微机原理TheMicrocomputerPrincipleCh1.ppt

微型计算机原理讲义 计算机原理 电信学院 自动化系 卢伟 ADD：大黑楼B705 TELEmail：luwei@dlut.edu.cn 主要参考书 分时传送原理说明： ?要将信息A传送给锁存器C，应使TA?CLKC有效，即一个负脉冲，并且TB和CLKD保持无效状态。 ?要将信息B传送给锁存器D，应使TB?CLKD有效，即一个负脉冲，并且TA和CLKC保持无效状态。 ?可以将A传给D，也可以将B传给C。 ?CLKC和CLKD可以同时有效，但TA和TB不能同时有效。 补码加减法的运算规则 [X?Y]补=[X]补+[?Y] 补 其中X，Y为正负数均可，符号位参与运算。 模（module）就是一个计数系统的最大容量，其大小等于以进位计数制基数为底，以位数为指数的幂。凡是用器件进行的运算都是有模运算，运算结果超过模的部分被运算器自动丢弃。 一个字节表示有符号数的范围： 原码表示：-127～+127，有+0和-0； 反码表示：-127～+127，有+0和-0； 补码表示：-128～+127，只有+0定义为-128。 计算机内有符号数默认用补码表示。 1.4 微型计算机内的信息表示 补码加减法的运算规则 例7. 设X=23，Y=42，计算机字长为8位（以下各例同），用补码运算求X - Y。 当运算结果超出补码表示的数值范围时，补码运算就不正确了。这种现象称为溢出。 如果处理器进行补码运算产生了溢出，处理器会产生一个溢出标志，用O标识。处理器采用双高位的判别方法来产生溢出标志： 最高位（符号位）是否有进位Cs异或次高位（数值的最高位）是否有进位Cp。OF=Cs XOR Cp 1.4 微型计算机内的信息表示 例8：127+127=？ 0111 1111 b (127补码) + 0111 1111 b (127补码) 1111 1110 b = -2 (结果错误，产生溢出) 例9：-100－100=？ 1001 1100 b (-100补码) + 1001 1100 b (-100补码) 10011 1000 b =+56 (结果错误，产生溢出) 1.4 微型计算机内的信息表示 ?无符号数的表示 ?二进制无符号数 码值和数值相等。N位二进制无符号数所能表示的范围是0～2n-1。 ? BCD码 压缩BCD码的每一位用4位二进制表示，0000～1001表示0～9，一个字节表示两位十进制数。 非压缩BCD码用一个字节表示一位十进制数，高4位总是0000，低4位的0000～1001表示0～9。 一个代码，赋予不同类型，其数值不一样。而类型要由人编程指定 1.4 微型计算机内的信息表示 ?非数值数据的表示 ?ASCII码(美国标准信息交换代码) 采用7位二进制代码对字符进行编码 ?数字0-9的编码是0110000-0111001，它们的高3位均是011，后4位正好与其对应的二进制代码相符。 ?英文字母A-Z的ASCII码从1000001（41H）开始顺序递增，字母a-z的ASCII码从1100001（61H）开始顺序递增，这样的排列对信息检索十分有利。 1.4 微型计算机内的信息表示 1.4 微型计算机内的信息表示 ?汉字编码 汉字编码包括输入编码、内码和字模编码，分别用于输入、内部处理和输出。 ?汉字的输入编码是为了使用西文标准键盘把汉字输入到计算机中，其编码方法主要有数字编码、拼音码和字形编码三类。除了键盘输入以外，利用语音或图象识别技术自动将汉字输入到计算机内的方法也已经实现。 ?汉字内码是用于汉字信息的存储、交换、检索等操作的机内代码，它采用两个字节的二进制形式表示一个汉字。为了与英文字符能相互区别，汉字机内代码中两个字节的最高位均规定为l。 ?汉字字模编码是用来描述汉字字形的代码，它是汉字的输出形式。汉字库有点阵字库、TrueType字库、矢量字库等类型。 1.4 微型计算机内的信息表示 计算机的硬件主要由逻辑门，触发器（D触发器）和三态门构成，使用器件多为CMOS,TTL,NMOS。 TTL和CMOS电平范围如下表所示： 5 4.44 3.5 1.5 0.4 0 5V CMOS 3.3 2.4 2 0.8 0.4 0 3.3V CMOS 5 2.4 2 0.8 0.4 0 5V TTL Vcc ViH VoH ViL VoL GND 单位(V) 1.5 相关硬件知识补充 ?三态缓冲器 ?三态门 ?OE为低电平，F=A ?OE为高电平，F浮空，可以由与F相连的其他输出器件输出。 计算机中与总线相连的输出部件均为三态缓冲器。 1.5 相关硬件知识补充 ?三态缓冲器─单向三态缓冲器74L