微機(jī)原理與單片機(jī)應(yīng)用2 (2)

1、第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路 任何一個(gè)復(fù)雜的電路系統(tǒng)都可以分解為一些相對(duì)簡(jiǎn)單的電路，或者說復(fù)雜任何一個(gè)復(fù)雜的電路系統(tǒng)都可以分解為一些相對(duì)簡(jiǎn)單的電路，或者說復(fù)雜電路系統(tǒng)可以由多個(gè)簡(jiǎn)單電路搭建而成。構(gòu)成復(fù)雜電路系統(tǒng)的簡(jiǎn)單電路稱為電路系統(tǒng)可以由多個(gè)簡(jiǎn)單電路搭建而成。構(gòu)成復(fù)雜電路系統(tǒng)的簡(jiǎn)單電路稱為該復(fù)雜電路系統(tǒng)的組成電路模塊或電路部件。本章將對(duì)構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)電路該復(fù)雜電路系統(tǒng)的組成電路模塊或電路部件。本章將對(duì)構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)電路系統(tǒng)的一些基本的、典型的電路模塊的原理與功能作一簡(jiǎn)單介紹，主要包括系統(tǒng)的一些基本的、典型的電路模塊的原理與功能作一簡(jiǎn)單介紹，主要包括算術(shù)邏輯單元、觸發(fā)器、

2、寄存器、存儲(chǔ)器及總線結(jié)構(gòu)等，同時(shí)給出數(shù)據(jù)在這算術(shù)邏輯單元、觸發(fā)器、寄存器、存儲(chǔ)器及總線結(jié)構(gòu)等，同時(shí)給出數(shù)據(jù)在這些電路部件之間的流通過程以及些電路部件之間的流通過程以及“控制字控制字”的概念。的概念。2.12.1算術(shù)邏輯單元算術(shù)邏輯單元 算術(shù)邏輯單元算術(shù)邏輯單元(Arithmetic Logical Unit,(Arithmetic Logical Unit,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱ALU)ALU)，用于實(shí)現(xiàn)算術(shù)與邏，用于實(shí)現(xiàn)算術(shù)與邏輯運(yùn)算，包括加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算和與、或、非、異或、同或等邏輯輯運(yùn)算，包括加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算和與、或、非、異或、同或等邏輯運(yùn)算。其符號(hào)表示如下：運(yùn)算。其符號(hào)表示如下： 其

3、中，其中，A A、B B為參與運(yùn)算的兩個(gè)輸為參與運(yùn)算的兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)，入數(shù)據(jù)，ControlControl為控制信號(hào)，為控制信號(hào)，S S為為輸出的運(yùn)算結(jié)果。輸出的運(yùn)算結(jié)果。第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路2.2 2.2 觸發(fā)器觸發(fā)器 觸發(fā)器觸發(fā)器(Trigger)(Trigger)是構(gòu)成寄存器和存儲(chǔ)器的基本單元，是計(jì)算機(jī)的記憶細(xì)是構(gòu)成寄存器和存儲(chǔ)器的基本單元，是計(jì)算機(jī)的記憶細(xì)胞。胞。2.2.1 RS2.2.1 RS觸發(fā)器觸發(fā)器(1)(1)電路結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)交叉耦合的電路結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)交叉耦合的 “ “與非與非”或或“或非或非”門組成，門組成，2 2 個(gè)輸出分個(gè)輸出分別為別為 Q

4、Q和和 /Q/Q，兩路輸入分別為，兩路輸入分別為 R R 和和 S S。如下圖所示：。如下圖所示：(2)(2)功能描述：當(dāng)功能描述：當(dāng)S=1S=1且且R=0R=0時(shí)，時(shí)，Q=1Q=1，/Q=0/Q=0，稱為置位，在，稱為置位，在S S變?yōu)樽優(yōu)? 0后，后，Q Q和和/Q/Q將保持不變。當(dāng)將保持不變。當(dāng)S=0S=0且且R=1R=1時(shí)，時(shí)，Q=0Q=0，/Q=1/Q=1，稱為復(fù)位，在，稱為復(fù)位，在R R變?yōu)樽優(yōu)? 0后，后，Q Q和和/Q/Q將保持不變。當(dāng)將保持不變。當(dāng)S=0S=0且且R=0R=0時(shí)，保持原時(shí)，保持原狀態(tài)不變。當(dāng)狀態(tài)不變。當(dāng)S=1S=1且且R=1R=1時(shí)，狀態(tài)不定。時(shí)，狀態(tài)不定。(

5、3)(3)符號(hào)：見右圖。符號(hào)：見右圖。(4)(4)帶時(shí)標(biāo)的帶時(shí)標(biāo)的RSRS觸發(fā)器（同步觸發(fā)器（同步RSRS觸發(fā)器觸發(fā)器),),電電路圖見教材路圖見教材P19P19圖圖2-42-4。 此圖中的此圖中的CLK即為時(shí)標(biāo)脈沖。它與置位信號(hào)脈沖即為時(shí)標(biāo)脈沖。它與置位信號(hào)脈沖S同時(shí)加同時(shí)加到一個(gè)與門的兩個(gè)輸入端；而與復(fù)位信號(hào)脈沖同時(shí)加到另一個(gè)到一個(gè)與門的兩個(gè)輸入端；而與復(fù)位信號(hào)脈沖同時(shí)加到另一個(gè)與門的兩個(gè)輸入端。這樣，無論是置位還是復(fù)位，都必須在時(shí)與門的兩個(gè)輸入端。這樣，無論是置位還是復(fù)位，都必須在時(shí)標(biāo)脈沖端為高電位時(shí)才能進(jìn)行。標(biāo)脈沖端為高電位時(shí)才能進(jìn)行。第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電

6、路2.2.2 D2.2.2 D觸發(fā)器觸發(fā)器(1)(1)電路結(jié)構(gòu)：見右圖：電路結(jié)構(gòu)：見右圖：(2)(2)功能描述：功能描述： 當(dāng)當(dāng)D=1D=1時(shí)，時(shí)，Q=1Q=1、/Q=0/Q=0， D=0D=0時(shí)，時(shí)，Q=0Q=0、/Q=1/Q=1。 即即Q=DQ=D第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路2.2.2 D2.2.2 D觸發(fā)器觸發(fā)器CLKCLKD DQ QQ QPRPRCLRCLRCLKCLKD DQ QQ QPRPRCLRCLRCLKCLKD DQ QQ QPRPRCLRCLR(3)(3)改進(jìn)：加上同步時(shí)鐘信號(hào)改進(jìn)：加上同步時(shí)鐘信號(hào)CLKCLK、邊沿觸發(fā)、加上預(yù)置和清除端。符號(hào)如下

7、：、邊沿觸發(fā)、加上預(yù)置和清除端。符號(hào)如下： 正邊沿觸發(fā)正邊沿觸發(fā) 負(fù)邊沿觸發(fā)負(fù)邊沿觸發(fā) 低電平預(yù)置和清除低電平預(yù)置和清除2.2.3 JK2.2.3 JK觸發(fā)器觸發(fā)器(1)(1)電路結(jié)構(gòu)：見下圖。電路結(jié)構(gòu)：見下圖。第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路(2)(2)功能描述：功能描述：J K Q J K Q 動(dòng)作動(dòng)作 0 0 0 0 保持原狀保持原狀 自鎖狀態(tài)自鎖狀態(tài) 0 1 0 0 1 0 復(fù)位復(fù)位 1 0 1 1 0 1 置位置位 1 1 1 1 原狀態(tài)的反碼原狀態(tài)的反碼 翻轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn) JKJK觸發(fā)器是結(jié)成計(jì)數(shù)器的理想記憶元件觸發(fā)器是結(jié)成計(jì)數(shù)器的理想記憶元件JKJK觸發(fā)器的符號(hào)如下：

8、觸發(fā)器的符號(hào)如下：CLKCLKJ JQ QQ QPRPRCLRCLRK K2.3 2.3 寄存器寄存器寄存器（寄存器（RegisterRegister）是由觸發(fā)器組成的一種存儲(chǔ)裝置。）是由觸發(fā)器組成的一種存儲(chǔ)裝置。特點(diǎn)：用于暫存數(shù)據(jù)。特點(diǎn)：用于暫存數(shù)據(jù)。不同于存儲(chǔ)器，數(shù)量少，速度快。不同于存儲(chǔ)器，數(shù)量少，速度快。分類：緩沖寄存器（分類：緩沖寄存器（Buffer RegisterBuffer Register）：暫存數(shù)據(jù)。）：暫存數(shù)據(jù)。移位寄存器移位寄存器(Shift Register)(Shift Register)：除存儲(chǔ)功能外，還具有移位功能。：除存儲(chǔ)功能外，還具有移位功能。計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器(

9、Counter)(Counter)：除存儲(chǔ)功能外，還具有計(jì)數(shù)功能。：除存儲(chǔ)功能外，還具有計(jì)數(shù)功能。累加器累加器(Accumulator)(Accumulator)：用于暫存：用于暫存ALUALU的計(jì)算結(jié)果。的計(jì)算結(jié)果。2.3.1 2.3.1 緩沖寄存器緩沖寄存器 由邊沿觸發(fā)的由邊沿觸發(fā)的D D觸發(fā)器組成。例如：觸發(fā)器組成。例如： 第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路X0X0Y0Y0D0D0Q0Q0X1X1Y1Y1D1D1Q1Q1X2X2Y2Y2D2D2Q2Q2X3X3Y3Y3D3D3Q3Q3CLKCLKCLRCLR2.3.1 2.3.1 緩沖寄存器緩沖寄存器 可控緩沖寄存器：每

10、個(gè)可控緩沖寄存器：每個(gè)D D觸發(fā)器增加一個(gè)裝入控制門觸發(fā)器增加一個(gè)裝入控制門LOADLOAD，見下圖。，見下圖。 第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路Y0Y0CLKCLKCLRCLRX0X0D0D0Q0Q0X1X1D0D0Q0Q0X2X2D0D0Q0Q0X3X3D0D0Q0Q0Y1Y1Y2Y2Y3Y3LOADLOAD11& & &11& & &11& & &11& & &裝入控制門裝入控制門2.3.2 2.3.2 移位寄存器移位寄存器(1)(1)功能：將其所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行移位操作。移

11、位操作的類型：功能：將其所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行移位操作。移位操作的類型： 邏輯左移邏輯左移 邏輯移位邏輯移位 邏輯右移邏輯右移 移位操作移位操作 循環(huán)左移循環(huán)左移 循環(huán)右移循環(huán)右移 算術(shù)移位算術(shù)移位 算術(shù)左移算術(shù)左移 算術(shù)右移算術(shù)右移(2)(2)電路結(jié)構(gòu)：由電路結(jié)構(gòu)：由D D觸發(fā)器串聯(lián)在一起形成。例：觸發(fā)器串聯(lián)在一起形成。例：4 4位左移寄存器電路圖：位左移寄存器電路圖：第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路DinDinD0D0Q0Q0D1D1Q1Q1D2D2Q2Q2D3D3Q3Q3CLKCLKCLRCLR(3)(3)可控移位寄存器：增加裝入控制門可控移位寄存器：增加裝入控制門LOAD

12、LOAD等控制電路。等控制電路。2.3.3 2.3.3 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器(1)(1)行波計(jì)數(shù)器（行波計(jì)數(shù)器（Travelling wave counterTravelling wave counter）第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路計(jì)數(shù)規(guī)律：計(jì)數(shù)規(guī)律：0000 0001 0010 0011 0000 0001 0010 0011 1110 1111 0000 1110 1111 0000(2)(2)可控行波計(jì)數(shù)器可控行波計(jì)數(shù)器: :(3)(3)同步計(jì)數(shù)器（同步計(jì)數(shù)器（synchronous countersynchronous counter） 解決行波計(jì)數(shù)器翻轉(zhuǎn)速度慢的缺點(diǎn)

13、解決行波計(jì)數(shù)器翻轉(zhuǎn)速度慢的缺點(diǎn)第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路(4)(4)環(huán)形計(jì)數(shù)器（環(huán)形計(jì)數(shù)器（ring counterring counter） 特點(diǎn)：只有特點(diǎn)：只有1 1位為位為1 1，其它位為，其它位為0 0，11在計(jì)數(shù)器中流動(dòng)在計(jì)數(shù)器中流動(dòng)計(jì)數(shù)規(guī)律：計(jì)數(shù)規(guī)律：0001 0010 0100 1000 0001 0010 0100 1000 0001 0010 0100 1000 0001 0010 0100 1000 CLKCLKCLR第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路(5)(5)程序計(jì)數(shù)器（程序計(jì)數(shù)器（Program Counter,Progra

14、m Counter,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱PCPC）也是一個(gè)行波計(jì)數(shù)器（也可用同步計(jì)數(shù)器），用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)下一條要執(zhí)行也是一個(gè)行波計(jì)數(shù)器（也可用同步計(jì)數(shù)器），用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)下一條要執(zhí)行的指令的地址，可以從的指令的地址，可以從0 0開始計(jì)數(shù)開始計(jì)數(shù)( (每次加每次加1 1或加一個(gè)固定的數(shù)或加一個(gè)固定的數(shù)) )，以支持程序，以支持程序的順序執(zhí)行；也可以將外部數(shù)據(jù)裝入其中，以支持程序跳轉(zhuǎn)操作。的順序執(zhí)行；也可以將外部數(shù)據(jù)裝入其中，以支持程序跳轉(zhuǎn)操作。2.3.4 2.3.4 累加器（累加器（Accumulator)Accumulator)用于暫存用于暫存ALUALU的運(yùn)算結(jié)果的運(yùn)算結(jié)果, ,能裝能裝入及輸出數(shù)據(jù)、左

15、移、右移。入及輸出數(shù)據(jù)、左移、右移。見右圖。見右圖。第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路2.4 2.4 三態(tài)輸出電路三態(tài)輸出電路三態(tài)門是構(gòu)成總線部件不可缺少的電路元件，其作用是可以使多個(gè)輸三態(tài)門是構(gòu)成總線部件不可缺少的電路元件，其作用是可以使多個(gè)輸入、輸出信號(hào)共享一條信號(hào)傳輸線，從而達(dá)到節(jié)省線路的目的。入、輸出信號(hào)共享一條信號(hào)傳輸線，從而達(dá)到節(jié)省線路的目的。(1)(1)三態(tài)輸出電路：見右圖。三態(tài)輸出電路：見右圖。(2)(2)工作原理：工作原理： E A BE A B 0 0 0 0 高阻高阻 0 1 0 1 高阻高阻 1 0 01 0 0 1 1 1 1 1 1即：即：E=0E

16、=0時(shí)，時(shí)，A A、B B之間斷開，之間斷開， E=1E=1時(shí)，時(shí)，A A、B B之間導(dǎo)通。之間導(dǎo)通。三態(tài)門符號(hào)見右下圖。三態(tài)門符號(hào)見右下圖。注意：用兩個(gè)三態(tài)門可以構(gòu)成雙向注意：用兩個(gè)三態(tài)門可以構(gòu)成雙向三態(tài)輸出電路，見教材三態(tài)輸出電路，見教材P29P29。三態(tài)門簡(jiǎn)稱三態(tài)門簡(jiǎn)稱E E門，裝入門簡(jiǎn)稱門，裝入門簡(jiǎn)稱L L門。門。三態(tài)指三態(tài)指0 0、1 1以及高阻態(tài)以及高阻態(tài)第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路2.5 2.5 總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)(1)(1)總線結(jié)構(gòu)原理圖：總線結(jié)構(gòu)原理圖：C CD DA AB BCLKCLKCLKCLKCLKCLKCLKCLKL LA AE EA AL L

17、B BE EB BL LC CE EC CL LD DE ED DW W3 3W W2 2W W1 1W W0 0第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路2.5 2.5 總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)(2)(2)控制字：將各個(gè)寄存器的裝入控制門控制字：將各個(gè)寄存器的裝入控制門(L(L門門) )和三態(tài)門和三態(tài)門(E(E門門) )的控制信號(hào)排的控制信號(hào)排成一列，稱為控制字成一列，稱為控制字CONCON。如上圖，其控制字為：。如上圖，其控制字為： CON=CON=L LA AE EA AL LB BE EB BL LC CE EC CL LD DE ED D控制字的作用：控制字用于多個(gè)寄存器中任意兩個(gè)

18、寄存器之間利用公共總控制字的作用：控制字用于多個(gè)寄存器中任意兩個(gè)寄存器之間利用公共總線進(jìn)行信息傳輸。為了保證信息傳輸?shù)恼_性，控制字的取值必須符合一定線進(jìn)行信息傳輸。為了保證信息傳輸?shù)恼_性，控制字的取值必須符合一定的規(guī)則。如在某一時(shí)鐘節(jié)拍內(nèi)，只能有一個(gè)寄存器的的規(guī)則。如在某一時(shí)鐘節(jié)拍內(nèi)，只能有一個(gè)寄存器的E E門打開，否則就會(huì)產(chǎn)門打開，否則就會(huì)產(chǎn)生沖突。生沖突。例：例： 控制字控制字CON CON 信息流通信息流通 L LA A E EA A L LB B E EB B L LC C E EC C L LD D E ED D 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 數(shù)

19、據(jù)由數(shù)據(jù)由B AB A 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)由A BA B 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)由A CA C 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)由A DA D 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)由D BD B 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)由C AC A控制字將由控制器發(fā)出并送到各個(gè)寄存器上去?？刂谱謱⒂煽刂破靼l(fā)出并送到各個(gè)寄存器上去。圖圖2.28第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電

20、路微機(jī)的基本組成電路2.6 2.6 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器(Memory)(Memory)(1)(1)基本概念：基本概念：存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中用于存儲(chǔ)存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中用于存儲(chǔ)程序程序和和數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的裝置。的裝置。存儲(chǔ)器由許多存儲(chǔ)器由許多存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)單元組成，每個(gè)存儲(chǔ)單元所存儲(chǔ)組成，每個(gè)存儲(chǔ)單元所存儲(chǔ)的內(nèi)容稱為一個(gè)的內(nèi)容稱為一個(gè)字字(word)(word)，一個(gè)字由若干，一個(gè)字由若干位位(bit)(bit)構(gòu)成，構(gòu)成，8 8個(gè)個(gè)bitbit稱為一個(gè)稱為一個(gè)字節(jié)字節(jié)(byte)(byte)。為了能夠準(zhǔn)確地訪問到。為了能夠準(zhǔn)確地訪問到所需要的存儲(chǔ)單元，必須為每個(gè)存儲(chǔ)單元分配一個(gè)所需要的存儲(chǔ)單元，必須為每個(gè)存儲(chǔ)單元分

21、配一個(gè)地地址址(address(address, ,相當(dāng)于門牌號(hào)碼相當(dāng)于門牌號(hào)碼) )。地址是二進(jìn)制代碼，。地址是二進(jìn)制代碼，n n位地址碼可以表示位地址碼可以表示2 2n n個(gè)地址個(gè)地址，即，即n n根地址線可以譯出根地址線可以譯出2 2n n個(gè)地址號(hào)。個(gè)地址號(hào)。m m個(gè)存儲(chǔ)單元、每個(gè)存儲(chǔ)單元個(gè)存儲(chǔ)單元、每個(gè)存儲(chǔ)單元n n位的存儲(chǔ)器通常表示位的存儲(chǔ)器通常表示為為m mn n的存儲(chǔ)器。例如：的存儲(chǔ)器。例如：16168 8存儲(chǔ)器表示有存儲(chǔ)器表示有1616個(gè)存儲(chǔ)個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元8 8位，它有位，它有4 4條地址線，條地址線，8 8條數(shù)據(jù)線。條數(shù)據(jù)線。第第2 2章章 微機(jī)的

22、基本組成電路微機(jī)的基本組成電路2.6 2.6 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器(Memory)(Memory)(2)(2)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu): :單個(gè)寄存器接到總線示單個(gè)寄存器接到總線示意圖意圖: :第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路2.6 2.6 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器(Memory)(Memory)(2)(2)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu): :寄存器組接到總線示意圖。問題：控制線太多，如何改寄存器組接到總線示意圖。問題：控制線太多，如何改進(jìn)？進(jìn)？第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路2.6 2.6 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器(Memory)(Memory)(2)(2)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu): :

23、改進(jìn)改進(jìn)1 1：將：將L,EL,E改為改為W/RW/R和和CSCS，改進(jìn)，改進(jìn)2 2：采用譯碼器，：采用譯碼器，在任一時(shí)刻只選中一個(gè)寄存器。在任一時(shí)刻只選中一個(gè)寄存器。第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路2.6 2.6 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器(Memory)(Memory)(2)(2)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu): : 問題：譯碼器的輸出線太多，怎么辦？問題：譯碼器的輸出線太多，怎么辦？改進(jìn)改進(jìn)3 3：采用行列譯碼，使用存儲(chǔ)矩陣！：采用行列譯碼，使用存儲(chǔ)矩陣！這樣，行線、列線數(shù)目明顯減少，在交叉點(diǎn)處放置存儲(chǔ)單元。這樣，行線、列線數(shù)目明顯減少，在交叉點(diǎn)處放置存儲(chǔ)單元。第第2 2章章 微機(jī)的基本

24、組成電路微機(jī)的基本組成電路2.6 2.6 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器(Memory)(Memory)(2)(2)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu): : 存儲(chǔ)器的外框圖：存儲(chǔ)器的外框圖：第第2 2章章 微機(jī)的基本組成電路微機(jī)的基本組成電路2.6 2.6 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器(Memory)(Memory)(3)(3)存儲(chǔ)器的分類存儲(chǔ)器的分類: :半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(Simiconductor Memory)只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROM（Read Only Memory)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM(Random Access Memory)掩膜掩膜ROM可編程可編程ROM(一次性一次性)光擦可編程光擦可編程EPRO

25、M電擦可編程電擦可編程EEPROM雙極型雙極型RAMMOS型型RAM靜態(tài)靜態(tài)(Static)動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)(Dynamic)圖圖2.31圖圖2.32【例2.1】程序計(jì)數(shù)器PC，存儲(chǔ)地址寄存器MAR和ROM通過總線的聯(lián)系如圖2.33所示。圖圖2.33設(shè)控制字依次是：(1) CPEPLMER=0110(2) CPEPLMER=0001(3) CPEPLMER=1000問：它們之間的信息是如何流通的?解：開機(jī)時(shí)，先令CLR=1，則PC=0000(1) 第1個(gè)控制字是：CPEPLMER=0110即EP=1，PC準(zhǔn)備放出數(shù)據(jù)；LM=1，MAR準(zhǔn)備裝入數(shù)據(jù)。在CLK正前沿到達(dá)時(shí)，CLK=1，MAR=PC=000

26、0，PC的數(shù)據(jù)裝入MAR，同時(shí)MAR立即指向ROM的第一地址，即選中了ROM中的R0存儲(chǔ)單元。(2) 第2個(gè)控制字是：CPEPLMER=0001即ER=1，令ROM放出數(shù)據(jù)。也就是說，當(dāng)ER為高電位，R0中的8位數(shù)據(jù)就被送入到W總線上去。這樣的動(dòng)作，不需等待時(shí)鐘脈沖的同步訊號(hào)，因而稱為異步動(dòng)作。(3) 第3個(gè)控制字是：CPEPLMER=1000即CP=1，這是命令PC加1，所以PC=0001。這是在取數(shù)周期完了時(shí)，要求PC進(jìn)一步，以便為下一條指令準(zhǔn)備條件。圖圖2.34 RAM的符號(hào)的符號(hào)A地址線；DIN要寫入的數(shù)據(jù)；DOUT要讀出的數(shù)據(jù)；ME選通此RAM的E門。WE及ME的電位與RAM的操作和

27、輸出端的聯(lián)系，也列于圖2.34的表中。當(dāng)ME=0時(shí)，此RAM未選中，故WE是什么(0或1)都不能影響RAM的動(dòng)作，并且其輸出端是懸浮(高阻)的。只有在ME=1時(shí)，此RAM才被選中，才能再進(jìn)一步去確定其是讀出還是寫入。從圖2.34中的表可見。WE=0時(shí)，為數(shù)據(jù)讀出；WE=1時(shí)，為數(shù)據(jù)寫入。存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器(memory data register，MDR)也是一個(gè)可控緩沖寄存器。它的作用是將要寫入RAM中去的數(shù)據(jù)暫存寄MDR中，以等待控制器發(fā)出WE=1的命令到來時(shí)，才能寫入RAM中去。MDR和MAR以及RAM的聯(lián)系如圖2.35所示。因?yàn)榇薘AM有256個(gè)存儲(chǔ)單元，即有256個(gè)地址號(hào)。所以MAR必是8位的寄存器，才能給8條地址線送出256個(gè)地址碼。因?yàn)镽AM是12位的，所以MDR也必是12位的，才能送出12條數(shù)據(jù)線到RAM去。圖圖2.35 MAR，MDR與與RAM的聯(lián)系的聯(lián)系【例2.2】一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的一部分如圖2.36所示，