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《微型计算机结构与编程》电 子 教 案 高等教育出版社 前言 第1章 计算机的基本结构与操作 1.1 数的表示方法1.1.1 位置表示法 数制转换 1.2 无符号数 机器运算的操作 三、 状态标志 1.3 有符号数 补码 例 符号数的机器运算（例） 1.3 有符号数 有符号数数的机器运算 1.4.3 状态标志 (单字节符号数的表示范围) 溢出 溢出的机器判断 条件判断与条件转移 1.5 BCD码与ASCII码 运算电路 二、运算电路与运算器 三、 状态标志 1.4 运算电路 1.6 微型计算机 1.6.2 处理器(CPU) 图1.6 指令和数据存放PROM中 图1.7 内存地址寄存器（MAR）与内存储器（PROM）的框图 图1.8 模型机结构图 1.7.1 运算器 1.7.2 控制器 脉冲分配器的结构框图 3、节拍发生器 2、操作码译码器 操作时间表 4、操作控制部件 A+RE ?A 5、程序计数器PC 6. 总线 执行过程 要点 LM CLK 输 出 数 据 控 制 器 存储矩阵16×8 地址译码器 D CP Q D CP Q D CP Q D CP Q MAR M3 M2 M1 M0 总线（BUS） W7W6 W0 RF R1 R0 PROM D7 D1 D0 EPR 。 。 。 。 。 。 PROM CLK PC(IP) 指令寄存器 操作码译码器 操作控制部件 脉冲分配器 4 4 4 5 CP EP CLK CLR LI EI CLK CLR CLK 6 T0~T5 CP EP LB LO 控制电平 CLK 控制器 OUT 译码 LO CLK 8 输出接口 MAR PROM 4 8 EPR LM 存储器 BUS CLK A Σ B LA EA N EV N LB 8 8 8 8 8 运算器 CLK 存储器 运算 判断(标志) 数据通道 输出控制 Ei 输入控制 Li 存放代码（指令、数据） 存储器： 地址：（选中）存储单元（所需的）编码 内容：被选中输出时，对应的数据线的状态 （存储单元中存放的内容） 1.7 最简单的CPU 模型机 根据指令规定的操作，按一定的时间顺序产生相应的控制的信号（时序信号）、控制系统完成相应的操作 1、指令：操作码 操作数 例：0011 1110 助记符 ADDA,RE 表1. 6 加法指令操作过程表 步骤 取指令 和分析 指令 执行 指令 时间顺序 T0 T1 T2 T3 T4 T5 基本操作 控制电位 将指令码地址从PC送至MAR并送PROM 地址译码器 从译码选中的PROM单元中取出指令码， 送入指令寄存器 对指令寄存器IR中的高4位（操作码） 译码，程序计数器PC加1 将指令寄存器IR的低4位（操作数地址） 送至MAR，并送至PROM地址译码器 根据操作数地址译码信号，从内存PROM 中取出操作数送至B寄存器中 将B寄存器内容与累加器A的内容相加， 和数送累加器A EP LM EPR LI CP EI LM EPR LB EV LA 多 谐 振 荡 器 启 停 控 制 器 节 拍 发 生 器 CLR HALT T0 T1 T5 CLK 。 。 。 指令周期 指令周期 T0 T1 T2 T3 T4 T5 CLK 图1.10 时序电平和时序脉冲波形 I7 I6 I5 I4 HALT OUT SUB ADD LDA 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 指 令 操作 操作内容 控 制 电 位 时间 CP EP LM EPR LI EI LA EA N EV LB LD T0 PC?MAR 1 1 取指令 T1 PROM?IR 1 1 T2 PC+1?PC 1