微机原理ppt优秀课件
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微机原理PPT(第一、二、三章)
格雷码
相邻两个数之间只有一位不同，常用 于模拟量和数字量之间的转换以及误 差检测等场合。
03
微处理器结构与工作原理
微处理器内部结构剖析
微处理器基本组成
流水线技术
包括运算器、控制器、寄存器等基本 部件。
提高指令执行效率的关键技术之一。
指令执行过程
取指、译码、执行、访存、写回等阶 段。
指令系统概述及分类方法
实现不同进制数之间的转换。
计算机中数的表示方法
原码表示法
将最高位作为符号位，其余各位表示 数值本身。
反码表示法
正数的反码与其原码相同，负数的反 码是在其原码的基础上，符号位不变， 其余各位取反。
补码表示法
正数的补码与其原码相同，负数的补 码是在其原码的基础上，符号位不变， 其余各位取反后加1。
移码表示法
02
计算机中的数与编码
进制数及其转换方法
十进制数
以10为基数，采用0-9共10个 数字符号组成的数值表示方法
。
二进制数
以2为基数，采用0和1两个数字 符号组成的数值表示方法。
十六进制数
以16为基数，采用0-9和A-F共 16个数字符号组成的数值表示 方法。
进制数转换方法
包括整数部分和小数部分的转换 ，通过除基取余法和乘基取整法
微机原理ppt(第一、二 、三章)
目录 CONTENT
• 绪论 • 计算机中的数与编码 • 微处理器结构与工作原理 • 汇编语言程序设计基础 • 输入输出接口技术与应用 • 中断系统与定时/计数器应用
01
绪论
微机原理课程概述
课程性质
微机原理是一门研究微型计算机 基本组成、工作原理、接口技术
及其应用的课程。
微机原理课件
运算器是计算机的核心部件，负责进行算术和逻辑运算；控制器是计算机的指挥 中心，负责统一指挥计算机的各个部件；存储器是计算机的信息存储部件，用于 存储程序和数据；输入输出设备是计算机与外部进行信息交换的部件。
微机系统的硬件结构
微机系统的硬件结构包括主机箱、电源、主板、CPU 、内存、硬盘、显示器、键盘、鼠标等。
难度：较高。
课外拓展与学习建议
拓展内容
阅读相关文献和书籍，了解微机原理 的前沿技术和应用领域。
学习建议
积极参与课外实践和学习小组，与同 学和老师交流学习心得和经验，提高 学习效果。源自THANKS感谢观看
汇编语言的语法
汇编语言的语法包括指令格式、操作数、寻址方式、指令语句等。其中，指令格式是用来规定指令的操 作码和操作数的格式；操作数是用来指定指令操作的对象；寻址方式是指令中寻找操作数的地址的方式 ；指令语句是指令的书写格式。
汇编程序的设计方法
汇编程序设计的步骤
汇编程序设计的步骤包括分析问题、设计程序、编写 代码、调试程序等。其中，分析问题是程序设计的前 提，设计程序是程序设计的主要环节，编写代码是程 序设计的具体实现，调试程序是保证程序正确性的重 要步骤。
中断请求与响应
当外部设备需要与微机系统进行信息交换时，会向系统发出中断请求。 系统会根据优先级和中断向量表来响应中断请求。
中断的基本概念与工作原理
中断的基本概念
中断是指当外部事件发生时，打断正在执行的程序，转而执行相应的中断处理程序。中断 处理程序通常包括保存现场、处理中断事件、恢复现场等步骤。
中断源
主机箱是微机系统的外壳，用于保护和支撑内部硬件； 电源是微机系统的能源供应部件；主板是微机系统的核 心部件，上面集成了许多重要的电子元件；CPU是微 机的中央处理器，是计算机的核心部件；内存是微机的 临时存储部件，用于存储当前正在运行的程序和数据； 硬盘是微机的永久存储部件，用于存储程序和数据；显 示器是微机的输出设备，用于显示输出的信息；键盘和 鼠标是微机的输入设备，用于输入用户指令。
微机系统的硬件结构
微机系统的硬件结构包括主机箱、电源、主板、CPU 、内存、硬盘、显示器、键盘、鼠标等。
难度：较高。
课外拓展与学习建议
拓展内容
阅读相关文献和书籍，了解微机原理 的前沿技术和应用领域。
学习建议
积极参与课外实践和学习小组，与同 学和老师交流学习心得和经验，提高 学习效果。源自THANKS感谢观看
汇编语言的语法
汇编语言的语法包括指令格式、操作数、寻址方式、指令语句等。其中，指令格式是用来规定指令的操 作码和操作数的格式；操作数是用来指定指令操作的对象；寻址方式是指令中寻找操作数的地址的方式 ；指令语句是指令的书写格式。
汇编程序的设计方法
汇编程序设计的步骤
汇编程序设计的步骤包括分析问题、设计程序、编写 代码、调试程序等。其中，分析问题是程序设计的前 提，设计程序是程序设计的主要环节，编写代码是程 序设计的具体实现，调试程序是保证程序正确性的重 要步骤。
中断请求与响应
当外部设备需要与微机系统进行信息交换时，会向系统发出中断请求。 系统会根据优先级和中断向量表来响应中断请求。
中断的基本概念与工作原理
中断的基本概念
中断是指当外部事件发生时，打断正在执行的程序，转而执行相应的中断处理程序。中断 处理程序通常包括保存现场、处理中断事件、恢复现场等步骤。
中断源
主机箱是微机系统的外壳，用于保护和支撑内部硬件； 电源是微机系统的能源供应部件；主板是微机系统的核 心部件，上面集成了许多重要的电子元件；CPU是微 机的中央处理器，是计算机的核心部件；内存是微机的 临时存储部件，用于存储当前正在运行的程序和数据； 硬盘是微机的永久存储部件，用于存储程序和数据；显 示器是微机的输出设备，用于显示输出的信息；键盘和 鼠标是微机的输入设备，用于输入用户指令。
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第7章 接口电路应用举例
CALL NEXT: MOV MOV OUT CALL IN MOV CALL CALL JMP
CHAGE:
LEDTEST DX, AD0809 AL, 00H DX, AL DELAY AL, DX KD, AL CHAGE DISP NEXT
; 调用自检程序 ; 启动A/D转换
第7章 接口电路应用举例
图7-1
ADC0809内部结构框图
第7章 接口电路应用举例
ADC0809芯片的引脚如图7-2所示，其引脚功能如下：
图7-2
ADC0809引脚图
第7章 接口电路应用举例
IN0～IN7：8路模拟量输入端口； D0～D7：8位数字量输出端口； START：启动转换控制端口，输入一个正脉冲后开始A/D转换； ALE：地址锁存控制端口，在其上升沿，将ADDA、ADDB、ADDC三个地址 信号送入地址锁存器，经译码后选择相应的模拟量输入通道； EOC：转换结束信号输出端，转换开始EOC变为低电平，转换结束后变 为高电平，并将转换后的数字信号送入三态输出锁存器。 CLK：时钟信号输入端口，须外接10kHz～1280kHz的时钟信号，典型值 为640kHz，一般也可用系统中的ALE信号。 OE：输出允许控制端口，当该端口由低电平变为高电平时，打开输出 锁存器将数据发送到数据总线上； Vref(+)、Vref(-)：基准参考电压输入端口，它决定输入模拟量的范 围，一般情况下Vref(+)接+5V，Vref(-)接地， 0～5V对应的数字量为00H～FFH。
第7章 接口电路应用举例
2．利用DAC0832产生方波 .DATA DA0832 EQU 7FFFH .CODE ORG 300H START: MOV DX, DA0832 FB1： MOV AL, 0 OUT DX, AL CALL DELAY MOV AL, 0FFH OUT DX, AL CALL DEL AY JMP FB1 DELAY: PUSH CX MOV CX, 0FFH LOOP $ POP CX RET END START
CALL NEXT: MOV MOV OUT CALL IN MOV CALL CALL JMP
CHAGE:
LEDTEST DX, AD0809 AL, 00H DX, AL DELAY AL, DX KD, AL CHAGE DISP NEXT
; 调用自检程序 ; 启动A/D转换
第7章 接口电路应用举例
图7-1
ADC0809内部结构框图
第7章 接口电路应用举例
ADC0809芯片的引脚如图7-2所示，其引脚功能如下：
图7-2
ADC0809引脚图
第7章 接口电路应用举例
IN0～IN7：8路模拟量输入端口； D0～D7：8位数字量输出端口； START：启动转换控制端口，输入一个正脉冲后开始A/D转换； ALE：地址锁存控制端口，在其上升沿，将ADDA、ADDB、ADDC三个地址 信号送入地址锁存器，经译码后选择相应的模拟量输入通道； EOC：转换结束信号输出端，转换开始EOC变为低电平，转换结束后变 为高电平，并将转换后的数字信号送入三态输出锁存器。 CLK：时钟信号输入端口，须外接10kHz～1280kHz的时钟信号，典型值 为640kHz，一般也可用系统中的ALE信号。 OE：输出允许控制端口，当该端口由低电平变为高电平时，打开输出 锁存器将数据发送到数据总线上； Vref(+)、Vref(-)：基准参考电压输入端口，它决定输入模拟量的范 围，一般情况下Vref(+)接+5V，Vref(-)接地， 0～5V对应的数字量为00H～FFH。
第7章 接口电路应用举例
2．利用DAC0832产生方波 .DATA DA0832 EQU 7FFFH .CODE ORG 300H START: MOV DX, DA0832 FB1： MOV AL, 0 OUT DX, AL CALL DELAY MOV AL, 0FFH OUT DX, AL CALL DEL AY JMP FB1 DELAY: PUSH CX MOV CX, 0FFH LOOP $ POP CX RET END START
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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。
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他内部器件，外部总线连接微机和其他外部设备。
总线的性能指标包括总线的带宽、总线的时钟频率、总线的传
03
输速率等。
03 软件组成
指令系统
指令集
指令系统是计算机硬件与软件之间的接口，它规定了计算机所支持 的指令集合，包括指令格式、寻址方式、操作码等。
指令类型
根据功能的不同，指令可以分为多种类型，如算术运算指令、逻辑 运算指令、移位指令、跳转指令等。
03
微机系统的基本工作流程是： 输入信息 -> 存储器存储 -> 控 制器指挥运算器进行运算 -> 输出结果。
02 硬件组成
中央处理器
01
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，控制器负责控制指令的执行顺序。
03
CPU的性能指标包括时钟频率、指令集、缓存大小等
04 系统组成与控制
操作系统
操作系统定义
操作系统是计算机系统中的核心软件，负责管理系统资源、控制程序执行、提供系统界 面等。
操作系统功能
操作系统具有进程管理、内存管理、文件管理、设备管理等功能，旨在提高计算机系统 的效率和可靠性。
常见操作系统
Windows、Linux、MacOS等。
程序控制与中断系统
微机原理课件
目录
• 微机系统概述 • 硬件组成 • 软件组成 • 系统组成与控制 • 应用领域与发展趋势 • 实验与上机操作指南
01 微机系统概述
微机系统的基本组成
运算器是计算机的核心部件 ，负责进行算术运算和逻辑
运算。
计算机的基本组成包括运算 器、控制器、存储器、输入
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第6章 典型输入输出接口芯片
图6-4 74LS373 逻辑图和引脚图
第6章 典型输入输出接口芯片
74LS373、74LS374锁存器主要用于锁存地址 信息、数据信息以及DMA页面地址信息等。 8086/8088系统使用的74LS244、74LS345、 74LS373如图6-5所示。从图中我们可以看出：CPU 发出的地址总线、数据总线和控制总线要经过一 些总线接口器件变成系统总线中的对应信号，地 址总线和数据总线的接口部件为：地址锁存器 74LS373、地址缓冲器74LS244和数据收发器 74LS245。
第6章 典型输入输出接口芯片
6.1.1 三态逻辑门接口芯片
典型的三态逻辑门电路接口芯片是74LS244，该芯片 是由8个三态逻辑门构成，每四个为一组由一个控制端E控 制。当控制端为低电平时有效，三态逻辑门导通；当控制 端为高电平时，三态逻辑门呈高阻状态。74LS244芯片如 图6-1所示。 利用三态逻辑门可实现对输入信号的接口，由于三态 逻辑门不具有锁存功能，所以要求输入信号是可以保持的 。
第6章 典型输入输出接口芯片
图6-1 74LS244 逻辑图和引脚图
第6章 典型输入输出接口芯片
74LS244是单向数据传输的，74LS245是可以双向传输数据的接口芯 片，它可以方便的对数据进行读取或输出传送，芯片如图6-2所示。
图6-2 74LS245 逻辑图和引脚图
第6章 典型输入输出接口芯片
第6章 典型输入输出接口芯片
图6-10 方式2之下的信号定义
第6章 典型输入输出接口芯片
当A口工作在方式2下时，其控制信号/OBF 、/ACK 、 /STB 、IBF及INTR 与前面的叙述时一样的。所不同的主 要是： 因为在方式2下A口既作为输出又作为输入，因此只能 当ACK有效时才能打开A口输出数据三态门，使数据由 PA0～PA7输出。当ACK无效时，A口的输出数据三态门呈高 阻状态。 在这种方式下，A口输入或输出数据均可以引起中 断。因此，A口提出中断请求就由两位C口的数据来控制。 其中利用置位PC6来允许A口的输出中断请求；而利用置位 PC4允许A口的输入中断请求。
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微机系统的内存是按字节组织的，每个字节由 8个基本的存储单元构成，能存放8位二进制信息， CPU把这8位二进制信息作为一个整体来进行处理。
3) 地址译码器
由于存储器系统是由许多存储单元构成的， 每个存储单元存放8位二进制信息，每个存储单元 都用不同的地址加以区分。CPU要对某个存储单 元进行读/写操作，必须先通过地址总线，向存储 器系统发出所需访问的存储单元的地址码。地址译 码器的作用是用来接受CPU送来的地址信号并对 它们进行译码，选择与地址码相对应的存储单元， 以便对该单元进行操作。
2) 按存取方式分类 •RAM(Random Access Memory随机存取存储 器)：
通过指令可以随机地、个别地对各个存储单元进行 访问。访问所需时间基本固定，而与存储单元地址 无关。计算机的内存主要采用随机存储器。
随机存储器多采用MOS(金属氧化物半导体)型半 导体集成电路芯片制成。易失性。
单位：MB（1MB＝220字节）或GB（1GB＝230字节） 每个存 储单元（一个字节）都有一个地址，CPU按地址对存储器进行 访问
速度(存取时间): 在存储器地址被选定后，存储器读出数据并送 到CPU（或者是把CPU数据写入存储器）所需要的时间。 单位： ns（1ns = 10-9秒）
成本：存储器的位成本也是存储器的重要性能指标。
3) 按在计算机中的作用分类
可分为主存(内存), 辅存(外存), 缓冲存储器等。
主存速度快，容量小，位价格较高；辅存速度慢，
容量大，位价格低；缓冲存储器用在两个不同工
作速度的部件之间, 在交换信息过程中起缓冲作用。
随机存 取存储 器RAM
静态随机存储器SRAM（高速）
（用于Cache ）
动态随机存储器DRAM（低速）（用于主存储器）
3) 地址译码器
由于存储器系统是由许多存储单元构成的， 每个存储单元存放8位二进制信息，每个存储单元 都用不同的地址加以区分。CPU要对某个存储单 元进行读/写操作，必须先通过地址总线，向存储 器系统发出所需访问的存储单元的地址码。地址译 码器的作用是用来接受CPU送来的地址信号并对 它们进行译码，选择与地址码相对应的存储单元， 以便对该单元进行操作。
2) 按存取方式分类 •RAM(Random Access Memory随机存取存储 器)：
通过指令可以随机地、个别地对各个存储单元进行 访问。访问所需时间基本固定，而与存储单元地址 无关。计算机的内存主要采用随机存储器。
随机存储器多采用MOS(金属氧化物半导体)型半 导体集成电路芯片制成。易失性。
单位：MB（1MB＝220字节）或GB（1GB＝230字节） 每个存 储单元（一个字节）都有一个地址，CPU按地址对存储器进行 访问
速度(存取时间): 在存储器地址被选定后，存储器读出数据并送 到CPU（或者是把CPU数据写入存储器）所需要的时间。 单位： ns（1ns = 10-9秒）
成本：存储器的位成本也是存储器的重要性能指标。
3) 按在计算机中的作用分类
可分为主存(内存), 辅存(外存), 缓冲存储器等。
主存速度快，容量小，位价格较高；辅存速度慢，
容量大，位价格低；缓冲存储器用在两个不同工
作速度的部件之间, 在交换信息过程中起缓冲作用。
随机存 取存储 器RAM
静态随机存储器SRAM（高速）
（用于Cache ）
动态随机存储器DRAM（低速）（用于主存储器）
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ξ1－3 反馈控制系统的基本要求
• 一、反馈控制系统基本调节过程： • 把被调量处于变化状态的过程称为动态过程或暂
最优控制。70年代进入成就阶段。 • 理论成果：庞德金极大值原理，Bellman动态规
划法，卡尔曼（kalman）在状态空间的研究李 氏稳定理论，卡尔曼滤波。 • 主要研究方向：最优控制，最佳滤波，系统辨识 及自适应控制 • 第四代：（设想，无方法）大系统理论，灰色系 统理论，多变量系统的频域设计法等等。
2Hale Waihona Puke • 2.学习内容： • 基本概念（概述） • 自动控制系统的数学模型（传递函数） • 自动控制系统的时域分析 • 自动控制系统的频域分析 • 系统的稳定性 • 根轨迹法 • 设计及校正系统 • 离散（数字）控制系统
3
ξ1－1 自动控制(auto control) 系统的概述
• 一、自动控制的系统的工作方式和基本组 成
• 分析系统：在给出系统数学模型的基础上，确定 系统的性能（比如：系统的稳定性，抗干扰性能 等等）
• 设计系统：指对系统性能按照权利要求提出要求 的基础上确定一个的系统模型
9
二、自动控制原理的发展
• 第一代：18,19世纪，理论没有形成体系，解决 了个别简单的控制问题。
• 理论成果：李亚普诺夫（Liapurv）稳定理论， 劳斯（Routh）稳定理论，赫尔维茨(Hurwits) 稳定理论。
复合控制系统方框图
20
二、基本类型
• 按自动控制系统是否形成回路分类 • 开环控制系统，闭环控制系统 • 按结构特点分类 • 反馈控制系统、前馈控制系统、前馈－反馈复合控制系统 • 按给定值信号分为： • 恒值控制系统、随动控制系统、程序控制系统 • 按元件特性分类 • 线性控制系统、非线性控制系统 • 按传递信号分为： • 连续（模拟）控制系统、离散（数字）控制系统
ξ1－3 反馈控制系统的基本要求
• 一、反馈控制系统基本调节过程： • 把被调量处于变化状态的过程称为动态过程或暂
最优控制。70年代进入成就阶段。 • 理论成果：庞德金极大值原理，Bellman动态规
划法，卡尔曼（kalman）在状态空间的研究李 氏稳定理论，卡尔曼滤波。 • 主要研究方向：最优控制，最佳滤波，系统辨识 及自适应控制 • 第四代：（设想，无方法）大系统理论，灰色系 统理论，多变量系统的频域设计法等等。
2Hale Waihona Puke • 2.学习内容： • 基本概念（概述） • 自动控制系统的数学模型（传递函数） • 自动控制系统的时域分析 • 自动控制系统的频域分析 • 系统的稳定性 • 根轨迹法 • 设计及校正系统 • 离散（数字）控制系统
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ξ1－1 自动控制(auto control) 系统的概述
• 一、自动控制的系统的工作方式和基本组 成
• 分析系统：在给出系统数学模型的基础上，确定 系统的性能（比如：系统的稳定性，抗干扰性能 等等）
• 设计系统：指对系统性能按照权利要求提出要求 的基础上确定一个的系统模型
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二、自动控制原理的发展
• 第一代：18,19世纪，理论没有形成体系，解决 了个别简单的控制问题。
• 理论成果：李亚普诺夫（Liapurv）稳定理论， 劳斯（Routh）稳定理论，赫尔维茨(Hurwits) 稳定理论。
复合控制系统方框图
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二、基本类型
• 按自动控制系统是否形成回路分类 • 开环控制系统，闭环控制系统 • 按结构特点分类 • 反馈控制系统、前馈控制系统、前馈－反馈复合控制系统 • 按给定值信号分为： • 恒值控制系统、随动控制系统、程序控制系统 • 按元件特性分类 • 线性控制系统、非线性控制系统 • 按传递信号分为： • 连续（模拟）控制系统、离散（数字）控制系统
(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.
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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。
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
最新.
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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。
《微机原理讲 》课件
01
输标02入题
总线分为数据总线、地址总线和控制总线三类，数据 总线用于传输数据，地址总线用于传输地址信息，控 制总线用于传输控制信号。
03
总线的发展经历了多个阶段，从早期的ISA总线到现 在的PCIe总线，带宽和速度得到了极大的提升。
04
总线的带宽和速度直接影响着微机的性能和数据传输 速率。 Nhomakorabea03
云计算
微机作为云计算基础设施的 重要组成部分，未来将在云 计算领域发挥更加重要的作 用。
工业自动化
随着工业自动化程度的不断 提高，微机在工业自动化领 域的应用前景广阔，如智能 制造、自动化检测等。
感谢您的观看
THANKS
《微机原理讲》ppt课件
目录
• 微机原理概述 • 微机的硬件结构 • 微机的软件系统 • 微机的应用 • 微机的发展趋势
01
微机原理概述
微机的基本概念
微机
微机的组成
微型计算机的简称，是一种体积小、 功耗低、价格便宜、性能适中的计算 机系统。
微机由中央处理器、存储器、输入输 出设备等部分组成，通过总线连接在 一起。
01
汇编语言
汇编语言是一种低级语言，与机 器语言对应，通过助记符表示指 令。
高级语言
02
03
常见高级语言
高级语言是一种更接近自然语言 和数学表达式的编程语言，易于 编写和维护。
常见的高级语言有C、C、Java和 Python等。
数据库管理系统
数据库管理系统定义
数据库管理系统是一种软件，用于创建、使用和维护 数据库。
网络化
随着互联网的普及，微机的网络功能越来 越重要，通过网络连接可以实现远程控制 、数据传输等功能。
输标02入题
总线分为数据总线、地址总线和控制总线三类，数据 总线用于传输数据，地址总线用于传输地址信息，控 制总线用于传输控制信号。
03
总线的发展经历了多个阶段，从早期的ISA总线到现 在的PCIe总线，带宽和速度得到了极大的提升。
04
总线的带宽和速度直接影响着微机的性能和数据传输 速率。 Nhomakorabea03
云计算
微机作为云计算基础设施的 重要组成部分，未来将在云 计算领域发挥更加重要的作 用。
工业自动化
随着工业自动化程度的不断 提高，微机在工业自动化领 域的应用前景广阔，如智能 制造、自动化检测等。
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《微机原理讲》ppt课件
目录
• 微机原理概述 • 微机的硬件结构 • 微机的软件系统 • 微机的应用 • 微机的发展趋势
01
微机原理概述
微机的基本概念
微机
微机的组成
微型计算机的简称，是一种体积小、 功耗低、价格便宜、性能适中的计算 机系统。
微机由中央处理器、存储器、输入输 出设备等部分组成，通过总线连接在 一起。
01
汇编语言
汇编语言是一种低级语言，与机 器语言对应，通过助记符表示指 令。
高级语言
02
03
常见高级语言
高级语言是一种更接近自然语言 和数学表达式的编程语言，易于 编写和维护。
常见的高级语言有C、C、Java和 Python等。
数据库管理系统
数据库管理系统定义
数据库管理系统是一种软件，用于创建、使用和维护 数据库。
网络化
随着互联网的普及，微机的网络功能越来 越重要，通过网络连接可以实现远程控制 、数据传输等功能。
微机原理 第一章 微型计算机基础PPT课件
4004 8008 8080 MC6800 Z-80
1971 1972 1973 1975 1976
第一章 微型计算机基础
第一节 概述
三、微处理器的发展
16位微处理器 Zilog Motorola Intel
Z-8000 MC68000 8086 8088(准16位)
80186\80286
32位微处理器 Intel Motorola
例：X= 45=00101101B X=-45
[X]反= 00101101B [X]反= 11010010B
3、补码 正数的补码与原码相同； 负数的补码为反码加 1 。
例：X= 45=00101101B X=-45
[X]补= 00101101B [X]补= 11010011B
第二节 计算机中的数制和编码
二、有符号数的表示及运算
1、原码 2、反码
பைடு நூலகம்
3、补码
4、符号扩展
在数据处理时，有时需要把8位二进制数扩展成16位 二进制数。对无符号数可直接补0，对有符号数则需要将 符号位扩展。
例： 127的8位二进制补码为01111111B 符号位扩展后16 位二进制补码为0000000001111111B
例： -127的8位二进制补码为10000001B 符号位扩展后16 位二进制补码为1111111110000001B
CPU Central Processing Unit—中央处理单元
第一章 微型计算机基础
第一节 概述
一、电子计算机的发展 二、电子计算机的结构 三、微处理器的发展
CPU，也称为微处理器MP（MicroProcessor）。
4位微处理器 Intel 8位微处理器 Intel
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– 通常由磁、光存储器构成，也可以由半导体存储器构成 – 磁盘、磁带、CD-ROM、DVD-ROM、固态盘
内存储器的分类
• 内存储器
随机存取存储器（RAM）
Random Access Memory
只读存储器（ROM）
Read Only Memory
随机存取存储器（RAM）
• RAM
静态存储器（SRAM）10ns～20ns
时间 • 平均故障间隔时间MTBF（可靠性） • 功耗：动态功耗、静态功耗
存储器的引脚特征
• 地址线 • 数据线 • 片选 • 输出允许 • 读/写控制
5-2 随机存取存储器 RAM
一、静态RAM（SRAM）：
1、SRAM芯片的构成
② 地址
地地
译码电
址址
路：根
寄译
据输入 AB 存 码
的地址
编码来
一、静态RAM（SRAM）： 1、SRAM芯片的构成 2、典型SRAM芯片
常用的典型SRAM芯片有：
2114：容量为1 K×4 bit，有1024个存储单元，需10根地址线。 6116：容量为2 K×8 bit，有2048个存储单元，需11根地址线。 6264：容量为8 K×8 bit， 62128：容量为16 K×8 bit， 62256 ：容量为32 K×8 bit ，
选中芯
片内某
个特定
的存储 ① 存储体：存储器
单元 芯片的主要部分，
用来存储信息
存储体
控制电路 OE WE CS来自读数写
据
电
寄
路
存 DB
③ 片选和读
写控制逻辑 ：选中存储 芯片，控制 读写操作
一、静态RAM（SRAM）：
1、SRAM芯片的构成
① 存储矩阵：
基本存储单元按矩阵方式排列:
★ 按字结构方式排列：一个字节 的8位制做在一块芯片上。特点： 若选中，则有8位信息同时从一个 芯片中读出，但是，芯片封装引线 较多。(例由128×8组成的1K芯片)
单译码结构 双译码结构
0 存储单元
A5
1
A2
A4 译 A3 码 A2 器 A1
A1 A0
64个单元
A0
63
0
1 行 译 码
7
0
64个单元
1
7
列译码
单译码 双译码
( 64条输出线 ) ( 16条输出线 )
A3A4A5
1、SRAM芯片的构成
地地
读
数
址址
存储体
写
据
寄译
电
寄
AB 存 码
路
存 DB
控制电路
① 存储矩阵： ② 地址译码电路：
微机原理ppt
微处理器
运算器 控制器 寄存器
内 存储器
I/O接口
I/O设备
数据总线（DB） 控制部线（CB） 地址总线（AB） I/O接口
外 存储器
5.1 存储器概述
• 计算机中用来存储程序和数据的部件 • 表征计算机的记忆能力 • 存储器多种分类
从身边的存储器说起!
存储器一览
• 日本NTT推出光学薄膜内存 • 邮票大小容量10G
一、静态RAM（SRAM）： 2、典型SRAM芯片 ( 以6264为代表进行分析 )
6264：容量为8 K×8 bit，
A0~A12：13条地址信号线。 D0~ D7 ：8条双向数据线。 CS1：片选信号线，低电平有效。 CS2：片选信号线，高电平有效。平时接高
电平(+5V电源) OE：读允许信号，低电平表示允许输出， WE：写允许信号，低电平表示允许写入
5-2 随机存取存储器 RAM
二、动态RAM（DRAM）
1. 单管动态RAM的存储单元分析
行选择信号
在读操作时，
放大器 列选择信号
先由行地址译码，使某行选
Q
择信号为高电平，该行上的管子
C 导通，由放大器读取电容上的电
压值，
再由列地址译码，使某列 选通。被行列均选通的基本单元 允许驱动，并读出数据，
① 刷新：存储单元以电容为基础，电容中电荷由于漏电会 逐渐丢失，因此 需定时 (一般2mS) 对电容充电，即刷新。
② DRAM 芯片地址线引脚的数目减少一半：在内部将地址 分为行地址 (RAS) 和列地址 ( CAS )，地址信号两次送入。当对 DRAM 进行访问时，先使RAS有效，送行地址并锁存；再使 CAS有效，送列地址并锁存，最后再控制数据的读出和写入。
OE WE CS
③ 片选和读写控制逻辑：选中存储芯片，控制其读写操作
• CS 或 CE：片选信号。有效时，可以对该芯片进行读写操作 • OE：读允许信号。有效时，芯片内数据输出 • WE：写允许信号。有效时，数据进入芯片中
1、SRAM芯片的构成
①地址译码器 采用双译码
②存储矩阵选 用位结构矩阵
5-2 随机存取存储器 RAM
+5V电压和GND接地线。
5-2 随机存取存储器 RAM
静态RAM（SRAM）：存储单元以双稳电路为基础，故状
态稳定；只要不掉电，信息就不会丢失。
动态RAM（DRAM）：存储单元以电容为基础，故电路简
单，集成度高，功耗小；但既使不掉电，也会因电 容放电而使信息丢失，所以要定时刷新。
二、动态RAM（DRAM）
CPU内核
快
寄存器组
小
速
高速缓存
容
度
主存储器
量
联机外存储器
慢
脱机外存储器
大
存储器分类—内存和外存
• 内存——存放当前运行的程序和数据。
– 特点：快，容量小，随机存取，CPU可直接访问。 – 通常由半导体存储器构成 – RAM、ROM
• 外存——存放非当前使用的程序和数据。
– 特点：慢，容量大，顺序存取/块存取。需调入内存后 CPU才能访问。
★ 按位结构方式排列：8位由8块 芯片组成；特点：芯片封装时引线 较少，成品合格率提高；但使用芯 片较多。(例由1024×1组成的1K芯片)
当存储器系统较小时，宜采用 按字结构方式排列的芯片，反之…
基本存储单元结构图 一个基本单元仅存一位信息
1、SRAM芯片的构成
① 存储矩阵： ② 地址译码电路：
Static RAM
动态存储器（DRAM）100ns ～ 200ns
Dynamic RAM
只读存储器（ROM）
• 只读存储器
掩膜ROM 一次性可写ROM EPROM EEPROM FLASH ROM
存储器的主要技术指标
• 存储容量：存储单元个数M×每单元位数N • 存取时间：从启动读(写)操作到操作完成的
U盘
新内存 - DDRII SDRAM
• 源于显卡，2003年2月，nVIDIA首次将 DDRII技术应用到其当时最高端的显卡 GeforceFX5800
• DDRII内存的真身
DDRII的插槽
240pin，看起来和184pin DDR插槽差不多
微机拥有不同类型的存储部件
• 由上至下容量越来越大，但速度越来越慢
内存储器的分类
• 内存储器
随机存取存储器（RAM）
Random Access Memory
只读存储器（ROM）
Read Only Memory
随机存取存储器（RAM）
• RAM
静态存储器（SRAM）10ns～20ns
时间 • 平均故障间隔时间MTBF（可靠性） • 功耗：动态功耗、静态功耗
存储器的引脚特征
• 地址线 • 数据线 • 片选 • 输出允许 • 读/写控制
5-2 随机存取存储器 RAM
一、静态RAM（SRAM）：
1、SRAM芯片的构成
② 地址
地地
译码电
址址
路：根
寄译
据输入 AB 存 码
的地址
编码来
一、静态RAM（SRAM）： 1、SRAM芯片的构成 2、典型SRAM芯片
常用的典型SRAM芯片有：
2114：容量为1 K×4 bit，有1024个存储单元，需10根地址线。 6116：容量为2 K×8 bit，有2048个存储单元，需11根地址线。 6264：容量为8 K×8 bit， 62128：容量为16 K×8 bit， 62256 ：容量为32 K×8 bit ，
选中芯
片内某
个特定
的存储 ① 存储体：存储器
单元 芯片的主要部分，
用来存储信息
存储体
控制电路 OE WE CS来自读数写
据
电
寄
路
存 DB
③ 片选和读
写控制逻辑 ：选中存储 芯片，控制 读写操作
一、静态RAM（SRAM）：
1、SRAM芯片的构成
① 存储矩阵：
基本存储单元按矩阵方式排列:
★ 按字结构方式排列：一个字节 的8位制做在一块芯片上。特点： 若选中，则有8位信息同时从一个 芯片中读出，但是，芯片封装引线 较多。(例由128×8组成的1K芯片)
单译码结构 双译码结构
0 存储单元
A5
1
A2
A4 译 A3 码 A2 器 A1
A1 A0
64个单元
A0
63
0
1 行 译 码
7
0
64个单元
1
7
列译码
单译码 双译码
( 64条输出线 ) ( 16条输出线 )
A3A4A5
1、SRAM芯片的构成
地地
读
数
址址
存储体
写
据
寄译
电
寄
AB 存 码
路
存 DB
控制电路
① 存储矩阵： ② 地址译码电路：
微机原理ppt
微处理器
运算器 控制器 寄存器
内 存储器
I/O接口
I/O设备
数据总线（DB） 控制部线（CB） 地址总线（AB） I/O接口
外 存储器
5.1 存储器概述
• 计算机中用来存储程序和数据的部件 • 表征计算机的记忆能力 • 存储器多种分类
从身边的存储器说起!
存储器一览
• 日本NTT推出光学薄膜内存 • 邮票大小容量10G
一、静态RAM（SRAM）： 2、典型SRAM芯片 ( 以6264为代表进行分析 )
6264：容量为8 K×8 bit，
A0~A12：13条地址信号线。 D0~ D7 ：8条双向数据线。 CS1：片选信号线，低电平有效。 CS2：片选信号线，高电平有效。平时接高
电平(+5V电源) OE：读允许信号，低电平表示允许输出， WE：写允许信号，低电平表示允许写入
5-2 随机存取存储器 RAM
二、动态RAM（DRAM）
1. 单管动态RAM的存储单元分析
行选择信号
在读操作时，
放大器 列选择信号
先由行地址译码，使某行选
Q
择信号为高电平，该行上的管子
C 导通，由放大器读取电容上的电
压值，
再由列地址译码，使某列 选通。被行列均选通的基本单元 允许驱动，并读出数据，
① 刷新：存储单元以电容为基础，电容中电荷由于漏电会 逐渐丢失，因此 需定时 (一般2mS) 对电容充电，即刷新。
② DRAM 芯片地址线引脚的数目减少一半：在内部将地址 分为行地址 (RAS) 和列地址 ( CAS )，地址信号两次送入。当对 DRAM 进行访问时，先使RAS有效，送行地址并锁存；再使 CAS有效，送列地址并锁存，最后再控制数据的读出和写入。
OE WE CS
③ 片选和读写控制逻辑：选中存储芯片，控制其读写操作
• CS 或 CE：片选信号。有效时，可以对该芯片进行读写操作 • OE：读允许信号。有效时，芯片内数据输出 • WE：写允许信号。有效时，数据进入芯片中
1、SRAM芯片的构成
①地址译码器 采用双译码
②存储矩阵选 用位结构矩阵
5-2 随机存取存储器 RAM
+5V电压和GND接地线。
5-2 随机存取存储器 RAM
静态RAM（SRAM）：存储单元以双稳电路为基础，故状
态稳定；只要不掉电，信息就不会丢失。
动态RAM（DRAM）：存储单元以电容为基础，故电路简
单，集成度高，功耗小；但既使不掉电，也会因电 容放电而使信息丢失，所以要定时刷新。
二、动态RAM（DRAM）
CPU内核
快
寄存器组
小
速
高速缓存
容
度
主存储器
量
联机外存储器
慢
脱机外存储器
大
存储器分类—内存和外存
• 内存——存放当前运行的程序和数据。
– 特点：快，容量小，随机存取，CPU可直接访问。 – 通常由半导体存储器构成 – RAM、ROM
• 外存——存放非当前使用的程序和数据。
– 特点：慢，容量大，顺序存取/块存取。需调入内存后 CPU才能访问。
★ 按位结构方式排列：8位由8块 芯片组成；特点：芯片封装时引线 较少，成品合格率提高；但使用芯 片较多。(例由1024×1组成的1K芯片)
当存储器系统较小时，宜采用 按字结构方式排列的芯片，反之…
基本存储单元结构图 一个基本单元仅存一位信息
1、SRAM芯片的构成
① 存储矩阵： ② 地址译码电路：
Static RAM
动态存储器（DRAM）100ns ～ 200ns
Dynamic RAM
只读存储器（ROM）
• 只读存储器
掩膜ROM 一次性可写ROM EPROM EEPROM FLASH ROM
存储器的主要技术指标
• 存储容量：存储单元个数M×每单元位数N • 存取时间：从启动读(写)操作到操作完成的
U盘
新内存 - DDRII SDRAM
• 源于显卡，2003年2月，nVIDIA首次将 DDRII技术应用到其当时最高端的显卡 GeforceFX5800
• DDRII内存的真身
DDRII的插槽
240pin，看起来和184pin DDR插槽差不多
微机拥有不同类型的存储部件
• 由上至下容量越来越大，但速度越来越慢