微机原理微处理器剖析.ppt

第2章 微处理器 2.1 微型计算机基本结构 微型计算机系统组成：硬件系统和软件系统 2.1 微型计算机基本结构 计算机的硬件（Hardware）：指计算机系统中看得见、摸得着的物理实体，它是组成一个计算机系统的物质基础 硬件系统的基本功能是能够执行预先设计好的在相应指令系统中的各种指令 计算机的硬件系统结构由存储器、控制器、运算器、输入设备和输出设备五大部分组成 控制器和运算器合在一起称为CPU（中央处理器） （内）存储器和中央处理器合在一起称为主机 主机和外设合在一起构成了计算机系统 微型计算机的概念结构 计算机基本结构 微型计算机的概念结构 微型计算机结构图 微型计算机的概念结构—微处理器（CPU) 运算器 运算器是计算机用来进行算术逻辑运算的部件 运算器的核心是加法器 基本功能： 1．对二进制代码进行加、减、乘、除基本运算 2．对二进制代码进行“与”、“或”、“非”等逻辑运算 3．完成数据信息的传送 运算器组成：算术逻辑运算单元ALU，内部总线，通用寄存器组，输入多路开关和数据锁存器，输出移位多路开关 微型计算机的概念结构—微处理器（CPU) 控制器 控制器用于计算机硬件系统中，指挥、协调各部件的工作，是整个计算机的中枢 基本功能：取指令、分析指令、执行指令、输入／输出控制、中断处理 控制器构成：指令寄存器、指令计数器、指令译码器、地址形成部件、时序信号发生器、操作控制部件、中断机构 微型计算机的概念结构—微处理器（CPU) 寄存器组 寄存器组是CPU内部的若干个存储单元 分为专用寄存器和通用寄存器，专用寄存器的作用是固定的，如堆栈指针、标志寄存器等，通用寄存器可有多种用途 寄存器的数目因微处理器而定 寄存器组作用：暂存数据，避免频繁访问内存，缩短指令长度和执行时间，给编程带来方便 微处理器简化结构 微型计算机的概念结构—内存储器 存储器用来存储程序、原始数据、中间结果及运算结果 在计算机内部，程序中的指令和数据都是以二进制代码形式出现的 两种基本的操作：读操作、写操作 存储器中若干个二进制位组成一个存储单元。计算机系统对内存储器中的每一个存储单元进行编号，这个编号称为该存储单元的地址， 微型计算机的概念结构—内存储器 内存单元的地址和内容 内存由许多单元组成 每个单元存放8位二进制数 内存单元从0开始编址 存储器读写操作示意图 微型计算机的概念结构—输入输出设备 输入/输出设备：计算机与人之间进行信息交换的设备 按功能分为3类：输入设备、输出设备和输入输出兼用设备 输入设备：向主机输入程序、数据和命令信息的设备，如键盘、鼠标、触摸屏等 输出设备：将计算机处理过的二进制代码信息，转换成人们能识别的形式输出的设备，如打印机等 输入输出兼用设备：具有输入和输出功能的设备，如，键盘与CRT显示器组成一台终端设备 微型计算机的概念结构—总线 总线：就是连接多个部件的一组公共信息传输线，它能分时地发送与接收信息 包括：地址总线、数据总线、控制总线 地址总线AB：用于传递存储单元或I/O端口地址信息的一组信号线，由CPU发出，对存储单元和I/O端口进行寻址，单向并行 数据总线DB：用于传送数据信息，双向并行 控制总线CB：用于传送各种控制命令，如定时脉冲、中断请求等，单向传送 微型计算机的概念结构—软件 软件：包括系统软件和应用软件，使计算机系统的灵魂 微型计算机软件、硬件之间的关系： 1．硬件是软件的物质基础。离开硬件，软件不可能工作 2．软件是硬件功能的扩充和完善。没有软件，硬件是废物一堆。如果说硬件提供了使用工具，那么软件为人们提供了使用的方法和手段 3．软件和硬件的逻辑等价性。软件和硬件的界面是浮动的，某些功能可以由硬件实现，也可以由软件实现，软件和硬件之间具有融合性和转化性 2.2 8088/8086微处理器 8088/8086微处理器概述 8088/8086 CPU是PC/XT微型计算机的核心部件 8088/8086 CPU可应用于各种规模的智能控制系统 8088/8086 CPU具有最大模和最小模式，以及内置的多任务处理能力 8088/8086 CPU具有40个引脚，某些引脚具有双功能 8088处理器引脚 （1） 8088和8086CPU都具有40条引脚，采用双列直插式封装 为了减少芯片的引线，8088的许多引脚具有双重定义和功能，采用分时复用方式工作，即在不同时刻，这些引线上的信号是不相同的 8088的最大和最小两种工作模式可以通过引脚选择 8088处理器引脚 （2） 最小模式下的引线 ( =1) A16～A19／S3～S6，地址、状态复用的引脚，三态输出。在8088执行指令