2-2 内部存储器结构
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计算机组成原理第三章 第2讲 SRAM存储器
SRAM存储器
3.2 SRAM存储器
主存（内部存储器）是半导体存储器。根
据信息存储的机理不同可以分为两类：
相对而言 静态读写存储器(SRAM)：
• 存取速度快，一般用作Cache
动态读写存储器(DRAM)：
• 存储容量大，一般用作主存
3.2 SRAM存储器
一、基本的静态存储元阵列 1、存储元：
例1：图3.5(a)是SRAM的写入时序图。 其中R/W是读/写命令控制线，当R/W 线为低电平时，存储器按给定地址把 数据线上的数据写入存储器。请指出 图3.5(a)写入时序中的错误，并画出正 确的写入时序图。
3.2 SRAM存储器
3.2 SRAM存储器
写使能信号
3.2 SRAM存储器
三、存储器的读写周期 读周期
读出时间Taq 读周期时间Trc 写周期时间Twc 写时间Twd 读周期时间Trc=写时间Twd
写周期
存取周期
3.2 SRAM存储器
片选 读使能
3.2 SRAM存储器
片选 写使能
3.2 SRAM存储器
教材P69
用锁存器实现。 需要加电，无限期保持0或者1状态。
3.2 SRAM存储器
回顾译码器
可参考CAI动画
63
3.2 SRAM存储器
2、三组信号线
地址线：A0-A5，可指定26=64个存储单元 数据线：I/O0，I/O1 ，I/O2 ，I/O3
• 行线，列线 • 存储器的字长4位
控制线：读或写 存储位元、存储单元、字存储单元、最小寻址 单位、最小编址单位。
写入数据：
3.2 SRAM存储器
主存（内部存储器）是半导体存储器。根
据信息存储的机理不同可以分为两类：
相对而言 静态读写存储器(SRAM)：
• 存取速度快，一般用作Cache
动态读写存储器(DRAM)：
• 存储容量大，一般用作主存
3.2 SRAM存储器
一、基本的静态存储元阵列 1、存储元：
例1：图3.5(a)是SRAM的写入时序图。 其中R/W是读/写命令控制线，当R/W 线为低电平时，存储器按给定地址把 数据线上的数据写入存储器。请指出 图3.5(a)写入时序中的错误，并画出正 确的写入时序图。
3.2 SRAM存储器
3.2 SRAM存储器
写使能信号
3.2 SRAM存储器
三、存储器的读写周期 读周期
读出时间Taq 读周期时间Trc 写周期时间Twc 写时间Twd 读周期时间Trc=写时间Twd
写周期
存取周期
3.2 SRAM存储器
片选 读使能
3.2 SRAM存储器
片选 写使能
3.2 SRAM存储器
教材P69
用锁存器实现。 需要加电，无限期保持0或者1状态。
3.2 SRAM存储器
回顾译码器
可参考CAI动画
63
3.2 SRAM存储器
2、三组信号线
地址线：A0-A5，可指定26=64个存储单元 数据线：I/O0，I/O1 ，I/O2 ，I/O3
• 行线，列线 • 存储器的字长4位
控制线：读或写 存储位元、存储单元、字存储单元、最小寻址 单位、最小编址单位。
写入数据：
2微型计算机基础
❖2.1.2 微处理器（CPU）
运算器、控制器和一组寄存器，合在一个芯 片上称之为CPU （Central Processing Unit）。
功能：进行算术运算、逻辑运算。 ❖下图是各种类型的CPU。
图2-6 8086
图2-7 8088
Sunday, April 12, 2020
计算机基础教研室
图2-8 80286
Company Lo2g1o
2.2 外存储器
❖外存储器用于存储暂时不用的程序和数据，外存储器有 磁存储器、光存储器、和U盘存储器等。它们存储容量大， 访问时间相对内存也要慢得多。
图2-16 硬盘
图2-17 光驱
图2-18 U盘
Sunday, April 12, 2020
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Company Lo2g2o
计算机基础教研室
Company Lo3g0o
2.3 输出输入设备
❖外围设备中显示器、键盘和鼠标是必须选择的部件。 除了这些还有其他的一些设备如下图：
图2-19 显示器
图2-20 键盘
图2-21 鼠标
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Company Lo3g1o
图2-22 打印机
Sunday, April 12, 2020
计算机基础教研室
Company Lo2g9o
其他外存
❖2.U盘（优盘）或Flash盘（闪盘）： ❖是利用Flash闪存芯片为存储介质，采用USB接口， 可擦写100万次的新型移动存储产品。 ❖存储容量由256MB-1GB等
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2.2.1 硬盘存储器
❖硬盘 ❖硬盘的盘片由多个平行的圆形磁盘片组成。每片 磁盘都有读写磁头，在控制器的统一控制下沿着磁 盘表面径向同步移动。 ❖柱面：将几层盘片上具有相同半径的磁道看成是 一个柱面。
02第二章 80C51单片机的硬件
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程序计数器PC 程序计数器PC
16位寄存器,用于存放将要执行的指令的地址, 16位寄存器,用于存放将要执行的指令的地址,
可寻址64K范围.PC在物理结构上相对独立,不 可寻址64K范围.PC在物理结构上相对独立,不 属于SFR,如将要执行的指令为多字节指令,则 属于SFR,如将要执行的指令为多字节指令,则 PC存放指令的第一个字节的地址. PC存放指令的第一个字节的地址. PC的功能: PC的功能: 复位功能 计数功能 直接置位功能
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表2-5 RS1,RS0与寄存器区的关系 , 与寄存器区的关系
RS1 RS0 当前区号(组 当前区号 组) R0～R7地址 ～ 地址
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 2 3
00H～07H ～ 08H～0FH ～ 10H～17H ～ 18H～1FH ～
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(2).位寻址区
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2,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ部数据存储器 ,
由于MCS-51子系列单片机内部数据存储器只有128个
字节,往往不够用,这就需要扩展外部数据存储器, 外部数据存储器最多可扩至64KB. 访问外部存储器需要利用外部总线进行地址和数据的 传输,此时用P0,P2口 P0 P2 访问外部数据存储器只能用间接寻址,两种方式: DPTR和Ri(i=0,1),并有专用指令
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2.3 MCS-51单片机的引脚功能 MCS-51单片机的引脚功能
MCS-51 单片机共有40 个引脚. MCS-51单片机共有 40个引脚 .
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2.4 MCS-51单片机存储器 MCS-51单片机存储器
计算机学科专业基础综合组成原理-存储器层次结构(二)
计算机学科专业基础综合组成原理-存储器层次结构(二)(总分：100.00，做题时间：90分钟)一、{{B}}单项选择题{{/B}}(总题数：63，分数：100.00)1.主存储器主要性能指标有______。
Ⅰ．存储周期Ⅱ．存储容量Ⅲ．存取时间Ⅳ．存储器带宽∙ A.Ⅰ、Ⅱ∙ B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ∙ C.Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ∙ D.全部都是（分数：2.00）A.B.C.D. √解析：[解析] 主存储器的主要性能指标包括存储容量、存取时间、存储周期和存储器带宽。
存储容量是指某计算机实际配置的容量，通常来说，它小于最大可配置容量(主存地址空间大小)。
存取时间是指执行一次读操作或写操作的时间，分读出时间和写入时间两种。
存储周期是指存储器进行连续两次独立的读或写操作所需要的最小时间间隔，它通常大于存取时间。
存储器带宽是指单位时间内从存储器读出或写入存储器的最大信息量。
2.下面存储器中，已经被淘汰的是______。
∙ A.半导体存储器∙ B.磁表面存储器∙ C.磁芯存储器∙ D.光盘存储器（分数：2.00）A.B.C. √D.解析：[解析] 早期的计算机最常见的存储器是用各种磁芯制成的。
这种磁芯存储器已被微型集成电路块上的半导体存储器所取代。
3.主存储器速度的表示中，存取时间(Ta)和存取周期(Tc)的关系表述正确的是______。
∙ A.Ta＞Tc∙ B.Ta＜Tc∙ C.Ta=Tc∙ D.二者没有大小关系（分数：2.00）A.B. √C.D.解析：[解析] 存取时间是指执行一次读操作或写操作的时间，分读出时间和写入时间两种。
存储周期是指存储器进行连续两次独立的读或写操作所需要的最小时间间隔，它通常大于存取时间，故本题选B。
4.某32位微型机地址码为32位，若使用32K×8位的RAM芯片进行字扩展成存储器，则该机所允许的最大主存容量是______。
∙ A.32KB∙ B.16MB∙ C.512MB∙ D.4GB（分数：2.00）A.B.C.D. √解析：[解析] 要知道最大主存容量，只需要知道存储单元大小和存储单元个数即可。
第二章 80c51硬件结构
•
• • •
(2) 寄存器B （8位）：
2.1.2
80C51内部逻辑结构组成
2.内部数据存储器(RAM)
低128字节区：用户RAM区为128x8Byte，地址为00H～
7FH。用于存放运算的中间结果、数据暂存以及数据缓 冲等。 高128字节区：特殊寄存器RAM区128x8Byte，地址为 80H～FFH。有21个特殊功能寄存器（SFR），存放功能 部件的控制命令、状态或数据等。 特点：掉电数据丢失。
失，使得复位后能继续正常运行。
三、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和EA
ALE/PROG（30脚）：
ALE：地址锁存允许信号端。正常工作时，该引脚以 振荡频率的1/6固定输出正脉冲，可作为外部定时 脉冲使用。 CPU访问片外存储器时，该引脚输出信号作为锁存 低8位地址的控制信号。它的负载能力为8个LS型 TTL负载。
字 节 地 址
位地址
2.2.3
内部数据存储器高128单元
1 特殊寄存器概述
用于存放单片机各个功能部件的控制命令、状态或数据的寄存 器叫特殊寄存器，其功能已经由单片机规定。
1. 有21个特殊功能功能寄存器，地址不连续分布在80H～FFH的 RAM空间，剩余空闲单元用户并不能使用，读出不确定，写入 被舍弃。
片内数据存储器 MOV,
片外数据存储器 MOVX, RD WR作选通信号操作 逻辑上3个存储器地址空间（软件角度） ： 64KB 程序存储器： 统一编地址，0000H-FFFFH 256B 片内数据存储器:独立编地址 0000H-00FFH 64KB 片外数据存储器：独立编地址 0000H-FFFFH
(1)运算电路 构成: 运算部件以算术逻辑运算单元ALU为核心，包 含累加器ACC、B寄存器、暂存器、标志寄存器PSW等， 功能: 它能实现算术运算、逻辑运算 。
第2章51系列单片机系统结构2.2存储器组织
字节 地址 80H
复位后 初值 FFH
I/O 端口 0(P0 口)
*I/O 端口 1(P1 口)
P1
P1.7 A7H
90H
FFH
*I/O 端口 2(P2 口)
P2
P2.7 B7H P3.7
A0H
FFH
*I/O 端口 3(P3 口) 串行数据缓冲 *串行控制 电源控制及 波特率选择 从地址寄存器 从地址掩蔽寄存器
(1) 工作寄存器区。该区域容量为32个字节，分为 四个区，每区8个字节，对应R0～R7寄存器名。 因此，R0的物理地址可能是00H，也可能是08H、 10H 或18H；同理，R1的物理地址可能是01H， 也可能是09H、11H或19H。 任何时候都只能选择四个工作寄存器区中的一个区 作为当前工作寄存器区，当前工作寄存器区由程序 状态字寄存器PSW的b4(RS1)、b3(RS0)位确定，具 体情况4、b3位 当前区 寄存器R7～R0地址 00 0区 07H～00H 01 1区 0FH～08H 10 2区 17H～10H 11 3区 1FH～18H 由于复位后PSW的b4、b3位为00，因此复位后将选择0 区作为当前工作寄存器区。 修改PSW的b4、b3位即可选择不同的工作寄存器区，这 有利于快速保护现场，提高程序执行效率和中断的响应速 度。
SFR 寄存器名 累加器 B 寄存器 助功能寄存器 助功能寄存器 1 时钟控制寄存器 堆栈指针 数据指针低 8 位 数据指针高 8 位 *程序状态字 符号 b7 Acc B AUXR AUXR1 CKCON SP DPL DPH PSW D7H Cy AFH EA BFH IP — IPH — E7H F7 — — —
哈佛体系结构的程序存储器与数据存储器都拥有自己独立 的总线和寻址空间（典型的如DSP，TI的C5000系列）
02-2第二章计算机硬件基础(二)(答案)
第二章计算机硬件基础（二）一、单项选择题（请在（）内填写答案）（）1. 绘图仪属于。
A: 输出设备B: 输入设备和输出设备C: 输入设备D: 计算机正常工作时不可缺少的设备（）2. 计算机的存储系统一般指主存储器和。
A: 累加器B: 寄存器C: 辅助存储器D: 鼠标器（）3. 把硬盘上的数据传送到计算机的内存中去，称为。
A: 打印B: 写盘C: 输出D: 读盘（）4. CPU 是计算机硬件中的部件。
A: 核心B: 辅助C: 主存D: 输入输出（）5. CPU 中的运算器的主要功能是。
A: 负责读取并分析指令B: 算术运算和逻辑运算C: 指挥和控制计算机的运行D: 存放运算结果（）6. 现代计算机之所以能自动地连续进行数据处理,主要是由于________。
A:采用了二进制B:采用开关电路C:具有存储程序的功能D:采用了半导体器件（）7. CPU 中的控制器的功能是。
A: 进行逻辑运算B: 进行算术运算C: 控制运算的速度D: 分析指令并发出相应的控制信号（）8. 以下全是输入设备的是。
A: 键盘、扫描仪、打印机B: 键盘、硬盘、打印机C: 鼠标、硬盘、音箱D: 扫描仪、键盘、只读光盘（）9. 现代计算机系统是以为中心的。
A: 中央处理器B: 内存C: 运算器D: 控制器（）10. 计算机中必要的、使用最广泛的、用于人机交互的输出设备是。
A: 打印机B: 显示器C: 绘图仪D: 声卡（）11. 半导体只读存储器（ROM）和半导体随机存储器（RAM）的主要区别在于。
A: ROM 可以永久保存信息，RAM 在掉电后信息会消失B: ROM 掉电后，信息会消失，RAM 不会C: ROM 是内存储器，RAM 是外存储器D: RAM 是内存储器，ROM 是外存储器（）12. CPU 的中文意思是。
A: 中央处理器B: 主机C: 控制器D: 计算机器（）13. 内存和外存的主要不同在于。
A: CPU 可以直接处理内存中的信息，速度快，存储容量大；外存则相反。
第2章单片机存储器组织结构图
RS232
串行通 信电缆
键盘
8031插 座 实验板
计算机
安 装
工具软件
图2.1 MICE-51单片机开发系统连接图
第2章 单片及开发系统
3) 启动单片机开发系统调试软件 使用不同的单片机开发系统，调试软件也有所不同。例 如，MICE-51单片机开发系统的调试软件是MBUG。不同的调 试软件，其功能大致相同。在调试软件中，完成以下操作： (1) 打开（Open）上一步输入的汇编语言源程序文件。 (2) 将汇编语言源程序汇编（Assemble），生成十六进制 文件。 (3) 将汇编后生成的十六进制文件装载（Load）到单片机 开发系统的仿真RAM中。
(4) 跟踪运行：类似单步运行过程，但可以跟踪到子程 序中运行。
第2章 单片及开发系统
2. 目标系统状态的读出修改功能 当CPU停止执行目标系统的程序后，允许用户方便地读 出或修改目标系统资源的状态，以便检查程序运行的结果、 设置断点条件以及设置程序的初始参数。可供用户读出/修 改的目标系统资源包括： (1) 程序存储器（开发系统中的仿真RAM存储器或目标 机中的程序存储器） (2) 单片机中片内资源（工作寄存器、特殊功能寄存器、 I/O口、RAM数据存储器、位单元）。 (3) 系统中扩展的数据存储器、I/O口。
第2章 单片及开发系统
在线仿真器的英文名为In Circuit Emulator(简称ICE)。 ICE是由一系列硬件构成的设备。开发系统中的在线仿真器 应能仿真目标系统（即应用系统）中的单片机，并能模拟 目标系统的ROM、RAM和I/O口。使在线仿真时目标系统 的运行环境和脱机运行的环境完全“逼真”，以实现目标 系统的一次性开发。仿真功能具体地体现在以下几个方面。
第2章 单片及开发系统
2-2CPU的组成结构与工作原理
成功超频需要的条件
• • • • •
CPU体质 低倍频 制作工艺 温度 好的主板
AMDCPU开核
• 开核就是AMD公司在生产四核的工程中， 生产出来的核心不是每个都达到技术要求， 为了降低成本和CPU的功耗，于是厂家将 没有达到要求的核心屏蔽掉，就有了原生 四核架构的双核和三核CPU。开核的意思 就是把被屏蔽掉的核心打开 • 开核需要主板支持，（必须采用南桥是 SB710或SB750的AMD 7和8系列的主板。 并且主板的BIOS中要有ACC选项。 • 与超频不同，开核失败并不会损坏CPU。
CPU的选购与测试
集显用AMD的 CPU 独显用INTEL
CPU超频
• 电脑的超频就是通过人为的方式将CPU、显卡等 硬件的工作频率提高，让它们在高于其额定的频 率状态下稳定工作。 • 超频方法：软超和硬超 • 超频的利弊 • 成功超频需要的条件：CPU体质，低倍频，制作 工艺，温度，好的主板。
CPU指令集
• 所谓指令集，就是CPU中用来计算和控制计 算机系统的一套指令的集合，而每一种新 型的CPU在设计时就规定了一系列与其他硬 件电路相配合的指令系统。而指令集的先 进与否，也关系到CPU的性能发挥，它也是 CPU性能体现的一个重要标志。
AMD -CPU 与 英特尔CPU
• AMD的CPU性价比 比INTEL的要好 • FSB和HT • AMD 功耗要比 INTEL的略高
CPU的缓存
• CPU缓存（Cache Memory）是位于CPU与 内存之间的临时存储器，它的容量比内存 小的多但是交换速度却比内存要快得多。 缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度 与内存读写速度不匹配的矛盾，因为CPU 运算速度要比内存读写速度快很多，这样 会使CPU花费很长时间等待数据到来或把 数据写入内存。在缓存中的数据是内存中 的一小部分，但这一小部分是短时间内 CPU即将访问的，当CPU调用大量数据时，
第2章 AT89S52单片机的片内硬件结构(2)存储器结构
pop
A
pop
B
pop
PSW
这样的指令顺序对不对？
30
2．寄存器B
为执行乘法和除法而设。
在不执行乘、除法操作的情况下，可把它当作一个 普通寄存器来使用。
乘数 A × 乘数 B
高8位 B 低8位 A
商 A 余数 B 除数 B 被除数 A
31
4. 数据指针DPTR0和DPTR1
双数据指针寄存器，便于访问数据存储器。 DPTR数据指针是唯一一个既可以当16位寄存器来用，
MOV 21H，ACC ；21H为字节地址
MOV 21H，P1.2 ；21H为位地址
17
２.数据存储器空间
AT89S52与AT89S51 片内数据存储器相比 ，片内数据存储器增 加了128B，对应的字 节地址为80H～FFH 。
这高128B的RAM单元 地址与特殊功能寄存 器区的字节地址重合 ，但它们是两个不同 的物理区域。
② 主要功能：保护断点和保护现场，为程序的正确返 回作准备。
③ 堆栈保护内容：累加器ACC，工作寄存器内容，寄 存器B，程序状态字PSW等。
27
④ 设立目的：为子程序调用和中断操作设立。 ⑤ 区域范围：由用户自己设置，通常设在30H-7FH的范围
内， SP值改置为60H 。 注意，设为堆栈的区域不能再用作普通RAM区。 单片机复位后，（SP）=07H，所以，必须在初始化时改变
18
２.数据存储器空间
对这两个具有相同地址区
域进行访问时，是由不同
的指令寻址方式（将在指
令系统一章中介绍）来区
分，对地址为80H～FFH
的RAM区，只能采用间
接寻址方式访问，而对地
址为80H～FFH的特殊功
第2章-DSP内核结构及存储器映射
2.1.3 中央算术逻辑单元（CALU）
中央算术逻辑单元执行大部分的算术和逻辑运算功能，并且实现大多数 的功能都只要1个时钟周期，这些功能包括：16位加、16位减、布尔逻辑操作、 位测试、移位和循环功能。有关中央算术逻辑单元的结构框图，如下图。
2.1 CPU内部结构
2.1.4 累计器（ACC）
当CALU工作时，会将计算结果送至32位累加器，累计器负责将结果进行 单移位或者循环移位，然后将结果输出到数据定标移位器。
2.2 存储器和I/O空间
❖ I/O空间的访问都可用IN和OUT指令。当用IN或OUT指令时，信号IS将变成有效， 因此可用信号IS作为外围I/O设备的片选信号。访问外部I/O端口与访问程序存储器、 数据存储器复用相同的地址总线和数据总线。数据总线的宽度为16位，若使用8位 的外设，即可使用高8位数据总线，也可使用低8位数据总线，以适应特定应用的 需要。
块模1C令时。L时块，钟K置O钟时芯使进1U且钟片能行后T正且进该锁引需常正入模相脚要运常那块倍输用行运种时频出户；行低钟的C用P当；功，系软U该当耗以数时件位该模使。钟清值位式当A；0/，为值。C当DL清为0转该K时0P0换位的S，时正=值方禁，0常为法0止禁进01是该止时行对模该4，；倍该块模C当频位L时块该K；写钟时O位当1U。钟值。T。引为检脚0
2.2.5 外部存储器接口及其操作
1. 外部存储器接口简介
这 里 以 TMS320LF2407A 为 例 介 绍 外 部 存 储 器 接 口 及 其 操 作 ， TMS320LF2407A包含2K×16位字的SARAM和544×16位字的片上DARAM， 其中DARAM被分成B0、B1和B2三个单元。通过不同的设置，可将SARAM 和DARAM的B0单元用作程序存储器，又可将它们用作数据存储器。当系统 用慢速的程序存储器存放程序时，为提高运行速度，通常将程序放到SARAM 和DARAM的B0单元中；此时这部分RAM映射到程序空间。对于许多应用来 说，仅有的SRAM是不够的，需要进行扩展来作为程序存储器或数据存储器。
中央算术逻辑单元执行大部分的算术和逻辑运算功能，并且实现大多数 的功能都只要1个时钟周期，这些功能包括：16位加、16位减、布尔逻辑操作、 位测试、移位和循环功能。有关中央算术逻辑单元的结构框图，如下图。
2.1 CPU内部结构
2.1.4 累计器（ACC）
当CALU工作时，会将计算结果送至32位累加器，累计器负责将结果进行 单移位或者循环移位，然后将结果输出到数据定标移位器。
2.2 存储器和I/O空间
❖ I/O空间的访问都可用IN和OUT指令。当用IN或OUT指令时，信号IS将变成有效， 因此可用信号IS作为外围I/O设备的片选信号。访问外部I/O端口与访问程序存储器、 数据存储器复用相同的地址总线和数据总线。数据总线的宽度为16位，若使用8位 的外设，即可使用高8位数据总线，也可使用低8位数据总线，以适应特定应用的 需要。
块模1C令时。L时块，钟K置O钟时芯使进1U且钟片能行后T正且进该锁引需常正入模相脚要运常那块倍输用行运种时频出户；行低钟的C用P当；功，系软U该当耗以数时件位该模使。钟清值位式当A；0/，为值。C当DL清为0转该K时0P0换位的S，时正=值方禁，0常为法0止禁进01是该止时行对模该4，；倍该块模C当频位L时块该K；写钟时O位当1U。钟值。T。引为检脚0
2.2.5 外部存储器接口及其操作
1. 外部存储器接口简介
这 里 以 TMS320LF2407A 为 例 介 绍 外 部 存 储 器 接 口 及 其 操 作 ， TMS320LF2407A包含2K×16位字的SARAM和544×16位字的片上DARAM， 其中DARAM被分成B0、B1和B2三个单元。通过不同的设置，可将SARAM 和DARAM的B0单元用作程序存储器，又可将它们用作数据存储器。当系统 用慢速的程序存储器存放程序时，为提高运行速度，通常将程序放到SARAM 和DARAM的B0单元中；此时这部分RAM映射到程序空间。对于许多应用来 说，仅有的SRAM是不够的，需要进行扩展来作为程序存储器或数据存储器。
第二章 MCS-51系列单片机的结构和原理
小结：
堆栈是一个“后进先出”的 内部RAM区，在数据进出堆 栈时，SP的值将自动增减， 但始终指向最后进入或即将 弹出数据的单元（即栈顶）
SP当前值
栈 顶
35H 34H 33H 32H 数据进入堆栈称“进栈（压栈）” 31H 数据从堆栈取出称“出栈（弹栈）” 30H
压栈：先SP增1，然后装入数据 出栈：先取出数据，然后SP减1。
三、专用功能寄存器 （特殊功能寄存器）SFR
MCS-51单片机内各种控制 寄存器和状态寄存器都是以 专用功能寄存器（或称特殊 功能寄存器）的形式出现的， 它们的地址分布在80H~FFH 区间。 每个寄存器都有相应的地址， 可以象访问内部RAM一样访 问。 MCS-51共有21个寄存器，只 占80H~FFH中的一部分，PC 除外。
总结§2.2 存储器
一、程序存储器 二、片内数据存储器(分三个区） 三、专用寄存器（特殊功能寄存器） 四、位存储器 五、外部数据存储器
片 内
§2.3 并行输入/输出端口结构
PSW各位定义如下
⑸. OV （PSW.2）溢出标志
当执行算术指令时，由硬件置位或清零，以指示溢出状态。 ①当执行加法或减法指令时有： OV = Cs ㈩ Cp 加法：用Cs和Cp表示有进位 减法：用Cs和Cp表示有借位
②无符号数乘法或除法指令 ：执行结果也会影响OV标志，详 见MUL和DIV指令的说明。
ห้องสมุดไป่ตู้
介绍几个常用SFR
1、累加器 ACC
累加器是一个最常用的专用寄存器。大多数单操作数指令的 操作数取自累加器，很多双操作数指令的一个操作数也 取自累加器
2、B寄存器
在乘除指令中用到了B寄存器，在其它指令中，B寄存器可 以用作计数器或一般RAM单元。
微机原理2-1：8088CPU内部结构、寄存器组、存储器组织
栈段和附加段。
段寄存器即是存放各个逻辑段段首地址的寄 存器。
23
存储器的分段管理
8088有20条地址线， 20＝1MB， 最大可寻址空间为 2 可寻址的地址范围为 00000H～FFFFFH 该地址称物理地址 硬件用 20位的物理地址来对存储单元进行寻 址
24
存储器的分段管理
由于 8088 中的地址寄存器都是 16 位的，用 户不能直接使用20位的物理地址，编程时需 要使用逻辑地址来寻址存储单元。 物理地址 14700H 逻辑地址由两个16位数构成，其形式为： 逻辑地址 1460H:100H 段的起始地址 ： 段内的偏移地址 （16位段地址） ：（ 16位偏移量）
分隔符
7
②指针和变址寄存器 共BP、SP、SI、DI四个 BP：基址指针寄存器Base Pointer ，默认表示
堆栈段基地址；
SP：堆栈指针寄存器Stack Pointer，指示栈顶 SI：源变址寄存器Source Index DI：目的变址寄存器Destination Index
8
2、标志寄存器 标志寄存器（ FR ）是 一个 十六位的 寄存器，但只利用了其中的9位：六个条 件标志和三个控制标志。
CLI 指令复位中断标志：IF＝0
STI 指令置位中断标志：IF＝1
20
陷阱标志TF（Trap Flag）
用于控制处理器是否进入单步执行方式： 设置TF＝0，处理器正常工作； 设置 TF＝1，处理器每执行一条指令就中断一次， 中断编号为 1 （称单步中断）， TF 也被称为单 步标志。 单步执行和单步调试
注意： PF 标志仅反映最低 8 位中“ 1 ”的个数
02-2第二章计算机硬件基础[二][答案解析]
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第二章计算机硬件基础（二）一、单项选择题（请在（）内填写答案）（）1.绘图仪属于。
A: 输出设备B: 输入设备和输出设备C: 输入设备D: 计算机正常工作时不可缺少的设备（）2.计算机的存储系统一般指主存储器和。
A: 累加器B: 寄存器C: 辅助存储器D: 鼠标器（）3.把硬盘上的数据传送到计算机的内存中去，称为。
A: 打印B: 写盘C: 输出D: 读盘（）4.CPU 是计算机硬件中的部件。
A: 核心B: 辅助C: 主存D: 输入输出（）5.CPU 中的运算器的主要功能是。
A: 负责读取并分析指令B: 算术运算和逻辑运算C: 指挥和控制计算机的运行D: 存放运算结果（）6.现代计算机之所以能自动地连续进行数据处理,主要是由于________。
A:采用了二进制B:采用开关电路C:具有存储程序的功能D:采用了半导体器件（）7.CPU 中的控制器的功能是。
A: 进行逻辑运算B: 进行算术运算C: 控制运算的速度D: 分析指令并发出相应的控制信号（）8.以下全是输入设备的是。
A: 键盘、扫描仪、打印机B: 键盘、硬盘、打印机C: 鼠标、硬盘、音箱D: 扫描仪、键盘、只读光盘（）9.现代计算机系统是以为中心的。
A: 中央处理器B: 内存C: 运算器D: 控制器（）10.计算机中必要的、使用最广泛的、用于人机交互的输出设备是。
A: 打印机B: 显示器C: 绘图仪D: 声卡（）11.半导体只读存储器（ROM）与半导体随机存储器（RAM）的主要区别在于。
A: ROM 可以永久保存信息，RAM 在掉电后信息会消失B: ROM 掉电后，信息会消失，RAM 不会C: ROM 是内存储器，RAM 是外存储器D: RAM 是内存储器，ROM 是外存储器（）12.CPU 的中文意思是。
A: 中央处理器B: 主机C: 控制器D: 计算机器（）13.内存与外存的主要不同在于。
A: CPU 可以直接处理内存中的信息，速度快，存储容量大；外存则相反。
第二章计算机组成原理——23教材
央
器
处
数据
理
器
启动 完成
I/O 控制器 k 控制
I/O 设备 k
I/O操作中若干控制部件的作用
CPU
负责启动I/O操作
I/O控制器
负责在I/O操作期间对I/O设备进行全程控制
DMA控制器（Direct Memory Access）
DMA: 直接存储器访问 负责实现I/O设备与主存储器之间的直接数据传输的控制
2.3 PC机的主机
2.3.1 主板、芯片组与BIOS 2.3.2 内存储器 2.3.3 I/O总线和I/O接口
PC机的物理组成
- 机箱、显示器、键盘、鼠标器等
台式
机
机箱内包含
- 主板、硬盘、软驱、光驱、电
源、风扇等
主板上安装
– CPU、芯片组、内存条、总线
插槽、I/O控制器、I/O端口、
机
显示器接口 扬声器接口
箱
麦克风接口
背
板
电话线/MODEM接口
照
片
鼠标接口 电源接口
打印机(并行)接口 (游戏)操纵杆接口
名称
串行口
并行口 (增强式) USB（1.1）
USB（2.0）
IEEE 1394a IEEE 1394b
SATA
数据传 输方式
串行, 双向
并行, 双向
串行, 双向
串行, 双向
串行, 双向
I/O控制器
键盘、鼠标器等的I/O控制器较简单，集成在主板 的芯片内；
音频、视频等设备的I/O控制器较复杂，制作成适 配卡（扩充卡或控制卡），插在主板的PCI扩充槽 内，如：显卡等。
I/O 操作过程
单片机2-2
80C51的引脚封装 2.3.2 80C51的引脚封装
总线型 非总线型
单片机的引脚
51单片机一般采用40脚DIP封装或PLCC 封装，其引脚包括四大部分： 电源引脚 时钟电路引脚 控制信号引脚 I/O(输入/输出)引脚
电源引脚（ 电源引脚（共2个） 个
Ucc：供电电源＋5伏，40脚 Uss：接地，20脚
（3）在功能上，该系列单片机有基本型 ）在功能上， 和增强型两大类： 和增强型两大类： 基本型： 基本型： 8051/8751/8031 80C51/87C51/80C31 增强型： 增强型： 8052/8752/8032 80C52/87C52/80C32
增强型与基本型的比较： 增强型与基本型的比较：
51单片机 口的第二功能 51单片机P3口的第二功能 单片机
引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD(串行口输入) RXD(串行口输入) 串行口输入 TXD(串行口输出) TXD(串行口输出) 串行口输出 INT0(外部中断0输入) INT0(外部中断0输入) 外部中断 INT1(外部中断1输入) INT1(外部中断1输入) 外部中断 T0(定时器0的外部输入) T0(定时器0的外部输入) 定时器 T1(定时器1的外部输入) T1(定时器1的外部输入) 定时器 WR(片外数据存储器写选通控制输出) WR(片外数据存储器写选通控制输出) 片外数据存储器写选通控制输出 RD(片外数据存储器读选通控制输出) RD(片外数据存储器读选通控制输出) 片外数据存储器读选通控制输出
片内ROM的配置形式举ຫໍສະໝຸດ ： 的配置形式举例： 片内 的配置形式举例
﹡无ROM（即ROMLess）型，应用时要在片外 （ ） 扩展程序存储器； 扩展程序存储器； 掩膜ROM（即MaskROM）型，用户程序由 ﹡掩膜 （ ） 芯片生产厂写入； 芯片生产厂写入； 型 用户程序通过写入装置写入， ﹡ EPROM型，用户程序通过写入装置写入，通 过紫外线照射擦除； 过紫外线照射擦除； ﹡ FlashROM型，用户程序可以电写入或擦除 型 当前常用方式）。 （当前常用方式）。 还有OTPROM型（一次性编程写入 还有 型 一次性编程写入ROM） 产 ） 具有较高的环境适应性和可靠性。 品，具有较高的环境适应性和可靠性。
任务2-RAM内部数据传送
#define PI 3.1415926; × 注意#define 不是语句不要在行末加分号，否则会连分号 一块置换。
4.c51数组的使用
c51数组格式： 数据类型 数组名 [常量表达式] = { 常量表达式 } ； 数据类型 数组名 [常量表达式1] ……[常量表达式n] ；
注意：
•数组和普通变量一样，要求先定义，后使用。 •每个数组中的数据单元只能是同一数据类型。 •方括号［］里的数不能是变量只能是常量。 •数组的下标是从0开始的而不是从1开始。 •只能逐个引用数组中的元素，不能一次引用整个数组。 •初值个数必须小于或等于数组长度 。
30H
通用 RAM区
80个字节
7FH 80H
增强型 SFR区 附加空间
间接寻址 直接寻址
访问
访问
FFH
SFR中的累加器A及程序状态字PSW
0000H
外部RAM （或I/O）
64K
FFFFH
RD
WR
2. c51变量定义格式
变量格式： [存储种类] 数据类型 [存储器类型] 变量名表；
存储种类：有4种，自动（auto）、外部（extern）、 静态（static）和寄存器（register），默认为自动类型。
c51数组示例
unsigned int xcount[10]; char inputstring[5]; float outnum[10],[10]; unsigned char LEDNUM[2]={12,35}; int Key[2][3]={{1,2,4},{2,2,1}}; unsigned char IOStr[]={3,5,2,5,3}; unsigned char code skydata[]={0x02,0x34,0x22,0x32,0x21,0x12};
4.c51数组的使用
c51数组格式： 数据类型 数组名 [常量表达式] = { 常量表达式 } ； 数据类型 数组名 [常量表达式1] ……[常量表达式n] ；
注意：
•数组和普通变量一样，要求先定义，后使用。 •每个数组中的数据单元只能是同一数据类型。 •方括号［］里的数不能是变量只能是常量。 •数组的下标是从0开始的而不是从1开始。 •只能逐个引用数组中的元素，不能一次引用整个数组。 •初值个数必须小于或等于数组长度 。
30H
通用 RAM区
80个字节
7FH 80H
增强型 SFR区 附加空间
间接寻址 直接寻址
访问
访问
FFH
SFR中的累加器A及程序状态字PSW
0000H
外部RAM （或I/O）
64K
FFFFH
RD
WR
2. c51变量定义格式
变量格式： [存储种类] 数据类型 [存储器类型] 变量名表；
存储种类：有4种，自动（auto）、外部（extern）、 静态（static）和寄存器（register），默认为自动类型。
c51数组示例
unsigned int xcount[10]; char inputstring[5]; float outnum[10],[10]; unsigned char LEDNUM[2]={12,35}; int Key[2][3]={{1,2,4},{2,2,1}}; unsigned char IOStr[]={3,5,2,5,3}; unsigned char code skydata[]={0x02,0x34,0x22,0x32,0x21,0x12};
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1. 物理地址：4个部分
8051片内存储器 0FFF FF 80 7F 00 SFR RAM 0000
4K ROM
(EA=1)
片外ROM 片外RAM FFFF 64K FFFF ROM 64K (EA=0) RAM (EA=1) 1000 0FFF
(EA=0) 0000 程序存储器 0000 片外RAM
/EA 引脚上所接电平确定 程序存储器中的0000H地址是系统程序的启动地址 则单片机启动时PC=0000H 其中5个单元具有特殊用途： 表2-1 5种中断源的中断入口地址 外中断0 0003H 定时器T0 000BH 外中断1 0013H 定时器T1 001BH 串行口 0023H
51系列程序存储器配置图 FFFFH
指令 寄存器
0 1 1 1 0 1 0 0
程序存储器
IR 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 MOV A #0F0H
AR
地 址 译 码 器
0001H 0002H
0003H
0 1 0 0
1 1 0 0
1 1 1 1
1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 地址号 地址中存放的代码 F0H 0FH 助记符
2－2 内部存储器结构
• 一 存储器基础知识
• 1存储器的分类： 程序存储器 ROM 数据存储器 RAM 位（Bit）
只能读出不能写入。停电信息仍保存 既能读出也能写入。停电信息不保存
• 2存储器单元的常用单位：
计算机中能表示的最小数据单位（只有0 1两种编码）
字节（Byte） 连续的 8 bit 为一个字节 字（Word） 连续的 2 byte 为一个字 存储器中用于存放数据的场所称为单元。每个单元都有个 特定的地址。（地址用二进制数表示）
FFH
特 殊 功 能 寄 存 器
80H 7FH
SFR
F0H E0H D0H B8H B0H A8H A0H 98H 90H 88H 80H
特 殊 功 能 寄 存 器 中 位 寻 址
FFFFH 外部 RAM (I/O口 地址)
128B RAM
30H 2FH 20H 1FH
通用 RAM区
位寻址区 工作寄 存器区 0000H 内部数据存储器 （a） 外部数据存储器 （b）
仅用来访问外部程序 存储器和外部数据存储 器
从物理上分，MCS-51分为4个存储空间
· 片内程序存储器 ROM
片内固有 需要扩展
· 片内数据存储器 RAM · 片外程序存储器 ROM
· 片外数据存储器 RAM（I/O）
从逻辑上分，MCS-51分为3个逻辑空间
·片内、外统一编址的程序存储器地址空间 ·256B或384B片内数据存储器地址空间 ·64KB片外数据存储器或I/O地址空间需要扩展 PC
通用 RAM区 1000H 位寻址区 工作寄 存器区 0000H 0000H
0FFFH
内部 ROM (EA=1)
0FFFH
外部 ROM (EA=0)
00H 内部数据存储器 （a）
0000H
外部数据存储器 （b）
程序存储器
（ c）
MCS-51单片机存储器空间分布
1 程序存储器 想一想： 二者通过 作用： 存放应用程序和表格之类的固定常数。 什么区别？ 分为片内和片外两部分
8051 / 8751
0F0H 0FFFH 内部 EA=1 0000H 外部 EA=0
803 1
接地
上幻灯片 7页
1000H：MOV A，#0DH
；A0DH
FF 80 7F 00
片外RAM 1002H： MOVC A，＠A+PC FFFF 64K FFFF ROM ；A (0DH+1003H) 1003H：MOV R0，A ；R064K A (EA=0) RAM 8051片内存储器 08 (EA=1) 1000 1000 06 0FFF 0FFF 04 4K A R0 02 02 0D 02 1010 ROM SFR RAM 1000
F8 (EA=1) 1003 93 1002 0000 0000 0D 74 1000
FFFF FFFF
片外ROM
(EA=0) PC PC
PC
0000
程序 计数器 PC
微操作 命令
微控制器
累加器
ACC
0001H 0000H 0000H
地址 寄存 器
0000H
指令译码器
1 1 1 1 0 0 0 0
返回
2 数据存储器
想一想： 二者通过 什么区别？
作用： 用于暂存数据和运算结果等。 数据存储器也可以分为片内数据存储器和片外数据 存储器。 与内、外部的程序存储器不同，内部和外部数据存 储器空间存在重叠(内部RAM的地址范围为 00H~0FFH, 外部RAM的地址范围为 0000H~0FFFFH)， 通过不同指令来区别。 当访问内部RAM时，用MOV类指令； 当访问外部RAM时，用MOVX类指令， 所以地址重叠不会造成操作混乱。
存储器中的数据以字节为单位。因此存储器以所能存放的字节数来 衡量存储器容量
二 存储器的结构
单片机 存储器 程序存储器 ROM、 EPROM E2ROM或FLASH 常驻 PSEN
WR 哈佛结构 数据存储器 RAM RD 按地址访问的一维线性（逻辑）空间 普林斯顿结构 对单片机来讲，ROM和RAM的寻址机构和 寻址方式是分开的。
00H
数据存储器空间分布
内部RAM存储器分配
7F 用户RAM区 (堆栈、数据缓冲) 30 2F 20 1F 位寻址区 (位地址00H~7FH)
R7 R0 R7 R0
FF 专用寄存器区 SFR
第 3组
第 2组
00
R7 第 1组 R0 R7 第0组工作寄存器 R0
80
工作寄存器区
地址范围在00H～1FH的32个字节,可分成4个工作寄存器组，每 组占8个字节。
具体划分如下：
第0组工作寄存器：地址范围为00H～07H 第1组工作寄存器：地址范围为08H～0FH
片内RAM
2. 逻辑地址：3个部分
FFH
特 殊
功 能 寄 存 器
80H
SFR
F0H E0H D0H B8H B0H A8H A0H 98H 90H 88H 80H
特 殊 FFFFH 功 能 寄 存 器 中 位 寻 址
FFFFH 外部 RAM 外部
ROM
(I/O口 地址)
7FH
128B RAM
30H 2FH 20H 1FH