清华大学-微机原理090824.ppt

课程目标 掌握： 微型计算机的基本工作原理 汇编语言程序设计方法 微型计算机接口技术 建立微型计算机系统的整体概念，形成微机系统软硬件开发的初步能力 由CPU内部产生相应的控制信号：送到存储器、输入/输出接口电路和其他部件微型计算机系统的其它部件也会在它们需要的时候向CPU发出各种请求信号：如中断请求、总线求等。 内存储器又叫内存或主存，计算机的记忆部件,存放编写的程序或程序中所用的数据、信息、中间结果内存中存放的数据和程序，从形式上看都是二进制数 数据总线（data bus, DB） 数据总线用来传输数据信息，是双向总线 地址总线（address bus, AB） 地址总线用于传送CPU发出的地址信息，是单向总线 控制总线（control bus, CB） 控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。 其中有的是CPU向内存和外设发出的信息，有的则是内存或外设向CPU发出的信息 可见，CB中每一根线的方向是一定的、单向的，但CB作为一个整体是双向的 注意事项： (1) 一个二进制数可以准确地转换为十进制数，而一个带小数的十进制数不一定能够准确地用二进制数来表示。 (2) 带小数的十进制数在转换为二进制数时，以小数点为界，整数和小数要分别转换。 真值表，逻辑函数式和逻辑图 同一逻辑函数可以用三种不同的方法描述，三种方法可以相互转换 真值表转换为逻辑表达式 真值表中每一组使函数值为1的输入变量都对应一个乘积项，在这些乘积项中，若对应变量取值为1，则写成原变量；若对应变量取值为0，则写成反变量。将这些乘积相加就得到了逻辑函数式。 现在可以由真值表写出上面的逻辑表达式 S0 = A0B0 + A0B0 = A0 B0 C1 = A0B0 二进制数的加法电路 例：设A=1010=10(10) B=1011=11(10) ，求加法电路 　有符号数的表示 第2章 微处理器 2. 8086/8088 微处理器的功能结构 Intel8086是标准的16位微处理器；Intel 8088是准16位微处理器，它们在内部结构上都是按16位设计的，但Intel 8088在外部引脚上和当时的8位微处理器Inter8080/8085相兼容。不仅数据总线的位数加宽了一倍，更重要的是采用了流水线处理技术。 一条指令的执行可以分为： 取指令 指令译码 指令执行 在指令执行时根据需要在存储器中存取操作数。 二. 8086微处理器功能结构 分EU与BIU两部分： 1)执行部件（EU)：由ALU、寄存器组、状态标志寄存器及操作控制电路 组成。 2)总线接口部件(BIU)：由专用寄存器组 段寄存器CS、DS、ES、SS， 指令指针寄存器IP 指令队列缓冲器、地址加法器、输入输出控制电路等功能部件组成。形成对外总线，与存储器、I/O接口电路进行数据传输。 3)EU 与 BIU的流水线操作：EU 与 BIU既可协同又可独立工作，BIU在 保证EU与片外传送操作数前提下，可进行 指令预取，与EU可重叠操作。 （a）部件 4个16位段寄存器CS,DS,SS,ES; 16位指令偏移地址寄存器IP; 6个字节指令队列ISQ; 形成20位物理地址的加法器∑; 与EU通讯的内部寄存器； 总线控制逻辑； （b）功能： 实现CPU与存储器或I/O口之间的数据传送。 指令队列中出现两个字节为空时(BIU未进入存取操作数的总线周期），自动按CS值和IP值组成20位实际地址到存储器中去取指令，一次取两个字节指令存放到指令队列中；执行转移指令时ISQ复位，从新地址重新取指。 由EU从指令队列中取指令，并根据EU请求BIU将20位操作地址传送给存储器； 取来操作数经总线控制逻辑传送到内部EU数据总线，由EU完成内部操作； 操作结果若EU提出请求，则由BIU负责产生20位实际目标地址，将结果写入存储器里； 在8位微处理器中，是按照这三步周而复始的循环来工作的，每次取指令都是直接从存储器中取出的。计算机执行程序时，CPU的工作顺序是： 取指令 ．．． 执行指令．．． 再取指令．．． 再执行指令．．． 在16位微处理器中，8086微处理器首先采用了预取指令技术，提前把指令从存储器中取到微处理器中，每次执行指令的时候直接在微处理器内部就可以获得指令，从而大大提高微处理器的性能。