微机原理第三章讲解.ppt

3.1 微型计算机的简化形式 3.2 指令系统 3.3 程序设计 3.4 执行指令的例行程序 3.5 控制部件 3.6 微型计算机功能的扩展 3.7 初级程序设计举例 3.8 控制部件的扩展 3.9 现代技术在微型计算机中的应用 教学目的和要求 通过本章的学习，使学生了解计算机的基本组成及工作原理，指令系统的意义。 教学内容 教学重点 计算机的工作原理 指令系统 存储器 第三章 微型计算机的基本工作原理 从一个简化了的微机作为分析对象，逐步介绍微机的各种基本功能，从而概括出微机的基本工作原理。注意了解以下的内容： 3、指令寄存器IR （instruction register) :IR从PROM接收到指令字，将指令字分送到控制部件CON和W总线上。指令字是8位（高4位指令字段，低4位地址字段). ? 6、PROM(program read only memory) 为了便于理解，用4×4PROM说明其工作原理。 ?7、控制部件CON 其功能如下： ?(1)运行开始前，CON先发出CLR=1，使相 关部件清0。注意：PC=0000 (2)CON产生CLK送到各个部件去，使各部件步调一致。 (3)在CON中有一个控制矩阵CM，根据IR送来的指令发出12位控制字： CON= CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO 根据控制字中各位的情况，计算机就能自动地按指令程序而有序的运行。 1、CPU（central processing unit）：包括PC、IR、CON、ALU、A和B等。 2、存储器M：又称微机的内存。 3、输入/输出I/O（包括C及D） 3.2 指令系统 指令系统是用来编制计算程序的一个指令集合。不同的机型，其指令系统也不同。例如，Z80有158条指令，M6800有72条等。本机型有5条指令。 3.3 程序设计 3.3.1 先要有一个操作码表 本操作码表共5条指令。指令为8位二进制代码，其高4位为操作码，低4位为操作数地址。 助记符 操作码 操作数地址 LDA 0000 **** ADD 0001 **** SUB 0010 **** OUT 1110 HLT 1111 3.3.3 将源程序翻译成目的程序 把用汇编语言编写的程序翻译成二进制代码。例： 源程序 目标程序 存储单元 LDA R9 0000 1001 0000（R0） ADD RA 0001 1010 0001 （R1） ADD RB 0001 1011 0010 （R2） ADD RC 0001 1100 0011 （R3） SUB RD 0010 1101 0100 （R4） HLT 1111 **** 0101 （R5） 源程序 目的程序 存储单元 16 0001 0000 1001（R9） 20 0001 0100 1010（RA） 24 0001 1000 1011（RB） 28 0001 1100 1100（RC） 32 0010 0000 1101（RD） 3.3.4?程序及数据的输入方法 3．4 执行指令的例行程序 在程序和数据装入之后，计算机按存储器给出的指令执行。 机器周期：执行一条指令所需的时间。 机器周期分为取指周期和执行周期。取指过程和执行过程都是通过不同的机器节拍。 把环形计数器的输出看作是一个T字， T=T5 T4 T3 T2 T1 T0 可控制六条电路，使它们依次轮流为高电位，T0，T1，T2，T3，T4，T5称为机器的节拍。 3.4.2取指周期及执行周期 取指需要3个机器节拍。在清零和启动之后第一个节拍为T0。在取指周期，在不同的机器节拍，控制器应发出什么样的控制字。 （1）地址节拍T0=1，应将PC的内容送到MAR。 EP=1，即PC放出数据 LM=1，MAR准备接受数据 控制器应发出的控制字为： CON= CPEP LMER LI EI LA EA SU EU LB LO = 0 1 1 0 0 0 0 0