微机原理微型计算机基础.ppt

第一章微型计算机基础第一章微型计算机基础、微型计算机系统的概念、微型计算机系统的概念、微型计算机的组成及基本工作原理、微型计算机的组成及基本工作原理、微型计算机系统、微型计算机系统、微型计算机的运算基础、微型计算机的运算基础、单片微型计算机的发展及应用、单片微型计算机的发展及应用微型计算机系统的概念微型计算机系统的概念微处理器的发展第一代微处理器（1971-1973）4/8位 12002000管/片 指令周期1020us Intel4004/8008第二代微处理器（1974-1978）8位 指令周期1us Intel8080/M6800 Intel8085/Z80/M6809第三代微处理器（1978-1981）16位 2万管/片 指令周期=时，可表示为时，可表示为n-1 n-21；当；当 时可表示为时可表示为n-1 n-21。则的原码可定义为：则的原码可定义为：原原n-1 n-21 1n-1 n-21 n-10 X 2 (2 )X 0n-1n-1原码返回正数的反码表示和原码相同。负数的反码，可将负数的正数的反码表示和原码相同。负数的反码，可将负数的原码的符号位保持不变，数值位按位取反得到，或者将负数原码的符号位保持不变，数值位按位取反得到，或者将负数看作正数求原码，再将所有位按位取反得到。看作正数求原码，再将所有位按位取反得到。例：例：11=00001011B11=00001011B 原原反反11=10001011B11=11110100B 原原反反 0=00000000B 0=00000000B 原原反反38=10100110B38=11011001B 原原反反 127=01111111B 127=01111111B 原原反反 127=11111111B 127=10000000B 原原反反 0=10000000B 0=11111111B 原原反反反码返回正数的补码表示和原码相同。负数的补码等于它的反码正数的补码表示和原码相同。负数的补码等于它的反码末位加。例如：末位加。例如：补码返回几种方法的表几种方法的表示范围示范围原码原码反码反码补码补码127127至至127127127127至至127127128128至至127127练习练习请写出下列十进制数的原码、反码、补码（八位微机）：请写出下列十进制数的原码、反码、补码（八位微机）：、返回定点数表示法：定点数表示法：SfSfS S1 1S S2 2SSn n符号位符号位数值位数值位纯小数（小数点在前）纯小数（小数点在前）纯整数（小数点在后）纯整数（小数点在后）浮点数表示法：浮点数表示法：阶符阶符阶码阶码尾符尾符尾码尾码（469.375469.375）10 10=(-0.111010101011)=(-0.111010101011)2 2*2*2+1001+10010 000010010001001 1 1阶码位阶码位尾码位尾码位数的定点和浮点表示返回计算机中的运算二进制运算溢出逻辑运算返回加法运算法则：加法运算法则：AiAiC Ci+1i+1CiCiBiBiSiSi全加器符号图全加器符号图例：例：被加数被加数10111011B +加加数数 00010110B进进位位 00111110和和11010001BAiAi BiBi CiCi SiSi C Ci+1i+10 00 00 00 01 11 11 11 10 00 01 11 10 00 01 11 10 01 10 01 10 01 10 01 10 01 11 10 01 10 00 01 10 00 00 01 10 01 11 11 1真值表真值表二进制运算(1)返回减法运算法则：减法运算法则：例：例：被减数被减数10111011B 减减数数 00010110B借借位位 00000100差差10100101B补码运算定律：补码运算定律：补补补补补补补补补补补补步骤：步骤：、将、（或）转换为补码。、将、（或）转换为补码。、进行加法运算，符号位参与运算。、进行加法运算，符号位参与运算。二进制运算(2)返回由于补码方式表示的数是有范围的，则当所得结果由于补码方式表示的数是有范围的，则当所得结果超出了所能表达的范围，就产生溢出。超出了所能表达的范围，就产生溢出。判断溢出主要通过对符号位的判断。如果运算到结判断溢出主要通过对符号位的判断。如果运算到结束后对符号位左边一位进行了进位或借位，则可判定为束后对符号位左边一位进行了进位或借位，则可判定为溢出。溢出。另外，常采用双符号位的办法，正数的符号位为另外，常采用双符号位的办法，正数的符号位为，负数的符号位为。（则机器数的补码变成位），负数的符号位为。（则机器数的补码变成位）符号位参与运算。如果结果出现了或则可判定符号位参与运算。如果结果出现了或则可判定为溢出。（即变形码方法）为溢出。（即变形码方法）计算机中的运算溢出返回A AB B ABAB0 00 01 11 10 01 10 01 10 00 00 01 1与与A AB B ABAB0 00 01 11 10 01 10 01 10 01 11 11 1或或A AB B ABAB0 00 01 11 10 01 10 01 10 01 11 10 0异或异或A A非非A A逻辑运算真值表返回ASCIIASCII码：由七位二进制编码组成，共有码：由七位二进制编码组成，共有128128个字符编码。个字符编码。包括图形字符（字母、数字、其它可见字符共包括图形字符（字母、数字、其它可见字符共9696个）和个）和控制字符（回车、空格等共控制字符（回车、空格等共3232个）个）BCDBCD编码：具有十进制位权的二进制编码。最常见的是编码：具有十进制位权的二进制编码。最常见的是84218421码。（见书码。（见书1717页）页）练习练习计算机中的编码返回单片微型计算机的发展及应用单片微型计算机的发展及应用定义在一个芯片上集成了CPU、存储器、I/O接口和定时/计数器等主要部件，构成单片微型计算机。单片微型计算机。发展趋势CPU功能增强：2Mhz40Mhz内部资源增多引脚的多功能化低电压和低功耗典型产品单片机的应用典型产品MCS48系列MCS51系列8031/80518032/8052MCS96系列Intel80251Philips8051XATI DSPxxx返回单片机的应用日常生活中工业控制中通信中返回