微机原理与接口技术课件2.ppt

微机原理与接口技术 主讲：李晓东 工程技术学院电子与控制工程系 前言 课程性质：专业选修课 学时安排：讲授：45 实验：18 理论教材：王丰．微机原理与接口技术简明 教程．北京航空航天大学出版 社．2007年5月 实验教材：朱定华．微机原理、汇编与接口 技术实验教程．清华大学出版 社．2007年4月 前言 主要内容： (1)、以Intle8086CPU为例，讲解计算机的基本结 构，CPU的结构及其工作原理 (2)、讲解8086指令系统及其汇编语言程序设计 (3)、讲解存储器的工作原理及其扩展 (4)、讲解CPU如何与外部设备接口及其如 何通过程序控制实现对外部设备的控制 前言 课堂要求： (1)、安静，关闭手机的声音 (2)、积极思考老师的提问、踊跃回答问题 (3)、不要穿拖鞋进入教室及实验室 第1章 微型计算机的组成及工作原理 主要内容： 1、编码及其运行规则 2、微机系统及基本工作原理 3、8086内部结构 编码及其运行规则 计算机中常用的编码方案 1、无符号数 2、有符号数 3、ASCII码 4、BCD码 编码及其运行规则 无符号数的定义 所有的二进制位都用于表示数值本身的大小，所表示的数只能是正数，所能表示的正数的范围由二进制的位数确定。 编码及其运行规则 无符号数的表示范围 8位(bit)无符号数表示数的范围是：[0,255] 10位(bit)无符号数表示数的范围是：[0,1023] N位(bit)无符号数表示数的范围是：[0, ] 编码及其运行规则 有符号数的定义 最高位二进制数表示该数的符号，其余位表示该数数值的大小，所表示的数可正可负 符号位 1：负数 0：正数 数值位 编码及其运行规则 有符号数的表现形式 由于可以使用多种形式来表示有符号数的数值位，有符号数可编码为： 1、原码 2、反码 3、补码 编码及其运行规则 原码 最高位为符号位，0表示正数，1表示负数，数值位为该数的绝对值。 以8位原码为例： 10 = 0000 1010 -10 = 1000 1010 思考：8位原码所能表示数的范围？ 编码及其运行规则 反码 正数的反码与原码相同 负数的反码为该数的绝对值的原码按位取反 以8位反码为例： 10 = 0000 1010 -10 = 1111 0101 编码及其运行规则 补码 正数的补码与原码相同 负数的补码为该数的反码加1 以8位补码为例： 10 = 0000 1010 -10 = 1111 0110 思考：-128的补码 = ？ 计算机中使用补码的好处在于：不用考虑数的符号，全部用加法实现运算。 编码及其运行规则 补码的运算规则 [X+Y]补 = [X]补 + [Y]补 [X- Y]补 = [X]补 + [-Y]补 用8位补码实现下列运算： 1、15 + 40 2、15 – 40 3、40 – 15 4、100 + 200 5、-100 – 200 编码及其运行规则 补码的溢出 当补码运算的结果超过一定的范围时，运算结果是不正确的，这种情况称为溢出。 范围与表示该数时所使用二进制位数有关，如16位补码所能表示的范围为：[-32768, 32767] 编码及其运行规则 正向溢出 运算结果超过所能表示的最大值，这种溢出称为正溢出。 用8位补码计算：200 + 100，结果超过了所能表示的最大数值255，将正溢出 编码及其运行规则 负向溢出 运算结果超过所能表示的最小值，这种溢出称为负向溢出。 用8位补码计算：-200 - 100，结果超过了所能表示的最大数值-256，将负溢出 编码及其运行规则 符号扩展 当把二进制位数少的补码赋值给二进制位数多的补码时，不需要重新计算，只要做符号扩展就行了。 符号扩展方法：用位数少的二进制位作为位数多的低位，剩余的高位全部用符号位填充。 -2的8位补码为：