微机原理第一章1-05

1.3.1 “或”运算
变量A,B只有0或1二种可能,所以其各种可能结果如下:
Y=0+0=0 → Y=0
Y=0+1
Y=1+0 →Y=1
Y=1+1
当A和B为多位二进制数时，
A=An……A3A2A1
B=Bn……B3B2B1
Y=A+B =（An+Bn）……（A3+B3）（A2+B2）（A1+B1 ）
对于多变量进行“逻辑或”运算时，各对应位分别进行或运算。
ABSC 0000 0110 1010 1101
从真值表直接地 分别写出S、C的逻辑 代数式:
S= AB + AB
C=AB
从真值表写出布尔代数式的方法：
（1）输出栏有几个“1”项，就有几个“或”项。
（2）每项各因素之间是“与”关系，每项每个 因素都写上，因素是“0”添反，因素是“1”不 添。
ABSC 0000 0110 1010 1101
二进制 1 1 0 25 24 23
1 11 22 21 20
十进制 32 16 8 4 2 1
各位权为1，2，4，…，即以2为底的0幂、1幂…， 或0权位，1权位…
十六进制（hexadecimal system)
基为“16”，所用数码为0、1、2、3、4、5、6、 7、8、9、A、B、C、D、E、F,共16个。权以16 为底的幂，或称0权位，1权位等。
第6章 微型计算机 第7章 微型计算机汇编语
的程序设计(4
言及汇编程序(4)
习2)
7.1 宏汇编语言的基本语法
6.1 程序设计步骤 7.2 伪 指 令
6.2 简 单 程 序 7.3 宏 指 令
6.3 分 支 程 序 7.4 系统功能调用
6.4 循 环 程 序 7.5 汇编程序的功能及汇编
6.5 子 程 序
小数转换用同样的方法 例1.4 求二进制数0.101的十进制数 0.101B=1×2-1+0×2-2+1×2-3=0.5+0.125=0.625 注意：
(1)十→二时，带小数的十进制数不一定能够准确用二
进制数来表示。
(2)十→二时，整数部分和小数部分要用不同的方法。
本节习题
题1：二进制数101011B转化成十进制、十 六进制数分别是多少？
缓冲器 （变阻器）
A ≥1
B
A
B
&
A
B
=1
A =1
B
A
图 复合门电路
Y Y=A+B Y Y=A• B Y Y=A⊕B=AB+AB
Y Y=A⊕B Y Y=A
1.3 布尔代数
布尔代数也称为逻辑代数或开关代数， 其表达式为 Y=f(A，B，C，D) 两个特点： 1、变量A，B，C，D等的数值只能为0或1，无 大小之意。代表事物的两个不同性质，如开 关, 0：关断; 1：闭合，等 2、函数f 只有三种基本方式：“或”运算， “与”运算及“反”运算 。
A
BL
AB L
V AB
V
图A
图B
原控制线路灯和触点的关系,用布尔代数表示如下：
L=（A+AB）× B =AB+AB B=AB
简化后的线路图如图B所示.
1.3.5 摩根定理
在电路设计时，经常要用摩根定理，解决 元件的互换，而不改变原电路的逻辑功能。
二变量的摩根定理 :
A+B=A B ;
AB=A+B
多变量的摩根定理 :
Ai
Bi
Ci
Si
Ci+1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
Si = AiBiCi+AiBiCi+ AiBiCi+ AiBiCi =Ai⊕Bi⊕Ci Ci+1=AiBiCi+AiBiCi+AiBiCi+AiBiCi=AiBi+AiCi+BiCi
过程
6.6 查表程序
7.6 汇编语言程序设计
第8章 输入/输出接口 (6 +习2) 8.1 微型计算机的输入/输出接口 8.2 并行通行与并行接口 8.3 可编程并行通信接口芯片8255A 8.4 串行通信及串行接口 8.5 可编程串行接口芯片8251A
第9章 中断控制器、计时/定时控制器(6)
1.3.2 “与”运算 （Y=A×B）
Y=0×0=0
Y=1×0=0
→Y=0
Y=0×1=0
Y=1×1=1 → Y=1
若A和B为多位二进制数时， A=An……A2A1 B=Bn……B2B1 Y=AB=（An×Bn）……（A2×B2）(A1×B1）
各对应位分别进行与运算
1．3．3 反运算
变量A,其“逻辑非”或“逻辑反”为: Y=A
1.1.4 数制的转换方法
1、十进制数→二进制数的方法
方法：整数部分用除2取余法，小数部分用乘2取整法。
例1：求13的二进制代码
2 13 1 26 0
…b0 …b1
23 1
…b2
21 1
…b3
0
13=1101B
例 2：求十进制 0.625的二进制数
0.625
×
2
b-1
1. 25 ←小数后第一位
×
当A为多位变量时,如: A=An……A3A2A1
则: Y = A =An……A3 A2 A1
本节例题
（1）设A=0101 B=1011 Y=A+B=（0+1）（1+0）（0+1）（1+1）=1111B
（2）A=1100 B=0101 Y=AB=（1×0）（1×1）（0×0）（0×1） =0100
（3）设A=1101 Y=A=0010
（2）现代微型计算机与接口教程 杨文显 清华大学出版社
绪论
教学目的和要求 通过本章的学习，使学生掌握，数的 表示法以及微机中常用的数字代码与字 符代码，了解基本门电路，了解二进制 的运算及加法电路。
教学内容
• 数制与编码 • 基本门电路 • 二进制的运算及加法电路
第1章 计算机基础知识
本章的内容要熟练掌握,它是我们学 习计算机原理所必需掌握的内容。 1.1 数制 (重点) 1.2 逻辑电路 1.3 布尔代数 1.4 二进制数的运算及其加法电路
A+B+C+… =ABC…
ABC… =A+B+C+…
用真值表可证明摩根定理
例题:
A×B = A+B=A+B A+B+C = A·B·C=A·B·C
1.3.6 真值表与布尔代数式的关系
真值表通过分析输入量的所有组合，较直 观地反映输入与输出之间的关系。
例如，两个一位二进制数A和B的相加，其 和S及进位C用真值表来描述。
其中各位是分别求出的:
Ｓ＝Ｓ３Ｓ２Ｓ１Ｓ０
最后所得的和是:
S0＝A0+ B0→进位C1 S1=A1+B1+C1→C2 S2=A2+B2+C2→C3 S3=A3+B3+C3→C4 A+B=C4S3S2S1S0
（2）右边第一位相加的电路要求 输入量为二个: A0，B0 输出量为二个: S0及C1 用半加器(half adder)来实现其功能。 （3）从右边第二位开始，各位可以对应相加,
微型计算机原理及应用
第三版
郑学坚 周斌 编著
清华大学出版社
内容简介及学时安排
绪论 微型计算机的特点和发展及分类。 第1章 计算机基础知识(2)
1.1 数制 1.2 逻辑电路 1.3 布尔代数 1.4 二进制数的运算及其加法电路
第2章 微型计算机的基本组成电路(4) 2.1 算术逻辑单元（ALU） 2.2 触发器（Trigger） 2.3 寄存器（Register） 2.4 三态输电路 2.5 总线结构 2.6 存储器（MEMORY)
A：43；2BH B：44；2BH4 C：43；2AH D：44；2AH
1.2 逻辑电路
下图是三个基本门电路,及其名称、符号和表达式。
A
A
≥1
B
A &
B
Y Y=A Y Y=A+B Y Y=AB
图 三个基本门电路
电源
+Vcc
(+5V)
+Vcc
电阻
集电极
输入
基极
输出
发射极
接地
反相器线路
下图是由基本门电路组合而成的复合门电路。
第4章 16位处理器 （重点）(8) 4.1 16位微处理器概述 4.2 8086/8088CPU的结构 4.3 8086/8088的引脚的信号和工作摸式 4.4 8086/8088的主要操作功能
第5章 86系列微型计算机的指令系统 (重点)(8) 5.1 86汇编语言及指令的格式与寻址方式 5.2 传送类指令 5.3 数据操作类指令 5.4 串操作指令 5.5 控制类指令
1.1.2 为什么要用二进制
计算机是由电子电路组成的，电路通常只 有两种状态：导通与阻塞、饱和与截止，高电 位和低电位。
通常用这两种状态，来表示二进制中的二 个数码，即1和0。
1.1.3 为什么要用十六进制
简化书写，又方便记忆。 在数字后面加上下面Baidu Nhomakorabea英文字母B、H、D 和O，分别来表示二、十六、十和八进制。
1.1 数制
数制是人们利用符号来计数的方法。常 用数制有十、二和十六进制。
1.1.1 数制的基与权
1.1.2 1.1.3 1.1.4
为什么要用二进制 为什么要用十六进制 数制的转化方法
1.1.1 数制的基与权
基:数制所使用数码个数 权:数制每一位所具有的值
十进制（decimal system)
基为“10”，所用的数码为0，1，2，3，4， 5，6，7，8,9,共有10个。
2
b-2
0. 50 ←小数后第二位
×
2
b-3
1. 00 ←小数后第三位
0.625=0.101B
2、二进制数转换成十进制数的方法
二进制数各位的权乘以其系数，再加起来得十进制数 例1.3 求二进制数101011的十进制数 101011B=1×25+0×24+1×23+0×22+1×21+1×20=43
9.1 可编程中断控制器8259A
9.2 可编程计时/定时控制器8253
9.3 不要求
总复习2学时
课堂教学56学时。
实验教学8学时
共计：64学时 参考教材：
微型计算机系统原理及应用（四版）周明德 清华大学出版社 微型计算机原理（第四版）姚燕南 西安电子科技大学 参考和阅读书目：
（1）微型计算机技术及应用（第二版） 戴梅萼 史嘉权 清华 大学出版社
S= AB +A B C=AB
用真值表描述问题，不仅全面，而且通过它 可写出布尔代数式，用逻辑门来实现。
1．4 二进制数的运算及其加法电路
加法电路是计算机的一个基本部件，用它能完成算术的4种 基本运算。
1.4.1 二进制数的相加
(1)两个二进制数相加时,可以逐位相加,如二进制数写成:
A= A3A2A1A0 B= B3B2B1B0 其结果可以写成:
各位对应相加时的电路要求： 输入量为3个，即Ai、Bi、Ci (i=1,2,3… ,n) 输出量为2个，即Si、 Ci+1 (i=1,2,3… ,n) 用全加器(full adder)来实现其功能。
1．4．2 半加器电路
半加器电路，有二个输入端；有二个输出端 。 其真值表如下 ，由此表分析可见,其和S0可用 “异或门”来实现，而其进位C1可用“与门”来实 现示。图半加器的真值表及电路
1．3．4 布尔代数的基本运算规律
1. 恒等式
A·0=0
A·1=A
A·A=A
A+0=A A+1=1 A+A=A
A + A=1 A·A=0 A = A
2.运算规律
布尔代数有交换律、结合律、分配律。
• 交换律 A·B=B·A A+B=B+A
• 结合律 （AB）C=A（BC）=ABC
（A+B）+C=A+（B+C）=A+B+C
A0
A0 B0 S0 C1
0000
B0
0110
1010
1101
C1
C1= A0 B0 S0=A0 B0+A0 B = A0⊕B0
&
C1
=1
A0
S0
B0
HA
1．4．3 全加器电路
全加器电路要求：有三个输入端Ai、Bi、Ci， 二个输出端 Si、Ci+1。设计步骤：①写出其真值表② 由此表分别写出Si、Ci+1布尔代数式，并化简。③根 据此布尔代数，用相应的逻辑门完成该电路的设计。
第3章 微型计算机的基本工作原理 (6+习2) 3.1 微型计算机的简化形式 3.2 指令系统 3.3 程序设计 3.4 执行指令的例行程序 3.5 控制部件 3.6 微型计算机功能的扩展(自学) 3.7 初级程序设计举例(自学) 3.8 控制部件的扩展 (自学) 3.9 现代技术在微型计算机中的应用
• 分配律
A（B+C）=AB+AC
（A+B）（C+D）=AC+AD+BC+BD
利用运算规律及恒等式，可以化简很多逻辑关 系式。恒等式和运算规律本身的正确性可用真值表 来证明。
例8： A+AB=A（1+B）=A A+ A B=A+AB+AB=A+（A+A）B=A+B
例9:用布尔代数简化照明原控制线路,原控制线 路如图A所示。
十进制各位的权是以10为底的幂
如：523791
52
3
7
9
1
105 104 103 102 101 100
十万 万 千 百 十 个
其各位的权为个、十、百、千、万、十万， 简化 0权位，1权位, …
二进制（binary system)
基为“2”， 所用数码为0，1，共2个。
二进制各位的权是以2为底的幂，例如：