陈红卫主编第三章
AH←AH＋调整所产生的进位值。 对标志位的影响：AF、CF 例： MOV AX,0435H
MOV BL,39H ADD AL，BL AAA
微机原理
② AAS 减法的ASCII码调整指令 指令格式： AAS 执行操作：AL←把减法结果AL的内容调整到 非压缩的BCD码格式 AH←AH - 调整所产生的借位值 标志位的影响：AF、CF
微机原理
3.1.6 转移类指令的寻址方式 1．段内相对转移寻址 有效地址EA为当前IP寄存器内容与指令中指定 的8位或16位有符号数之和 例：JZ DISP 其中DISP是符号地址 2．段内间接转移寻址 有效地址EA为寄存器或存储器单元的内容,这种 寻址方式不能用于条件转移指令。 例：JMP CX
微机原理
3.1.3 寄存器寻址方式 寄存器寻址:操作数存放在CPU内部的寄存器中 例 ：MOV AX，DX ; AX←DX 3.1.4 寄存器间接寻址 寄存器间接寻址：有效地址包含在基址寄存器 BX、BP或变址寄存器SI、DI中直接寻址 例 MOV AX，[BX]
MOV AX，[BP] 3.1.5 寄存器相对寻址 寄存器相对寻址方式：有效地址在SI、DI、BX 或BP之一，加上指令中8位或16位相对地址 例 MOV AL，ADDR[SI]
3.2 8086/8088 CPU的指令系统 微机原理
3.2.2 算术运算指令
1．加法指令 ⑴ ADD 不带进位加法指令 指令格式：ADD DST，SRC 执行操作：（DST）←（SRC）＋（DST）。 对标志位的影响：OF、SF、ZF、AF、PF、CF。
存储器 通用寄存器 立即数
存储器 通用寄存器 立即数
OR AL，20H 执行上述指令后AL＝？
⑶逻辑非NOT 指令 指令格式：NOT OPR 执行操作： （OPR）←（OPR） 影响的标志位：无
MOV BL,39H ADD AL，BL AAA
微机原理
② AAS 减法的ASCII码调整指令 指令格式： AAS 执行操作：AL←把减法结果AL的内容调整到 非压缩的BCD码格式 AH←AH - 调整所产生的借位值 标志位的影响：AF、CF
微机原理
3.1.6 转移类指令的寻址方式 1．段内相对转移寻址 有效地址EA为当前IP寄存器内容与指令中指定 的8位或16位有符号数之和 例：JZ DISP 其中DISP是符号地址 2．段内间接转移寻址 有效地址EA为寄存器或存储器单元的内容,这种 寻址方式不能用于条件转移指令。 例：JMP CX
微机原理
3.1.3 寄存器寻址方式 寄存器寻址:操作数存放在CPU内部的寄存器中 例 ：MOV AX，DX ; AX←DX 3.1.4 寄存器间接寻址 寄存器间接寻址：有效地址包含在基址寄存器 BX、BP或变址寄存器SI、DI中直接寻址 例 MOV AX，[BX]
MOV AX，[BP] 3.1.5 寄存器相对寻址 寄存器相对寻址方式：有效地址在SI、DI、BX 或BP之一，加上指令中8位或16位相对地址 例 MOV AL，ADDR[SI]
3.2 8086/8088 CPU的指令系统 微机原理
3.2.2 算术运算指令
1．加法指令 ⑴ ADD 不带进位加法指令 指令格式：ADD DST，SRC 执行操作：（DST）←（SRC）＋（DST）。 对标志位的影响：OF、SF、ZF、AF、PF、CF。
存储器 通用寄存器 立即数
存储器 通用寄存器 立即数
OR AL，20H 执行上述指令后AL＝？
⑶逻辑非NOT 指令 指令格式：NOT OPR 执行操作： （OPR）←（OPR） 影响的标志位：无
单片微型计算机原理与设计1章PPT课件
单片微型计算机的应用领域
智能仪表
单片机可以用于实现各种智能 仪表的测控和数据处理，如水
表、电表、燃气表等。
工业控制
单片机在工业控制领域中有着 广泛的应用，如自动化生产线 、机器人等。
智能家居
单片机可以用于实现各种智能 家居设备的控制和监测，如智 能门锁、智能照明等。
物联网
单片机作为嵌入式系统的核心 ，在物联网中发挥着重要的作 用，如传感器节点、智能网关
工业自动化控制系统
工业自动化控制系统利用单片微型计 算机实现生产过程的自动化和智能化。
工业自动化控制系统还包括机器人、 自动化流水线等设备，这些设备通过 与单片微型计算机的连接，实现了高 效、精准的生产控制。
单片微型计算机在工业自动化控制系 统中扮演着重要的角色，它可以对生 产设备进行实时监测和控制，提高生 产效率和产品质量。
等。
02
单片微型计算机的基本组成
中央处理器
01
中央处理器（CPU）是 单片微型计算机的核心 部件，负责执行指令和 处理数据。
02
CPU由算术逻辑单元、 控制单元和寄存器组等 组成，通过内部总线连 接在一起。
03
CPU按照程序指令的要 求，对数据进行运算、 传输和存储等操作，并 输出结果。
04
CPU的性能指标主要包 括运算速度、字长和指 令集等。
单片微型计算机原理与设计1 章ppt课件
• 单片微型计算机概述 • 单片微型计算机的基本组成 • 单片微型计算机的工作原理
• 单片微型计算机的设计方法 • 单片微型计算机的实际应用案例
01
单片微型计算机概述
单片微型计算机的定义
• 单片微型计算机，也称为单片机，是一种集成了微处理器、存 储器、输入输出接口等功能的集成电路芯片。它具有体积小、 功耗低、可靠性高等特点，广泛应用于各种嵌入式系统中。
微机原理-第1章 计算机基础知识
代表字母：D
二进制(binary system):
进位基数为为“2”，即其使用的数码为0，1，共
两个。 二进制各位的权是以2为底的幂，
代表字母：B
八进制(octave system): 进位基数为“8”，即其数码共有8个：0，1，2，3，
4，5，6，7。 代表字母：O 十六进制(hexadecimal system): 进位基数为“16”，即其数码共有16个：0，1，2，3，
作用：利用摩根定理，可以解决与门、或门互换的 问题。
二变量的摩根定理为：
A+B=A·B A·B=A+B 推广到多变量：
A+B+C+…=A·B·C…
A·B·C…=A+B+C+… 至于多变量的摩根定理，用相同的方法同样可以得
到证明。 这个定理可以用一句话来记忆：头上切一刀，下面
变个号。 【例1.10】
1.1.3 为什么要用十六进制？
用十六进制既可简化书写，又便于记忆。如下列 一些等值的数：1000(2)=8(16)(即8(10))
1111(2)=F(16)(即15(10)) 11 0000(2)=30(16)(即48(10))
1.1.4 数制的转换方法
1. 十进制数转换成二进制数的方法 整数部分：采用基数连除的方法； 小数部分：采用基数连乘的方法；
在计算机的设计与使用上常用的数制则为十进制、 二进制、八进制和十六进制。
1.1.1 数制的基与权 概念：
1、数制的基（进位基数）：每一数位所能使用的数
码的个 数称为数制的基；
2、数制的权：数制每一数位取值为1时所具有的值 的大小，称为权。
十进制(decimal system)：进位基数为“10”，即它所 使用的数码为0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，共 有10个。
二进制(binary system):
进位基数为为“2”，即其使用的数码为0，1，共
两个。 二进制各位的权是以2为底的幂，
代表字母：B
八进制(octave system): 进位基数为“8”，即其数码共有8个：0，1，2，3，
4，5，6，7。 代表字母：O 十六进制(hexadecimal system): 进位基数为“16”，即其数码共有16个：0，1，2，3，
作用：利用摩根定理，可以解决与门、或门互换的 问题。
二变量的摩根定理为：
A+B=A·B A·B=A+B 推广到多变量：
A+B+C+…=A·B·C…
A·B·C…=A+B+C+… 至于多变量的摩根定理，用相同的方法同样可以得
到证明。 这个定理可以用一句话来记忆：头上切一刀，下面
变个号。 【例1.10】
1.1.3 为什么要用十六进制？
用十六进制既可简化书写，又便于记忆。如下列 一些等值的数：1000(2)=8(16)(即8(10))
1111(2)=F(16)(即15(10)) 11 0000(2)=30(16)(即48(10))
1.1.4 数制的转换方法
1. 十进制数转换成二进制数的方法 整数部分：采用基数连除的方法； 小数部分：采用基数连乘的方法；
在计算机的设计与使用上常用的数制则为十进制、 二进制、八进制和十六进制。
1.1.1 数制的基与权 概念：
1、数制的基（进位基数）：每一数位所能使用的数
码的个 数称为数制的基；
2、数制的权：数制每一数位取值为1时所具有的值 的大小，称为权。
十进制(decimal system)：进位基数为“10”，即它所 使用的数码为0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，共 有10个。
微型计算机系统幻灯片
信息与计算机的关系
• 随着人类社会文明的飞速发展，信息处理 的工具也在逐步的改进，计算机也因此应 运而生。
• 从计算机诞生那天到现在，计算机已经成 为信息处理的重要工具 。
•1
20世纪90年代，电脑向“智能”方向发展，与人 脑相似的电脑可以进行思维、学习、记忆、网络通信 等工作。进入21世纪，电脑更是笔记本化、微型化和 专业化，每秒运算速度上亿次，不但操作简单、价格 便宜，而且可以代替人们的部分脑力劳动，甚至在某 些方面扩展了人的智能。于是，今天的微型电子计算 机就被形象：显示器、打印机、音箱等。
•18
输入设备的功能 (用来向计算机输入信息) 输出设备的功能 (用来输出计算机的信息)
输入设备
输入信息
输出信息
输出设备
主机
计算机信息输入输出示意图
•19
输入设备 将下列设备进行分类
输出设备
•20
输入设备 将下列设备进行分类
输出设备
•21
软件系统
系统软件
软件系统
操作系统：windowsXP
操作系统的补丁程序 及硬件驱动程序
语言编译程序
应用软件
字处理软件、游戏、网络软件、虚拟现实技术等。
•22
计算机 系统
硬件系统
主机
CPU、主板、内存条等
外部设备
显示器、鼠标、键盘
软件系统
系统软件 Windows操作系统 应用软件 游戏、文字、画图
•2
有人说，一台计算机的水平其 实就相当于一个8岁儿童的智力水 平；也有人说，计算机就是高智商 的人，不管是8岁儿童还是高智商 的人，都说明计算机与人之间存在 很多相似点。现在我们就去找出计 算机与人之间有多少相似点。
•3
• 随着人类社会文明的飞速发展，信息处理 的工具也在逐步的改进，计算机也因此应 运而生。
• 从计算机诞生那天到现在，计算机已经成 为信息处理的重要工具 。
•1
20世纪90年代，电脑向“智能”方向发展，与人 脑相似的电脑可以进行思维、学习、记忆、网络通信 等工作。进入21世纪，电脑更是笔记本化、微型化和 专业化，每秒运算速度上亿次，不但操作简单、价格 便宜，而且可以代替人们的部分脑力劳动，甚至在某 些方面扩展了人的智能。于是，今天的微型电子计算 机就被形象：显示器、打印机、音箱等。
•18
输入设备的功能 (用来向计算机输入信息) 输出设备的功能 (用来输出计算机的信息)
输入设备
输入信息
输出信息
输出设备
主机
计算机信息输入输出示意图
•19
输入设备 将下列设备进行分类
输出设备
•20
输入设备 将下列设备进行分类
输出设备
•21
软件系统
系统软件
软件系统
操作系统：windowsXP
操作系统的补丁程序 及硬件驱动程序
语言编译程序
应用软件
字处理软件、游戏、网络软件、虚拟现实技术等。
•22
计算机 系统
硬件系统
主机
CPU、主板、内存条等
外部设备
显示器、鼠标、键盘
软件系统
系统软件 Windows操作系统 应用软件 游戏、文字、画图
•2
有人说，一台计算机的水平其 实就相当于一个8岁儿童的智力水 平；也有人说，计算机就是高智商 的人，不管是8岁儿童还是高智商 的人，都说明计算机与人之间存在 很多相似点。现在我们就去找出计 算机与人之间有多少相似点。
•3
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第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
TEST指令用于位的测试，它与条件转移指令一起，共同完 成对特定位的状态的判断，并实现相应程序的的转移。
与CMP有些类似，CMP比较两个操作数，TEST比较特定的位。
测试方法：要测试操作数的的某些位是否为0，只需要把TEST的 源操作数设置成一个立即数，其中需要测试的位设为1。
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
OR与AND的共性：如果寄存器与其自身内容进行逻辑与操作， 或进行逻辑或操作，寄存器内容不变，但逻辑运算结果影响SF、ZF、 PF标志位，且将CF清0。
利用这个特性，可以在数据传送指令之后，进行逻辑运算以影 响标志位，然后可以判断数据的正负、是否为0，以及数据的奇偶性 等。
0000 0000B
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
XOR常见用途三：用来测试某一操作数是否与另操作数 相等，例如检查AX的内容是否等于0F00H，若相等则转 MATCH去执行，否则顺序执行。程序段如下：
XOR AX，0F00H； JZ MATCH ；JZ为跳转指令 表示AX为0时转移
：
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
二、移位指令（shift）
8086/8088 CPU有4条移位指令。
算术左移指令SAL
逻辑左移指令SHL
算术右移指令SAR
逻辑右移指令SHR
对应同 一条机 器指令
功能：用来实现对寄存器或存储单元的8位或16位数据
的移位，指令移位操作可以是向左或向右移一位，也可以 是多位，移多位时，规定移位的次数必须放在CL寄存课教师：
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
8086/8088CPU的指令系统提供8位 和16位的逻辑运算与移位指令有3组
❖逻辑运算指令 AND/OR/XOR/NOT/TEST
❖移位指令
SHL/SHR/SAL/SAR
❖循环移位指令 ROL/ROR/RCL/RCR
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
逻辑左移指令 SHL /算术左移指令 SAL
D15/D7
CF
MSB
D0
LSB
0
SHL/SAL指令示意图
SHL/SAL功能完全一样，因为对一个无符号数乘以2和对一 个有符号数乘以2没有什么区别。
在左移位数为1的情况下，如果最高位与CF不同，则溢 出标志OF=1，这对带符号数可以判断移位前后的符号位不 同；反之，如果最高位与CF相同，则溢出标志OF=0，这表 示移位前后符号位没有改变。
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
3、异或运算指令XOR 指令格式及操作 XOR DST ，SRC ； （DST） （ DST ）⊕ （SRC）
注释：①操作数格式同加 减法指令；②设CF=OF=0， 影响SF、ZF、PF，对AF无 定义。
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
XOR常见用途一：寄存器某些特定的位“求反”，而使其余的位 不变。因此‘求反’的位与1‘异或’；不变的位与0进行“异或”。
一、逻辑运算指令
8086/8088CPU的逻辑运算指令有AND 、OR、 XOR、TEST、NOT 5条指令。 以上5条除NOT对标志位不产生影响；
其余均产生影响：这些指令根据各自逻辑运算的结 果都将影响SF、ZF、和PF，同时 AF的值不确定。
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指注令释：①操作数格式同
4、测试指令TEST
指令格式及操作
TEST DST ，SRC ； （ DST ） & （SRC）
DST：可以为寄存器操作数、存储器操作数 SRC：可以为寄存器操作数、存储器操作数、立即数
指令功能：目标操作数与源操作数按位“逻辑与”运
算，结果不送回目标操作数。置CF=0，OF=0；对其他标志 没有定义。
一、逻辑运算指令
加减法指令；②设 CF=OF=0，影响SF、
1、与运算指令AND
ZF、PF，对AF无定义。
指令格式及操作
AND DST ，SRC ；（DST） （ DST ）Λ （SRC）
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
AND的指令可以屏蔽某些不关心的位（该位置0），保留一些 有用的位。为了做到这一点，只需把要屏蔽位和“0”进行逻辑位， 而将保留的位与“1”进行逻辑与即可。
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
MOV AL，40H； TEST AL， 0AH ； JNZ NEST； JNZ为跳转指令 表示ZF=0时转移
： NEST：…..
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
5、取反指令 NOT 指令格式及操作 NOT OPR ； （OPR） （OPR）
OPR：除了立即数以外的各种寻址方式 的操作数、寄存器。
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
2、或运算指令OR OR DST ，SRC ； （DST） （ DST ）V （SRC）
注释：①操作数格式同 加减法指令；②设 CF=OF=0，影响SF、 ZF、PF，对AF无定义。
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
OR常见用途：把某些特定的位 置1。方法：把要置1的位与1按 位逻辑或；不改变的位与0按位逻辑或。
指令功能：对操作数按位取反。NOT指令是一条逻辑
“非”指令，只有一个操作数，可以是8位，也可以是16位 的存储器或寄存器。
对标志位没 有影响。
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
NOT AL ；
分析指令 功能
NOT DX
NOT BYTE PTR 0002H[BX ]
NOT WORD PTR [BX+SI]
MOV AL ，0FFH ； XOR AL，55H； AL=10101010B，
55H=01010101B
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
XOR常见用途二：寄存器内容清0
XOR AX，AX； XOR BX ，BX；在初始化时，将寄存器清0
如： 0010 1001B = AX XOR）0010 1001B = AX
第 3 章 ３.３.3逻辑运算与移位指令
1、逻辑左移指令 SHL /算术左移指令 SAL
指令格式： SHL（SAL） OPR，CNT；
OPR：通用寄存器或存储器操作数 CNT：可为1，或CL，CL中放移位的次数。
只影响CF、OF 两个标志位。
指令功能：操作数左移1位或CL规定的位数，最低位补0， 最高位进CF。