《微機(jī)原理6章》課件

《微機(jī)原理6章》ppt課件微機(jī)概述微機(jī)系統(tǒng)組成指令系統(tǒng)與匯編語(yǔ)言?xún)?nèi)存儲(chǔ)器與I/O組織微機(jī)中斷技術(shù)微機(jī)系統(tǒng)總線(xiàn)技術(shù)contents目錄01微機(jī)概述微機(jī)的定義與特點(diǎn)微機(jī)是一種體積小、功耗低、價(jià)格便宜、可靠性高的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有高效的信息處理能力?？偨Y(jié)詞微機(jī)通常指微型計(jì)算機(jī)，是一種體積小巧、結(jié)構(gòu)緊湊的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它采用大規(guī)模集成電路技術(shù)，將計(jì)算機(jī)的各主要部件集成在一塊或幾塊芯片上。微機(jī)具有功耗低、價(jià)格便宜、可靠性高等特點(diǎn)，因此在工業(yè)控制、智能儀表、家用電器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。詳細(xì)描述總結(jié)詞：微機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了從無(wú)到有、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程，大致可分為四個(gè)階段。詳細(xì)描述：第一階段是微型計(jì)算機(jī)的誕生階段，20世紀(jì)70年代初，美國(guó)IBM公司成功研制出第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。此后，許多公司紛紛進(jìn)入微型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，推出了各種型號(hào)的微型計(jì)算機(jī)。第二階段是微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段，隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)的體積不斷減小，性能不斷提高，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。第三階段是微型計(jì)算機(jī)的普及階段，隨著個(gè)人電腦的出現(xiàn)和普及，微型計(jì)算機(jī)逐漸成為人們生活和工作中不可或缺的工具。第四階段是微型計(jì)算機(jī)的智能化階段，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)逐漸具備了智能化的特征，能夠完成更加復(fù)雜的任務(wù)。微機(jī)的發(fā)展歷程總結(jié)詞微機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，涉及工業(yè)控制、智能儀表、家用電器、辦公自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域。詳細(xì)描述在工業(yè)控制領(lǐng)域，微機(jī)被廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)的控制，如智能機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)等。在智能儀表領(lǐng)域，微機(jī)可以實(shí)現(xiàn)各種智能化儀表的測(cè)量和控制，如智能溫度計(jì)、智能流量計(jì)等。在家用電器領(lǐng)域，微機(jī)可以實(shí)現(xiàn)各種家用電器的智能化控制，如智能電視、智能冰箱等。在辦公自動(dòng)化領(lǐng)域，微機(jī)可以實(shí)現(xiàn)各種辦公設(shè)備的自動(dòng)化控制，如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)等。此外，微機(jī)還被廣泛應(yīng)用于通信、航空航天、軍事等領(lǐng)域。微機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域02微機(jī)系統(tǒng)組成微處理器是微機(jī)的核心部件，負(fù)責(zé)執(zhí)行指令和處理數(shù)據(jù)。微處理器由運(yùn)算器、控制器、寄存器等組成。微處理器的指令集、尋址方式、寄存器設(shè)置等對(duì)微機(jī)系統(tǒng)的功能和性能有重要影響。微處理器的性能決定了整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的性能。微處理器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是微機(jī)系統(tǒng)中用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的部件。內(nèi)存儲(chǔ)器分為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）。存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器兩類(lèi)。外存儲(chǔ)器包括硬盤(pán)、光盤(pán)、U盤(pán)等，用于長(zhǎng)期保存大量數(shù)據(jù)和程序。02030401輸入輸出設(shè)備輸入輸出設(shè)備是微機(jī)系統(tǒng)中用于輸入和輸出數(shù)據(jù)的部件。常見(jiàn)的輸入設(shè)備包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀、攝像頭等。常見(jiàn)的輸出設(shè)備包括顯示器、打印機(jī)、音響等。輸入輸出設(shè)備的性能和特性對(duì)微機(jī)系統(tǒng)的使用體驗(yàn)和效率有重要影響?？偩€(xiàn)與接口01總線(xiàn)是微機(jī)系統(tǒng)中各部件之間傳輸數(shù)據(jù)和控制信號(hào)的公共通道。02接口是連接微機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備的橋梁，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和控制?？偩€(xiàn)和接口的性能對(duì)微機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展性和兼容性有重要影響。0303指令系統(tǒng)與匯編語(yǔ)言指令系統(tǒng)概述隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，指令系統(tǒng)的功能越來(lái)越強(qiáng)大，操作數(shù)位數(shù)越來(lái)越多，尋址方式也越來(lái)越豐富。指令系統(tǒng)發(fā)展指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件能夠直接識(shí)別的指令集合，是計(jì)算機(jī)的基本構(gòu)成部分。指令系統(tǒng)定義根據(jù)指令的操作性質(zhì)和操作數(shù)所在的位置，可以將指令系統(tǒng)分為復(fù)雜指令系統(tǒng)（CISC）和精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)（RISC）。指令系統(tǒng)分類(lèi)指令格式指令格式包括操作碼和地址碼兩部分，操作碼表示指令的操作性質(zhì)，地址碼表示操作數(shù)的地址。尋址方式尋址方式是指確定操作數(shù)所在位置的方式，包括直接尋址、間接尋址、寄存器尋址、基址尋址等。指令長(zhǎng)度指令長(zhǎng)度是指一條指令的字節(jié)數(shù)，根據(jù)不同的指令系統(tǒng)，指令長(zhǎng)度可能不同。指令格式與尋址方式匯編語(yǔ)言特點(diǎn)匯編語(yǔ)言具有直接、簡(jiǎn)潔、易于編寫(xiě)和理解等特點(diǎn)，但同時(shí)也存在調(diào)試?yán)щy、可移植性差等缺點(diǎn)。匯編語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)一個(gè)完整的匯編語(yǔ)言程序包括程序頭、程序主體和程序尾三部分，其中程序主體由若干條匯編指令組成。匯編語(yǔ)言定義匯編語(yǔ)言是一種低級(jí)語(yǔ)言，用助記符表示操作碼和操作數(shù)，是匯編指令的符號(hào)化表示。匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)04內(nèi)存儲(chǔ)器與I/O組織內(nèi)存儲(chǔ)器分為只讀存儲(chǔ)器（ROM）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和高速緩存存儲(chǔ)器（CACHE）三類(lèi)。分類(lèi)用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，為微處理器提供運(yùn)算所需的指令和數(shù)據(jù)，并確保數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。作用隨著微處理器性能的提高，內(nèi)存儲(chǔ)器的容量和速度也在不斷增大和提高，以滿(mǎn)足高速處理的需求。容量與速度010203內(nèi)存儲(chǔ)器組織123I/O接口是微處理器與外部設(shè)備進(jìn)行信息交換的橋梁，它負(fù)責(zé)將外部設(shè)備的輸入/輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成微處理器所能識(shí)別的信號(hào)。定義具有地址譯碼、數(shù)據(jù)緩沖、中斷控制等功能，以確保微處理器與外部設(shè)備之間的可靠通信。功能常見(jiàn)的I/O接口有并行接口和串行接口兩種類(lèi)型，它們分別適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。類(lèi)型I/O接口組織內(nèi)存儲(chǔ)器與I/O端口的訪(fǎng)問(wèn)方式微處理器可以直接訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存儲(chǔ)器和I/O端口，通過(guò)地址總線(xiàn)尋址并讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。間接訪(fǎng)問(wèn)微處理器通過(guò)內(nèi)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)表或控制表間接訪(fǎng)問(wèn)I/O端口，這種方式可以減少對(duì)I/O端口的直接訪(fǎng)問(wèn)，提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性。映射訪(fǎng)問(wèn)微處理器將I/O端口映射到內(nèi)存地址空間中，通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存地址來(lái)訪(fǎng)問(wèn)I/O端口，這種方式可以提高訪(fǎng)問(wèn)速度和方便編程。直接訪(fǎng)問(wèn)05微機(jī)中斷技術(shù)中斷指計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序過(guò)程中，出現(xiàn)異?；蛱厥馇闆r，使得計(jì)算機(jī)暫停當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，處理完畢后再返回到原程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷源指引起中斷的原因或發(fā)出中斷請(qǐng)求的來(lái)源。中斷響應(yīng)指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)中斷源發(fā)出的中斷請(qǐng)求進(jìn)行處理的過(guò)程。中斷的基本概念中斷識(shí)別根據(jù)中斷源的不同，確定中斷事件的性質(zhì)。轉(zhuǎn)入中斷處理程序根據(jù)中斷源的性質(zhì)，跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理程序入口地址?；謴?fù)現(xiàn)場(chǎng)將保存的原程序執(zhí)行環(huán)境恢復(fù)，準(zhǔn)備返回到原程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷檢測(cè)在執(zhí)行現(xiàn)行指令期間，由中斷裝置檢查是否有中斷事件發(fā)生。保存現(xiàn)場(chǎng)將當(dāng)前程序的執(zhí)行環(huán)境（如程序計(jì)數(shù)器、通用寄存器等）保存起來(lái)，以便中斷處理完畢后能正確返回到原程序。中斷處理執(zhí)行中斷處理程序，完成相應(yīng)的操作。010203040506中斷處理過(guò)程用于確定不同中斷源的優(yōu)先級(jí)，以便在多個(gè)中斷同時(shí)發(fā)生時(shí)能按優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行處理。用于保存中斷處理程序的入口地址，以便在發(fā)生中斷時(shí)能快速跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的處理程序。中斷優(yōu)先級(jí)與向量表中斷向量表中斷優(yōu)先級(jí)06微機(jī)系統(tǒng)總線(xiàn)技術(shù)總線(xiàn)的特點(diǎn)總線(xiàn)具有規(guī)范性、共享性、標(biāo)準(zhǔn)性和可擴(kuò)展性等特點(diǎn)，使得微機(jī)系統(tǒng)中的各個(gè)部件能夠相互連接、相互通信。總線(xiàn)的功能總線(xiàn)的主要功能包括傳輸數(shù)據(jù)、地址信號(hào)、控制信號(hào)等，以實(shí)現(xiàn)微機(jī)系統(tǒng)中各部件之間的信息交換?？偩€(xiàn)的基本概念總線(xiàn)是連接微機(jī)系統(tǒng)中各個(gè)部件的一組共用信號(hào)線(xiàn)，用于實(shí)現(xiàn)各部件之間的信息傳輸?？偩€(xiàn)的基本概念總線(xiàn)按照傳輸速率可分為高速和低速總線(xiàn)，按照數(shù)據(jù)傳輸方式可分為并行和串行總線(xiàn)，按照連接的部件可分為內(nèi)總線(xiàn)和外總線(xiàn)?？偩€(xiàn)的分類(lèi)為了規(guī)范總線(xiàn)的使用，制定了一系列的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，如ISA、EISA、PCI、AGP等，這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了總線(xiàn)的信號(hào)線(xiàn)數(shù)、電氣特性、機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面的規(guī)范。總線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)