微机原理第二章

图 2-9
如，用来进行乘法
运算等。
移位寄存器的电路原理图见2-10所示。
图 2-10
可控移位寄存器，是在整机运行中，有控制电路控 制，以保证其在适当时机参与协调工作。这个电路也和 图2-7的L控制门一样，只要在每一位的电路上增加一个L
门即可以达到控制的目的。
SHL——左移（Shift to the Left）
触发器是存放一位二进制数字信号的基 本单元。触发器是计算机的记忆装置的基本 单元，也可以说是记忆细胞。触发器可以组 成寄存器，寄存器又可以组成存储器。寄存 器和存储器统称为计算机的记忆装置。
微机中所有的触发器一般用晶体管元件， 这是因为晶体管元件可以制成大规模的集成 电路，体积可以更小。
下面简要介绍RS触发器、D触发器和 JK触发器，因为这些类型的触发器是计算 机中最常见的基本元件。
下图显示了各种边缘触发器。这里 要注意的的是图中的汽泡“O”，即负电 平有效之意（电路上增加了一个非门， 反相器）。
CP
CP
CP
• 3、JK触发器
•
JK触发器是组成计数器理想的记
忆元件，其电路原理图见下图所示。它
是在RS触发器的基础上，增加两个=0时：保持原状（自锁）； 当J=0，K=1时：复位； 当J=1，K=0时：置位； 当J=K=1时：翻转（取反）。
1、RS触发器
基本RS触发器 可用两个与非门交 叉联接而成，如图22所示。当S=1而 R=0时，Q=1为置位， 当S=0而R=1时， Q=0称为复位。
2、D 触发器
RS触发器有两个输入端S和R。为了存储一个高电位， 就需要一个高电位输入的S端；为了存储一个低电位，就 需要另一个高电位输入的R端。这在很多应用中是不很方 便的。D触发器就是在RS触发器的基础上引伸出来的， 它只需一个输入端口。其工作原理见图2-5所示。
JK触发器的符号如下图所示。
RS、D与JK触发器的比较
• 1）RS触发器为触发器的基础 • 2）当CLK为高电平时，D触发器可置位、
复位 • 3）当CLK为高电平时，JK触发器可保
持原状、置位、复位、翻转
必须掌握的基本概念：
• 1、计算机的记忆装置的基本单元是 触发器。 • 2、寄存器是由 触发器 组成的。
为此，我们必须为这个寄存器增设一 个可控的“门”。这个“门”的基本原理如 图2-7所示。
图 2-7
注意：以后一旦提到“L”门，大家就应 该想到以上的电路，高电平时数据装入、 低电平时，数据自锁在其中。
图 2-7
注意：以后一旦提到“L”门，大家就应 该想到以上的电路，高电平时数据装入、 低电平时，数据自锁在其中。
SHR——右移（Shift to the Right）
图 2-11
3、计数器（Counter） 计数器也是由若干个触发器组成的寄存器，它的
特点是能够把贮存在其中的数字加1。 计数器的种类很多，有行波计数器、同步计数器、
环行计数器和程序计数器等。 1. 行波计数器（Travelling Wave Counter）
过，环行计数器与上述计数器不一样，它只是仅 有唯一的一个位为高电位，即为1，其它各位为0。 其电路原理图见图2-15所示。
图 2-15
注意：环行计数器不是用来计数用的，而是用来发出顺 序控制信号的（节拍），这在计算机的控制器中是一个 很重要的部件。
环行计数器的符号见图2-16所示。 4. 程序计数器（Program Counter）
2.3、寄存器
•
寄存器是由触发器组成的。一个触发器就是
一个一位寄存器。由多个触发器可以组成一个多位
寄存器。
寄存器由于其在计算机中的作用不同而 具有不同的功能，从而被命名为不同的名称。 常见的寄存器有：
缓冲寄存器——用以暂存数据； 移位寄存器——能将其所存的数据一位
一位地向左移或右移； 计数器——一个计数脉冲到达时，会按
第2章 微型计算机的基本组成电路
无论是多么复杂的计算机，都是由若干典 型的电路所组成的。本章就是对微型计算机最常 见的电路环节的名称及电路原理作一简单介绍。 其中最主要的是算术逻辑部件/单元（ALU）、 触发器（Trigger）、寄存器（Register）、存 储器（Memory）、总线结构（BUS）等。数据 在这些部件之间流通的过程以及控制字的概念。 这些都是组成计算机的硬件基础。
二进制数的规律累积脉冲； 累加器——用以暂存每次在ALU中计算
的中间结果。
1、缓冲寄存器（Buffer） 这是用以暂存某个数据，以便在适当的时间节拍和 给定的计算步骤将数据输入或输出到其它记忆元件中去。
其一个四位寄存器电路原理图见2-6。
可控缓冲寄存器：前面所说的缓冲寄存器其数据 X输入到Q只受CLK的节拍管理，即只要一将X各位加 到寄存器各位的D输入端，时标节拍一到，就会立即 送到Q去。这有时是不利而有害的，因此也许我们还 想让早已存在其中的数据多留点时间，但由于不可控 制之故，在CLK正前沿一到就会立即被来到门口的数 据X替代掉。
对于多位的寄存器，每位各自一套“L”门。 不过只用一个非门，并且只有一个LOAD输入端，
如图2-8所示。
l
图 2-8
可控缓冲器的符号如图2-9所示，LOAD为其 控制门，而CLR为高电平时可以清0。
2、移位寄存器
移位寄存器
的用处——将其所
储存的数据向左或
向右移位，以达到
计算机在运行过程
中所需的功能，例
2.1、算术逻辑单元（ALU） 顾名思意，这个部件既能进行二进制的四则运算， 也能进行布尔代数的逻辑运算。前面所讲的可控加减法 电路就是最简单的算术部件。通过适当的变换，可将乘 法和除法变成加法运算。如果在这个基础上，增加一些 电路，可以使简单的ALU进行逻辑运算。其符号见图2-1。
2.2、触发器
。 其工作原理图见图2-12所示
图 2-14
2. 同步计数器 同步计数器是将时钟脉冲同时加到各位的 触发器的时钟输入端，而将前一位的输出端（Q） 接到下一位的JK端。这样可以使计数器计数时 钟只相当于一个触发器的建立时间tp，所以在很 多微型机中常被使用。具体线路略！
3. 环行计数器（Ring Counter） 环行计数器也是由若干个触发器组成的。不