微机原理复习课件资料
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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。
微机原理复习_ppt课件
8086/8088CPU有20条地址线
最大可寻址空间为220=1MB 物理地址范围从00000H~FFFFFH
8086/8088CPU将1MB空间分成许多逻辑段
每个段最大限制为64KB
一个存储单元有一个唯一的物理地址,逻辑地址有 多个
2018/11/16
黄玉清制作
2.2.1 Intel 8086微处理器结构:如何分配各个逻辑段
指令单独执行后DH的值。 (1)SHL DH,1 (2)NOT DH (3)OR DH,0FH (4)AND DH,0FH (5)TEST DH,01H
2018/11/16
黄玉清制作
串操作指令
MOVSB、CMPSB、SCASB、LOADSB、STOSB MOVSW、CMPSW、SCASW、LODSW、STOSW (A)、串操作的特点 1)SI寻址源操作数,段地址在DS,DI寻址目的操作数,段地址在ES; 2)每次操作后,SI、DI自动修改: DF=0,SI和DI加1或(+2),CLD清0 DF DF=1,SI、DI减一或减二。 STD置1 DF 3)若源字串和目的字串在同一段中,则把DS和ES设成相同数字。 4) 通过重复前缀实现串操作 (B)重复前缀: REP REPZ/REPE REPNZ/REPNE
总线接口部件BIU:
总线接口单元BIU,负责控制存贮器读写。
执行部件EU:
执行单元EU从指令队列中取出指令并执行。 特点:
BIU与EU两个单元相互独立,分别完成各自操作,可以 并行执行,实现指令预取(指令读取和执行的流水线 操作)取指令和执行指令分开进行,提高了速度。
2018/11/16
2018/11/16
黄玉清制作
乘法
微机原理期末复习课件
CS1
0
CS2
+5V
32
6264芯片全地址译码例
A19
A12
A0
1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 片首地址
A19
A12
A0
1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 片尾地址
该6264芯片的地址范围 = F0000H~F1FFFH
将输入的一组二进制编码变换为一个特定 的输出信号。
29
译码方式
全地址译码 部分地址译码
30
全地址译码
用全部的高位地址信号作为译码信号,使 得存储器芯片的每一个单元都占据一个唯 一的内存地址。
31
全地址译码例
1
A19
1
A18
1
A17
1
A16
&
0 A15 0 A14 0 A13
1
1
SRAM 6264
33
全地址译码例
若已知某SRAM 6264芯片在内存中的地址为: 3E000H~3FFFFH
试画出将该芯片连接到系统的译码电路。
34
全地址译码例
设计步骤:
写出地址范围的二进制表示; 确定各高位地址状态; 设计译码器。
A19
A12
A0
0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 片首地址
17
1. SRAM的特点
存储元由双稳电路构成,存储信息稳定。
p196
18
2. 典型SRAM芯片
掌握: 主要引脚功能 工作时序 与系统的连接使用
19
典型SRAM芯片
微机原理课件
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
微机原理与接口技术复习课件
•6
各变量的偏移地址和各变量的值如下表:
变量名 偏移地址(H) 变量的值(H)
S1
0000
S2
0006
NB
000B
NW
000E
P
0012
00 31 02 0078 FFFF
•微机原理与接口技术复习
•7
第3章 程序设计
镜子程序、数制转换程序
•微机原理与接口技术复习
•8
3-3写出执行下列程序段的中间 结果和结果
解:建立2个指针指向输入的字符串, 一个指向串首,另一个指向串尾。将2指 针指向的字符交换,字符交换的操作要
进行到字符串首指针的值大于等于字符
串尾指针的值为止,即可将字符串的次 序颠倒。编写的程序如下:
•微机原理与接口技术复习
•15
;10号功能调用键入一串字符
MOV SI,OFFSET BUT+2 ;SI指向串首
•微机原理与接口技术复习
•18
8K×8/2K×8=4, 即共需要4片存储器芯片
8K=8192=213,所以组成8K的存储器共需要13根 地址线
2K=2048=211 即11根作字选线,选择存储器芯片 片内的单元
13-11=2 即2根作片选线,选择4片存储器芯片
芯片的11根地址线为A10~A0,余下的高位 地址线是A12和A11,所以译码电路对A12和A11 进行译码,译码电路及译码输出线的选址范围如 下图所示。
•微机原理与接口技术复习
•30
编制的控制程序如下:
IBF DB 4,0 4 DUP(0)
SEGPT DB 3FH,6,5BH,4FH,66H
DB 6DH,7DH,7,7FH,6FH
MOV DX,OFFSET IBF
微机原理专题教育课件
四、存储器系统
(1)存储体: 由大量旳基本存储电路所构成。每个基本存储电路存储一位
二进制信息,这些基本存储电路旳规则地组织起来(一般为矩阵 构造)就构成了存储体(存储矩阵)。
存储单元:由N个基本存储电路构成。一次可并行存取N位二进制 代码。
存储单元地址:为了便于信息旳存取,给同一存储体内旳每个存 储单元赋予一种惟一旳编号,该编号就是存储单元旳地址。
1MB=220B=1024KB
1GB=230B=1024MB
1TB=240B=1024GB 2、存取速度 (1)存取时间:开启一次存储器操作到完毕该操作所经历旳 时间。时间越小,存储速度越快。如DRAM:100ns~200ns, SRAM:20ns~40ns 。
(2)存取周期:连续两次独立旳存储器操作所需要旳最短旳时 间。一般情况下,存取周期略不小于存取时间。
第五章 存储器系统
❖ 存储器旳分类 ❖ 存储器旳工作原理 ❖ 存储器旳扩展
§5-1 存储器概述 一、存储器旳分类
1、按存储介质分类 半导体存储器、磁表面存储器、光表面存储器
2、按存储器旳读写功能分类
只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM) 3、按信息旳可保存性分类
非永久性记忆旳存储器、永久性记忆旳存储器 4、按在微机系统中旳作用分类
1
பைடு நூலகம்
1
0
0
0
0
1
• Y1=0,其他均为
1
1
0
0
0
1
0
• Y2=0,其他均为
1
1
0
0
0
1
1
• Y3=0,其他均为
1
1
0
0
1
0
微机原理课程复习资料
异常处理的方法与步骤
• 异常定义:异常是指在程序运行过程中发生的、导致程序无法正常执行的错误事件,如除零错误、越界访问等。
异常处理的方法与步骤
捕获异常
在程序中设置异常捕获机制,当异常 发生时能够捕获并处理。
抛出异常
在程序中主动抛出异常,通知上层调 用者进行处理。
异常处理的方法与步骤
捕获异常
在程序中设置异常捕获机制,当异常 发生时能够捕获并处理。
掌握微机接口技术
通过本课程的学习,学生应能掌握常用微机接口的工作原理和使用方法,了解接口芯片与 CPU的连接和数据交换方式,具备基本的微机接口设计和应用能力。
微机原理课程的目的
掌握微型计算机的基本组成和工作原理
通过本课程的学习,学生应能深入理解微型计算机的基本组成,包括中央处理器、存储器 、输入输出接口等,以及它们之间的工作原理和协同工作的方式。
掌握微型计算机的基本组成和 工作原理,理解微处理器、存 储器和输入输出接口等重要部 件的工作原理和性能指标。
学习目标与要求
01
02
03
04
掌握微型计算机的基本组成和 工作原理,理解微处理器、存 储器和输入输出接口等重要部 件的工作原理和性能指标。
掌握微型计算机的基本组成和 工作原理,理解微处理器、存 储器和输入输出接口等重要部 件的工作原理和性能指标。
优化技巧
合理安排指令顺序,减少寄存器与内存访问次数,利 用循环展开等优化方法提高程序执行效率。
05
中断与异常处理技术
05
中断与异常处理技术
中断的基本概念与原理
01
02
03
04
中断定义
中断是指在程序运行过程中, 由外部设备或内部事件引起的 、打断当前程序执行流程并转 去执行相应处理程序的一种机 制。
相关主题
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ASSUME CS:CODE,DS:DATA EXP1 PROC FAR START: PUSH DS
MOV AX,0 PUSH AX
MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV ES,AX LEA SI,BLOCK LEA DI,PDATA LEA BX,NDATA CLD MOV CX,PDATA-BLOCK GOON: LODSB TEST AL,80H JNZ MINUS STOSB (下接右边)
汇编源程序需翻译成机器语言,变成可执行文 件,机器才能执行,这个翻译过程叫汇编。
汇编语言是面向具体计算机硬件的语言,和机 器密切相关。它最大缺点是可读性差,编程效率 低。
高级语言—编程时不需要对机器指令系统有深 入了解,稍加培训即可掌握。可读性强,功能强。
为什么要用汇编语言?汇编语言编写的程序节省 内存,执行速度快,并为用户直接控制对象提供了 手段。故实时性要求很高的程序多采用汇编语言 程序。
后 一 个 逻 辑 运 算 符 AND 在 汇 编 时 进 行 , 若 PORT_VAR为81H,则汇编后表达式算出为80H.执行 前一个指令助记符AND时,将(DX)与80H相与,结果 在DX中。
标号也有三种属性:段值总是在CS段寄存器中, 偏移量概念与变量同,类型分NEAR和FAR两种。
NEAR—表示标号所在语句与转移指令或调用指令 在同一码段内,只需改变IP即可。
FAR—标号所在语句与转移指令或调用指令不在 同一码段内。
若没有对类型进行说明,默认为NEAR。
4.表达式
表达式是常数、寄存器、标号、变量 与一些运算符组合的序列,分数字表达式和 地址表达式两种。汇编时按一定的优先规 则对表达式进行计算后可得到一个数值或 一个地址。
操作数可能放在存储器中,这就涉及一个地址 问题。程序中遇到转移指令或调用指令,涉及地 址转移,若采用具体地址就不很方便,一旦有错 改动就很麻烦。于是人们采用标号或符号来代 替地址,例:
LP1: …
┇
LOOP LP1 汇编语言—用助记符,符号地址以及标号等符 号书写的程序。
用汇编语言编写的程序叫源程序。
4.1.1 汇编语言源程序的结构
源程序通常由一个或几个程序模块组成, 每个模块包括数据段、堆栈段和若干代码 段。代码段可有若干个过程,过程中的语句 分为两类:
指令性语句,其格式为: 标号:(前缀)指令助记符 操作数;注释 指示性语句,又叫伪指令,其格式为: 变量 伪指令 操作数 ;注释
指令性语句是计算机可执行的,而指示 性语句不能执行,用来定义变量,分配存储 单元,指示程序开始和结束等。
这两种语句的差别: 在形式上:带不带冒号,是否可转向它. 在本质上:汇编时能否形成对应的机器码.
4.1.2 汇编语言语句类型及格式
汇编语言的一个实例
DATA SEGMENT BLOCK DB 43H,0ABH,… PDATA DB 20 DUP(?) NDATA DB 20 DUP(?) DATA ENDS CODE SEGMENT
2.变量
变量是内存中的数据区,在程序中作为存 储器操作数来使用。如例子中BLOCK(在数 据段中定义)
变量有三种属性: ①段 值—变量定义所在段的段地址 ②偏移量—变量单元地字和双字三种。
3.标号
标号是某条指令所存放单元的符号地址,可作为 转移指令或CALL指令的转移地址。
1.常量
(1)数字常量 二进制常量,以B结尾 十进制常量,以D结尾或省略(汇编语言中
默认无标记数为十进制数) 十六进制常量,以H结尾,如0A8C6H.
(2)字符串常量
用引号引起来的字符或字符串也代表常数。 例 : ’ A’,’BCDE’, 汇 编 时 被 翻 译 成 对 应 的 ASCII码41H和42H,43H,44H,45H。
(2)逻辑运算符
逻辑运算符有AND、OR、XOR和NOT,它们只能用 于数字表达式中。
例:MOV CL,36H AND 0FH
经汇编后:MOV CL,06H
这些逻辑运算符也是8086/8088的指令助记符, 会不会造成混乱呢?不会的,前者在汇编时进行,而 后者在指令执行时进行的。
例:AND DX,PORT_VAR AND 0FEH
第4章 汇编语言程序设计
4.1 汇编语言源程序 机器语言—用二进制数来表示指令和数据.
B0 64 什么意思?这就是机器语言。既 不直观,又不易理解和记忆.
MOV AL,64H ;大家很清楚,这就是助 记符。
助记符—反映指令的功能和主要特征,便 于人们理解和记忆。
指令除了操作码以外,还有一个操作数问题。
JMP AGAIN MINUS: XCHG BX,DI
STOSB XCHG BX,DI AGAIN: LOOP GOON RET EXP1 ENDP CODE ENDS END START
由以上实例可知,每一语句行由4部分组成:
名字 操作码 操作数 ;注释
各部分之间至少要用一个空格作为间隔, 其中名字是一个符号,它可以是标号或变量, 它是由程序员建立起来的有特定意义的字符 系列,由英文字母、数字及专用字符组成,最 大长度不能超过31个,且不能由数字打头,不 能用保留字(如寄存器名,指令助记符,伪指 令)。
操作码是一个助记符,它可以是指令、伪
指令(又叫伪操作)或宏指令。
操作数由寄存器、存储单元、数据项或其 表达式构成。汇编时一个表达式得到一个值。
注释用来说明程序或语句的功能,用分号; 作为注释开始。
其中名字和注释视情况而定,可有可无.
4.1.3 数据项及表达式
数据项包括常量、变量、标号及表达式, 下面分别加以介绍。
下面介绍五种运算符:
(1)算术运算符
有+、-、*、/,以及MOD,其中MOD表示除法运算 后得到的余数。例:
19/7的商是2,19 MOD 7则为5(余数) 算术运算符可以用于数字表达式,例: MOV AL,2*7 汇编后为B0,0E 算术运算符也可以用于地址表达式,对地址运算 的结果应有明确的物理意义,例两个地址的乘或除 无意义,而加或减则可以,例: LEA SI,SUM+3 表示变量SUM的地址加上3得到的和作为新存储器 地址。
MOV AX,0 PUSH AX
MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV ES,AX LEA SI,BLOCK LEA DI,PDATA LEA BX,NDATA CLD MOV CX,PDATA-BLOCK GOON: LODSB TEST AL,80H JNZ MINUS STOSB (下接右边)
汇编源程序需翻译成机器语言,变成可执行文 件,机器才能执行,这个翻译过程叫汇编。
汇编语言是面向具体计算机硬件的语言,和机 器密切相关。它最大缺点是可读性差,编程效率 低。
高级语言—编程时不需要对机器指令系统有深 入了解,稍加培训即可掌握。可读性强,功能强。
为什么要用汇编语言?汇编语言编写的程序节省 内存,执行速度快,并为用户直接控制对象提供了 手段。故实时性要求很高的程序多采用汇编语言 程序。
后 一 个 逻 辑 运 算 符 AND 在 汇 编 时 进 行 , 若 PORT_VAR为81H,则汇编后表达式算出为80H.执行 前一个指令助记符AND时,将(DX)与80H相与,结果 在DX中。
标号也有三种属性:段值总是在CS段寄存器中, 偏移量概念与变量同,类型分NEAR和FAR两种。
NEAR—表示标号所在语句与转移指令或调用指令 在同一码段内,只需改变IP即可。
FAR—标号所在语句与转移指令或调用指令不在 同一码段内。
若没有对类型进行说明,默认为NEAR。
4.表达式
表达式是常数、寄存器、标号、变量 与一些运算符组合的序列,分数字表达式和 地址表达式两种。汇编时按一定的优先规 则对表达式进行计算后可得到一个数值或 一个地址。
操作数可能放在存储器中,这就涉及一个地址 问题。程序中遇到转移指令或调用指令,涉及地 址转移,若采用具体地址就不很方便,一旦有错 改动就很麻烦。于是人们采用标号或符号来代 替地址,例:
LP1: …
┇
LOOP LP1 汇编语言—用助记符,符号地址以及标号等符 号书写的程序。
用汇编语言编写的程序叫源程序。
4.1.1 汇编语言源程序的结构
源程序通常由一个或几个程序模块组成, 每个模块包括数据段、堆栈段和若干代码 段。代码段可有若干个过程,过程中的语句 分为两类:
指令性语句,其格式为: 标号:(前缀)指令助记符 操作数;注释 指示性语句,又叫伪指令,其格式为: 变量 伪指令 操作数 ;注释
指令性语句是计算机可执行的,而指示 性语句不能执行,用来定义变量,分配存储 单元,指示程序开始和结束等。
这两种语句的差别: 在形式上:带不带冒号,是否可转向它. 在本质上:汇编时能否形成对应的机器码.
4.1.2 汇编语言语句类型及格式
汇编语言的一个实例
DATA SEGMENT BLOCK DB 43H,0ABH,… PDATA DB 20 DUP(?) NDATA DB 20 DUP(?) DATA ENDS CODE SEGMENT
2.变量
变量是内存中的数据区,在程序中作为存 储器操作数来使用。如例子中BLOCK(在数 据段中定义)
变量有三种属性: ①段 值—变量定义所在段的段地址 ②偏移量—变量单元地字和双字三种。
3.标号
标号是某条指令所存放单元的符号地址,可作为 转移指令或CALL指令的转移地址。
1.常量
(1)数字常量 二进制常量,以B结尾 十进制常量,以D结尾或省略(汇编语言中
默认无标记数为十进制数) 十六进制常量,以H结尾,如0A8C6H.
(2)字符串常量
用引号引起来的字符或字符串也代表常数。 例 : ’ A’,’BCDE’, 汇 编 时 被 翻 译 成 对 应 的 ASCII码41H和42H,43H,44H,45H。
(2)逻辑运算符
逻辑运算符有AND、OR、XOR和NOT,它们只能用 于数字表达式中。
例:MOV CL,36H AND 0FH
经汇编后:MOV CL,06H
这些逻辑运算符也是8086/8088的指令助记符, 会不会造成混乱呢?不会的,前者在汇编时进行,而 后者在指令执行时进行的。
例:AND DX,PORT_VAR AND 0FEH
第4章 汇编语言程序设计
4.1 汇编语言源程序 机器语言—用二进制数来表示指令和数据.
B0 64 什么意思?这就是机器语言。既 不直观,又不易理解和记忆.
MOV AL,64H ;大家很清楚,这就是助 记符。
助记符—反映指令的功能和主要特征,便 于人们理解和记忆。
指令除了操作码以外,还有一个操作数问题。
JMP AGAIN MINUS: XCHG BX,DI
STOSB XCHG BX,DI AGAIN: LOOP GOON RET EXP1 ENDP CODE ENDS END START
由以上实例可知,每一语句行由4部分组成:
名字 操作码 操作数 ;注释
各部分之间至少要用一个空格作为间隔, 其中名字是一个符号,它可以是标号或变量, 它是由程序员建立起来的有特定意义的字符 系列,由英文字母、数字及专用字符组成,最 大长度不能超过31个,且不能由数字打头,不 能用保留字(如寄存器名,指令助记符,伪指 令)。
操作码是一个助记符,它可以是指令、伪
指令(又叫伪操作)或宏指令。
操作数由寄存器、存储单元、数据项或其 表达式构成。汇编时一个表达式得到一个值。
注释用来说明程序或语句的功能,用分号; 作为注释开始。
其中名字和注释视情况而定,可有可无.
4.1.3 数据项及表达式
数据项包括常量、变量、标号及表达式, 下面分别加以介绍。
下面介绍五种运算符:
(1)算术运算符
有+、-、*、/,以及MOD,其中MOD表示除法运算 后得到的余数。例:
19/7的商是2,19 MOD 7则为5(余数) 算术运算符可以用于数字表达式,例: MOV AL,2*7 汇编后为B0,0E 算术运算符也可以用于地址表达式,对地址运算 的结果应有明确的物理意义,例两个地址的乘或除 无意义,而加或减则可以,例: LEA SI,SUM+3 表示变量SUM的地址加上3得到的和作为新存储器 地址。