微处理器微处理器是一个由算术逻辑运算单元控制器单元解读课件.pptVIP

1.3微型计算机系统概论1.3.1微处理器、微型机、微机系统之间的关系1．微处理器CPU2.微型计算机微型机

3．微型计算机系统微机系统

1.3.2微机硬件系统组成1.微机硬件系统基本结构

中央处理器（CPU）?运算器?控制器?寄存器组存储器?内存?外存

外部设备?I／O设备?外存储器接口电路

系统总线?数据总线?地址总线?控制总线总线控制逻辑

2、微机硬件系统的典型配置主机外设（1）主板

①微处理器

②外部高速缓存外部高内速缓冲存储器部高速缓冲存储器

③主存④ROMBIOS

⑤CMOSRAM⑥外围接口集成芯片组

⑦总线插槽

⑧键盘、鼠标器、扬声器接口

（2）I/O接口卡

1.3.3微机软件系统1．程序设计语言汇编语言

汇编语言程序（源程序）汇编

汇编语言不具有通用性

指令语句伪指令语句

数据段堆栈段附加段代码段汇程序将从代码段的第一条语句开始编连接执行，直到代码段的最后一条语句结束

寻址方式指令格式与汇编语言程序中数据的定义功能语句的语法和分配情况与计算机的硬件联系很紧密

2．系统软件和应用软件系统软件应用软件操作系统，

1.3.4．微型计算机的工作过程1．模型机的微处理器结构

（1）控制器：由指令寄存器IR（InstructionRegister）、指令译码器ID（InstructionDecoder）和可编程逻辑阵列PProgrammableLogicArray）组成，由PLA产生控制信号。

（2）运算器：算术逻辑部件ALU（ArithmeticLogicUnit）的两个输入端表示为I和I，I输入由累加器AL提供，I输入可以来自寄存器BL，也可来自1212数据寄存器DR（DataRegister）提供的从内存储器读出的内容。输出端表为O，输出运算结果，通过内部总线传送到指定的目的地。标志寄存器F（Flag）用来存放运算结果的某些特征。

（3）寄存器组：模型机中的寄存器有AL、BL、AR、DR和IP。指令地址由指令指针寄存器IP（InstructionPointerRegister）给出，送地址寄存器AR（AddressRegister），再通过地址总线AB（AddressBus）寻址内储器中相应的存储单元，从中读出一条指令的指令代码，由数据总线DB（DataBus）送数据寄存器DR，再经过指令寄存器IR、指令译码器ID和可编程逻辑阵列PLA发出执行该指令所需的各种控制信号。

2．模型机的存储器结构

存储器中的不同存储单元，是由地址总线上送来的地址（8位二进制数），经过存储器中的地址译码器来寻找的（每给定一个地址号，可从256个单元中找到相应于这个地址号的某一单元），然后就可以对这个单元的内容进行读或写的操作。

读操作：若已知在10H号存储单元中存的内容为5AH，要把它读出至数据总线上，则要求CPU的地址寄存器先给出地址号10H，然后通过地址总线送至存储器，存储器中的地址译码器对它进行译码，找到10H单元，此后CPU发出读控制命令，于是10H单元的内容5AH通过数据总线传送到数据寄存器DR，如上左图所示。

写操作：若要把数据寄存器中的内容26H写入到20H存储单元，则要求CPU的地址寄存器先给出地址20H，通过地址总统（AB）送至存储器，经译码后选中20H单元，然后把DR数据寄存器中的内容26H经数据总线（DB）送给存储器，且CPU发出写的控制命令，于是数据总线上的信息26H就可以写入到20H单元中，如右上图所示。

2．模型机中指令的执行过程汇编语言指令若要求模型机把两个数8和11相加，则用汇编指令形式表示的程序为：MOVAL，08HADDAL，0BHHLT微处理器只能识别机器代码，因此上述指令必须以机器码形式表示如下：第一条指令MOVAL，08H—00001000B机器代码第二条指令ADDAL，0BH—00001011B第三条指令HLT—三条指令共5个字节，存放在内存储器00H～04H5个存储单元中。

首先将第一条指令第一字节的地址00H赋予IP，然后进入第一条指令的取指操作

IP的内容00H送入地址寄存器AR；

IP的内容自动加1变为01H；

地址寄存器AR将地址码00H通过地址总线送到存储器，经译码后选中00H单元；

CPU给出读命令MEMR；

所选中的00H单元内容B0H送到数据总线；

因是取数操作，取出的是指令操作码B0H，故由DR送到指令寄存器IR；

IR中的操作码经指令泽码器ID译码后，通过PLA发出执行该指令的有关控制命令。

操作码B0H经译码后知道这是一条把立即数08H