微型计算机基础知识201900227.ppt

4、CISC和RISC CISC:复杂指令集计算机 (Complex Instruction Set Computer),使用大量的指令集,包括复杂指令, 可编写短程序, 完成复杂功能。 有些复杂指令使用频率较低而造成硬件和资源的浪费。CISC结构处理器有一个丰富指令集, 每执行一条指令, 处理器要在几百条指令中分类查找对应指令, 因此需要一定的时间； 由于指令的复杂, 增加了处理器的结构复杂性以及逻辑电路的级数, 降低了时钟频率, 使指令执行的速度变慢, 纯CISC结构的处理器执行一条指令至少需要一个以上的时钟周期。 * * 4、CISC和RISC RISC，Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机的简称。 其指令集结构只有少数简单的指令，使计算机硬件简化，将CPU的时钟频率提高，配合流水线结构可做到一个时钟周期执行一条指令，使整个系性能超过CISC结构的计算机。 RISC指令系统的特点是： 选取使用频率最高的一些简单指令； 指令长度固定，指令格式和寻址方式种类少； 只有取数据和存数据指令访问存储器，其余指令的操作数在寄存器之间进行。 * * 2-4; 2-5; 2-7; 2-8 ; * * 第2章 作业 2-4 求下列数据的原码、反码、补码： （1）+37 ; （2）-11; （3）+100 ; （4）-64 2-5 用补码计算56-78的原码和真值，并写出计算过程。 2-7 查ASCII码表，分别写出下列字符的ASCII： （1）8; （2）D; （3）g; （4）回车; （5）换行 2-8 用8位二进制数分别写出下列十进制数据的非压缩和压缩的BCD码： （1）13; （2）86; （3）47 * * * * * S E 通道选择 使能输入 数 据 输 入 2n选一 数据 选择器 数据输出 Y I0 I1 I2n-1 I0 I1 I2n-1 输 入 信 号 数据输出 Y 通道选择信号 (a)示意图 (b)逻辑原理图 图2-9 数据选择器原理图 2、数据选择器 * * 2n选一数据选择器 2、数据选择器 常见的8选1数据选择器有74151、74251；16选1数据选择器有74150，也可以用两片74151连接起来构成。 * * 3、译码器 计算机的数据总线是一组公共信号线，各个芯片分时使用数据总线来传递各自不同的信号。从硬件的角度来看，各个芯片的数据线都是对应引脚并联在一起的，那么数据是怎样区分其流向的呢？ * * 计算机的三总线是数据总线、地址总线和控制总线。 当计算机向一个芯片送出一个数据时，还要通过地址总线送出与这个芯片对应地址码和相应的控制信号，这个地址码是由硬件电路的连接确定的。计算机通过地址总线和地址译码器找到确定的芯片，再由控制信号配合，完成对应的数据传送。 译码器电路的功能 把一组输入代码的状态组合翻译成相应输出的控制电位，若输入信号有n个，其输出最多可以有2n个。正常输出时，2n个输出中仅有一个输出为低电平(或高电平)，其他2n－1个 输出均为高电平(或低电平)。 74138就是常用的译码器电路芯片。 * * 74LS138真值表 74138 译码器电路的功能 74138是具有3个输入、8个输出的集成译码器，就是通常所说的三八译码器。3位二进制数字可以有8种不同的组合，或者说，3位二进制地址对应23=8个不同的地址。 74138译码器的作用就是将输入的三位地址状态转换为8个不同的输出之一, 分别控制8个不同电路的芯片。其中73LS138芯片是TTL电平的,74HC138是CMOS电平的。 * * 片选端/CS信号作用 一个正确的读写操作需要三总线都有信号，缺一不可，且时间上先后顺序配合得当。各个信号在时间上的配合顺序称为时序。 一般的接口芯片都有一个片选端/CS，有的芯片标为/CE，即芯片选择或芯片使能的意思。标示符上面的横线表示低电平有效，就是说该芯片在片选信号为低电平的时候才能进行读写操作。 若片选端无效，即使这个芯片的引脚上有数据信号，控制端也有读写控制信号，对芯片也不能进行数据的读写操作。 * * 使用74138与微控制器的连接如图2-11所示 * * 图2-11 译码器与微控制器的连接 74138与微控制器连接图2-11说明 由图2-11可知，数据线、读写控制信号线分别送到8个接口电路的相应管脚上。但是每个接口芯片的片选信号/CS接到了74138不同的输出端。74138的地址输入端接微控制器的地址总线。 根据74138的特性可知,当3位地址为000时, 74138的输出只有 (有效)， 均为高电平(无效)。 所以，