第一章 单片机基础知识09.ppt

习题 1.什么是计算机的软件和硬件？它们各起什么作用？ 2.计算机的硬件由哪些功能部件构成？它们各有什么用途？ 3.计算机中的信息有哪些？它们在计算机中是如何表示的？ 4.已知下列补码，求真值X： （1）〔X〕补 （2）〔X〕补 （3）〔X〕补 （4）〔X〕补5.什么是计算机的指令和指令系统？在一个指令周期内，若CPU执行的微操作有：执行指令、读指令、存放结果、读操作数，请写出这些操作的次序。 6.根据功能和用途划分，计算机内部总线有哪些类型？ 1.2.2常用的码制 （五）有符号数的表示----补码 补码的性质： a、当n=8时，数表示的范围： -27 ≤ X ≤ 27-1，即 -128 ≤ X ≤ 127。 b、补码的零只有一种表示法，若n=8。则为 c、对于正数，[X]补=[X]原；对于负数，符号位为1，其它位按位取反，再加1即得补码。 d、[X]补+[Y]补=[X+Y]补， [X]补 - [Y]补=[X]补 + [-Y]补= [X - Y]补。这一性质表明，补码运算的结果仍然是补码，体现了补码运算的完备性。而且补码可以将减法化成加法，这对于化简CPU中运算器的设计十分有益！ 1.2.2常用的码制 （五）有符号数的表示----补码 补码的优点非常多，但缺点是补码表示的数值不太直观，这对于两数运算后是否有溢出（超出数值范围）的判定比较困难。 通过采用变形补码的方法可判定是否有溢出，既在原来补码的基础上增加一个符号位，形成双符号位的补码。判断溢出的规定为：运算结果中，如果两符号位相同，则表示无溢出；如果两符号位相异，则表示发生溢出。 1.2.2常用的码制 有符号数的表示----补码 例1-13：已知[X]补[Y]补 求：给定补码的变形补码，[X]补+[Y]补 ，并判断是否溢出。 解：1）根据变形补码规定，已知两补码的变形补码分别为： [X]补变=001100010， [Y]补变=000110101 2） [X]补变=001100010 +） [Y]补变=000110101 =011010111 由于运算结果的两符号位不相同，则判断为运算结果发生溢出！， 由真值计算也可得： [X]补X [Y]补Y X+Y128+16+7=151127， 超过了8位二进数补码表达数的范围。 1.3 单片机内部结构概论 单片机内部的典型结构是由CPU、存储器、一般I/O接口、中断系统、定时器/计数器、特殊I/O接口等组成。 1.3 单片机内部结构概论 1.3.1 中央处理器CPU概论 1.3.2 存储器概论 1.3.3 输入/输出接口概论 1.3.1中央处理器CPU概论 CPU不仅是计算机的核心部件，也是单片机内部的核心部件。说它是核心部件，是因为它掌控着单片机系统运行，其具体的工作由控制器和运算器来完成。 1.3.1中央处理器CPU概论 一、控制器 控制器内部结构如图所示，其功能主要是执行指令和程序，并协调系统各部件的工作。 1.3.1中央处理器CPU概论 一、控制器 1、程序计数器PC 程序计数器（Program Counter）是存放指令地址的部件，程序计数器送出一个地址后自动加1，以便形成下一条指令地址。 2、指令寄存器IR 指令寄存器(Instruction Register)就是存放指令代码的部件，控制器从存储器取得的指令代码暂存在这里。 3、指令译码器ID 指令译码器(Instruction Decoder)是分析指令的部件，控制器通过指令译码器确定指令的功能。 1.3.1中央处理器CPU概论 一、控制器 4、微操作信号形成部件 微操作信号形成部件就是产生执行指令信号的部件，系统各部件根据这些信号，完成指令规定的操作。 5、时序电路 时序电路是控制指令执行节奏的部件，它产生的信号与指令译码器产生的信号一起加在微操作信号形成部件