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文檔簡介
2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識1第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識主要介紹微型計算機的發(fā)展,基本組成原理以及運算基礎(chǔ)。一、微型計算機系統(tǒng)的概論二、數(shù)制及轉(zhuǎn)換三、計算機中的數(shù)及編碼四、計算機中數(shù)的運算方法
作業(yè)
2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識2一、微型計算機系統(tǒng)的概論1、微處理器2、微型計算機3、微型計算機系統(tǒng)4、微型計算機系統(tǒng)的主要技術(shù)指標5、微型計算機的應用概況2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識3一般指的是由一片或幾片大規(guī)模集成電路芯片組成的中央處理部件。(CentralProcessingUnit,俗稱CPU
)①基本組成:算術(shù)邏輯單元、控制器、寄存器組②發(fā)展簡況1、微處理器(Microprocessor)—2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識4微處理器發(fā)展簡況由上個世紀70年代發(fā)展至今,經(jīng)歷了五代,它的劃分是以其數(shù)據(jù)總線的寬度為標志的。①1971年,4位微處理器,典型產(chǎn)品是Intel4004;1972年,8位微處理器,典型產(chǎn)品是Intel8008;時鐘頻率0.5~0.8Mhz,其集成度是30000個晶體管/片。②1974年,8位微處理器,典型產(chǎn)品是Intel8080/8085、MC6800、Z80;
時鐘頻率2~8MHz,其集成度是9000晶體管/片。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識5微處理器發(fā)展簡況(接上頁)③1978年,16位微處理器,典型產(chǎn)品是Intel8086/8088,MC68000,Z8000;1982年,Intel80286(13萬)。時鐘頻率5~16Mhz,集成度為29000個晶體管/片。④1985,32位微處理器,典型產(chǎn)品Intel80386,Intel80486(120萬),Z80000,MC68020;時鐘頻率16~33Mhz,集成度為27.5萬個晶體管/片。⑤1992年以來,,64位微處理器,PentiumPro(高能奔騰),PentiumⅣ;時鐘頻率達150~1000Mhz,其集成度為2100萬個晶體管/片。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識62、微型計算機(Microcomputer)—微型計算機是指以微處理器為基礎(chǔ),配以內(nèi)存(內(nèi)存儲器)和輸入/輸出接口電路。(裸機)微型計算機內(nèi)存儲器微處理器輸入/輸出接口2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識72、微型計算機(Microcomputer)—
典型的微機硬件系統(tǒng),CPU通過三組總線將內(nèi)存儲器、I/O接口連接起來。微型計算機的組成圖:
2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識83、微型計算機系統(tǒng)(MicrocomputerSystem)—
微型計算機系統(tǒng)是指由微型計算機配以相應的外部設(shè)備(如打印機、顯示器、鍵盤,硬盤、光盤等)、一些專用電路、電源和相關(guān)的軟件。(1)微處理器、微型計算機和微型計算機系統(tǒng)的關(guān)系(2)微型計算機系統(tǒng)類型2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識9微型計算機系統(tǒng)類型①單片機——又稱“微控制器(Microcontroller)”和“嵌入式計算機”。它是把構(gòu)成微型計算機的所有部件集成在一塊芯片上。其體積小,功耗低,在智能化儀表及控制領(lǐng)域應用極廣;②單板機——這是將構(gòu)成微型計算機的一些功能部件安裝在一塊印刷電路板上。用于生產(chǎn)過程的實時控制和教學實驗平臺;③個人計算機——這是一種通用的微型計算機系統(tǒng),廣泛用于辦公室和家庭、個人使用。個人計算機在商業(yè)、家庭、科學、工業(yè)和教學領(lǐng)域都得到廣泛的應用。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識10微處理器、微型計算機和微型計算機系統(tǒng)的關(guān)系控制器算術(shù)邏輯單元寄存器組內(nèi)存儲器輸入/輸出接口輸入/輸出設(shè)備和外存儲器系統(tǒng)軟件應用軟件電源2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識114、微型計算機系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(1)字長(2)運算速度(3)存儲容量(4)主頻(5)指令系統(tǒng)(6)外部設(shè)備的配置(7)軟件的配置2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識12(1)字長計算機的字長是指CPU與輸入/輸出設(shè)備或內(nèi)存儲器之間一次傳送二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)。
通常CPU的數(shù)據(jù)總線的位數(shù)與計算機的字長是一致的。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識13(2)運算速度
運算速度是以每秒鐘能執(zhí)行多少條指令來表示的,用來衡量計算機運算的快慢程度。以MIPS(MillionInstructionPerSecond,每秒百萬條指令)為單位。
2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識14(3)存儲容量
存儲容量是衡量計算機系統(tǒng)中存儲能力的一個指標,包括內(nèi)存容量和外存容量。①內(nèi)存容量以字節(jié)為單位,分裝機容量和最大容量。*最大容量是由CPU的地址總線決定。*裝機容量是由實際裝機情況決定,或者由用戶所要求的軟件環(huán)境決定。②外存容量是指硬盤、光盤及軟盤等容量。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識15內(nèi)存的最大容量和裝機容量例1:8088是20條地址線,則最大內(nèi)存容量為220=1024×1024=1M;例2:PentiumPro是36條地址線,則最大內(nèi)存容量為236=64×1024×1024×1024=64G。事實上,目前PC機的實際裝機容量一般為256M或512M。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識16(4)主頻
主頻指計算機工作時CPU的時鐘頻率(ClockRate),單位為MHz,是計算機工作的時間基準,用于協(xié)調(diào)整機的操作。8086/8088的時鐘頻率為3~10MHz。
主頻的高低在很大程度上決定了計算機的運算速度。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識17(5)指令系統(tǒng)(InstructionSets)
指令系統(tǒng)是指CPU所能執(zhí)行的全部指令的集合。(芯片制造商已完成)
指令系統(tǒng)功能是否齊全、尋址方式是否方便,直接影響計算機的工作能力。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識18(6)外部設(shè)備的配置
外部設(shè)備的配置是衡量一個計算機系統(tǒng)的綜合性能的重要指標。1、允許配置的外設(shè)數(shù)量,一般所配的外設(shè)越多,系統(tǒng)功能越強;2、外設(shè)接口的標準和類型,接口性能的好壞直接影響系統(tǒng)的功能。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識19(7)軟件的配置
軟件和硬件是計算機系統(tǒng)中兩大資源。
軟件配置直接影響計算機系統(tǒng)的使用和性能的發(fā)揮。必須配置的軟件:1、系統(tǒng)軟件(操作系統(tǒng)、診斷程序、編輯程序等);2、程序設(shè)計語言(機器語言、匯編語言,高級語言);3、應用軟件(軟件包、數(shù)據(jù)庫)。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識205、微型計算機的應用概況(1)科學計算(數(shù)值計算)(2)信息處理(3)過程控制(4)計算機輔助技術(shù)(5)人工智能(6)計算機仿真2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識21(1)科學計算(數(shù)值計算)科學研究和工程技術(shù)領(lǐng)域中有大量復雜的數(shù)值運算問題,是計算機應用最早的領(lǐng)域。如:①人造衛(wèi)星的軌跡計算;②建筑設(shè)計中房屋抗震強度的計算;③氣象預報中描述大氣運動規(guī)律的微分方程的求解等。特點:計算過程復雜,精度要求高。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識22(2)信息處理用計算機對信息及時地加以記錄、整理和計算,并加工為人們所要求的形式。如:數(shù)據(jù)處理、事務處理、企業(yè)管理和情報檢索等都屬于信息處理的范疇。特點:數(shù)據(jù)量很大,計算過程比較簡單。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識23(3)過程控制
過程控制是指將計算機應用于自動控制系統(tǒng)。所謂自動控制系統(tǒng)是一種不需要人工干預的過程(包括機械加工過程、熱力學過程和化學過程等)和對象進行控制的系統(tǒng)。特點:實時性——要求及時采集檢測數(shù)據(jù),經(jīng)過計算機計算后及時對被控對象進行自動控制和調(diào)節(jié)。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識24(4)計算機輔助技術(shù)包括:計算機輔助設(shè)計(CAD,ComputerAidedDesign);計算機輔助制造(CAM,ComputerAidedManufacturing);計算機輔助教育(CAI,ComputerAssistedInstruction);等等。特點:綜合利用計算機的計算、邏輯判斷、信息處理的功能,并具有很強的人機交互特性。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識25(5)人工智能
人工智能是研究如何制造出智能機器和智能系統(tǒng)來模擬人類的智能活動,以延伸人的智能的科學。研究領(lǐng)域包括計算機學習、計算機證明、景物分析、模擬人的思維過程、自然語言理解、自動程序設(shè)計、及機器人學等。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識26(6)計算機仿真
計算機仿真是一門建立仿真模型和進行仿真實驗的技術(shù)??蒲腥藛T根據(jù)實際系統(tǒng)建立模型系統(tǒng),并通過對模型系統(tǒng)的研究實驗,以達到研制和開發(fā)實際系統(tǒng)的目的。應用范圍包括航空、航天、核能及其他工業(yè)控制等領(lǐng)域。目前已推廣到社會、經(jīng)濟、生物等領(lǐng)域。利用計算機仿真可以方便、有效地對系統(tǒng)進行分析、設(shè)計、操作、預測和統(tǒng)籌等控制。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識27二、數(shù)制及轉(zhuǎn)換1、數(shù)制2、各種數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識281、數(shù)制(1)十進制數(shù)(2)二進制數(shù)(3)十六進制數(shù)2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識29(1)十進制數(shù)(Decimal)①具有10個數(shù)字符號0
,
1
,
2,
···
,9;②由低位向高位進位是按“逢10進1”的規(guī)則進行的;③基數(shù)為10,第i位的權(quán)為10i。
其中i=n,n-1,···,2,1,0,-1,-2,···規(guī)定整數(shù)最低位的位序號i=0。例:(6543.21)10
=6543.21D=6×103
+5×102
+4×101
+3×100+2×10-1
+1×10-22024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識30(2)二進制數(shù)(Binary)①具有2個數(shù)字符號0,1;②由低位向高位進位是按“逢2進1”的規(guī)則進行的;③基數(shù)為2,第i位的權(quán)為2i。
其中i=n,n-1,···,2,1,0,-1,-2,···規(guī)定整數(shù)最低位的位序號i=0例:(1010.101)2
=1010.101B=1×23+0
×22
+1×21
+0×20
+1×2-1
+0×2-2
+1×2-3
2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識31(3)十六進制數(shù)(Hexadecimal)1、具有16個數(shù)字符號0
,
1
,2
,···,
9
,A,B,C,D,E,F(xiàn);2、由低位向高位進位是按“逢16進1”的規(guī)則進行的;3、基數(shù)為16,第i位的權(quán)為16i。其中i=n,n-1,···,2,1,0,-1,-2,···規(guī)定整數(shù)最低位的位序號i=0例:(19BF.ABE)16=19BF.ABEH=1×163+9×162+11×161+15×160+10×16-1+11×16-2+14×16-32024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識322、各種數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換(1)二進制、十六進制轉(zhuǎn)換為十進制(2)十進制轉(zhuǎn)換為二進制(3)二進制轉(zhuǎn)換為十六進制2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識33(1)二進制、十六進制轉(zhuǎn)換為十進制按權(quán)展開求和。如:①10101.101B=1×24+1×22+1×20+1×2-1+1×2-3
=16+4+1+0.5+0.125=21.625D②19B.ABH=1×162+9×161+11×160+10×16-1+11×16-2=256+144+11+0.625+0.04296875=411.66796875D2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識34(2)十進制轉(zhuǎn)換為二進制①
整數(shù)部分②小數(shù)部分2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識35(3)二進制與十六進制之間的轉(zhuǎn)換四位二進制數(shù)正好等于一位十六進制數(shù)
0001
1111B1
(1×20=1)2(1×21=2)4(1×22=4)8(1×23=8)16(1×24=16)2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識36四位二進制與一位十六進制數(shù)的對應關(guān)系四位二進制數(shù)一位十六進制數(shù)0000B1001B1000B5H4H3H2H6H0H0010B0011B0100B0101B0110B7H0111B1111B1110B1101B1100B1011B1010BCHBHAH9H8H1HDHEHFH0001B四位二進制數(shù)一位十六進制數(shù)2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識37二進制轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)例:1110110101100.10101B=?H1110110101100.10101
0001110110101100.101010001
DAC.A8
↓
↓
↓
↓
↓
↓
1110110101100.10101B=1DAC.A8H2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識38十六進制轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)例:39F.E1AH=?B
3
9
F.E
1
A001110011111.111000011010↓↓↓↓↓↓
=1110011111.11100001101B39F.E1AH
=0011
1001
1111.11100001
1010B2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識39①整數(shù)部分——除2取余法
例:19D=?B
高
低
余數(shù)
19D=
所以,我們可以得到:10011B19÷2= 9…19÷2=4…14÷2= 2…02÷2= 1…01÷2=0…1 2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識40②小數(shù)部分——乘2取整法例:0.625D=?B0.625×2=1.25…
10.25×2=0.5…00.5×2=1.0…1
低
高
整數(shù)
0.625D=
所以我們可以得到:0.101B2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識41三、計算機中的數(shù)及編碼1、機器數(shù)與真值2、帶符號數(shù)、無符號數(shù)3、原碼、補碼及反碼4、真值與補碼之間的轉(zhuǎn)換5、補碼的運算6、二進制編碼2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識421、機器數(shù)與真值(1)在計算機中數(shù)是用二進制數(shù)來表示的。(高電平代表“1”,低電平代表“0”)(2)數(shù)的符號在計算機中也是用二進制數(shù)表示的。“+”用“0”表示,“-”用“1”表示。例:有兩個數(shù):
真值機器數(shù)N1=+1101001N2=-1101001在計算機中的表示形式:N1:01101001N2:111010012024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識432、帶符號數(shù)、無符號數(shù)(1)帶符號數(shù)用0表示正數(shù),用1表示負數(shù),這種表示數(shù)的方法,稱為帶符號數(shù)的表示方法,所表示的數(shù)稱為帶符號數(shù)。帶符號數(shù)的表示形式:①+22②-221001011000010110符號位數(shù)值部分符號位數(shù)值部分2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識442、帶符號數(shù)、無符號數(shù)(2)無符號數(shù)如果把全部有效位都用來表示數(shù)的大小,即沒有符號位,這種方法表示的數(shù),叫無符號數(shù)。無符號數(shù)表示形式:①22②15010010110000101108位全部用來表示數(shù)值大小8位全部用來表示數(shù)值大小2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識453、原碼、反碼及補碼思考:在計算機中一個數(shù)的大小和符號都用二進制來表示,那么在計算機中是如何進行運算的?(1)原碼(2)反碼(3)補碼2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識46思考?
在計算機中一個數(shù)的大小和符號都用二進制來表示,那么在計算機中是如何進行運算的?例:有一個鐘顯示時間是6點鐘,而正確時間是1點鐘,請問如何校正這個鐘?方法1:順時針撥7個鐘;6+7→1方法2:逆時針撥5個鐘;6-5→1引進概念——模2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識47概念—模模
一個計量器的容量,記為M,或modM
。模的特性——當一個計量器的模為M時,它在計量器里的表示形式與0一樣,也就是說,M=0
。所以,對時鐘來說,M=12:方法1:6+7=13=12+1=0+1=1方法2:6+7=6-5=12024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識48概念—模同樣,對一個n位二進制計數(shù)器,它的容量為2n,它的模為M=2n。假設(shè),n=8,則M=28=256。也就是說對8位二進制計數(shù)器來說,256=000000000000000000→→8位計數(shù)器12562024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識49(1)原碼定義:一個數(shù)的原碼就是該數(shù)的機器數(shù)。①對正數(shù)
X=+X6X5X4X3X2X1X0(Xi=0或1)則:[X]原碼=0X6X5X4X3X2X1X0②對負數(shù)
X=-X6X5X4X3X2X1X0(Xi=0或1)
則:[X]原=1X6X5X4X3X2X1X02024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識50(2)反碼定義:正數(shù)的反碼就等于它的原碼;
負數(shù)的反碼就是它的原碼除符號位外,各位取反。①對正數(shù)X=+X6X5X4X3X2X1X0(Xi=0或1)反碼[X]反碼=0X6X5X4X3X2X1X0②對負數(shù)X=-X6X5X4X3X2X1X0(Xi=0或1)反碼[X]反碼=2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識51(2)反碼例:X1=+1001001X2=-1001001則:[X1]原=
01001001[X2]原=
11001001[X1]反=
01001001[X2]反=
101101102024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識52(3)補碼定義:正數(shù)的補碼就等于它的原碼;負數(shù)的補碼就是它的反碼加1。①對正數(shù)X=+X6X5X4X3X2X1X0(Xi=0或1)補碼[X]補=
0X6X5X4X3X2X1X0②對負數(shù)X=-X6X5X4X3X2X1X0(Xi=0或1)補碼[X]補=[X]反+1=+12024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識53(3)補碼例:X1=+1001001X2=-1001001則:[X1]原=
01001001[X1]反=
01001001[X1]補=
01001001[X2]原=
11001001[X2]反=
10110110[X2]補=
[X]反+1
=
101101112024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識544、真值與補碼之間的轉(zhuǎn)換例1已知X=+0101010,Y=-0101010求它們的原碼、反碼和補碼。解:[X]原=[X]反=[X]補=00101010[Y]原=10101010[Y]反=11010101[Y]補=[Y]反+1=
11010101+1
=110101102024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識554、真值與補碼之間的轉(zhuǎn)換例2[X]補=10101101,求真值X。解:因為補碼的首位是1,則其真值X即為負數(shù)[X]反=[X]補-1=10101101-1
=10101100[X]原=11010011
(除了符號位,按位取反)所以,X=-10100112024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識565、補碼的運算補碼的運算就是計算機中數(shù)的運算。(1)補碼的加法規(guī)則(2)補碼的減法規(guī)則2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識57(1)補碼的加法規(guī)則規(guī)則[X+Y]補=[X]補+[Y]補例X=+0110110,Y=-1111001,求X+Y=?解:首先按常規(guī)加法計算:
X=+0110110=54DY=-1111001=
-121D所以,X+
Y=
-67D2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識58(1)補碼的加法規(guī)則例X=+0110110,Y=-1111001,求X+Y=?解:用補碼的加法規(guī)則來求:[X]原=[X]反=[X]補=00110110[Y]原=11111001[Y]反=10000110[Y]補=[Y]反+1
=10000110+1
=10000111
[X]補=00110110
+)
[Y]補=10000111
[X]補+
[Y]補
=
101111012024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識59(1)補碼的加法規(guī)則例:根據(jù)規(guī)則:[X+Y]補=[X]補+[Y]補所以,[
X+Y]補=10111101[
X+Y]反=10111101-1=10111100[
X+Y]原=11000011
則:X+Y=-1000011=
-67D顯然,補碼的加法規(guī)則是正確的。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識60(2)補碼的減法規(guī)則規(guī)則[X-Y]補=[X+(-Y)]補=[X]補+[-Y]補例X=+1010101,Y=+1100001,求X-Y=?解:首先按常規(guī)減法計算:
X=+1010101=
85DY=+1100001=
97D所以,X-Y=
-12D
2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識61(2)補碼的減法規(guī)則例X=+1010101,Y=+1100001,求X-Y=?解:按補碼的減法規(guī)則來求:[X]原=[X]反=[X]補=01010101
-Y=-1100001[-
Y]原=11100001[-
Y]反=10011110[-
Y]補=10011111
[X]補=01010101
+)
[-
Y]補=10011111
[X]補+
[-Y]補
=
111101002024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識62(2)補碼的減法規(guī)則例:根據(jù)補碼的減法規(guī)則:[X-Y]補=[X]補+[-Y]補由[
X-Y]補=11110100
[
X-Y]反=11110100–1=11110011
[
X-Y]原=10001100所以X-Y=-0001100B
=
-12D補碼的減法規(guī)則也是正確的,事實上就是加法規(guī)則2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識636、二進制編碼
二進制編碼是指用二進制代碼來表示計算機中所要處理的數(shù)值、數(shù)字、字母和符號等,一般為若干位二進制數(shù)碼的組合。(1)二進制編碼的十進制數(shù)(2)字母和字符的編碼2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識64(1)二進制編碼的十進制數(shù)二進制編碼的十進制數(shù)
就是BCD碼(BinaryCodedDecimal)。①壓縮BCD碼是用4位二進制數(shù)表示一位十進制數(shù)。一個字節(jié)表示兩位十進制數(shù)。如:10010110B表示96D②非壓縮BCD碼是用一個字節(jié)表示一位十進制數(shù)。高4位總是0。如:00001001B表示9D
兩種BCD碼的編碼對照表2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識65兩種BCD碼的編碼對照表2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識66(2)字母和字符的編碼計算機不僅要處理數(shù)值問題,還要處理大量的非數(shù)值問題,這就必須引入文字、字母,某些專用的符號,這就是目前應用最廣泛的字符編碼系統(tǒng)ASCII碼。(AmericanStandardCodeforInformationInterchange,美國信息交換標準碼)例:大寫字母“A”的ASCII碼就是41H;小寫字母“n”的ASCII碼就是6FH;數(shù)字“8”的ASCII碼就是38H;2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識67AmericanStandardCodeforInformationInterchange
美國信息交換標準碼
高3位低4位0000010100111001011101110000nuLL0@P、p00011Aq00102B00113C0100401015……1110>n1111?o詳細參考教材P.14表1-32024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識68四、計算機中數(shù)的運算方法1、補碼的加減法運算2、溢出判斷3、邏輯運算2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識691、補碼的加減法運算規(guī)則[X+Y]補=[X]補+[Y]補[X-Y]補=[X+(-Y)]補=[X]補+[-Y]補因此,加法或減法都是用補碼的加法來進行運算的。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識702、溢出判斷例:X=+1000101,Y=+1100111,求X+Y=?解:[X]原=[X]反=[X]補=01000101[Y]原=[Y]反=[Y]補=01100111
[X]補=01000101(69D)
+)[Y]補=01100111(103D)
[X]補+
[Y]補=10101100
(172D)因此,得[
X+Y]補=10101100由于其符號位是1,表明X+Y的真值是負數(shù),這顯然與實際情況不符合,出錯?
2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識712、溢出判斷例:分析:8位字長的計算機可以表示的數(shù)據(jù)范圍?(1)不帶符號數(shù),8位全部是數(shù)據(jù),M=28=256D(2)帶符號數(shù),1位是符號,7位是數(shù)據(jù),
M=27=128D因此8位字長的計算機表示帶符號數(shù)時,128D=0,
而X+Y=69D+103D=172D
>128D兩數(shù)之和超出了8位字長的計算機可表示的范圍,計算出錯!2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識722、溢出判斷例:X=01000101,Y=01100111,而,[X]補+
[Y]補=10101100結(jié)論:當兩個正數(shù)相加時,其和變成負數(shù),我們稱這情況為溢出。同樣當兩個負數(shù)相加,其和變成正數(shù),亦為溢出。當計算機發(fā)生溢出時,其計算結(jié)果肯定是錯誤的。2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識733、邏輯運算計算機中的邏輯運算包括(1)邏輯“或”(2)邏輯“與”(3)邏輯“非”(4)邏輯“異或”2024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識74(1)邏輯“或”(OR)符號“∨”(或“+”),按位或運算運算規(guī)則(1)0∨0=0(2)0∨1=1(3)1∨0=1(4)1∨1=1例01010101∨11001010=?01010101∨11001010110111112024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識75(2)邏輯“與”(AND)符號“∧”(或“·”),按位與運算運算規(guī)則(1)0∧0=0(2)0∧1=0(3)1∧0=0(4)1∧1=1例01010101∧11001010=?01010101∧11001010010000002024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識76(3)邏輯“非”(NOT)符號“ ̄”,按位非運算運算規(guī)則(1)0=1(2)1=0例01010101=101010102024/3/16第一章微型計算機的基礎(chǔ)知識77(4)邏輯“異或”(XOR)符號“?”,按位異或運算運算規(guī)則(1)0?0=0(2)0?1=1(3)1?0=1(4)1?1=0例01010101?11001010=?
01010101?11001010
10011111一、8086/8088CPU的編程結(jié)構(gòu)1、8086/8088CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2、8086/8088CPU的寄存器結(jié)構(gòu)二、8086/8088的存儲器組織1、存儲器組織2、存儲器的分段和物理地址的形成三、8086/8088的I/0組織由于I/O設(shè)備的工作速度遠遠低于CPU,所以I/O設(shè)備不能直接和CPU總線相連,必須通過I/O接口芯片。每個I/O接口芯片都有一個或幾個端口,一個端口對應一個I/O地址,就象存儲單元地址一樣。8086/8088設(shè)有輸入指令I(lǐng)N和輸出指令OUT用于訪問I/O端口。四、8086/8088CPU的引腳功能和工作方式8086/8088CPU是采用40條引腳DIP(雙列直插式)封裝。1、8086/8088CPU兩種工作方式2、兩種工作方式的公用引腳3、最小工作方式引腳4、最大工作方式引腳CPU工作方式1、最小工作方式系統(tǒng)中只有一個微處理器8088(或8086),所有的總線控制信號都直接由8088(或8086)產(chǎn)生,這種方式適合較小規(guī)模的應用。2、最大工作方式系統(tǒng)中可以只有一個處理器,也可以有兩個或以上的微處理器,其中一個作為主處理器,其他作為后援處理器,用來協(xié)助主處理器處理某些方面的工作,這種方式是在需要8088構(gòu)成中等或較大系統(tǒng)。五、8086/8088的操作及其時序1、時鐘周期(ClockCycle)8086/8088CPU的所有操作均是在時鐘脈沖CLK的統(tǒng)一控制下進行的。由外部的一片8284A芯片提供;若時鐘頻率為5MHz(也稱主頻),則時鐘周期或一個T狀態(tài)是200ns。2、指令周期執(zhí)行一條CPU指令所需的時間,稱為一個指令周期。一個指令周期是由若干個總線周期組成。五、8086/8088的操作及其時序3、總線周期(BusCycle)CPU執(zhí)行指令過程中,執(zhí)行訪問存儲器或I/O端口的操作都統(tǒng)一交給BIU的外部總線完成,進行一次訪問(存取一個字節(jié))所需的時間稱為一個總線周期(分“讀”和“寫”)。一個基本的總線周期有四個T狀態(tài)組成。在第一個T狀態(tài)(T1)CPU發(fā)送20位地址,并產(chǎn)生地址鎖存信號,把地址裝入地址鎖存器;五、8086/8088的操作及其時序3、總線周期(BusCycle)在第二個T狀態(tài)(T2),CPU從總線上撤銷地址,并將總線低16位輸出設(shè)置成高阻,為讀入數(shù)據(jù)作準備,或在低16位總線上送出寫數(shù)據(jù),準備進行寫操作。在總線的高4位,輸出總線周期狀態(tài)(S6——S3
),這些狀態(tài)信息主要用于診斷監(jiān)視。五、8086/8088的操作及其時序3、總線周期(BusCycle)在T3狀態(tài),CPU高4位繼續(xù)提供狀態(tài)信息;在低16位地址/數(shù)據(jù)線上,或者連續(xù)發(fā)出寫數(shù)據(jù),或者采樣讀入數(shù)據(jù)。如果被選中的存儲器或I/O不能以CPU的最大傳送速率傳送數(shù)據(jù),則該設(shè)備必須通知CPU“未準備好”,迫使CPU在T3狀態(tài)后插入等待狀態(tài)TW。CPU在T3的上升沿采樣READY信號,是低電平,就插入等待狀態(tài)TW
。五、8086/8088的操作及其時序3、總線周期(BusCycle)當選中的設(shè)備完成它的讀寫操作時,它就發(fā)出“準備就緒(READY)”信號,迫使CPU脫離TW狀態(tài)并繼續(xù)工作。如果執(zhí)行的總線周期是讀周期,CPU則在最后一個等待狀態(tài)的結(jié)束讀取數(shù)據(jù)??偩€周期在T4狀態(tài)結(jié)束,選中的設(shè)備在邏輯上與總線脫離。五、8086/8088的操作及其時序4、CPU時序一個微機系統(tǒng)要完成各種任務,需要執(zhí)行許多操作,這些操作也是在時鐘周期的同步下,按時序一個狀態(tài)一個狀態(tài)地執(zhí)行,這樣,就構(gòu)成了CPU的操作時序。系統(tǒng)復位和啟動操作;總線操作;中斷操作;暫停操作;總線保持或總線請求/允許操作。
最小方式下的讀總線周期
最小方式下的寫總線周期最小方式下的讀總線周期最小方式下的寫總線周期1、8086/8088CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
8位微處理器執(zhí)行一段程序是通過重復執(zhí)行以下步驟來完成的。①從內(nèi)存中取出一條指令,分析指令操作碼;②讀出一個操作數(shù)(如果指令需要操作數(shù));③執(zhí)行指令;④將結(jié)果寫入內(nèi)存儲器(如果指令需要)。微處理器在取指令、取操作數(shù)和存儲操作數(shù)時要占用總線;分析操作碼和執(zhí)行指令時不占用總線。(圖示)1、8086/8088CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(2)8086CPU的內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線均是16位,是典型的16位微處理器;8088CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)總線是16位,外部數(shù)據(jù)總線是8位,所以被稱為準16位微處理器。1、8086/8088CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8086/8088CPU設(shè)計成兩個獨立的功能部件:(1)執(zhí)行部件EU;(2)總線接口部件BIU。EU和BIU能相互獨立地工作,能使大部分的取指令和執(zhí)行指令重疊進行。EU執(zhí)行的是BIU在前一時刻取出的指令;同時,BIU又再取出EU在下一時刻要執(zhí)行的指令。(圖示)8086/8088CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖執(zhí)行部件(ExecutionUnit—EU)作用:執(zhí)行指令,與外界的聯(lián)系必須通過總線接口部件。①EU負責從BIU(總線接口部件)的指令隊列中取指令,并對指令譯碼;②根據(jù)指令要求,向EU內(nèi)部各部件發(fā)出控制命令以完成各條指令的功能。說明:對8086/8088來說,EU完全一樣執(zhí)行部件(ExecutionUnit—EU)EU主要完成兩種類型的操作:①算術(shù)運算和邏輯運算(由算術(shù)邏輯單元ALU完成);②按指令的尋址方式計算出16位的偏移地址,并將它送到BIU(總線接口部件)中,形成20位的實際地址。當EU執(zhí)行完一條指令,就再到BIU的指令隊列前部取出BIU預先讀入的指令代碼。
若指令隊列是空的,則EU處于等待狀態(tài);一旦指令隊列中有一條指令,EU立即取出執(zhí)行??偩€接口部件(BusInterfaceUnit—BIU)
作用:根據(jù)EU的請求,完成CPU與存儲器、CPU與I/O之間的信息傳送。取指令時,從存儲器指定地址取出指令送入指令隊列排隊;執(zhí)行指令時,根據(jù)EU命令對指定存儲單元或I/O端口存取數(shù)據(jù)。
說明:對8086/8088來說,BIU有差別:8088外部數(shù)據(jù)總線是8位,指令隊列是4個字節(jié);8086的外部數(shù)據(jù)總線是16位,指令隊列是6個字節(jié)??偩€接口部件(BusInterfaceUnit—BIU)BIU指令隊列中,若出現(xiàn)一個空字節(jié)(8086是兩個空字節(jié)),而且EU(執(zhí)行部件)沒有命令BIU對存儲器或I/O端口進行訪問,則BIU自動執(zhí)行總線操作,讀出指令并填入指令隊列中,直至滿為止(8088是4個字節(jié),8086是6個字節(jié))。當EU(執(zhí)行部件)執(zhí)行完轉(zhuǎn)移、調(diào)用和返回指令時,BIU將清除原隊列中的內(nèi)容,從新地址重新開始取指令,新取的第一條指令將直接送到EU去執(zhí)行,隨后取來的指令填入指令隊列。當指令隊列已填滿指令,而又沒有訪問存儲器或I/O端口的命令,BIU進入空閑狀態(tài)。8088微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖通用寄存器組暫存寄存器ALU標志寄存器EU控制器段寄存器組指令指針I(yè)P內(nèi)部寄存器∑指令隊列總線控制電路BIU(總線接口部件)ALU數(shù)據(jù)總線(16位)地址總線(20位)數(shù)據(jù)總線(16位)(執(zhí)行部件)EU(8位)8086/8088總線EU與BIU之間的通訊16位的ALU數(shù)據(jù)總線和8位的指令隊列總線用于EU內(nèi)部和EU與BIU之間的通訊。16位CPU內(nèi)部工作過程簡述如下:1)EU部件從BIU部件的指令隊列前部取出指令(指令代碼和數(shù)據(jù)),然后對指令進行譯碼,并執(zhí)行指令規(guī)定的操作;2)在執(zhí)行指令的過程中,如果指令要求訪問存儲器或I/O端口,那么,EU(執(zhí)行部件)就會請求BIU(總線接口部件),進入總線周期,完成要求的操作。ALU-ArithmeticandLogicUnitALU—算術(shù)邏輯單元;取指令和執(zhí)行指令示意圖(1)8位CPU(如8080)t忙忙忙忙忙總線BUSt取指1取指4取指3取指2取指5CPU執(zhí)行1執(zhí)行2執(zhí)行5執(zhí)行3執(zhí)行4取指令和執(zhí)行指令示意圖(2)8位CPU(如8080)t忙忙忙忙忙總線BUSt取指1取指4取指3取指2取指5CPU執(zhí)行1執(zhí)行2執(zhí)行5執(zhí)行3執(zhí)行416位CPU(8086/8088)t忙忙忙忙忙總線BUSt取指1取指4取指3取指2取指5CPU執(zhí)行1執(zhí)行2執(zhí)行5執(zhí)行3執(zhí)行4··················t8086/8088的寄存器結(jié)構(gòu)8086/8088CPU內(nèi)部具有13個16位寄存器和1個16位但只用了9位的標志寄存器:1)通用寄存器組(8個);2)段寄存器組(4個);3)控制寄存器組(2個)。圖示通用寄存器組共有8個16位的通用寄存器:①數(shù)據(jù)寄存器②地址指針寄存器和變址寄存器①數(shù)據(jù)寄存器AX、BX、CX、DX,用于存放16位的數(shù)據(jù)和地址??梢圆鸱殖葾H、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL,用來存放8位數(shù)據(jù),可以獨立尋址,獨立使用。隱含使用:AX作為累加器;
BX作為基址寄存器;
CX作為計數(shù)寄存器;
DX在乘除運算中做輔助累加器。②地址指針寄存器和變址寄存器SP、BP、SI、DI,都是16位寄存器,可以存放數(shù)據(jù),通常用來存放邏輯地址的偏移量,是形成20位物理地址的其中一部分。
②地址指針寄存器和變址寄存器SP—堆棧指針,是棧頂?shù)钠屏?。BP—基址指針,用于存放位于堆棧段中的一個數(shù)據(jù)區(qū)基址的偏移地址。SI—源變址寄存器,存放源操作數(shù)地址的偏移量;DI—目的變址寄存器,存放目的操作數(shù)地址的偏移量;SP、BP的段基址由寄存器SS提供,SI、DI其段基址由寄存器DS提供。段寄存器組(Segmentregister)8086/8088CPU把可以直接尋址的1M字節(jié)的內(nèi)存空間,分成稱為“段”的邏輯區(qū)域,每個“段”的物理長度為64K(216),而段的起始地址由4個“段寄存器”決定。CS—代碼段寄存器,指向當前的代碼段,指令由此段中取出;DS—數(shù)據(jù)段寄存器,指向當前的數(shù)據(jù)段;SS—堆棧段寄存器,存放當前的堆棧段的段基址;ES—附加段寄存器,存放附加數(shù)據(jù)段的段基址,在進行字符串操作時,作為目的地址使用??刂萍拇嫫鹘M①指令指針I(yè)P②標志寄存器①指令指針(InstructionPointer—IP)指令指針I(yè)P是一個16位寄存器,總是存放著下一次要取出的指令的偏移地址。特點:1)用戶程序不能使用IP,它由BIU(總線接口部件)自動修改;2)轉(zhuǎn)移指令、過程調(diào)用指令和返回指令會改變IP的內(nèi)容。②標志寄存器(FlagRegister—FR)標志寄存器FR是一個16位寄存器,其中9位作為標志位:其中6個狀態(tài)標志由EU(執(zhí)行部件)設(shè)置,反映ALU算術(shù)或邏輯運算結(jié)果的某些特征;其他3個是控制標志位,用來控制微處理器的某些操作,可以由指令設(shè)置。6個狀態(tài)標志位CF—進位標志,加法時的最高位(D7或D15)產(chǎn)生進位或減法時最高位出現(xiàn)借位,則CF=1,否則CF=0;AF—輔助進位標志,供BCD碼使用。當D3位出現(xiàn)進位或借位時AF=1,否則AF=0;OF—溢出標志,帶符號數(shù)進行算術(shù)運算時,其結(jié)果超出了8位或16位的表示范圍,產(chǎn)生溢出,則OF=1,否則OF=0;6個狀態(tài)標志位ZF—零標志,運算結(jié)果各位都為零,則ZF=1,否則ZF=0;SF—符號標志,運算結(jié)果為負數(shù)時,即運算結(jié)果的最高位為1,則SF=1,否則SF=0;PF—奇偶標志,反映操作結(jié)果中“1”的個數(shù)的情況,若有偶數(shù)個“1”,則PF=1,否則PF=0。3個控制標志位DF——方向標志,用來控制數(shù)據(jù)串操作指令的步進方向;當設(shè)置DF=1時,將以遞減順序?qū)?shù)據(jù)串中的數(shù)據(jù)進行處理。當設(shè)置DF=0時,遞增。IF—中斷允許標志,當設(shè)置IF=1,開中斷,CPU可響應可屏蔽中斷請求;當設(shè)置IF=0時,關(guān)中斷,CPU不響應可屏蔽中斷請求。TF—陷阱標志,為程序調(diào)試而設(shè)的。當設(shè)置TF=1,CPU處于單步執(zhí)行指令的方式;當設(shè)置TF=0時,CPU正常執(zhí)行程序。1、存儲器組織8086/8088系統(tǒng)中的存儲器按字節(jié)編址,8086/8088CPU有20條地址線,可尋址的最大存儲空間是220=1M,每個字節(jié)對應唯一一個20位的物理地址。23H00000H11HA9H09H00001HFFFFDHFFFFEH64HFFFFFH······物理地址存放的數(shù)據(jù)表示為:(00000H)=23H(00001H)=11H(FFFFFH)=64H1、存儲器組織當存放的數(shù)據(jù)是一個字時,其低字節(jié)放在低地址,高字節(jié)放在高地址;字的地址用低字節(jié)的地址表示。表示為:23H00000H11HA8H09H00001HFFFFDHFFFFEH64HFFFFFH······物理地址存放的數(shù)據(jù)字字字(FFFFEH)=6409H(00000H)=1123H(FFFFDH)=09A8H1、存儲器組織當字的地址是偶數(shù)地址時,即從偶數(shù)地址開始存放,稱這樣存放的字為規(guī)則字;23H00000H11HA8H09H00001HFFFFDHFFFFEH64HFFFFFH······物理地址存放的數(shù)據(jù)規(guī)則字非規(guī)則字規(guī)則字當字的地址是奇數(shù)地址時,即從奇數(shù)地址開始存放,稱這樣的字為非規(guī)則字。1、存儲器組織存儲器與8086CPU連接時,1M的空間,實際被分成兩個512K的存儲空間。(A0=0且BHE=0,兩庫同時被選中)A19~A1高位(奇數(shù))庫D15~D8SELA19~A1低位(偶數(shù))庫D7~D0SELA19~A1A0BHE=1D15~D8D7~D0A0=0BHEBHE=0A0=1SEL庫選端1、存儲器組織存儲器與8086CPU連接時,對規(guī)則字的存取,需要一個總線周期;對非規(guī)則的存取,則需要兩個總線周期。1、存儲器組織存儲器與8088CPU連接時,因8088外部的數(shù)據(jù)總線是8位,因此對應的1M的存儲空間是單一的。A19~A01M存儲空間D7~D0A19~A0D7~D0對8088來說,每一個總線周期只能完成一個字節(jié)的存取操作。2、存儲器的分段和物理地址的形成CPU內(nèi)部所有寄存器和ALU都是16位的,不能直接尋址1M內(nèi)存空間。8086/8088把1M存儲空間分成若干邏輯段,每段最多為64KB,各邏輯段的起始地址叫基址;段內(nèi)任意一個存儲單元的地址,可用相對于基址的偏移量來表示,稱為段內(nèi)偏移地址,通常存放于IP、SP、SI和DI中。邏輯地址的表示格式:
段基址:偏移地址2、存儲器的分段和物理地址的形成邏輯地址的表示格式:段基址:偏移地址物理地址=段基址×10H+偏移地址如:已知某存儲單元的邏輯地址為2000H:3300H,求該存儲單元的物理地址?解:物理地址=段基址×10H+偏移地址=2000H×10H+3300H=23300H1、8086/8088CPU兩種工作方式公用引腳*引腳40,電源輸入端,+5V;*引腳1、20,接地端;*引腳19,時鐘信號輸入端,常用5MHz。(1)地址/數(shù)據(jù)引線(2)地址/狀態(tài)引線(3)控制總線和其他控制線2、最小工作方式引腳當MN/MX(33號引腳)接+5V時,8086/8088處于最小工作方式,整個系統(tǒng)只有一片CPU,所有的總線控制信號都由該CPU產(chǎn)生。(24—31腳)①INTA中斷響應信號(24腳,輸出),是CPU對外設(shè)的中斷請求的回答信號,是位于兩個連續(xù)基本總線周期中的兩個負脈沖,在T2T3Tw狀態(tài)為負。第一個負脈沖通知外圍設(shè)備的接口,它發(fā)出的中斷請求已經(jīng)得到允許;第二個負脈沖,外設(shè)將中斷類型碼送往數(shù)據(jù)總線。2、最小工作方式引腳②ALE地址鎖存允許信號(25腳,輸出),是CPU在每個總線周期T1發(fā)出的;高電平表示當前地址/數(shù)據(jù)復用線上輸出的是地址信息;利用它的下降沿把地址信號和BHE信號鎖存在8282地址鎖存器中。2、最小工作方式引腳③DEN數(shù)據(jù)允許信號(26腳,輸出,三態(tài)),表示CPU準備好接受和發(fā)送數(shù)據(jù),是CPU提供雙向數(shù)據(jù)收發(fā)器8286的選通信號。在訪問存儲器和I/O,或中斷響應周期均有效;在DMA下,被設(shè)置為高阻。2、最小工作方式④DT/R數(shù)據(jù)收發(fā)信號(27腳,輸出,三態(tài)),在系統(tǒng)使用雙向數(shù)據(jù)收發(fā)器8286時,用其控制數(shù)據(jù)的傳送方向。此引腳為高電平時,則CPU進行數(shù)據(jù)發(fā)送;此引腳為低電平時,CPU進行數(shù)據(jù)接受;在DMA方式,被設(shè)置為高阻。2、最小工作方式⑤M/IO(8088)存儲器/IO控制信號(28腳,輸出,三態(tài))高電平表示訪問I/O,低電平表示訪問存儲器,通常該引腳接至存儲器或接口芯片的片選CS端;當DMA時,被設(shè)置為高阻。(注:8086和8088相反)⑥WR寫信號(29腳,輸出,三態(tài))此引腳低電平時,表示CPU正在執(zhí)行存儲器或I/O的寫操作。在寫周期,WR在T2T3TW有效;在DMA被設(shè)置為高阻。2、最小工作方式⑦HOLD總線保持請求信號(31腳,輸入),是系統(tǒng)中其他總線主控部件向CPU發(fā)出的請求占用總線的申請信號。⑧HLDA總線保持響應信號(30腳,輸出),是CPU對請求占用總線使用權(quán)的響應信號。2、最小工作方式HOLD和HLDA是一對應答信號。當系統(tǒng)中某一總線主控部件要求占用總線時,向CPU的HOLD引腳發(fā)出一個高電平的請求信號;如果CPU允許,就在當前總線周期的T4狀態(tài),從HLDA引腳上發(fā)出一個高電平的應答信號,同時,使具有三態(tài)功能的地址/數(shù)據(jù)總線和控制總線處于浮空。總線請求部件收到HLDA后,獲得總線控制權(quán)。此時,HOLD和HLDA保持高電平;當用完總線后,HOLD變?yōu)榈碗娖?,CPU再度獲得總線控制權(quán)。2、最小工作方式對8088CPU來說,第34引腳為SSO,與27腳的DT/R、28腳的M/IO的組合,反映了當前總線周期的操作,表。
最小工作方式引腳列表
最小方式的典型結(jié)構(gòu)最小方式的典型結(jié)構(gòu)8282——地址鎖存器8286—雙向數(shù)據(jù)收發(fā)器ALE信號將地址信號和BHE裝入鎖存器,OE接地(總是允許輸出),所以8282鎖存的地址信號和BHE立即送到總線上,保證了地址信息不會丟失。8282——地址鎖存器在CPU與存儲器或I/O設(shè)備交換信息時,CPU必須首先發(fā)送存儲器和I/O端口的地址,然后才能傳送數(shù)據(jù)。由于8086/8088CPU地址線與數(shù)據(jù)線是分時復用的,所以在數(shù)據(jù)占有總線以前,必須先將總線上的地址碼用地址鎖存器暫存起來。所謂地址鎖存器就是一個暫存器,根據(jù)CPU控制信息的狀態(tài),將總線上的地址碼暫存起來。這樣在讀寫總線周期由地址鎖存器提供地址信號。8282——地址鎖存器
8086/8088系統(tǒng)常用8282芯片作地址鎖存器。8282是帶有三態(tài)輸出緩沖器的8位鎖存器,共20條引腳。選通信號STB由高變低時滿足建立時間要求的輸入數(shù)據(jù)被鎖入鎖存器中。保持STB為高電平,就使鎖存器變得透明。驅(qū)動OE輸入端,數(shù)據(jù)就出現(xiàn)在輸出端上;當OE高電平時,輸出緩沖器處于高阻狀態(tài)。8286—雙向數(shù)據(jù)收發(fā)器在8086/8088組成的系統(tǒng)
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