微机原理及应用(第五版)PPT课件
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微机原理及应用第五版
微机在控制系统中的应用实例分析
工业自动化控制
微机作为控制器，通过采集传感器信号和执行器控制指令，实现 对生产过程的自动化控制。
智能家居系统
微机作为家庭控制中心，通过接收各种传感器的信号和用户的操作 指令，控制家居设备的运行。
交通信号控制
微机作为交通信号控制器，根据交通流量和路况信息，实时调整交 通信号灯的配时方案。
利用微机实现自动化生 产线的控制、监测和管
理。
信息技术
利用微机进行信息处理 、信息存储和信息传输
等。
人工智能
利用微机实现机器学习 、自然语言处理、图像 识别等人工智能技术。
02
微处理器结构与工作原理
典型微处理器结构
寄存器组：包括通用寄存 器、专用寄存器和控制寄 存器，用于暂存数据和指 令。
控制单元：负责指令的取 指、译码和执行控制。
USB总线
USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种串行数据传输的总线标准，具有即插即用、热插拔 等特点，被广泛应用于计算机外部设备连接。
通信接口电路及数据传输方式
通信接口电路
通信接口电路是实现计算机与外部设 备之间数据传输的硬件电路，包括并 行接口电路和串行接口电路两种类型 。
06
总线与通信接口技术
总线概述及分类
01
总线定义
总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线。
02
总线分类
根据总线所处位置的不同，总线可分为内部总线和外部总线；根据总线
上传输信息类型的不同，总线可分为数据总线、地址总线和控制总线。
03
总线标准
为了解决不同设备之间的兼容性问题，计算机中采用了标准化的总线，
微型计算机原理(第5版)(章 (3)
6
第3章 80X86寻址方式和指令系统 【例3.1】 MOV AL，100 指令执行后，
(AL)=64H 【例3.2】 MOV CL，01001100B 指令执行后，
(CL)=4CH 【例3.3】 MOV AX，1234H 指令执行后，
(AX)=1234H
7
第3章 80X86寻址方式和指令系统 此例说明，立即数如果是多字节数，则高位字节存放在高地 址中，低位字节存放在低地址中，如图3.1所示。 表3.1列举了一些立即寻址方式所用的示例。
10
第3章 80X86寻址方式和指令系统 2．寄存器寻址(Register Addressing) 寄存器寻址是一种最普遍的数据寻址方式，指令指定寄存器 号，操作数存放在指令规定的CPU内部寄存器中。可用于寄存器 寻址的为通用寄存器。在微处理器中，对于8位操作数，寄存器 可以是AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH和DL；对于16位操作数，寄 存器可以是AX、BX、CX、DX、SP、BP、SI和DI。在80386及其后 继机型中，对于32位操作数，32位寄存器包括EAX、EBX、ECX、 EDX、ESP、EBP、EDI和ESI。在使用寄存器寻址方式时，MOV、 PUSH和POP指令也会使用到16位寄存器CS、ES、DS、SS、FS和GS。
26
第3章 80X86寻址方式和指令系统 【例3.11】 MOV AX，[BX][SI] 如果
(BX) = 0200H，(SI) = 0010H，(DS) = 3000H， 则
EA=(BX)+(SI)=0200H+0010H=0210H 物理地址=(DS)×10H+EA=3000H×10H+0210H
5
第3章 80X86寻址方式和指令系统 1．立即寻址(Immediate Addressing) 操作数包含在指令码中，由指令给出。汇编语言可用多种方 式描述立即数。立即操作数可以是常数，如果操作数以字母开头， 汇编程序要求操作数在其前加0。例如：在汇编语言中以0A2H描 述操作数A2H。ASCII码字符也可用于描述立即数，例如：MOV AH， ‘B’指令将ASCII码B所对应的数据42H放入寄存器AH中。 立即寻址通常用于给寄存器赋值，并且只适用于源操作数字 段，不能用于目的操作数字段，要求源操作数与目的操作数长度 一致。立即数可以是8位或16位的。在80386及其后继机型中，立 即数也可是32位操作数。
第3章 80X86寻址方式和指令系统 【例3.1】 MOV AL，100 指令执行后，
(AL)=64H 【例3.2】 MOV CL，01001100B 指令执行后，
(CL)=4CH 【例3.3】 MOV AX，1234H 指令执行后，
(AX)=1234H
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第3章 80X86寻址方式和指令系统 此例说明，立即数如果是多字节数，则高位字节存放在高地 址中，低位字节存放在低地址中，如图3.1所示。 表3.1列举了一些立即寻址方式所用的示例。
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第3章 80X86寻址方式和指令系统 2．寄存器寻址(Register Addressing) 寄存器寻址是一种最普遍的数据寻址方式，指令指定寄存器 号，操作数存放在指令规定的CPU内部寄存器中。可用于寄存器 寻址的为通用寄存器。在微处理器中，对于8位操作数，寄存器 可以是AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH和DL；对于16位操作数，寄 存器可以是AX、BX、CX、DX、SP、BP、SI和DI。在80386及其后 继机型中，对于32位操作数，32位寄存器包括EAX、EBX、ECX、 EDX、ESP、EBP、EDI和ESI。在使用寄存器寻址方式时，MOV、 PUSH和POP指令也会使用到16位寄存器CS、ES、DS、SS、FS和GS。
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第3章 80X86寻址方式和指令系统 【例3.11】 MOV AX，[BX][SI] 如果
(BX) = 0200H，(SI) = 0010H，(DS) = 3000H， 则
EA=(BX)+(SI)=0200H+0010H=0210H 物理地址=(DS)×10H+EA=3000H×10H+0210H
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第3章 80X86寻址方式和指令系统 1．立即寻址(Immediate Addressing) 操作数包含在指令码中，由指令给出。汇编语言可用多种方 式描述立即数。立即操作数可以是常数，如果操作数以字母开头， 汇编程序要求操作数在其前加0。例如：在汇编语言中以0A2H描 述操作数A2H。ASCII码字符也可用于描述立即数，例如：MOV AH， ‘B’指令将ASCII码B所对应的数据42H放入寄存器AH中。 立即寻址通常用于给寄存器赋值，并且只适用于源操作数字 段，不能用于目的操作数字段，要求源操作数与目的操作数长度 一致。立即数可以是8位或16位的。在80386及其后继机型中，立 即数也可是32位操作数。
精品课件-微型计算机原理(第5版)(姚燕南)-第5章
7
第5章 80X86微处理器引脚功能与总线时序
2．A16/S3～A19/S6(Address/Status)地址/状态复用引脚(输 出、三态)
在总线周期的第一个时钟周期T1，用来输出20位地址信息的 最高4位(A16～A19)。而在其他时钟周期，则用来输出状态信息。 S4和S3状态组合起来指出当前正在使用的是哪个段寄存器，具体 规定如表5.1所示。
TEST
8086/8088 CPU与协处理器间的同步协调之功能。
14
第5章 80X86微处理器引脚功能与总线时序
7．INTR(Interrupt Request)可屏蔽中断访求信号的输入端 (高电平有效)
CPU在每条指令的最后一个时钟周期检测此引脚输入信号。 若为高电平，表示I/O设备向CPU申请中断。如果此时CPU允许中 断(中断允许标志位IF=1)，CPU就会在结束当前指令后，响应中 断请求，进入可屏蔽中断的处理程序。在中断响应周期内，CPU 可从中断源获得中断矢量，从而在存贮器的中断指针表中找到相 应的中断服务程序的入口地址。
5.1 8086/8088 CPU的引脚功能 如图5.1所示，8086/8088 CPU具有40条引脚，采用双列直插 式封装形式。为了减少芯片上的引脚数目，8086/8088 CPU都采 用了分时复用的地址/数据总线。正是由于这种分时使用方法， 才使得8086/8088 CPU可用40条引脚实现20位地址、16位数据及 许多控制信号和状态信号的传输。
2
第5章 80X86微处理器引脚功能与总线时序
图5.1 8086/8088 CPU的引脚信号图(最小模式下)
3
第5章 80X86微处理器引脚功能与总线时序
虽然8086与8088微处理器之间没有太大区别，但在引脚功能
第5章 80X86微处理器引脚功能与总线时序
2．A16/S3～A19/S6(Address/Status)地址/状态复用引脚(输 出、三态)
在总线周期的第一个时钟周期T1，用来输出20位地址信息的 最高4位(A16～A19)。而在其他时钟周期，则用来输出状态信息。 S4和S3状态组合起来指出当前正在使用的是哪个段寄存器，具体 规定如表5.1所示。
TEST
8086/8088 CPU与协处理器间的同步协调之功能。
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第5章 80X86微处理器引脚功能与总线时序
7．INTR(Interrupt Request)可屏蔽中断访求信号的输入端 (高电平有效)
CPU在每条指令的最后一个时钟周期检测此引脚输入信号。 若为高电平，表示I/O设备向CPU申请中断。如果此时CPU允许中 断(中断允许标志位IF=1)，CPU就会在结束当前指令后，响应中 断请求，进入可屏蔽中断的处理程序。在中断响应周期内，CPU 可从中断源获得中断矢量，从而在存贮器的中断指针表中找到相 应的中断服务程序的入口地址。
5.1 8086/8088 CPU的引脚功能 如图5.1所示，8086/8088 CPU具有40条引脚，采用双列直插 式封装形式。为了减少芯片上的引脚数目，8086/8088 CPU都采 用了分时复用的地址/数据总线。正是由于这种分时使用方法， 才使得8086/8088 CPU可用40条引脚实现20位地址、16位数据及 许多控制信号和状态信号的传输。
2
第5章 80X86微处理器引脚功能与总线时序
图5.1 8086/8088 CPU的引脚信号图(最小模式下)
3
第5章 80X86微处理器引脚功能与总线时序
虽然8086与8088微处理器之间没有太大区别，但在引脚功能
微机原理及应用PPT课件
• 设通道0的地址为40H，通道1的地址为41H， 控制口地址为43H，8255A的口地址为8083H。
第22页/共49页
主程序：
MOV AL，15H；通道0初始化，方式 2
OUT 43H，AL
MOV AL，50H；置计数初值
OUT 40H，AL
STI
；开中断
LPO：HLT
；等待中断
JMP LOP 第23页/共49页
2.控制字设置
• 通道0计数器工作于方式2，采用BCD计数， 因计数初值为50，采用RL1RL0=01（读/写 计数器的低8位），则工作方式字为 00010101=15H。
• 通道1计数器工作于方式3，CLK1接 2.5MHz时钟，要求产生2000Hz的方波， 则计数初值应为2.5×106/2000=1250，采 用RL1RL0=11 （先读计数器的低8位，再读 计数器的高8位）。则工作方式字为 01110111=77H。
第25页/共49页
SPK 扬声器
1.工作原理分析
系统分配给8253的端口地址为040H—043H， 三个计数器在IBM-PC机中的功能如下：
（1）计数器0用来产生实时时钟信号，工作于方 式3，计数初值为0，采用二进制计数，输出 OUT0作为中断请求IRQ0，连接到中断优先权控 制器8259A的IR0。此时OUT0端输出 1193181.6÷65536=18.2(Hz)的方波脉冲序 列，方波的脉冲周期约为55ms（1/ 18.2(Hz) ），也就是说，计数器0每隔55ms 产生一次中断请求。在中断处理程序中使用一个 16位的软件计数器（初值为0）进行加1计数， 因此当该计数器由FFFFH变为0000H时，表示 已产生65536次中断请求，共经过65536 ÷18.2（ 65536 ×第256页5/共m49s页 ）=3600秒时间。
第22页/共49页
主程序：
MOV AL，15H；通道0初始化，方式 2
OUT 43H，AL
MOV AL，50H；置计数初值
OUT 40H，AL
STI
；开中断
LPO：HLT
；等待中断
JMP LOP 第23页/共49页
2.控制字设置
• 通道0计数器工作于方式2，采用BCD计数， 因计数初值为50，采用RL1RL0=01（读/写 计数器的低8位），则工作方式字为 00010101=15H。
• 通道1计数器工作于方式3，CLK1接 2.5MHz时钟，要求产生2000Hz的方波， 则计数初值应为2.5×106/2000=1250，采 用RL1RL0=11 （先读计数器的低8位，再读 计数器的高8位）。则工作方式字为 01110111=77H。
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SPK 扬声器
1.工作原理分析
系统分配给8253的端口地址为040H—043H， 三个计数器在IBM-PC机中的功能如下：
（1）计数器0用来产生实时时钟信号，工作于方 式3，计数初值为0，采用二进制计数，输出 OUT0作为中断请求IRQ0，连接到中断优先权控 制器8259A的IR0。此时OUT0端输出 1193181.6÷65536=18.2(Hz)的方波脉冲序 列，方波的脉冲周期约为55ms（1/ 18.2(Hz) ），也就是说，计数器0每隔55ms 产生一次中断请求。在中断处理程序中使用一个 16位的软件计数器（初值为0）进行加1计数， 因此当该计数器由FFFFH变为0000H时，表示 已产生65536次中断请求，共经过65536 ÷18.2（ 65536 ×第256页5/共m49s页 ）=3600秒时间。
最新《微型计算机原理及应用》课件第 1 章 概述课件PPT
Intel 8086
x86系列结构的最重要的成就之一是，从 1978开始的那些处理器上建立的目标程序仍能 在x86系列结构系列的最新的处理器上执行。
8086有16位寄存器和16位外部数据总线， 具有20位地址总线，可寻址1M字节地址空间。
件的主要种类。 第四节 介绍微型计算机的内部和外部结构。 第五节 介绍多媒体计算机主要功能和组成。
1.1 x86系列结构的概中期 Intel 8080、8085 80年代初 Intel 8086、8088 从8086（8088）到80286、80386、80486、
Intel 8086
Intel 8086
1978年6月，Intel推出4.77MHz的8086微处理 器，标志着第三代微处理器问世。它采用16位 寄存器、16位数据总线和29000个3微米技术的 晶体管 ，具有300个操作的指令集
Intel 在1年之后,推出4.77MHz的8位微处理器 8088，准16位处理器
第 1章 概述
本章讲述以下五部分的内容： 1.1 80x86系列的概要历史 1.2 计算机基础 1.3 计算机的硬件和软件 1.4 微型计算机的结构 1.5 多媒体计算机
第一节 介绍x86系列处理器的发展概史。 第二节 介绍计算机的基本原理和主要的概念及术语。 第三节 介绍什么是微型计算机的硬件和软件以及软
Intel公司成立于1968年，格鲁夫（左）、 诺依斯（中）和摩尔（右） 。
1.1.1 Intel 8086
1971年1月，Intel公司霍夫等人研制成功世界 上第一 枚4位微处理器芯片Intel 4004，标志着 第一代微处理器问世，主频108KHz
1973年8月，霍夫等人研制出8位微处理器Intel 8080，以N沟道MOS电路取代了P沟道，第二 代微处理器就此诞生。主频2MHz的8080芯片 运算速度比8008快10倍
单片微型机第五版原理应用试验张友德课件第一章基础知识
28
单片机的应用范围十分广泛，主要的应用领域有： (1) 工业控制。单片机可以构成各种工业控制系统、数 据采集系统等。如数控机床、自动生产线控制、温 度控制等。 (2) 仪器仪表。如智能仪器、医疗器械、数字示波器等。 (3) 计算机外部设备与智能接口。如图形终端机、传真 机、复印机、打印机、绘图仪等。 (4) 商用产品。如自动售货机、电子收款机、电子秤等。 (5) 家用电器。如微波炉、电视机、空调、洗衣机等。
14
§1-4 单 片 机 的 发 展
15
§1-4-1单片机的发展历史
1．4位单片机阶段 ． 位单片机阶段 自1975年美国德克萨斯仪器公司首次推出 4位单片机TMS-1000后，各个计算机生产公 司竞相推出4位单片机。 4位单片机主要用于家用电器、电子玩具 等。
16
2．8位单片机阶段 ． 位单片机阶段 1976年9月，美国Intel公司首先推出了MCS48系列8位单片机。 在1978年以前各厂家生产的8位单片机，由 于受集成度(几千只管/片)的限制，一般没有串 行接口，并且寻址空间的范围小(小于8 KB)， 从性能上看属于低档8位单片机。
12
输入/输出部件 I/O部件既和内部CPU联系又和 外部设备联系，实现数据的输入和 输出。
并行口和定时器，是两种最基本的 I/O部件。除此以外，还有串行接口， A/D，多功能定时器等。
13
§1-3单片机的特点
1 优异的性价比 2 集成度高、体积小、可靠性高 3 控制功能强 4 低功耗、低电压 5 结构简化 6 易构成各种规模的应用系统
3
第一章
单片微型机的概述
4
§1-1单片机的定义
单片机即为把CPU、RAM、ROM、定时 器/计数器及I/O接口电路等主要计算机部 件集成在一块集成电路芯片上的微型计 算机。 单片机又称为“单片微型计算机”、 “微控制器”、“嵌入式微控制器”。 英文名“MCU”(Micro Computer Unit)。
单片机的应用范围十分广泛，主要的应用领域有： (1) 工业控制。单片机可以构成各种工业控制系统、数 据采集系统等。如数控机床、自动生产线控制、温 度控制等。 (2) 仪器仪表。如智能仪器、医疗器械、数字示波器等。 (3) 计算机外部设备与智能接口。如图形终端机、传真 机、复印机、打印机、绘图仪等。 (4) 商用产品。如自动售货机、电子收款机、电子秤等。 (5) 家用电器。如微波炉、电视机、空调、洗衣机等。
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§1-4 单 片 机 的 发 展
15
§1-4-1单片机的发展历史
1．4位单片机阶段 ． 位单片机阶段 自1975年美国德克萨斯仪器公司首次推出 4位单片机TMS-1000后，各个计算机生产公 司竞相推出4位单片机。 4位单片机主要用于家用电器、电子玩具 等。
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2．8位单片机阶段 ． 位单片机阶段 1976年9月，美国Intel公司首先推出了MCS48系列8位单片机。 在1978年以前各厂家生产的8位单片机，由 于受集成度(几千只管/片)的限制，一般没有串 行接口，并且寻址空间的范围小(小于8 KB)， 从性能上看属于低档8位单片机。
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输入/输出部件 I/O部件既和内部CPU联系又和 外部设备联系，实现数据的输入和 输出。
并行口和定时器，是两种最基本的 I/O部件。除此以外，还有串行接口， A/D，多功能定时器等。
13
§1-3单片机的特点
1 优异的性价比 2 集成度高、体积小、可靠性高 3 控制功能强 4 低功耗、低电压 5 结构简化 6 易构成各种规模的应用系统
3
第一章
单片微型机的概述
4
§1-1单片机的定义
单片机即为把CPU、RAM、ROM、定时 器/计数器及I/O接口电路等主要计算机部 件集成在一块集成电路芯片上的微型计 算机。 单片机又称为“单片微型计算机”、 “微控制器”、“嵌入式微控制器”。 英文名“MCU”(Micro Computer Unit)。
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-第5版(周荷琴)-第五章PPT课件
5.3.2 电可擦除可编程ROM （EEPROM）
第2页/共28页
5.3.1 可编程可擦除只读存储器（EPROM）
1. 基本存储单元
• 采用浮栅雪崩注入式半导体 技 术 ， 一 个 浮 栅 MOS 场 效 应管与一个MOS管（T）串 接，构成基本存储单元。
• 初始状态：浮栅被SiO2绝缘 层包围不带电荷，管子不导 通，位线Di为高电平，存储 了信息“1”。
第3页/共28页
存储原理
• 编程：在漏极D和源极S间，加 上25V高电压和编程脉冲，D、 S间被瞬时雪崩击穿，大量电 子通过绝缘层注入到浮栅，使 浮栅管导通，存储的信息变为0。 其余未编程单元仍保持1不变。
• 由于浮栅被绝缘层包围，注入 的电子不会泄露，保存的信息 也就不会丢失。
第4页/共28页
存储原理
1）( )内是24脚的2716和2732的引脚号； 2）原图中脚号（23）错标为（24）了。
第7页/共28页
2）27128的引脚信号
27128的容量为16K×8，28脚DIP封装
―A 1 3 ～ A 0 ： 1 4 根 地 址 线 ， 可 寻 址 1 6 K ―D 7 ～ D 0 ： 8 位 数 据 线 ， 编 程 时 输 入 ， 读 出 时 输 出
第12页/共28页
5.3.1 可编程可擦除ROM （EPROM）
5.3.2 电可擦除可编程ROM （EEPROM）
第13页/共28页
5.3.2 电可擦除可编程只读存储器
EEPROM 或E2PROM
1. EEPROM的原理与特点
• EPROM的缺点：虽可多次编程，但不容易修改局部内容，那 怕只想改变1个字节，也要拔下芯片，用紫外线擦除后重新编 程，使用不方便。
第2页/共28页
5.3.1 可编程可擦除只读存储器（EPROM）
1. 基本存储单元
• 采用浮栅雪崩注入式半导体 技 术 ， 一 个 浮 栅 MOS 场 效 应管与一个MOS管（T）串 接，构成基本存储单元。
• 初始状态：浮栅被SiO2绝缘 层包围不带电荷，管子不导 通，位线Di为高电平，存储 了信息“1”。
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存储原理
• 编程：在漏极D和源极S间，加 上25V高电压和编程脉冲，D、 S间被瞬时雪崩击穿，大量电 子通过绝缘层注入到浮栅，使 浮栅管导通，存储的信息变为0。 其余未编程单元仍保持1不变。
• 由于浮栅被绝缘层包围，注入 的电子不会泄露，保存的信息 也就不会丢失。
第4页/共28页
存储原理
1）( )内是24脚的2716和2732的引脚号； 2）原图中脚号（23）错标为（24）了。
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2）27128的引脚信号
27128的容量为16K×8，28脚DIP封装
―A 1 3 ～ A 0 ： 1 4 根 地 址 线 ， 可 寻 址 1 6 K ―D 7 ～ D 0 ： 8 位 数 据 线 ， 编 程 时 输 入 ， 读 出 时 输 出
第12页/共28页
5.3.1 可编程可擦除ROM （EPROM）
5.3.2 电可擦除可编程ROM （EEPROM）
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5.3.2 电可擦除可编程只读存储器
EEPROM 或E2PROM
1. EEPROM的原理与特点
• EPROM的缺点：虽可多次编程，但不容易修改局部内容，那 怕只想改变1个字节，也要拔下芯片，用紫外线擦除后重新编 程，使用不方便。
微机原理及应用培训课件
4. 微机的硬件组成
微机硬件由主机、输入输出设备、显示设备和存储设备等组成。每个组件在 微机系统中扮演不同的角色。
5. CPU的原理和分类
CPU是计算机的核心部分，负责执行指令和进行数据处理。根据架构和能力，CPU可分为RISC和CISC等不同类型。
6. 主板的原理和功能
主板是微机的骨架，提供各种接口和插槽，连接CPU、内存、显卡等各个组件， 并实现它们之间的通信。
7. 存储器的原理和分类
存储器用于存储和读取数据。根据存取速度和断电后数据保存能力，存储器可分为RAM、ROM、硬盘和光盘等 不同类型。
8. 输入输出设备的原理和分类
输入输出设备使得人与计算机之间能进行信息的交互。常见的输入设备包括 键盘和鼠标，输出设备包括显示器和打印机。
微机原理及应用培训课件
1. 什么是微机？
微机是指由微处理器为核心的个人计算机系统，具有实用、通用、灵活、高 速、低价、小型等特点。
2. 微机的发展历程
微机经历了从8位机到16位机、32位机，以及现代的64位机等不同阶段的发展。
3. 微机的性能参数和分类
微机的性能参数包括处理器速度、内存容量、硬盘大小等。根据用途和规模， 微机可分为家用、商用和工业用微机。
微机原理及应用-PPT课件
2
第一章 微型计算机基础
2、二进制数的运算规则 算术运算与逻辑运算； 3、编码--用以在计算机中表示信息；
ASCII码;
汉字编码;
数的编码。
BCD码 数符(“ + ”、“ – ”号)的编码 原码、反码与补码
3
第一章 微型计算机基础
4、补码--为简化有符号数运算而引入的编码。
地址总线上的地址 = （ 49420 ） H ，数据总线传输 的数据=（0508）H。
Байду номын сангаас14
选择题 1 、设 SS=2000H ， SP=0100H ， AX=2107H ，执行 指 令 PUSH AX 后 ， 数 据 21H 的 存 放 地 址 是 （ B ）。 A：200FEH B：200FFH C：20191H D：20192H 2 、若显示器的最高分辨率为 1280×1024 、 32 位真 色彩，所需最小缓存为（ C ）。 A：2MB B：4MB C：5MB D：6MB
7
第二章重点
8086/8088 CPU内部结构
执行部件； 总线接口部件； 内部寄存器及其作用； 标志寄存器及各位含义。
8
第二章重点
存储空间及存储器组织 (1)存储容量； (2)分段管理； (3)物理地址与逻辑地址；
(4)物理地址的计算；
(5)高位库、低位库及其寻址方式。
堆栈及其操作方式(LIFO)
19
重点内容--寻址方式
I/O空间寻址 (1) 直接I/O寻址(长格式指令)；
(2) 间接 I/O 寻址 ( 短格式指令 ,DX 是唯一的寻址 寄存器)。
20
重点内容--指令系统
指令类型与功能 1、数据传送类--寻址方式运用最多,注意源操作 数与目的操作数的组合关系； 2 、 算术与逻辑运算及移位类--运算类指令影响 标志位； 3、串操作类--固定寻址,源与目的操作数可同为 存储器操作数；
第一章 微型计算机基础
2、二进制数的运算规则 算术运算与逻辑运算； 3、编码--用以在计算机中表示信息；
ASCII码;
汉字编码;
数的编码。
BCD码 数符(“ + ”、“ – ”号)的编码 原码、反码与补码
3
第一章 微型计算机基础
4、补码--为简化有符号数运算而引入的编码。
地址总线上的地址 = （ 49420 ） H ，数据总线传输 的数据=（0508）H。
Байду номын сангаас14
选择题 1 、设 SS=2000H ， SP=0100H ， AX=2107H ，执行 指 令 PUSH AX 后 ， 数 据 21H 的 存 放 地 址 是 （ B ）。 A：200FEH B：200FFH C：20191H D：20192H 2 、若显示器的最高分辨率为 1280×1024 、 32 位真 色彩，所需最小缓存为（ C ）。 A：2MB B：4MB C：5MB D：6MB
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第二章重点
8086/8088 CPU内部结构
执行部件； 总线接口部件； 内部寄存器及其作用； 标志寄存器及各位含义。
8
第二章重点
存储空间及存储器组织 (1)存储容量； (2)分段管理； (3)物理地址与逻辑地址；
(4)物理地址的计算；
(5)高位库、低位库及其寻址方式。
堆栈及其操作方式(LIFO)
19
重点内容--寻址方式
I/O空间寻址 (1) 直接I/O寻址(长格式指令)；
(2) 间接 I/O 寻址 ( 短格式指令 ,DX 是唯一的寻址 寄存器)。
20
重点内容--指令系统
指令类型与功能 1、数据传送类--寻址方式运用最多,注意源操作 数与目的操作数的组合关系； 2 、 算术与逻辑运算及移位类--运算类指令影响 标志位； 3、串操作类--固定寻址,源与目的操作数可同为 存储器操作数；
微型计算机原理(第5版)(章 (8)
7
第8章 中断和异常
图8.1 中断引起程序转移示意图 8
第8章 中断和异常 除此之外，中断技术还用来进行应急事件的处理，如电源掉 电、硬件故障、传输错、存储错、运算错以及操作面板控制等， 均需采用中断技术。 因此，计算机中断处理功能的强弱，是反映其性能好坏的一 个主要指标。 相对中断(外部中断)而言，异常是在指令执行期间检测到的 不正常的或非法的状态，使指令不能成功执行。它与所执行指令 有直接的联系，例如，指令执行期间检测到段异常或页异常时， 指令便不能执行下去。异常的发生源于微处理器内部，且总是与 微处理器操作同步。因而，一些文献将软件中断指令INT n及 INTO等也归类于异常。
10
第8章 中断和异常 微处理器对中断源的检测主要是通过三种中断技术，即单线 中断、多级中断和矢量中断来实现的。现代微处理器大多采用矢 量(亦称向量)中断技术，即由每个中断源(经接口)向CPU提供中 断源的设备标志码，将程序转向相应中断源设备的中断处理程序。 采用矢量中断技术，每种中断或异常都有它自己的中断矢量， 用8位二进制数表示。矢量号(或称中断类型号)用来从中断描述 符表(保护虚地址方式时)或中断矢量表(实地址模式时)中选择给 定中断的处理程序首地址。80386及80486已将矢量号0～31分配 给异常；中断及软中断指令的矢量号可在0～255范围内选择，但 为避免与异常矢量号冲突，最好在32～255的范围内选择。
13
第8章 中断和异常 80X86系统中，可屏蔽中断源产生的中断请求信号，通常通 过8259A可编程中断控制器进行优先权控制后，由8259A向CPU送 中断请求信号INTR和中断标识码(中断矢量)。 采用9个8259A芯 片，可支持64个中断源，并可对每个中断源分配不同的中断矢量 和判断它们的中断优先级。
第8章 中断和异常
图8.1 中断引起程序转移示意图 8
第8章 中断和异常 除此之外，中断技术还用来进行应急事件的处理，如电源掉 电、硬件故障、传输错、存储错、运算错以及操作面板控制等， 均需采用中断技术。 因此，计算机中断处理功能的强弱，是反映其性能好坏的一 个主要指标。 相对中断(外部中断)而言，异常是在指令执行期间检测到的 不正常的或非法的状态，使指令不能成功执行。它与所执行指令 有直接的联系，例如，指令执行期间检测到段异常或页异常时， 指令便不能执行下去。异常的发生源于微处理器内部，且总是与 微处理器操作同步。因而，一些文献将软件中断指令INT n及 INTO等也归类于异常。
10
第8章 中断和异常 微处理器对中断源的检测主要是通过三种中断技术，即单线 中断、多级中断和矢量中断来实现的。现代微处理器大多采用矢 量(亦称向量)中断技术，即由每个中断源(经接口)向CPU提供中 断源的设备标志码，将程序转向相应中断源设备的中断处理程序。 采用矢量中断技术，每种中断或异常都有它自己的中断矢量， 用8位二进制数表示。矢量号(或称中断类型号)用来从中断描述 符表(保护虚地址方式时)或中断矢量表(实地址模式时)中选择给 定中断的处理程序首地址。80386及80486已将矢量号0～31分配 给异常；中断及软中断指令的矢量号可在0～255范围内选择，但 为避免与异常矢量号冲突，最好在32～255的范围内选择。
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第8章 中断和异常 80X86系统中，可屏蔽中断源产生的中断请求信号，通常通 过8259A可编程中断控制器进行优先权控制后，由8259A向CPU送 中断请求信号INTR和中断标识码(中断矢量)。 采用9个8259A芯 片，可支持64个中断源，并可对每个中断源分配不同的中断矢量 和判断它们的中断优先级。
微机原理-第5版(周荷琴)-第四章-(3)PPT课件
4.3 汇编程序设计
第4章 汇编程序设计
中国科学技术大学
4.3 汇编程序设计
第4章 汇编程序设计
§4.3 汇编语言程序设计方 法与实例
中国科学技术大学
4.3 汇编程序设计
第4章 汇编程序设计
汇编语言程序设计
汇编语言程序设计采用结构化程序设计方法。
每个程序只有一个入口，必须要有出口，中间内容 不能含有死循环语句。
4.3.3 循环结构程序
例4.39 用循环程序设计方法，求A和B两个4字节BCD
4.3 汇编程序设计
第4章 汇编程序设计
4.3.3 循环结构程序
要求某段程序反复执行多次，直到满足某些条 件时为止，这种程序称为循环结构程序。
在循环程序中，常用计数器（如CX寄存器） 来控制循环次数。先将计数器置1个初值，用 来表示循环操作的次数，每执行一次循环操作 后，计数器1，减到0时，表示循环结束。
ASSUME CS：CODE，DS：DATA
START：MOV AX，DATA
MOV DS，AX
；设置数据段
MOV CH，COUNT ；CH 数组长度
MOV BX，0
；BX为基址指针,初值清0
MOV DX，0
；DH 数字个数，DL字母个数，初值清0
中国科学技术大学
4.3 汇编程序设计
例4.37
第4章 汇编程序设计
例4.34 由人机对话从键盘输入1个10进制数（0~9），查
表求键入数字的平方值，存入AL寄存器中，并显示 有关的提示信息。试编写汇编语言程序。 解：
➢ 数据段中，先给出数字0~9的平方值，逐个存入TABLE开 始的内存中，形成表格，以便查找，再给出等待显示的 提示信息。
➢ 代码段由3个部分组成：显示提示信息；等待键入数字； 查表求键入数字的平方值，并将结果存入AL中。
第4章 汇编程序设计
中国科学技术大学
4.3 汇编程序设计
第4章 汇编程序设计
§4.3 汇编语言程序设计方 法与实例
中国科学技术大学
4.3 汇编程序设计
第4章 汇编程序设计
汇编语言程序设计
汇编语言程序设计采用结构化程序设计方法。
每个程序只有一个入口，必须要有出口，中间内容 不能含有死循环语句。
4.3.3 循环结构程序
例4.39 用循环程序设计方法，求A和B两个4字节BCD
4.3 汇编程序设计
第4章 汇编程序设计
4.3.3 循环结构程序
要求某段程序反复执行多次，直到满足某些条 件时为止，这种程序称为循环结构程序。
在循环程序中，常用计数器（如CX寄存器） 来控制循环次数。先将计数器置1个初值，用 来表示循环操作的次数，每执行一次循环操作 后，计数器1，减到0时，表示循环结束。
ASSUME CS：CODE，DS：DATA
START：MOV AX，DATA
MOV DS，AX
；设置数据段
MOV CH，COUNT ；CH 数组长度
MOV BX，0
；BX为基址指针,初值清0
MOV DX，0
；DH 数字个数，DL字母个数，初值清0
中国科学技术大学
4.3 汇编程序设计
例4.37
第4章 汇编程序设计
例4.34 由人机对话从键盘输入1个10进制数（0~9），查
表求键入数字的平方值，存入AL寄存器中，并显示 有关的提示信息。试编写汇编语言程序。 解：
➢ 数据段中，先给出数字0~9的平方值，逐个存入TABLE开 始的内存中，形成表格，以便查找，再给出等待显示的 提示信息。
➢ 代码段由3个部分组成：显示提示信息；等待键入数字； 查表求键入数字的平方值，并将结果存入AL中。
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微型计算机原理
• 第一章 微型计算机基础知识 • 第二章 微型计算机组成及微处理器功能结构 • 第三章 80X86寻址方式和指令系统 • 第四章 汇编语言程序设计 • 第六章 半导体存储器及接口 • 第八章 中断和异常 • 第九章 输入/输出方法及常用的接口电路
2021
1
第一章 微型计算机基础知识
X为负时:求[X]补是将[X]原的符号位不变,其余各位
变反加1.
求[X]反是将[X]原的符号位不变,其余各位
变反.
2021
微机原理及应8用
补码没有+0和-0之分;反码有+0和-0之分
[+0]补=00…..00=0 [-0]补=00…..00=0 [+0]反=00…..00=0 [-0]反=00…..00=111…..11
解: ①.设x=129,y=79则
[x]补=10000001B,[y]补=01001111B [-y]补=[y]变补=10110001B [x-y]补=[x]补+[-y]补=00110010B 最高位有进位,
结果为正[x-y]补= [x-y]原=00110010B x-y=50
②.设x=79,y=129则
• 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
1).原码: 设X=+1011100B,Y=-1011100B
• 补码:优点:符号位和数值一起运算; 减法可以变成加法运算.
缺点:数值比较大小时易出错. 适用:加减法的运算中.
2021
微机原理及应11用
运算公式:[x+y]补=[x]补+[+y]补
其中:|x|,|y|,|x+y|<2n-1 [-y]补=[y]变补
[y]变补就是将[y]补连同符号位一起各位变反加1.
2021
微机原理及应3用
多字节数据的存储情况
例如字1234和双字3C5D7E9F的存储
地址 m+2 m+1 m m -1
×× 12 34 ××
(a) 字的存储
地址 m+4 m+3 m+2 m+1 m
×× 3C 5D
7E 9F
m-1 × ×
(b) 双字的存储
2021
微机原理及应4用
1.1.2 数的进位制表示约定
此时X和Y被称为真值.
则[X]原=01011100,[Y]原=11011100
而[+0]原=00000000,
[-0]原=10000000 综上述
[X]原={
X 2n-1-X
X为正 X为负
2021
微机原理及应6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?
[x]补=01001111B,[y]补=10000001B
[-y]补=[y]变补=01111111B
[x-y]补=[x]补+[-y]补=11001110B 最高位无进位, 结果为负 x-y=-50
2021
微机原理及应14用
总结:对于无符号数和有符号数的补码运算,计算 机运算的方法都是一样的.只是结果判断正负的方 法不同.
• 无符号数. 加法:结果必为正.只要不溢出(最高位没有 进位)结果就是正确的. 减法:补码运算结果有进位结果为正.否 则为负.
• 有符号数.加减法结果看符号位.是否溢
出用下述方法判别.
2021
微机原理及应15用
5.有符号数加减运算溢出判别
采用双高位判别法.在计算机内设置两个进位位分别是:
• CS:表示符号位向前进位情况.如有进位CS=1,否 则CS=0.
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.
计算机中是用2n为模—2补码.
[X]补=2n+X
2021
微机原理及应7用
若以2n-1为模的补码称1补码----反码Βιβλιοθήκη [X]反=2n-1+X
根据上面的公式得:
X为正时: [X]反=[X]补=[X]原
• 减法:1).若x>=y, [x]补+[-y]补最高位有 进位,结果为正. [x-y]补=[x-y]原 2).若x<y, [x]补+[-y]补最高位无进 位,结果为负.将[x-y]补再求一次补前边 加上负号就得到x-y的真值.
2021
微机原理及应13用
例1.1用补码运算:①129-79 ②79-129
• CP:表示数值部分最高位向符号进位情况,如有进位CP=1, 否则CP=0.
分析: CS CP 00 01 10 11
常用数据类型 数学协处理器的数据格式
2021
微机原理及应2用
1.1.1 数据在内存储器中的存储方式
字节:8个二进制位.一个字节也叫做一个存 储单元.
地址:对内存中存储单元的编号.从0开始直 到CPU能支持的最高地址.
字:相邻两个字节存放一个数.16位. 双字:相邻四个字节存放一个数.32位.
多字节数据的存储采取高位字节在高地址 的原则.数据所在地址是低字节所在的地址.
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
2021
微机原理及应10用
3.带符号数的运算
• 原码:类似于正负数的笔算 优点:直观. 缺点:减法过程非常繁锁. 适用:浮点数的有效数字. 二进制乘除法.
例如:X=+1010011B
[X]反=[X]补=[X]原=01010011 X=-1010011B
[X]原=11010011 [X]补=10101101 [X]反=10101100
2021
微机原理及应9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
• 反码:常用在求反逻辑运算中,其它运算不用. • 移码:优点:能很方便的比较出真值的大小.
适用:A/D和D/A转换器的双极性编码. 浮点数的阶码中.
2021
微机原理及应12用
4.无符号数运算(补码运算)
[x]补+[+y]补= [x+y]补 其中:x、y及（x+y）<2n
• 加法:最高位没有进位.就有正确结果,并 为正.
• 第一章 微型计算机基础知识 • 第二章 微型计算机组成及微处理器功能结构 • 第三章 80X86寻址方式和指令系统 • 第四章 汇编语言程序设计 • 第六章 半导体存储器及接口 • 第八章 中断和异常 • 第九章 输入/输出方法及常用的接口电路
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第一章 微型计算机基础知识
X为负时:求[X]补是将[X]原的符号位不变,其余各位
变反加1.
求[X]反是将[X]原的符号位不变,其余各位
变反.
2021
微机原理及应8用
补码没有+0和-0之分;反码有+0和-0之分
[+0]补=00…..00=0 [-0]补=00…..00=0 [+0]反=00…..00=0 [-0]反=00…..00=111…..11
解: ①.设x=129,y=79则
[x]补=10000001B,[y]补=01001111B [-y]补=[y]变补=10110001B [x-y]补=[x]补+[-y]补=00110010B 最高位有进位,
结果为正[x-y]补= [x-y]原=00110010B x-y=50
②.设x=79,y=129则
• 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
1).原码: 设X=+1011100B,Y=-1011100B
• 补码:优点:符号位和数值一起运算; 减法可以变成加法运算.
缺点:数值比较大小时易出错. 适用:加减法的运算中.
2021
微机原理及应11用
运算公式:[x+y]补=[x]补+[+y]补
其中:|x|,|y|,|x+y|<2n-1 [-y]补=[y]变补
[y]变补就是将[y]补连同符号位一起各位变反加1.
2021
微机原理及应3用
多字节数据的存储情况
例如字1234和双字3C5D7E9F的存储
地址 m+2 m+1 m m -1
×× 12 34 ××
(a) 字的存储
地址 m+4 m+3 m+2 m+1 m
×× 3C 5D
7E 9F
m-1 × ×
(b) 双字的存储
2021
微机原理及应4用
1.1.2 数的进位制表示约定
此时X和Y被称为真值.
则[X]原=01011100,[Y]原=11011100
而[+0]原=00000000,
[-0]原=10000000 综上述
[X]原={
X 2n-1-X
X为正 X为负
2021
微机原理及应6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?
[x]补=01001111B,[y]补=10000001B
[-y]补=[y]变补=01111111B
[x-y]补=[x]补+[-y]补=11001110B 最高位无进位, 结果为负 x-y=-50
2021
微机原理及应14用
总结:对于无符号数和有符号数的补码运算,计算 机运算的方法都是一样的.只是结果判断正负的方 法不同.
• 无符号数. 加法:结果必为正.只要不溢出(最高位没有 进位)结果就是正确的. 减法:补码运算结果有进位结果为正.否 则为负.
• 有符号数.加减法结果看符号位.是否溢
出用下述方法判别.
2021
微机原理及应15用
5.有符号数加减运算溢出判别
采用双高位判别法.在计算机内设置两个进位位分别是:
• CS:表示符号位向前进位情况.如有进位CS=1,否 则CS=0.
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.
计算机中是用2n为模—2补码.
[X]补=2n+X
2021
微机原理及应7用
若以2n-1为模的补码称1补码----反码Βιβλιοθήκη [X]反=2n-1+X
根据上面的公式得:
X为正时: [X]反=[X]补=[X]原
• 减法:1).若x>=y, [x]补+[-y]补最高位有 进位,结果为正. [x-y]补=[x-y]原 2).若x<y, [x]补+[-y]补最高位无进 位,结果为负.将[x-y]补再求一次补前边 加上负号就得到x-y的真值.
2021
微机原理及应13用
例1.1用补码运算:①129-79 ②79-129
• CP:表示数值部分最高位向符号进位情况,如有进位CP=1, 否则CP=0.
分析: CS CP 00 01 10 11
常用数据类型 数学协处理器的数据格式
2021
微机原理及应2用
1.1.1 数据在内存储器中的存储方式
字节:8个二进制位.一个字节也叫做一个存 储单元.
地址:对内存中存储单元的编号.从0开始直 到CPU能支持的最高地址.
字:相邻两个字节存放一个数.16位. 双字:相邻四个字节存放一个数.32位.
多字节数据的存储采取高位字节在高地址 的原则.数据所在地址是低字节所在的地址.
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
2021
微机原理及应10用
3.带符号数的运算
• 原码:类似于正负数的笔算 优点:直观. 缺点:减法过程非常繁锁. 适用:浮点数的有效数字. 二进制乘除法.
例如:X=+1010011B
[X]反=[X]补=[X]原=01010011 X=-1010011B
[X]原=11010011 [X]补=10101101 [X]反=10101100
2021
微机原理及应9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
• 反码:常用在求反逻辑运算中,其它运算不用. • 移码:优点:能很方便的比较出真值的大小.
适用:A/D和D/A转换器的双极性编码. 浮点数的阶码中.
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微机原理及应12用
4.无符号数运算(补码运算)
[x]补+[+y]补= [x+y]补 其中:x、y及（x+y）<2n
• 加法:最高位没有进位.就有正确结果,并 为正.