微机原理课件-第7章.pptx
微机原理课件-第7章目录引言微机系统概述指令系统汇编语言程序设计微机系统总线微机系统接口技术实验与实践环节01引言微机原理是计算机科学和电子工程学科的重要基础，是理解计算机内部工作原理的关键。掌握微机原理有助于更好地设计、开发和应用计算机系统，提高系统性能和稳定性。微机原理的学习有助于培养学生对计算机科学的兴趣和热爱，激发创新思维。微机原理的重要性微机原理知识应用于计算机硬件设计，如CPU、内存、总线等。计算机硬件设计嵌入式系统计算机体系结构微机原理在嵌入式系统领域应用广泛，如智能家居、工业控制等。通过微机原理的学习，可以深入理解计算机体系结构，优化系统设计和性能。030201微机原理的应用领域掌握微机原理的基本概念和原理。理解计算机系统的组成和工作方式。熟悉常见微处理器和指令集架构。能够运用微机原理知识解决实际问题。01020304本章学习目标02微机系统概述作为微机系统的核心，负责指令执行和数据处理。微处理器用于存储程序和数据，分为 RAM、ROM、Flash Memory等类型。存储器实现微机与外部设备的信息交换。输入输出接口微机系统的基本组成执行算术和逻辑运算。运算器负责取指令、解码和执行指令。控制单元用于暂存数据和地址。寄存器组微处理器的基本结构ROM（只读存储器）：存储固定数据和程序，掉电后数据不丢失。RAM（随机存取存储器）：可读可写，掉电后数据丢失。Flash Memory：可电擦写，非易失性存储器。存储器分类与组成串行接口实现低速数据传输，常用RS232等标准。USB接口通用串行总线接口，用于连接外部设备。并行接口实现高速数据传输。输入输出接口03指令系统 指令格式操作码表示指令的操作类型，如加、减、乘、除等。地址码表示操作数的有效地址，可以是寄存器、内存单元或立即数。修饰符用于修改指令的某些属性，如寻址方式、寄存器选择等。操作数直接包含在指令中，如MOV AX,1000H。立即寻址操作数存储在寄存器中，如MOV AX,BX。寄存器寻址操作数存储在内存单元中，如MOV AX,BX。内存寻址指令的寻址方式指令集用于进行算术运算，如ADD、SUB、MUL、DIV等。用于进行逻辑运算，如AND、OR、XOR等。用于控制程序流程，如JMP、CALL、RET等。用于在寄存器、内存和输入/输出设备之间传输数据，如MOV、PUSH、POP等。算术指令逻辑指令控制指令数据传输指令取指令阶段分析指令阶段执行指令阶段写回结果阶段指令执行时序01020304从内存中读取指令并存放到指令寄存器中。对指令进行译码和分析，确定操作码和操作数。根据分析结果执行相应的操作，如数据传输、算术运算等。将执行结果写回到目标寄存器或内存单元中。04汇编语言程序设计03宏指令语句用于简化汇编程序的编写。01指令语句用于向计算机发出操作命令。02伪指令语句用于指示汇编程序如何处理指令和数据。汇编语言的语句种类程序头包含程序标题、版本信息、编译日期等。程序主体包含程序的主要功能代码。程序尾包含程序结束指令和注释。汇编语言的程序结构自底向上设计法先编写最底层模块的代码，再逐步组合成完整的程序。自顶向下设计法先设计程序的整体结构，再逐步细化每个模块。逐步求精设计法逐步细化程序的细节，直到满足要求为止。汇编语言程序设计方法使用汇编语言编写源代码。编写汇编源程序将源代码转换成目标文件。汇编将目标文件转换成可执行文件。链接执行可执行文件，得到程序的输出结果。运行汇编语言程序的上机过程05微机系统总线总线是连接各个部件的桥梁，使得各个部件之间能够相互通信和协同工作。总线的特点是遵循一定的标准，使得各个部件能够相互匹配和兼容。总线是微机系统中各部件之间进行信息传输的一组共用信号线，包括数据总线、地址总线和控制总线。总线的基本概念可以分为数据总线、地址总线和控制总线。按传输性质分类可以分为单总线、双总线和多总线。按连接部件的数量分类可以分为高速总线、低速总线和介于高速与低速之间的总线。按传输速率分类可以分为并行总线和串行总线。按传输方式分类总线的分类当一个部件需要向另一个部件发送数据时，它通过数据总线将数据发送出去。发送数据接收数据地址确定控制信号当一个部件需要从另一个部件接收数据时，它通过数据总线将数据接收进来。当需要访问某个部件时，通过地址总线来确定要访问的部件的地址。控制总线用于传递各种控制信号，如开始信号、结束信号等。总线的数据传输过程为了确保各个部件之间的兼容性和匹配性，制定了一系列的总线标准，如ISA、PCI、USB等。总线标准总线的性能指标包括传输速率、带宽、传输延迟等，这些指标直接影响到微机系统的性能和效率。总线性能指标总线标准与性能指标06微机系统接口技术接口是微机系统中各部件之间进行信息交换的桥梁，实现主机与外部设备之间的信息传输和控制。接口定义接口内部通常设有数据缓冲区，用于暂存主机发送的数据或从外部设备接收的数据。数据缓冲接口通过地址译码电路识别主机发送的命令，并选择相应的外部设备进行响应。地址译码接口根据主机发送的命令，控制外部设备的状态，如启动、停止、复位等。状态控制接口的基本概念与功能并行接口传输数据时使用多根数据线同时传输，数据传输速率较高，但连接线数量多，适用于近距离传输。串行接口使用一根数据线传输数据，数据传输速率相对较低，但连接线数量少，适用于远距离传输。并行接口与串行接口串行接口并行接口中断控制器中断控制器用于管理微机系统中的中断请求，根据优先级对中断请求进行处理，实现实时控制和多任务处理。DMA控制器DMA控制器负责管理直接内存访问操作，实现高速数据传输，减轻主机负担，提高数据传输效率。中断控制器与DMA控制器显示器接口显示器接口用于连接显示器设备，实现将主机处理结果显示在显示器上的功能。鼠标接口鼠标接口用于连接鼠标设备，实现用户通过鼠标进行光标定位和操作的功能。键盘接口键盘接口用于连接键盘设备，实现用户输入字符和命令的功能。人机交互设备接口07实验与实践环节实验设备微机实验箱、示波器、信号发生器、万用表等。软件环境汇编器、调试器、仿真器等微机软件开发工具。实验设备与软件环境实验一汇编语言程序的编写与调试。实验二微机接口电路的设计与实现。实验三中断处理程序的编写与调试。实验四多任务程序的编写与调试。实验内容与步骤完成一个具有实际应用价值的微机系统设计，包括硬件和软件部分。课程设计要求与步骤设计要求明确系统的功能需求和技术指标。系统需求分析根据需求分析，进行系统总体设计和模块划分。系统设计根据系统设计，进行硬件电路设计和制作。硬件设计根据系统设计，进行软件程序设计、编写和调试。软件设计对整个系统进行测试和调试，确保系统正常运行。系统测试与调试感谢观看THANKS
