微处理器的原理及应用
详细介绍微处理器的组成结构、功能模块及工作原理。
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微型计算机原理及应用第三版课后答案
微型计算机原理及应用第三版课后答案【篇一：《微型计算机原理及应用》课后习题答案】=txt>第一章1.1 解释题(1) 微处理器【解答】由大规模集成电路芯片构成的中央处理器（cpu），叫做微处理器。
(2) 微型计算机【解答】以微处理器为基础，配以内存储器、输入输出接口电路、总线以及相应的辅助电路而构成的计算机裸机，叫做微型计算机。
(3) 微型计算机系统【解答】微型计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
即由微型计算机、配以相应的外部设备（如打印机、显示器、键盘、磁盘机等），再配以足够的软件而构成的系统。
(4) 单板机【解答】将微处理器、ram、rom以及i/o接口电路，再配上相应的外设（如小键盘、led显示器等）和固化在rom中的监控程序等，安装在一块印刷电路板上构成的微型计算机系统称为单板机。
(5) 运算器【解答】运算器是直接完成各种算术运算、逻辑运算的部件，主要由alu（arithmetic and logic unit,算术逻辑部件）、通用寄存器、标志寄存器等组成。
(6) 地址总线【解答】地址总线是cpu对内存或外设进行寻址时，传送内存及外设端口地址的一组信号线。
地址总线的条数多少决定了cpu的寻址能力。
(7) 数据总线【解答】数据总线是cpu与内存或外设进行信息交换时，所用的一组数据信号线。
它决定了cpu一次并行传送二进制信息的位数，反映出cpu的“字长”这个重要性能指标。
(8) 控制总线【解答】控制总线是在cpu与外部部件之间传送控制信息（如读/写命令、中断请求命令等）的一组信号线。
1-2 单片机应包括哪些基本部件？其主要应用于哪些领域？【解答】一般单片机芯片中包括微处理器、ram、rom、i/o接口电路、定时器/计数器，有的还包括a/d、d/a转换器等。
其主要应用于智能化仪器仪表及工业控制领域。
1-3 按图1-11和图1-12，写出取第二条指令操作码和执行第二条指令的过程。
【解答】1) ip的值（002h）送入地址寄存器ar；2) ip的内容自动加1，变为003h；3) ar将地址码通过地址总线送到存储器的地址译码器，经译码后选中002h单元；4) 微处理器给出读命令；5) 所选中的002h单元内容04h送上数据总线db；6) 数据总线db上的数据04h送到数据寄存器dr；7) 因是取指操作，取出的是指令操作码04h，即由dr送入指令寄存器ir；8) ir中的操作码经指令译码器id译码后，通过pla发出执行该指令的有关控制命令。
微机原理及应用讲稿
2.微型计算机的分类
从不同角度可对微型机做不同的分类，这里 给出几种分类方法： （1）按微型机的组成，可分为位片机、单片机、 单板机及多板机等 （2）按处理器的字长，可分为4位、8位、16位、 32位及64位等 （3）按应用领域不同，可分为工控微机、商用 微机、家用微机等
第二节 8086/8088的内部寄存器
1.内部寄存器 在8086/8088微处理器中具有14个16位 可供编程人员访问的寄存器。 这14个16位寄存器按用途可分为数据寄 存器、段寄存器、指针寄存器、变址寄存 器、控制寄存器。
AH BH CH DH SP BP SI DI IP PSWH CS DS SS ES
VCC A15 A16/S3 A17/S4 A18/S5 A19/S6 SSO(HIGH) MN/MX RD HLDA(RQ/GT0) HLDA(RQ/GT1) WR(LOCK) IO/M(S2) DT/R(S1) DEN(S0) ALE(QS0) INTA(QS1) TEST READY REST
1983年，Intel推出了80286，内外数据总线 16位，地址线24位，可寻址16MB内存，主 频可达20MHz。 1985年， Intel推出了80386，内外数据总线 32位，地址线32位，可寻址4GB内存，带 Cache。 1989年， Intel推出了80486，内外数据总线 32位，集成了浮点运算器，主频可达 50MHz。
第二节 Intel 80X86系列微处理器
1978年，Intel推出了16位微处理器8086 8086的数据总线16位，地址总线20位， 主频可达8MHz。 一年后，Intel推出了准16位微处理器8088 8088与8086基本相同，只是8088的外部数据总 线为8位。主要是为兼容8位的外围接口芯片。 由8088构成的IBM PC曾风靡全球。
微控制器原理及应用(原理篇)
微控制器原理及应用第一章 绪论一、 什么是微控制器？微控制器（Microcontroller）俗称单片机（Single-chip Microcomputer）,也称为微处理器（Microprocessor）。
它是把微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上的单芯片微型计算机。
图1-1 微型计算机系统结构微处理器包括了中央处理器单元（CPU）、程序存储器（ROM）、数字存储器（RAM）、定时器/计数器（Timer/Counter）、输入/输出口（I/O），及中断系统、串行通讯接口。
有些甚至还集成了脉宽调制器（PWM）、DMA控制器、液晶显示驱动器（LCD）、模/数转换器（A/D）、数/模转换器（D/A）等。
因此，微处理器可以看成是一个不带外设的微型计算机。
二、 微控制器的发展概况自从1974年12月美国仙童(Fairchild)公司第一个推出8位微控制器F8以来，以惊人的速度发展，从4位机、8位机发展到16位机、32位机，集成度越来越高，功能越来越强，应用范围越来越广。
到目前为止，微控制器的发展主要可分为以下四个阶段：第一阶段：4位微控制器。
这种微控制器的特点是价格便宜，控制功能强，片内含有多种I/O接口，如并行I/O接口、串行I/O接口、定时器/计数器接口、中断功能接口等。
根据不同用途，还配有许多专用接口，如打印机接口、键盘及显示器接口，PLA(可编程逻辑阵列)译码输出接口，有些甚至还包括A／D、D／A转换，PLL(锁相环)，声音合成等电路。
丰富的I/O功能大大地增强了4位微控制器的控制功能，从而使外部接口电路极为简单。
第二阶段：低、中档8位机(1974—1978年)。
这种8位机一般寻址范围通常为4KB。
它是8位机的早期产品，如Mostek公司的3870、hItel公司的8048等微控制器即属此类。
MCS-48系列微控制器是Intel公司1976年以后陆续推出的第一代8位微控制器系列产品。
它包括基本型8048、8748和8035；强化型(高档)8049、8749、8039和8050、8040；简化型(低档)8020、8021、8022：专用型UH。
微型计算机原理与应用三
3.3 8086的寄存器结构
8086CPU内部具有14个16位寄存器，用于 提供运算、控制指令执行和对指令及操作数寻 址，也就是以前提到的工作寄存器组，基本分 为通用寄存器组、控制寄存器组和段寄存器组。
• 通用寄存器组
8个16位通用寄存器组分为两组：数据寄 存器及地址指针和变址寄存器。
1. 数据寄存器
数据寄存器包括AX、BX、CX和DX。在指 令执行过程中既可用来寄存操作数，也可用于 寄存操作的结果。它们中的每一个又可将高8 位和低8位分成独立的两个8位寄存器来使用。 16位寄存器可以用来存放数据，又可以用来存 放地址。而8位寄存器(AH、AL、BH、BL、CH 、CL、DH和DL)只能用于存放数据。
A L U
标志寄存器
执行 控制
电路
指令对列
1
2
3
4
8086为 6 字节
执行单元（EU）
总线接口单元
（BIU）
• 总线接口单元(BIU)
BIU包括４个段寄存器、指令指针IP(PC)、 指令队列寄存器(IR)、完成与EU通讯的内部寄 存器、地址加法器和总线控制逻辑。它的任务 是执行总线周期，完成CPU与存储器和I/O设备 之间信息的传送。具体地讲，就是取指令时， 从存储器指定地址取出指令送入指令队列排队； 执行指令时，根据EU命令对指定存储单元或I/O 端口存取数据。
决定I/O地址空间的容量。例如在8086CPU系统 中，地址总线的条数为20条，则存储器的最大 容量为220，即1MB字节；它的地址总线的低16 位用来对I/O端口编址，则I/O地址空间的容量为 216，即64K个I/O端口地址。
• 存储器和I/O端口的组织
地址 存储器中的字节 0 1
接 口 CPU 数 据 线 控 制 线 地 址 线 高位决定模块 I/O接口 I/O端口 I/O设备 01
微处理器的原理与应用
微处理器的原理与应用1. 引言微处理器（Microprocessor），又称CPU（Central Processing Unit），是计算机的核心部件，负责执行计算机指令并处理数据。
微处理器的原理及其应用广泛应用于现代计算机系统、嵌入式系统以及各类电子设备中。
本文将介绍微处理器的原理和应用，并探讨其在现代科技领域的重要性。
2. 微处理器的原理微处理器是由大量的晶体管组成的集成电路，通过电子信号的控制来实现数据的计算和处理。
微处理器的原理主要包括指令集架构、运算单元、控制单元和存储器等几个核心方面。
•指令集架构：微处理器通过指令集架构来定义其支持的指令和数据格式。
常见的指令集架构包括x86、ARM等，不同的架构对应不同的指令集和寄存器组织方式。
•运算单元：微处理器的运算单元负责执行算术和逻辑运算。
它包括算术逻辑单元（ALU）和浮点运算单元（FPU），能够完成加减乘除等基本运算。
•控制单元：微处理器的控制单元负责解析和执行指令序列。
它包括指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）和指令解码器等组件，能够将指令翻译为对应的控制信号，驱动运算单元和存储器进行数据处理。
•存储器：存储器是微处理器的重要组成部分，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM用于存储数据和程序，而ROM中存储了微处理器的固件和指令集。
3. 微处理器的应用微处理器的应用已经渗透到各个领域，包括个人电脑、服务器、手机、智能家居、汽车等等。
下面将以几个典型的应用领域为例进行介绍。
3.1 个人电脑个人电脑（PC）是微处理器最常见的应用之一。
微处理器在个人电脑中扮演着核心的角色，负责执行和处理用户的指令和数据。
随着技术的发展，个人电脑的处理能力越来越强大，微处理器的性能也得到了持续的提升。
3.2 嵌入式系统嵌入式系统是指把微处理器嵌入到各种电子设备中，以实现特定功能的电子系统。
例如，智能手机、智能手表、家用电器等都使用了微处理器来实现各种功能。
微型计算机原理及应用第三版课后答案
微型计算机原理及应用第三版课后答案【篇一：《微型计算机原理及应用》课后习题答案】=txt>第一章1.1 解释题(1) 微处理器【解答】由大规模集成电路芯片构成的中央处理器（cpu），叫做微处理器。
(2) 微型计算机【解答】以微处理器为基础，配以内存储器、输入输出接口电路、总线以及相应的辅助电路而构成的计算机裸机，叫做微型计算机。
(3) 微型计算机系统【解答】微型计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
即由微型计算机、配以相应的外部设备（如打印机、显示器、键盘、磁盘机等），再配以足够的软件而构成的系统。
(4) 单板机【解答】将微处理器、ram、rom以及i/o接口电路，再配上相应的外设（如小键盘、led显示器等）和固化在rom中的监控程序等，安装在一块印刷电路板上构成的微型计算机系统称为单板机。
(5) 运算器【解答】运算器是直接完成各种算术运算、逻辑运算的部件，主要由alu（arithmetic and logic unit,算术逻辑部件）、通用寄存器、标志寄存器等组成。
(6) 地址总线【解答】地址总线是cpu对内存或外设进行寻址时，传送内存及外设端口地址的一组信号线。
地址总线的条数多少决定了cpu的寻址能力。
(7) 数据总线【解答】数据总线是cpu与内存或外设进行信息交换时，所用的一组数据信号线。
它决定了cpu一次并行传送二进制信息的位数，反映出cpu的“字长”这个重要性能指标。
(8) 控制总线【解答】控制总线是在cpu与外部部件之间传送控制信息（如读/写命令、中断请求命令等）的一组信号线。
1-2 单片机应包括哪些基本部件？其主要应用于哪些领域？【解答】一般单片机芯片中包括微处理器、ram、rom、i/o接口电路、定时器/计数器，有的还包括a/d、d/a转换器等。
其主要应用于智能化仪器仪表及工业控制领域。
1-3 按图1-11和图1-12，写出取第二条指令操作码和执行第二条指令的过程。
【解答】1) ip的值（002h）送入地址寄存器ar；2) ip的内容自动加1，变为003h；3) ar将地址码通过地址总线送到存储器的地址译码器，经译码后选中002h单元；4) 微处理器给出读命令；5) 所选中的002h单元内容04h送上数据总线db；6) 数据总线db上的数据04h送到数据寄存器dr；7) 因是取指操作，取出的是指令操作码04h，即由dr送入指令寄存器ir；8) ir中的操作码经指令译码器id译码后，通过pla发出执行该指令的有关控制命令。
微处理器概述
每段最大64KB。 4．存储器中保留两个固定的区域，一个是初始化程序区FFFFFH—
FFFF0H，另一个为中断向量表003FFH—00000H。 5．4特权级，在实地址方式下，程序在最高级0级上执行，指令集
除少数指令外，绝大多数指令在实地址方式下都有效。
2022年3月14日星期一1.5 Intel处理器的命源自方法Pentium 处理器号
处理器号如3XX（赛扬系列处理器）、5XX （Pentium 4系列）和7XX（Pentium M系列）等。
处理器号描述了处理器的体系架构、高速缓存、主 频、前端总线以及其它技术。处理器号用于区分某 一处理器家族内部的相关总体特性。
时钟频率
3.80 GHz 3.60 GHz 3.60 GHz 3.40 GHz 3.40 GHz 3.20 GHz 3.20 GHz
3 GHz 3 GHz 3.40 GHz 3.20 GHz 3 GHz 2.80 GHz
前端总线 频率
800 MHz 800 MHz 800 MHz 800 MHz 800 MHz 800 MHz 800 MHz 800 MHz 800 MHz 800 MHz 800 MHz 800 MHz 800 MHz
Cure 2 Duo Xnmmm
X:热功耗E(≥50W);T(25-49W)L(15-24)U(≤14) n:处理器类型(奇数为移动机,偶数为台式机用) mmm:产品型号 如Intel Core 2 Duo E6600;Core 2 Duo T7600
Pentium4系列
处理器号
670 661 660 651 650 641 640 631 630 551 541 531 521
微型计算机原理与应用第3章微机系统中的微处理器
n位，
则可有2n个地址(0～2n-1)。对于单地址空间的微处理器， 若
地址总线的数目为n字节。
第3章 微机系统中的微处理器
第3章 微机系统中的微处理器
对于存储器和I/O地址空间独立的微处理器来说，地址总线 的条数决定了存储器地址空间的容量，而地址总线中用于I/O 端口编址的条数决定I/O地址空间的容量。通常 8 位微处理器 (如 8080 CPU和Z80 CPU)的地址总线为 16条，这就意味着存 储器最大容量为216(65536)字节，地址总线的低 8 位用来对 I/+O端口编址，所以I/O地址空间容量为28(256)字节。16 位微 处理器，如 8086 CPU地址总线 20 条，存储器的最大容量为：
第3章 微机系统中的微处理器
工作寄存器：暂存用于寻址和计算过程的信息。工作寄存 器分为两组：数据寄存器组和地址寄存器组。但有的寄存器兼 有双重用途。数据寄存器用来暂存操作数和中间运算结果。由 于通过外部总线的传送操作是限制计算速度的主要因素，存取 寄存器要比访问存储器快得多，所以如要对一组数据执行几种 操作时，最好将数据存入数据寄存器，进行必要的计算，然后 将结果送回存储器。一般情况下，CPU所含的数据寄存器越多， 计算速度越快。地址寄存器组用于操作数的寻址。寻址方式通 常有：指令所处理的数据是指令的一部分，操作数的地址是指 令的一部分，操作数在寄存器中，操作数的地址在寄存器中， 或者操作数的地址可以是指令的一部分与一个或两个寄存器内 容之和。 这些寻址方式中，有几种寻址方式都是把操作数的地 址的全部或部分存放在地址寄存器中，这就增加了寻址方式的 灵活性，也为处理数组元素提供了方便。这些问题将在本章 3.6 节和第 4 章进一步说明。
某些微处理器用单地址空间。 某些微处理器用单地址空 间(即对存储单元和I/O端口统一编址)来对存储器单元和I/O端 口进行存取，读写控制信号用来区分CPU是进行读(输入)操作 或写(输出)操作。这种方式下， 对存储单元和I/O端口的存取 指令是一样的。而大多数微处理器则是有两个独立的地址空 间， 即存储器地址空间和I/O地址空间。此时，某存储单元和 I/O端口可能对应于同一地址。在这种情况下，则必须利用地 址总线和控制总线中的某些控制线一起共同确定CPU访问存 储器地址空间和I/O地址空间中的哪个地址空间。例如用存储 器读写信号和I/O读写信号分别控制对同一地址的存储器单元 和I/O端口进行存取操作。显然，该方式下对存储器读写指令 和对I/O端口输入输出指令是不同的。
微机原理及应用课件第2章
四、内部寄存器
内部寄存器的类型
含14个16位寄存器，按功能可分为三类
8个通用寄存器 4个段寄存器 2个控制寄存器
深入理解：每个寄存器中数据的含义
28
1. 通用寄存器
数据寄存器（AX，BX，CX，DX） 地址指针寄存器（SP，BP） 变址寄存器（SI，DI）
29
数据寄存器
8088/8086含4个16位数据寄存器，它们又可分为8个 8位寄存器，即：
DX：
数据寄存器。在间接寻址的I/O指令中存放I/O端口地址；在 32位乘除法运算时，存放高16位数。
地址指针寄存器
SP：堆栈指针寄存器，其内容为栈顶的偏移地址； BP：基址指针寄存器，常用于在访问内存时存放内存单
元的偏移地址。
BP与BX的区别：
作为通用寄存器，二者均可用于存放数据； 作为基址寄存器，用BX表示所寻找的数据在数据段；用
┇
操作数
35
状态标志位（1）
CF（Carry Flag）
进位标志位。加(减)法运算时，若最高位有进(借)位则CF=1
OF（Overflow Flag）
溢出标志位。当算术运算的结果超出了有符号数的可表达范 围时，OF=l
ZF（Zero Flag）
零标志位。当运算结果为零时ZF=1
SF（Sign Flag）
欲实现对1MB内存空间的正确访问，每个内
存单元在整个内存空间中必须具备20位字长
的惟一地址
物理地址
XXXXXH
12H
00H
内存地址变换：
…
如何将直接产生的16位编码变换
…
为20位物理地址?
┇
内存单元的编址（1）
内存每个单元的地址在逻辑上都由两部分组成：
第02章 微型计算机系统中的微处理器
主要引线（最小模式下）：
8088是工作在最小还是最大模式由MN/MX端状态决 定。MN/MX=0工作于最大模式，反之工作于最小模式
AD7---AD0：低8位地址和数据信号分时复 用。在传送地址信号时为单 向，传送数据信号时为双向。 A19--- A16：高4位地址信号，分时复用。 A15--- A8 ：输出8位地址信号。
第2章 微型计算机系统中的微处理器
2.1 微型计算机的组成及工作原理 2.1.1微型计算机基本结构（冯诺依曼结构）
存储程序工作原理是指把程序存储在计算机内， 使计算机能像快速存取数据一样地快速存取组 成程序的指令。为实现控制器自动连续地执行 程序，必须先把程序和数据送到具有记忆功能 的存储器中保存起来，然后给出程序中第一条 指令的地址，控制器就可依据存储程序中的指 令顺序周而复始地取指令、译码、执行，直到 完成全部指令操作为止，即控制器通过指令流 的串行驱动实现程序控制
2.1.2微处理器CPU
1、寄存器组 2、算术逻辑单元ALU 3、控制器 （1）程序计数器PC （2）地址寄存器AR （3）数据寄存器DR （4）指令寄存器IR和指令译码器ID （5）时许部件
2.1.3 总线
1、DB 2、AB 3、CB
2.1.4 存储器----P11 通常指内存，有读、写操作
图2-13 8086CPU最小模式下的典型配置
2．最大工作模式
由图2-4可知， 最大模式配 置和最小模 式配置有一 个主要的差 别： 最大模 式下多了 8288总线控 制器。
图2-4 8086CPU最大工作 模式下的典型配置
2.6 8086的总线时序
1．读周期的时序 2．写周期的时序
1．读周期的时序（图2-9）
第2章
微处理器系统原理应用与开发
微处理器系统原理应用与开发微处理器系统是由微处理器、存储器、输入输出接口以及其他辅助设备构成的一种计算机系统。
它具有计算能力强、体积小、功耗低等特点，在现代电子产品中得到广泛应用。
微处理器系统的原理、应用与开发是现代计算机科学与技术的重要研究领域，下面将从这三个方面进行分析。
微处理器系统的原理主要涉及到微处理器的结构和工作原理。
微处理器是计算机的核心部件，它负责执行计算机指令、管理数据和控制各种外部设备的接口。
微处理器的结构包括算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)、寄存器和总线。
ALU负责进行各种算术和逻辑运算，CU负责解析和执行指令，寄存器用于存储数据和指令，总线用于连接各个部件和传输数据。
微处理器通过时钟信号控制各个部件的操作和协调。
微处理器根据指令的类型和操作码执行不同的任务，包括加减乘除、逻辑运算、数据存取和控制流程等。
微处理器系统的原理研究对于提高微处理器的性能和可靠性具有重要意义。
微处理器系统的应用广泛涉及到各个行业和领域。
微处理器已经成为现代电子产品的核心部件，包括计算机、手机、平板电脑、智能家居、工业自动化等等。
在计算机行业中，微处理器是计算机的核心，它决定了计算机的性能和功能。
在移动通信领域，微处理器被广泛应用于手机和平板电脑中，实现了移动通信的功能和服务。
在智能家居领域，微处理器被用于控制各种家庭设备和系统，实现了智能化的家庭生活。
在工业自动化领域，微处理器被用于控制各种生产设备和机器人，提高了工业生产的效率和质量。
微处理器系统的应用研究对于推动技术创新和产业发展具有重要意义。
微处理器系统的开发主要包括硬件设计和软件编程两个方面。
硬件设计涉及到微处理器的电路设计、系统集成和测试验证等方面。
在微处理器的电路设计中，需要考虑电路的时序、功耗、可靠性等因素，通过逻辑门、寄存器、时钟等组件将电路连接在一起。
在系统集成中，需要将微处理器连接到其他部件和外围设备，并进行各种接口协议的设计和实现。
微机原理
MOV AX, [BX+SI] MOV AX, [BX][SI] MOV AX, [BP+SI]
MOV AX, BX
；AX←BX
微机原理
§ 4.2.3 存储器寻址方式
存储器段的分配： 在对存储器进行操作时，内存一般可分成4个段，分别称为代码段
、数据段、堆栈段和附加数据段，每个段存放不同性质的数据，进
行不同的操作。 代码段：存放指令。
数据段：存放程序所使用的数据。
堆栈段：程序的堆栈区（子程序调用、系统功能调用、中断处 理等操作使用，是按“先进后出”原则访问的特殊存储区域）或作 为临时数据存储区。 附加数据段：辅助的数据区。 4个逻辑段的段基址分别放在相应的代码段寄存器CS、数据段 寄存器DS、堆栈段寄存器SS和附加段寄存器ES中，由这4个段寄存 器来指明每个段在内存中的起始地址。
， 标号： 指令助记符 操作数 ；注释
（1） 标号是给该指令所在地址取的名字，必须后跟冒号 （“：”），它可以缺省，是可供选择的标识符。规则： – 标识符由字母（a~z，A~Z）、数字（0~9）或某些特殊 字符（@，-，?）组成。 – 第一个字符必须是字母（a~z，A~Z）或某些特殊的符 号（@，-，?），但“?”不能单独作标识符。
MOV AX, [SI+06H] MOV AX, 06H[SI]
微机原理
；AX←DS:[SI+06H] ；AX←DS:[SI+06H]
嵌入式微处理器原理与应用
嵌入式微处理器原理与应用一、引言嵌入式微处理器作为现代电子技术的重要组成部分，广泛应用于各个领域，如家电、汽车、通信等。
本文将介绍嵌入式微处理器的原理和应用，以帮助读者更好地了解和应用这一技术。
二、嵌入式微处理器的原理1. 定义：嵌入式微处理器是指集成在特定设备中的微处理器，它具有高度集成、低功耗、小体积等特点。
2. 构成：嵌入式微处理器由CPU核心、存储器、外设接口等组成。
其中，CPU核心负责执行指令，存储器用于存储指令和数据，外设接口用于与外部设备进行通信。
3. 工作原理：嵌入式微处理器通过执行存储在存储器中的指令来完成特定任务。
它通过总线与存储器和外设进行数据传输，并通过时钟信号控制指令的执行。
三、嵌入式微处理器的应用1. 家电领域：嵌入式微处理器广泛应用于家电产品，如冰箱、空调、洗衣机等。
它可以实现智能化控制，提高产品的性能和功能，提供更好的用户体验。
2. 汽车领域：嵌入式微处理器在汽车电子系统中扮演着重要角色。
它可以实现车载娱乐、车载导航、车辆控制等功能，提高驾驶安全性和乘坐舒适度。
3. 通信领域：嵌入式微处理器被广泛应用于通信设备，如手机、路由器等。
它可以实现数据传输、信号处理等功能，提高通信质量和速度。
4. 工业控制领域：嵌入式微处理器在工业控制系统中发挥着重要作用。
它可以实现自动化控制、数据采集、监测等功能，提高生产效率和质量。
四、嵌入式微处理器的发展趋势1. 高性能：随着科技的进步，嵌入式微处理器的性能越来越强大，运算速度和存储容量都得到了显著提升。
2. 低功耗：为了满足节能环保的需求，嵌入式微处理器的功耗也在不断降低，以延长电池寿命和降低能耗。
3. 多核处理：为了满足多任务处理的需求，嵌入式微处理器逐渐采用多核架构，提高系统的并行处理能力。
4. 高集成度：随着集成电路技术的不断进步，嵌入式微处理器的集成度越来越高，体积越来越小，功能越来越强大。
五、总结本文介绍了嵌入式微处理器的原理和应用。
微机原理及应用(第五版)
-2x109到2x109
长整数
Байду номын сангаас
64
-9x1018到9x1018
压缩BCD
80
-99…99到99..99(18位)
短实数
32
-3.39x10-38到3.39x1038
长实数
64
-1.19x10-308到1.19x10308
临时实数
80
-1.19x10-4932到1.19x104932
微机原理及应用
1.2.1 整型数 80387支持长整型数,而80386支持字节整型数.
微机原理及应用
2.1.3 输入/输出设备及其接口电路
输入设备:将程序、原始数据及现场信息以计算机能 识别的形式送到计算机中,供计算机自动计 算或处理。(键盘 鼠标 数字化仪 扫描仪 A/D等)
[-0]原=10000000 综上述
[X]原={
X 2n-1-X
X为正 X为负
微机原理及应用
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?
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.
微机原理及应用
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
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
微机原理及应用课后答案
第一章1-1.微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同？【解】微处理器（CPU），由运算器和控制器组成。
运算器完成算术运算和逻辑运算，控制器分析命令并指挥协调各部件统一行动完成命令规定的各种动作或操作。
微型计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。
微型计算机系统包括微型计算机硬件和软件。
1-4.说明位、字节、字长的概念及它们之间的关系。
【解】(1) 位（bit）。
位是计算机所能表示的最基本最小的数据单位。
它只能有两种状态“0”和“1”，即二进制位。
(2) 字（Word）。
计算机中作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二进制数，是计算机中信息的基本单位。
(3) 字长(Word Length)。
计算机中每个字所包含的二进制位数称为字长。
它们之间的关系：字由位构成，字长指每个字所包含的位的个数。
1-5.32位机和准32位机区别32位机指该机的数据总线宽度为32位，准32位机为芯片内部数据总线宽度是32位，片外则为16位的cpu第二章2-1 微型计算机由哪几部分组成，各部分的功能是什么？【解】微型计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。
运算器完成算术运算和逻辑运算；控制器分析命令并指挥协调各部件统一行动完成命令规定的各种动作或操作；存储器存放原始数据、中间结果和最终结果以及程序；输入设备、输出设备与外界交换信息。
2-2.CPU在内部结构上由哪几部分组成，CPU应具备什么功能？【解】微处理器（CPU）由运算器和控制器组成。
CPU应具备的功能：对数据进行处理并对处理过程进行控制。
2-3 4,6,8,1,9,7,2,5,10,32-7:第16字为70A0:DE05 末物理地址为70A00+DE05=7E8052-8.①通用数据寄存器。
四个通用数据寄存器AX、BX、CX、DX均可用作16位寄存器也可用作8位寄存器。
用作8位寄存器时分别记为AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL。
微处理器与应用实验报告
MOV 41H,#78H
MOV 42H,#56H
MOV R0,30H
MOV R1,40H
MOV A,R0
ADD A,R1
DA A
MOV 50H,A
MOV R0,31H
MOV R1,41H
MOV A,R0
ADDC A,R1
DA A
MOV 51H,A
MOV R0,32H
MOV R1,42H
14、根据已给程序分别编辑汇编程序和C51程序；
15、编辑完成以后对程序进行编译，生成目标代码；
16、运行、调试目标代码和进行结果检查；
17、根据要求分别编写汇编程序和C51程序实现两个16位无符号数的比较；
18、编译，生成目标代码，分别采用单步和宏单步运行程序，观察有关单元中的内容的变化；
19、修改内存单元中的内容在观察存储单元内容的变化；
微处理器原理与应用实验日志四
实验题目：
分支和循环程序设计
实验目的：
1、掌握分支程序编写方法
2、掌握循环程序设计的方法和技巧
3、学习程序调试的基本过程和方法
实验要求：
5、阅读、运行并调试已给的分支和循环程序；
6、模仿已给程序分别汇编程序和C51程序实现两个16位无符号数的比较的程序；
实验主要步骤：
13、启动计算机，进入Keil C51的集成开发环境；
3、根据要求编辑程序；
4、编辑完成以后对程序进行编译，生成目标代码；
5、编译，生成目标代码，分别采用单步和宏单步运行程序，观察有关单元中的内容的变化；
实验结果：
汇编程序：
ORG 0000H
AJMP START
ORG 0100H
微处理器系统原理与应用
计算机系统结构
计算机系统结构是计算机科学的一个 重要分支，主要研究计算机硬件和软 件的组成、设计和实现。微处理器作 为计算机系统的核心部件，是计算机 系统结构的重要组成部分。
功耗、成本等因素。
设计合理的存储器层次 结构，包括高速缓存、 主存和辅助存储器等。
输入输出接口
设计合适的输入输出接 口，以满足与外部设备
的通信需求。
总线设计
设计高效的总线结构， 实现微处理器与各模块
之间的数据传输。
软件设计
操作系统
选择或设计适用于微处理器的操作系统，管 理硬件资源、调度任务等。
调试工具
VS
微处理器的发展推动了计算机系统结 构的不断演进。随着技术的进步，微 处理器的性能不断提高，功能越来越 强大，使得计算机系统的性能和功能 也得到了极大的提升。
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习是当前计算机科学领域最热门的研究方向之一，它们的目标是让计算机能够像人 类一样具有智能和学习能力。微处理器作为人工智能和机器学习应用的硬件基础，发挥着至关重要的 作用。
微处理器的发展历程
01
1970年代初，微处理器诞生，如Intel 4004，主要用于计算器和控制 器。
02
1980年代，随着8位和16位微处理器的出现，微处理器开始广泛应用 于家用电器、工业控制等领域。
03
1990年代，32位微处理器逐渐成为主流，如Intel Pentium系列，广 泛应用于个人计算机和服务器。
04
进入21世纪，64位微处理器和多核处理器成为趋势，广泛应用于高 性能计算、云计算等领域。
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非流水线操作 8085 流水线操作 8086 取指令1 执行指令1 取指令2 执行指令2
取指令1
执行指令1 取指令2 执行指令2 取指令3 执行指令3 t3 t4
t0
t1
t2
t
在t0～t4时间间隔中，8085执行了2条指令。
在t0～t4时间间隔中，理想情况下 ，8086可执行3条指令。
计算机硬件技术基础
指令流水线 存储器分段
数据总线和地址总线的低16位/低8位分时复用。
计算机硬件技术基础
3.1 8086/8088 内部结构 地址加法器负责
地址变换，提供 8086/8088内部结构 访存的物理地址
通用寄存器
AX BX CX DX AH AL BH BL CH CL DH DL SP BP DI SI
指针 APIC 控制 94个字节的指令代码。 总线 线和浮点单元。
32 32 32
1) 总线接口单元 Pentium内部结构 2) 整数执行单元 主要用于管理访问外部 由“U”和“V”两条指 存储器和 I/O端口必须 6)地址转换与存储管理单元 Pentium 的地址转换与存储管 预取 TLB 令流水线构成超标量流水 8KB 指令 分支目标 的地址、数据和控制总 理单元与 80386/80486 保持完 高速缓存 缓冲器 地址 线结构，其中每条流水线 线，完成预取指令、读 全兼容，由分段和分页部件 DP 都有自己的ALU、 地址生 逻辑 指令 /写数据等总线操作。 组成。Pentium 除继续支持 7)独立的指令 Cache和 指令预取单元 控制
EU
等待
译码1
执行1
译码2
执行2
译码3
…
8086/8088的指令“流水”操作
计算机硬件技术基础
控制
成逻辑和Cache接口。 指令译码单元 数据Cache ROM 4KB大小的页面外，还允许使 64位 分支检验 Pentium 片内有两个 与目标地址 用高达4MB 的页面，从而减少 数据 总线 控制单元 3)预取缓冲单元 8KB的超高速缓存器， 了页面切换的频率，并加快 地址 总线 4) 指令译码单元 32位地 一个是指令Cache，一 预取缓冲单元在总线接 了某些应用程序的执行。 转换 地址生成 地址生成 址总线 浮点单元 将预取的指令译成 Pentium 可 个是数据Cache。指令 单元 与 口单元空闲时，负责提 U流水线 V流水线 控制 控制 5) 控制单元 以执行的控制信号并送控制 和数据分别使用不同的 存储 前去内存或指令Cache预 寄存器组 整数寄存器组 Cache，使Pentium中数 管理 负责解释来自指令译码 单元。对绝大多数指令来 取指令。其指令预取缓 加法 ALU ALU 单元 ROM 据和指令的存取减少了 64位数 64 微处理器可以做到 说,Pentium 单元的指令字和控制 U流水线 V流水线 除法 32 冲器在前一条指令执行 据总线 冲突，提高了性能。 每个时钟周期以并行方式完 桶形移位器 的微代码。控制部件的输 数据 32 位 乘法 结束之前可以预取多达 成两条指令的译码操作。 80 地址 出直接控制两条指令流水
8086/8088 总线 控制电路
外部总线
标志寄存器
8088
执行单元(EU)
BIU负责执行所有的 8086 “外部总线”操作 总线接口单元(BIU)
3.1 8086/8088内部结构
总线接口部件(BIU- Bus Interface Unit)
取指令：当指令队列缓冲器不满时且总线空闲时，取指令 到队列缓冲器，且IPIP+1。 与微处理器外部总线连接，负责与存储器、I/O接口进行联 络，存取指令、操作数、回送运算结果等。 利用∑将段地址寄存器的内容左移4位与有效地址EA（逻辑 地址）相加得出20位物理地址。
变址寄存器
IP
PSW H CS DS SS ES PSW L
80
8) 浮点运算单元
高速缓存
8KB数据
32 32 32
TLB
3.1 8086/8088内部结构 2.编程结构
AH BH CH DH AL BL CL DL SP BP SI DI AX BX
CX
DX
数据寄存器 通用 寄存器 指针寄存器
8086 内部 寄存 器的 组成
堆栈指针 基数指针 源变址 目的变址 指令指针 状态标志 代码段 数据段 堆栈段
计算机硬件技术基础
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第三章 微处理器基本组成与应用
学时：6学时
本章主要内容
1 2 3 4 3
8086/8088内部结构 8086/8088存储器组织 8086/8088外部引脚与系统配置 8086/8088基本时序
计算机硬件技术基础
3.1 8086/8088内部结构 1.内部结构
8086是全16位微处理器,内、外数据总线都为16位; 8088 是准16位微处理器,内数据总线为16位,外数据总线为8位。 8086/8088除了外数据总线位数及与此相关的部分逻辑稍 有差别外,内部结构和基本性能相同,指令系统完全兼容。 在8086/8088的设计中，引入了两个重要的结构概念：
20位 AB
∑
指针寄存器
EU负责分析 变址寄存器 和执行指令
ALU DB
累加器 基址寄存器 计数寄存器 数据寄存器 堆栈指针 基址指针 目的变址 源变址
16位
地址加法器
DB 8088:8位
CS DS SS ES IP
8086:16位
指令指针 内部暂存器
运算暂存器 指令队列
ALU
EU 控制电路
8位
1 2 3 4 5 6
3.1 8086/8088内部结构
指令队列的存在使EU和BIU并行工作,取指令和分析、 执行指令操作可重叠进行，形成了两级指令流水线结构， 减少了CPU等待时间，提高了CPU的利用率，加快了整 机运行速度，降低了对存储器存取速度的要求。
BIU
取指令1 取指令2 取数据1 取指令3 存结果1 取指令4 取指令5 …
执行部件(EU- Execution Unit)
负责指令的译码执行，进行算术逻辑运算，包括对通用寄存 器、ALU和FR进行管理和控制 从BIU取得指令和数据，向BIU提供地址和数据，计算有效 地址 EU只与外总线中的控制总线有联系，与外总线的数据总线 和地址总线是隔绝的。
计算机硬件技术基础
3.1 8086/8088内部结构