微型计算机原理及接口技术(课堂PPT)
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图1-1 微型计算机的硬件基本组成
1.1.2 微型计算机的软件系统组成 计算机的软件系统是由系统软件和应用软件两大部分组成。
6
1.2 微型计算机的硬件结构及基本工作过程
目前各种微型计算机的硬件均由微处理器、存储器、输入输出接口、输入输出设 备这几部分组成，如图1-2所示。
图1-2 微型计算机的硬件结构框图
10
1.2.2微型计算机的主要组成部分及功能 1.微处理器
图1-6 微处理器的基本组成
11
微处理器是微型计算机的运算和控制指挥中心，主要由运算器、控制器、寄存 器组（阵列）以及内总线组成。 (1)运算器
运算器是执行算术运算和逻辑运算的部件，由累加器Acc、暂存器TMP、算术 逻辑单元ALU、标志寄存器FR和一些逻辑电路组成。 (2)控制器
图1-7 堆栈区示意图
13
2.存储器
存储器是计算机中存储程序和数据的部件。存储器的 性能通常用存储容量和存取速度来描述。如图1-8。
3.输入输出接口
该接口是CPU与外部设备之间交换信息的连接电路， 它们通过总线与CPU相连，简称I/O接口。
4.输入输出设备
使用微型计算机就必须进行人机交互，将外部信息传 送到微型计算机称为输入操作；将微型计算机的运行结 果传送出来称为输出。能完成信息输入或输出的设备称 为输入输出设备，二者也合称为外部设备。
根据总线的组织方式，可把微型计算机的硬件结构分为单总线结构、双总线结 构和双层总线结构。
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1.单总线结构 2.双总线结构
图1-3 单总线结构的微 型计算机
图1-4双总线结构微型 计算机
8
3.双层总线结构
图1-5 双层总线结构微型计算机
9
1.2.1数据总线、地址总线和控制总线 数据总线 DB
数据总线用于传输数据信息，是双向总线。 地址总线 AB
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第1章 微型计算机基础
3
1.1 微型计算机的组成
1.1.1 微型计算机的硬件系统组成 1.1.2 微型计算机的软件系统组成
1.2 微型计算机的硬件结构及基本工作过程
1.2.1 数据总线、地址总线和控制总线 1.2.2 微型计算机的主要组成部分及功能 1.2.3 微型计算机基本工作过程
4
1.3 微型计算机的运算基础
它们在程序的执行过程中有特殊功能，如程 序计数器PC、堆栈指示器SP等。
①程序计数器PC
程序计数器PC用于存放下一条要执行的指令 在存储器中存放的地址，通常称为PC指针。
②堆栈及堆栈指示器SP
堆栈一旦形成就必须遵循先进后出FILO （First In Last Out）的原则对栈区的数据 进行操作。如图1-7.
地址总线用于传送CPU发出的地址信息，是单向总线。地址信息用于找寻存 储器或外设， AB总线的位数决定了外界存储器最大的存储容量 控制总线 CB
控制总线是微处理器向各部件发出的控制信息、时序信息以及外部设备发送到 微处理器的请求信息的总称。控制总线中每一根线的方向都是一定的、单向的， 但作为整体来看则是双向的。
微型计算机原理 及接口技术
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目录
第1章 微型计算机基础…………………………… 3 第2章 Intel系列微处理器……………………….30 第3章 80486微处理器的指令系统……………….52 第4章 汇编语言程序设计………………………. 96 第5章 存储系统………………………………… 171 第6章 输入输出方式及中断系统……………… 210 第7章 可编程接口芯片………………………… 251 第8章 外设接口技术…………………………… 374 第9章 总线……………………………………… 440
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3.编码 编码是为了在特定场合下方便使用而制定的一种数字代号。计算机中常用的编
码有两种（BCD码和ASCII码），是为方便进行特定计算而制定的编码规则。 (1)二进制编码的十进制数（BCD码）
用4位二进制数表示1位十进制数的编码方法叫做BCD码。见表1-1 。
表1-1 十进制数与BCD码对照表
图1-8 存储器单元与地 址的关系
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1.2.3 微型计算机基本工作过程 计算机的核心是CPU，了解CPU的工作过程对于理解计算机内部工作原理非常
重要。为了便于理解，下面以模型机执行简单程序为例，说明程序的执行过程：
15
本段程序已放入内存指定位置，内部结构如图1-9所示：
图1-9 假想模型机与程序执行示例
在计算机里BCD码的表示方法又分为两种： 分离BCD码和组合BCD码。 18
分离BCD码
用1个字节表示1位十进制数，低4位为BCD码，高4位补0。用这种方式表示的BCD 码叫做分离BCD码，见表1-2。
表1-2 十进制数与分离BCD码对照表
组合BCD码
在1个字节中，用低4位表示1位BCD码，同时高4位也表示为1位BCD码，即在1个字 节中同时表示两位十进制数。
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1.3 微型计算机的运算基础
1.3.1 计算机中数的表示 1.机器数和真值
在计算机中，无论数值还是符号，都是用0或1来表示。通常用最高位做符号 位，0表示正数，1表示负数。 2.带符号数的表示方法 原码:在机器数中，将最高位作为符号位，其余二进制位表示该数的绝对值的表 示方法叫做原码表示法。 反码:正数的反码表示与原码相同，负数的反码是将其对应的正数的各位取反， 符号位为负。 补码：正数的补码表示与原码相同，负数的补码是将其对应的正数的各位取反 后再加1，符号位仍为负。
1.3.1 计算机中数的表示 1.3.2 计算机的基本运算方法
1.4 典型微型计算机
1.4.1 主要性能指标 1.4.2 PC系列微型计算机 1.4.3 微型计算机中的主要计算机技术 1.4.4 微型计算机类型 1.4.5 微型计算机的应用及发展
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1.1 微型计算机的组成
微型计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。 1.1.1 微型计算机的硬件系统组成
控制器是指令执行部件，包括取指令、分析指令（指令译码）和执行指令，由 指令寄存器IR、指令译码器ID和操作控制电路三个部件组成。 (3)寄存器组
在微处理器内部的寄存器组中，主要由通用寄存器和专用寄存器组成。
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通用寄存器
通用寄存器的作用是暂时存放ALU需要用到 的数据，方便完成各种数据操作。
专源自文库寄存器
1.1.2 微型计算机的软件系统组成 计算机的软件系统是由系统软件和应用软件两大部分组成。
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1.2 微型计算机的硬件结构及基本工作过程
目前各种微型计算机的硬件均由微处理器、存储器、输入输出接口、输入输出设 备这几部分组成，如图1-2所示。
图1-2 微型计算机的硬件结构框图
10
1.2.2微型计算机的主要组成部分及功能 1.微处理器
图1-6 微处理器的基本组成
11
微处理器是微型计算机的运算和控制指挥中心，主要由运算器、控制器、寄存 器组（阵列）以及内总线组成。 (1)运算器
运算器是执行算术运算和逻辑运算的部件，由累加器Acc、暂存器TMP、算术 逻辑单元ALU、标志寄存器FR和一些逻辑电路组成。 (2)控制器
图1-7 堆栈区示意图
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2.存储器
存储器是计算机中存储程序和数据的部件。存储器的 性能通常用存储容量和存取速度来描述。如图1-8。
3.输入输出接口
该接口是CPU与外部设备之间交换信息的连接电路， 它们通过总线与CPU相连，简称I/O接口。
4.输入输出设备
使用微型计算机就必须进行人机交互，将外部信息传 送到微型计算机称为输入操作；将微型计算机的运行结 果传送出来称为输出。能完成信息输入或输出的设备称 为输入输出设备，二者也合称为外部设备。
根据总线的组织方式，可把微型计算机的硬件结构分为单总线结构、双总线结 构和双层总线结构。
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1.单总线结构 2.双总线结构
图1-3 单总线结构的微 型计算机
图1-4双总线结构微型 计算机
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3.双层总线结构
图1-5 双层总线结构微型计算机
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1.2.1数据总线、地址总线和控制总线 数据总线 DB
数据总线用于传输数据信息，是双向总线。 地址总线 AB
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第1章 微型计算机基础
3
1.1 微型计算机的组成
1.1.1 微型计算机的硬件系统组成 1.1.2 微型计算机的软件系统组成
1.2 微型计算机的硬件结构及基本工作过程
1.2.1 数据总线、地址总线和控制总线 1.2.2 微型计算机的主要组成部分及功能 1.2.3 微型计算机基本工作过程
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1.3 微型计算机的运算基础
它们在程序的执行过程中有特殊功能，如程 序计数器PC、堆栈指示器SP等。
①程序计数器PC
程序计数器PC用于存放下一条要执行的指令 在存储器中存放的地址，通常称为PC指针。
②堆栈及堆栈指示器SP
堆栈一旦形成就必须遵循先进后出FILO （First In Last Out）的原则对栈区的数据 进行操作。如图1-7.
地址总线用于传送CPU发出的地址信息，是单向总线。地址信息用于找寻存 储器或外设， AB总线的位数决定了外界存储器最大的存储容量 控制总线 CB
控制总线是微处理器向各部件发出的控制信息、时序信息以及外部设备发送到 微处理器的请求信息的总称。控制总线中每一根线的方向都是一定的、单向的， 但作为整体来看则是双向的。
微型计算机原理 及接口技术
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目录
第1章 微型计算机基础…………………………… 3 第2章 Intel系列微处理器……………………….30 第3章 80486微处理器的指令系统……………….52 第4章 汇编语言程序设计………………………. 96 第5章 存储系统………………………………… 171 第6章 输入输出方式及中断系统……………… 210 第7章 可编程接口芯片………………………… 251 第8章 外设接口技术…………………………… 374 第9章 总线……………………………………… 440
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3.编码 编码是为了在特定场合下方便使用而制定的一种数字代号。计算机中常用的编
码有两种（BCD码和ASCII码），是为方便进行特定计算而制定的编码规则。 (1)二进制编码的十进制数（BCD码）
用4位二进制数表示1位十进制数的编码方法叫做BCD码。见表1-1 。
表1-1 十进制数与BCD码对照表
图1-8 存储器单元与地 址的关系
14
1.2.3 微型计算机基本工作过程 计算机的核心是CPU，了解CPU的工作过程对于理解计算机内部工作原理非常
重要。为了便于理解，下面以模型机执行简单程序为例，说明程序的执行过程：
15
本段程序已放入内存指定位置，内部结构如图1-9所示：
图1-9 假想模型机与程序执行示例
在计算机里BCD码的表示方法又分为两种： 分离BCD码和组合BCD码。 18
分离BCD码
用1个字节表示1位十进制数，低4位为BCD码，高4位补0。用这种方式表示的BCD 码叫做分离BCD码，见表1-2。
表1-2 十进制数与分离BCD码对照表
组合BCD码
在1个字节中，用低4位表示1位BCD码，同时高4位也表示为1位BCD码，即在1个字 节中同时表示两位十进制数。
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1.3 微型计算机的运算基础
1.3.1 计算机中数的表示 1.机器数和真值
在计算机中，无论数值还是符号，都是用0或1来表示。通常用最高位做符号 位，0表示正数，1表示负数。 2.带符号数的表示方法 原码:在机器数中，将最高位作为符号位，其余二进制位表示该数的绝对值的表 示方法叫做原码表示法。 反码:正数的反码表示与原码相同，负数的反码是将其对应的正数的各位取反， 符号位为负。 补码：正数的补码表示与原码相同，负数的补码是将其对应的正数的各位取反 后再加1，符号位仍为负。
1.3.1 计算机中数的表示 1.3.2 计算机的基本运算方法
1.4 典型微型计算机
1.4.1 主要性能指标 1.4.2 PC系列微型计算机 1.4.3 微型计算机中的主要计算机技术 1.4.4 微型计算机类型 1.4.5 微型计算机的应用及发展
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1.1 微型计算机的组成
微型计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。 1.1.1 微型计算机的硬件系统组成
控制器是指令执行部件，包括取指令、分析指令（指令译码）和执行指令，由 指令寄存器IR、指令译码器ID和操作控制电路三个部件组成。 (3)寄存器组
在微处理器内部的寄存器组中，主要由通用寄存器和专用寄存器组成。
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通用寄存器
通用寄存器的作用是暂时存放ALU需要用到 的数据，方便完成各种数据操作。
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