第01章微处理器分解.ppt

现代微型计算机原理与接口技术教程 （第二版） 高等学校计算机基础教育教材精选 杨文显 主编 总 目 录 第1章 微处理器与微型计算机 第2章 存储器 第3章 汇编语言基础 第4章 汇编语言程序设计 第5章 微型计算机输入输出接口 第6章 中断与DMA传输 第7章 可编程接口芯片 第8章 数/模与模/数转换 第9章 现代微型计算机 第10章 微型计算机总线 第1章 微处理器与微型计算机 1.1 微型计算机 1.1.1 电子计算机的基本组成 电子计算机的基本结构特点： 存储程序原理：把程序事先存储在计算机内部，计算机通过执行程序实现高速数据处理。 五大功能模块：电子数字计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备这些功能模块组成。 1.1.1 电子计算机的基本组成 存储器 运算器 控制器 输入设备 输出设备 1.1.2 微型计算机 微型计算机在基本结构和基本功能上与计算机大致相同。 由于微型计算机采用了大规模和超大规模集成电路组成的功能部件，使微型计算机在系统结构上有着简单、规范和易于扩展的特点。 微型计算机由微处理器、存储器、输入输出接口电路组成。 连接这些功能部件的是三组总线：数据总线、地址总线和控制总线。 1． 微处理器 微处理器（MPU）：微型计算机的中央处理器，亦称CPU。 2． 存储器 微型计算机的存储器采用集成度高、容量大、体积小、功耗低的半导体存储器芯片构成。 根据能否写入信息,存储器分为RAM和ROM。 随机存取存储器（RAM）又称读写存储器： 随机存取：可以根据需要读写任意位置上的内容，而不像磁盘一样必须成块地顺序读写。 可读可写：随机存储器中的信息可以读出，也可以写入。 易失性：断电后储存的信息自动消失，是易失性存储器。 用途：用于存放当前正在使用的程序和数据。 只读存储器(ROM)： 只读：信息在一般情况下只能读出，不能写入和修改 非易失性：断电后原信息不会丢失，是非易失性存储器， 用途：用来存放固定的程序和数据表格。 3． 输入输出接口电路 介于计算机和外部设备之间的电路称为输入输出接口电路。 微型计算机的接口普遍采用大规模集成电路芯片，大多数接口芯片是可编程的。 4． 总线 总线是一组公共的信号传输线，用于连接计算机各个部件。 位于芯片内部的总线称为内部总线。 连接微处理器与存储器、输入输出接口，用以构成完整的微型计算机的总线称为系统总线（有时也称外部总线）。 微型计算机的系统总线分为数据总线、地址总线和控制总线三组。 数据总线：用于传送数据信息，数据总线是双向总线。 地址总线：用于发送内存地址和I/O接口的地址。 控制总线：传送各种控制信号和状态信号，使微型计算机各部件协调工作。 微型计算机采用标准总线结构，提高了微机系统的通用性和可扩展性。 1.2 8086/8088微处理器结构 1.2.1 8088/8086微处理器内部结构 8086 CPU由指令执行部件EU 总线接口部件BIU两个部份组成。 指令执行部件EU主要功能是执行指令。 总线接口部件BIU主要功能是连接CPU内部总线和外部系统总线，访问存储器和外部接口。 物理地址 访问存储器的实际地址称为物理地址，用20位二进制表示。 物理地址的位数由地址总线的位数决定 物理地址的位数决定了该计算机能够连接的存储器的数量： 例如：16根地址线最多能连接216=64KB内存储器； 20根地址线最多能连接220=1MB内存储器. 地址转换 地址加法器用来完成逻辑地址向物理地址的变换： 物理地址＝段基址×16 + 偏移地址 上例中，逻辑地址2345H：1100H对应的物理地址是24550H。 反之，物理地址24550H，它对应的逻辑地址可以是2455H：0000H，也可以是2400H：0550H等。 这说明一个存储单元的物理地址是惟一的，而它对应的逻辑地址是不惟一的。 总线接口部件BIU BIU的功能： 形成访问存储器的物理地址（由地址加法器完成）； 访问存储器取得指令,暂存到指令队列中等待执行； 访问存储器或I/O端口以读取操作数参与EU运算，或存放运算结果等; 产生外部总线的各种控制信号。 BIU内部有一个6字节的指令队列。一旦指令队列中空出2个字节，BIU将自动进行读指令的操作以填满指令队列。 BIU内部总线控制电路将CPU的内部总线与CPU引脚所连接的外部总线相连。 指令执行部件EU EU的功能是执行指令。一般情况下, 指令按照它存放的先后次序顺序执行，EU从指令队列中源源不断地取得指令代码，满负荷地连续执行指令。 EU中的算术逻辑运算单元ALU可完成16位或8位的二进制运算