3 第三章 微机基本工作原理PPT课件

LM
MAR
CLK
4
4
ER
PROM16 ×8
8 8
8
8 8
8
8
A
8
8 8
ALU
B
O
W
D
LA
3
CLK
EA SU
1 微 型
EU 计
LB
算
CLK 机
的
LO
CLK
简 化 形
式
图 微型计算机的简化结构
5、寄存器A、B、O和显示D A、B用以暂存数据；输出寄存 器O 用以暂存要显示的数据；D是用发光二极管（LED）组成的显 示器，每一个LED接到寄存器O的一位上去。
}
其特点:（1）功能简单：只能做加减法。（2）内存量 小：16×8 PROM。（3）字长8位：二进制8位显示。 （4）手动输入：用拔动开关输入程序和数据
.
CP
CLK
PC
4
CLR
EP
LI
CLK CLR
IR
4
EI
CLK
CON
12
CLR
CP EP LM ER LI EI LA EA SU EU LB LO
•下面这段程序运行起来，微机系统各个
硬件如何协调工作?
CPU需要哪些部件完成计算？
#include<stdio.h>
CPU
void main()
{
M
I/O
int a,b,sum; printf("请输入两个整数：");
scanf("%d,%d",&a,&b);
sum=a+b; printf("两数之和为：%d\n",sum);
简 化 形
式
图 微型计算机的简化结构
4、ALU ：是一个二进制补码加法器/减法器。 SU=0，ALU进行加法 A+B；SU=1，ALU进行减法 A-B
.
CP
CLK
PC
4
CLR
EP
LI
CLK CLR
IR
4
EI
CLK
CON
12
CLR
CP EP LM ER LI EI LA EA SU EU LB LO
.
CP
CLK
PC
4
CLR
EP
LI
CLK CLR
IR
4
EI
CLK
CON
12
CLR
CP EP LM ER LI EI LA EA SU EU LB LO
LM
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PROM16 ×8
8 8
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8 8
8
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A
8
8 8
ALU B
O
W
D
LA
3
CLK
EA SU
1 微 型
EU 计
LB
算
CLK 机
的
LO
CLK
简 化 形
式
图 微型计算机的简化结构
6、PROM(program read only memory) 为了便于理解，用4×4PROM说明其工作原理。
R0
A0
2
-
4
R1
译 码
R2
A1 器
R3
D3 D2
D1
图 4 × 4PROM原理图
ER D0
7、控制部件CON 其功能如下：
(1)运行开始前，CON先发出CLR=1，使相 关部件 清0。注意：PC=0000
(2)CON产生CLK送到各个部件去，使各部件步调 一致。
(3)在CON中有一个控制矩阵CM，根据IR送来的 指令发出12位控制字：
CON= CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO 根据控制字中各位的情况，计算机就能自 动地按指令程序而有序的运行。
微机按功能可分成三大部分，如图所示。
1、CPU（central processing unit）： 包括PC、IR、CON、ALU、A和B等。
LM
CLK
MAR
4
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ER
PROM16 ×8
8 8
8
8 8
8
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A
8
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ALU B
O
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CLK
EA SU
1 微 型
EU 计
LB
算
CLK 机
的
LO
CLK
简 化 形
式
图 微型计算机的简化结构
1、程序计数器PC(program counter):其内容为指令地址, ①上电复位,PC=0；②每取一条指令后， PC ← (PC) +1
基本工作原理
从一个简化了的微机作为分析对象，逐步介绍微 机的各种基本功能，从而概括出微机的基本工作原 理。注意了解以下的内容：
①各个部件之间的信息流通过程
②指令系统的意义 ③程序设计的步骤
④控制部件的功能及其结构
⑤控制矩阵产生控制字的过程 ⑥例行程序概念。
问题一：在微机系统中，有很多种部件，它们是如何 做到各个信息和部件之间能够“循序渐进、各得其所 、有条不紊、快而不乱”的？
2、存储器M：又称微机的内存。 3、输入/输出I/O（包括C及D）
CPU
M
I/O
图 微型计算机的功能分解图
3.2 指令系统
指令系统是用来编制计算程序的一个指令集合。 不同的机型，其指令系统也不同。例如，Z80有158 条指令，M6800有72条等。本机型有5条指令。
简 化 形
式
图 微型计算机的简化结构
2、MAR(memory address register)：其内容作为地址码， 并选中存储器的某个单元，为读数指令做好准备。
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CP
CLK
PC
4
CLR
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CLK CLR
IR
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CLR
CP EP LM ER LI EI LA EA SU EU LB LO
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CP
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PC
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CLR
EP
LI
CLK CLR
IR
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CLR
CP EP LM ER LI EI LA EA SU EU LB LO
LM
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PROM16 ×8
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8 8
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ALU B
O
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1 微 型
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LM
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8 8
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的
LO
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简 化 形
式
图 微型计算机的简化结构
3、指令寄存器IR （instruction register) :IR从PROM接 收到指令字，将指令字分送到控制部件CON和W总线上。指 令字是8位（高4位指令字段，低4位地址字段).
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CP
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PC
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CLK CLR
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CON
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CLR
CP EP LM ER LI EI LA EA SU EU LB LO
LM
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PROM16 ×8
8 8
8
8 8
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ALU B
O
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1 微 型
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算
CLK 机型计算机的基本工作原理
教学目的和要求
通过本章的学习，使学生了解计算机的 基本组成及工作原理，指令系统的意义。
教学重点 计算机的工作原理 指令系统 存储器
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 3.7 初级程序设计举例 3.8 控制部件的扩展 3.9 现代技术在微型计算机中的 应用