微型计算机的基础知识.ppt
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1、微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用朱定华朱定华 清华大学出版社清华大学出版社参考书目:参考书目:1.微型计算机原理,姚燕南,电子科技大学出版社微型计算机原理,姚燕南,电子科技大学出版社2.微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用,邹逢兴邹逢兴,国防科技大学出版社国防科技大学出版社3.微型计算机接口技术及应用微型计算机接口技术及应用,刘乐善刘乐善,华中科技大学出版华中科技大学出版社社微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第
2、第第第一一一一章章章章绪绪 论论课程简介:课程简介:微机计算机原理及应用这门课主要涉微机计算机原理及应用这门课主要涉及及Intel系列微处理器的程序设计以及接口系列微处理器的程序设计以及接口技术,是进一步学习和掌握基于技术,是进一步学习和掌握基于Intel系列系列微处理器的电子、通信和控制系统的程序微处理器的电子、通信和控制系统的程序设计和接口技术以及芯片开发的入门课程。设计和接口技术以及芯片开发的入门课程。微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章主要内容主要内容汇编语言汇编语言:80X86宏汇编语言的程序设计宏汇编语
3、言的程序设计方法及应用。方法及应用。微机原理微机原理:微处理器结构,存储器原理,:微处理器结构,存储器原理,中断系统在微机系统中的实现等等。中断系统在微机系统中的实现等等。接口技术接口技术:基本的:基本的I/O接口芯片(接口芯片(8253,8255A,8251A,8237A等),常用总线及接等),常用总线及接口(口(ISA,EISA,VESA,PCI,USB,AGP)。微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章教学目标教学目标通过本课程的学习,使大家掌握在通过本课程的学习,使大家掌握在Intel系列微处理器环境下工作和解
4、决问题的系列微处理器环境下工作和解决问题的能力。同时具备一定的新型接口芯片的能力。同时具备一定的新型接口芯片的设计和开发能力。设计和开发能力。微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章Tips 作为一门工程技术课程,我们希望能够作为一门工程技术课程,我们希望能够用用“工程工程”的态度和思维来学习。的态度和思维来学习。直觉直觉 想象想象 Go for it and Enjoy it!微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章第一章第一章微型计算机的基
5、础知识微型计算机的基础知识微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章1.1 1.1 计算机中的数和编码计算机中的数和编码1.2 1.2 逻辑单元和逻辑部件逻辑单元和逻辑部件1.3 1.3 微型计算机的结构和工作原理微型计算机的结构和工作原理1.4 8086/80881.4 8086/8088微处理机微处理机1.5 8086/80881.5 8086/8088存储器结构和堆栈存储器结构和堆栈1.6 80 x861.6 80 x86系列微处理器系列微处理器微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口
6、口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章1.1 1.1 计算机中的数和编码计算机中的数和编码1.1.1 计算机中的数制计算机中的数制1.1.2 符号数的表示法符号数的表示法1.1.3 二进制数的加减运算二进制数的加减运算1.1.4 二进制数的逻辑运算和逻辑电路二进制数的逻辑运算和逻辑电路1.1.5 二进制编码二进制编码1.1.6 BCD数的加减运算数的加减运算微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章一、十进制数一、十进制数一、十进制数一、十进制数两个基本特点:1.有十个不同的数字符号:有十个不同的数字符号:0,1
7、,2,9。2.逢十进位。逢十进位。计算机中的数制微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章进位计数制的两个重要概念:1.基数:基数:使用数字符号的个数。2.权:权:固定位置上表示的值。一般地,任意一个十进制数A可表示为:(Ai=09)十进制数的基数为10,第i 位的权为10i。微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章二、二进制数二、二进制数二、二进制数二、二进制数两个基本特点:1.有两个不同的数码:有两个不同的数码:0,1。2.逢二进位。逢二进位
8、。微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章同样地,一个二进制B可表示为:(Bi=0,1)二进制数的基数为2,第i 位的权为2i。微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章三、八进制数三、八进制数三、八进制数三、八进制数两个基本特点:1.有有8个不同的数字符号个不同的数字符号0,1,2,7。2.逢八进位。逢八进位。基数为8,第i位的权为8i。微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一
9、章章章章四、十六进制数四、十六进制数四、十六进制数四、十六进制数两个基本特点:1.有十六个不同的数字符号:有十六个不同的数字符号:0,1,2,9,A,B,C,D,E,F。2.逢十六进位。逢十六进位。微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章任意一个十六进制数D 可表示为基数为16,第i位权为16i。微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章 十进制数、二进制数、十六进制数之间的关系如表所示十进制二进制十六进制01234567801234567800
10、0000010010001101000101011001111000十进制二进制十六进制9101112131415169ABCDEF10100110101011110011011110111110000微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章五、计算机采用二进制数的原因五、计算机采用二进制数的原因五、计算机采用二进制数的原因五、计算机采用二进制数的原因1.物理上容易实现。物理上容易实现。2.运算规则简单。运算规则简单。3.可以用逻辑代数作为设计工具。可以用逻辑代数作为设计工具。微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇
11、编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章数制之间的转换一、二进制数一、二进制数一、二进制数一、二进制数 十进制数十进制数十进制数十进制数方法:按权展开相加法。方法:按权展开相加法。微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章53221510722613631222222011101011K0K1K2 Kn-1(215)10=(11010111)2方法:除方法:除2取余法。取余法。二、十进制数二、十进制数二、十进制数二、十进制数 二进制数二进制数二进制数二进制数1.整数转换整数转换微微微微机
12、机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章3727518942122222201101001(75)10=(1001011)2微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章0.6875 21.37500.375 20.750 21.500.50 21.0整数部分 1=K 1整数部分 0=K 2整数部分 1=K 3整数部分 1=K 4(0.6875)10=(0.1011)2方法:乘方法:乘2取整法。取整法。2.小数转换小数转换微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇
13、汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章三、二进制三、二进制三、二进制三、二进制 十六进制数十六进制数十六进制数十六进制数1.十六进制数十六进制数 二进制数二进制数 一位十六进制数可以用四位二进制数表示。(3AB)16=3ABH=(0011 1010 1011)2=(1110101011)2(0.7A53)16=0.7A53H=(0.0111 1010 0101 0011)2微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章2.二进制数二进制数 十六进制数十六进制数 每四位二进制数用一位十六
14、进制数表示。(1 1011 1110 0011.1001 0111 1)2=(1BE3.978)16微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章四、二进制四、二进制四、二进制四、二进制 八进制数八进制数八进制数八进制数(67.521)8=(110111.101010001)2(11 111 101.010 01)2=(375.22)8微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章用一个8位二进制数表示一个有符号数:D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1
15、 D0符号位数字位D7=0正数1负数机器数真值01011011B=+9111011011B=911.1.2 符号数的表示法一、机器数和真值一、机器数和真值l连同符号位一起数值化了的数,称为连同符号位一起数值化了的数,称为机器数机器数。l机器数所表示的真实的数值,称为机器数所表示的真实的数值,称为真值真值。微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章1.原码原码D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0符号位数的大小0正数1负数+105原=01101001B105原=11101001B二、带符号数的三种表示方法二、带符号
16、数的三种表示方法(原码、反码和补码原码、反码和补码)微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章原码的特点:(1)数值部分即为带符号数的二进制数数值部分即为带符号数的二进制数(2)“0”有有+0 和和 0之分之分(+0)原=0 0000000B(0)原=1 000 0000B(3)8位二进制原码表示数的范围位二进制原码表示数的范围1111,1111B 0111 1111B即 127 +127即:数即:数0的原码不唯一。的原码不唯一。微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术
17、第第第第一一一一章章章章2.反码反码+4原=+4反=0 000 0100B4原=1 000 0100B正数的反码与其原码相同。负数的反码:符号位不变,数字位按位取反。4反=1 111 1011B+127原=+127反=0111 1111B127原=1 111 1111B127反=1 000 0000B微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章反码的特点:反码的特点:(1)八位二进制反码D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 的真值:D7=0,真值为+(D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0)反=0111,111
18、1B =+127反=1000,0000B =127例:D7=1,真值为(D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0)微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章(2)“0”有0 和0之分+0反=0000 0000B,0反=1111 1111B(3)8位二进制反码表示数的范围1000 0000B 0111 1111B即 127 +127即:数即:数0的反码也不是唯一的。的反码也不是唯一的。微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章3.补码补码+4原=+4
19、补=0 000 0100B4原=1000 0100B正数的补码与其原码相同。负数的补码:符号位不变,数字位取反最低位加1,也即反码+1。4反=1111 1011B127原=1111 1111B127反=1000 0000B4补=1111 1100B127补=1000 0001B微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章补码的特点:补码的特点:(1)八位二进制补码D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 的真值:D7=0,真值为+(D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0)D7=1,真值为补=0111 1111B =
20、+127补=1000 0001B =(111 1110+1)=127例:微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章(3)8位二进制补码表示数的范围:1000 0000B 0111 1111B即 128 +127+0补=+0原=00000000-0补=-0反+1=11111111+1 =1 00000000 对8位字长,进位被舍掉(2)+0补=-0补=00000000B微微微微机机机机原原原原理理理理、汇汇汇汇编编编编与与与与接接接接口口口口技技技技术术术术 第第第第一一一一章章章章特殊数特殊数10000000该数在原码中
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