微机原理第二章组成电路.pptxVIP

第二章 微机基本组成电路目的要求1.掌握基本门电路的功能，认识其表示符号2.掌握微机中的常用组合逻辑电路3.掌握触发器、寄存器在微机中的应用意义4.掌握环形计数器对微机工作的意义基本门电路与、或、非门：最基本的门电路，将它们适当地连接，可得到任意复杂的逻辑功能与非、或非、异或门 与非门：是数字集成电路中构成其它器件的基础二进制加/减法电路 ALU：算术逻辑单元–在加/减法电路基础上增加逻辑运算功能，即可构成CPU的运算器核心 基本时序逻辑电路 时序逻辑电路与组合逻辑电路的区别 组合电路： –输出只与输入有关?时序电路： –输出不仅与当时的输入有关，还与过去的历史有关，与过去的时间有关 –利用这一点，可以产生具有记忆能力的电路时序逻辑电路的特点除了包含有组合电路外,还必须包含有具有记忆功能的存储电路 。触发器：Trigger，微机的记忆细胞，具有记忆功能的基本单元电路,能存储一位二进制代码–2个互为反相的输出端–稳态：当输入不发生变化时，2个输出保持稳定不变，可储存1个二进制位–翻转：当输入满足一定变化条件时，输出将发生由0到1或由1到0的变化触发器,是组成时序电路必不可少的重要组成部分.具有以下基本特点.(1)具有两个稳定的(0和1)状态,能存储一位二进制信息;(2)根据不同的输入,可将输出置成0或1状态;(3)当输入信号消失后,被置成的状态能保存下来.触发器有两个稳定的状态，即0和1，所以触发器也被称为双稳态电路。与双稳态电路不同，单稳态触发器只有一个稳定的状态。这个稳定状态要么是0，要么是1。RS触发器：是其它触发器的基础?R表示Reset，S表示Set?时钟同步：将R、S与时钟相与，使置位或复位在时钟信号的高电平期间才发生复位端R有信号，置位端S无信号时，触发器置0复位端R无信号，置位端S有信号时，触发器置1复位端R有信号，置位端S有信号时，触发器保持原状态:Qn+1=Qn复位端R无信号，置位端S无有信号时，触发器输出不确定。门控RS触发器 门控触发器的工作受一个控制信号控制,该控制信号常称为使能信号E. （时标脉冲）电路结构及逻辑符号 工作原理 D触发器：是构成寄存器的主要器件特点：当一个时钟信号到来时，D端输入将会翻转到Q端输出上时标D触发器时钟边缘同步：将时钟信号利用RC微分电路变换成尖峰信号，实现精确同步触发器的预置与清除。D触发器ALED QC Q电平锁存正脉冲的后沿锁存电平锁存——高电平通过，低电平锁存上升沿锁存——通常用负脉冲后沿触发锁存D QC Q上升沿锁存S-WR带有异步置位/清零端的电平控制的锁存器D QC Q负脉冲的后沿锁存R74LS273（8 D触发器）具有异步清零端的8D触发器TTL工作电平上升沿触发锁存JK触发器：是构成计数器的理想器件?根据2个输入的不同组合，JK触发器可呈现出4种不同的工作状态反转：利用该状态实现计数器，CLK的输入端串有RC电路，以获得正边缘触发的工作方式。寄存器：是由若干触发器和控制门组成的逻辑电路，其功能是暂存数据或指令。如下图，由4个正沿触发的D触发器组成的4D寄存器。CLR=0时各触发器均置0CLR=1时CLK正跳变沿到来各触发器Q=D缓冲器与锁存器：区别在于CLK的信号形式上 缓冲器：连续CLK信号。只要输入有变化，就会马上反映到输出上 锁存器：可控的高电平信号。当需要寄存输入时，产生一个有效的锁存信号；而当该信号保持无效时，无论输入怎么变化，输出都不会发生变化典型应用： 装入控制门电路：L门高电平时使数据装入，低电平时，数据自锁在其中。移位寄存器： 用以实现快速乘、除法或其它逻辑功能 注意与缓冲器、锁存器的区别 左移寄存器和右移寄存器特点：寄存器由4位正沿D触发器组成,寄存器中低位触发器的输出作为高位的输入, 每来一个CLK，寄存器中的数右移一位计数器 一种特殊的寄存器，能将自身寄存的二进制数加1或者减1。 串行计数器：行波计数器，由JK触发器构成并行(同步)计数器：同步计数器，可克服串行计数器所固有的缺陷，提高计数速度 可控计数器：将J、K端连接至一控制信号环形计数器：环行置位器，节拍发生器 特点：可保证唯一的“1”在各位环行出现 作用：产生机器节拍，发出顺序控制信号计数器 任何一个数字系统几乎都包含计数器。计数器不仅可用来计数，也可用来定时、分频和进行 数字运算。所谓计数，就是计算输入脉冲的个数，而计数器就是实现计数功能的时序部件。 计数器的分类按时钟作用方式分同步计数器：各触发器的时钟信号是由同一脉冲来提供，因此是同时翻转，计数速度较快。?异步计数器：高位触发器的时钟信号是由低一位触发器的输出来提供，高位触发器的翻转有待低位触发器翻转后才能进行,计数速度较慢。按计数进位分 二进制计数器十进制计数器程序计数器PC： 对