微机原理与接口技术第一讲：•本课程概述

微机原理与接口技术第一讲第一讲本课程概述本课程概述 本课程的主要任务 本课程的主要内容及课堂安排 如何学好本课程 对学习者的要求 参考书目本课程概述本课程概述 本课程的主要任务 会用微机是当今人需要具备的一种基本技能，而对理工科学生来说， 还需要有更高的规定，因此在各大学理工科专业中， 几乎无一例外地开设了《微机原理》 课程。 本课程的任务是让学习者能从应用的视角出发，了 解微机的工作原理， 建立微机工作的整体概念， 从理论与实践结合上把握微机接口技术和汇编语言程序设计方法， 并在此基础上培养软、硬件研发的素养。本课程概述本课程概述 本课程的主要内容 微机基本构成和基本工作原理 指令系统 汇编语言程序设计 存储器系统 输入输出接口技术及应用本课程概述本课程概述 教学课时安排表章 节 内 容 学 时 周次 备 注 1 基础知识 4 1 2 微型计算机基础 8086/8088 指令系统 汇编语言程序设计 6 12 6 2、 3 3－6 7－9 同步实验 3 4 5 储存器系统410、 11同步实验6 输入输出跟中断技术 8 11－14 同步实验 7 常用数字接口电路 8 15、 16 实验(与理论同步) 16 7－14 17－20 17 周实验考试 复习、 考试 合 计 48+16= 64本课程概述本课程概述 如何学好本课程 记忆： 在理解的基础上熟记常用指令、 寻址模式、 标志位等重要内容； （方法： 多看并理解各个示意图）上机 上机： 认真上机练习、 完成作业；认真上机练习完成作业 多学好问、 多查资料本课程概述本课程概述 对学习者的要求 课前： 预习； 实验课事先编好上机程序 课中： 认真备课， 即时记忆， 独立完成教学训练或作业 课后： 及时复习， 独立完成课后作业， 撰写实验报告， 预习下次课的内容本课程概述本课程概述 推荐参考书目1、 《8086/8088宏汇编语言程序设计教程》 ， 电子工业出版社， 1992年6月， 王正智编著(注： 该书第二版 2002年3月出版)2、 《IBM-PC汇编语言程序设计（第2版） 》 ,清华大学出版社， 2001年8月， 沈美明 温冬婵 编著出版社， 2001年8月， 沈美明 温冬婵 编著3、 《汇编语言（第2版） 》 , 清华大学出版社， 2008年4月, 王爽 编著4、 《新编16－32位微型计算机原理及应用》 ， 清华大学出版社， 1997年7月， 李继灿李华贵编著第二讲第二讲微型计算机系 统概述微型计算机系 统概述 计算机的分类 微机的组成 微机的工作过程 指令与程序计算机的分类 巨型机 大型机 中型机 小型机 微型机计算机的组成 一台完整的计算机平台由硬件系统和工具系统两个别组成：硬件： 物理实体– 硬件： 物理实体， 看得见， 摸得着看得见摸得着– 软件： 各种程序、 数据及相关资料硬件组成 计算机的通常结构 微机的结构计算机的通常结构————冯诺依曼结构（五大部分）微机系统的软件构成结构框图CPU运算器控制器AB 地址总线DB 数据总线CB 控制总线CB 控制总线I/O设备内存（RAMROM）I/O接口8255、 8250、 82518253、 8259键盘、 打印机显示器、 软磁盘A/D、 D/A等存储器 存储器是保存数据和程序的组件， 在机器中起记忆的作用 存储器是由这些存储单元组成的， 每个单元有一个编号， 称为地址。

数据和指令就存放在各个单元中。看图 每个单元能存放一个 8 位二进制（ 1 个字节）信息（该信息往往用 2 位十六进制数表示） 。每一个存储单元的地址和这个地址中存放的内容是完全不同的两个概念，千万不能混淆。存储器 当应把一个代码存入某一存储单元计算机原理教案下载， 或从某个储存单元取出代码时，控制器首先应给出地址计算机原理教案下载，然后按照存入或取出操作分别发出“写” 或看图“读” 命令。存储器的结构地址寄寄存器地址译译码器指令1指令2数据寄寄存器00H01HABDB看图数据1数据299H9AHFFH图1 存储器结构图存储器读读操作示意图看图存储器写 写操作示意图看图微处理器CPU 结构框图 运算器 控制器控制器看图CPU包含运算器和控制器两大部分， 其构架框图如下：数据寄存器DR指令寄存器IR寄存器累加器A内部数据总线外部数据总线地址寄存器DR指令译码器ID控制逻辑PLA程序计数器PC算术逻辑单元ALU控制信号外部地址总线图2微处理器结构框图运算器 运算器包括算术逻辑单元ALU、 累加器A及寄存器组H等 执行具体运算操作时， 一个操作数由累加器A看图提供， 另一个操作数由解释器或存储器提供，两者送到算逻单元ALU进行要求的运算， 运算的结果通常存放在累加器中， 以便以后连续运算。

控制器 控制器包括程序计数器PC、 指令寄存器IR、 指令译码器ID和控制逻辑等。– 指令寄存器(Instruction Register)： 寄存从存(看图g)储器取来的指令– 指令译码器(Instruction Decorder)： 用来对指令进行预测控制器– 控制逻辑组件(Programable Logic Array)：根据对指令的译码分析， 发出相应的一系列的节拍脉冲和电位（控制信号） ， 去完成该看图指令的所有操作。– 程序计数器(Program Counter)： 用来放置应执行的指令的地址。输入/输出接口电路 输入/输出设备（即内部设备） 是借助接口电路与微处理器相连的 由于输入/输出设备的复杂性和多样性， 需要借助接口电路来进行防护、 变换、 缓冲或锁过接电路来进行隔离看图变换缓冲或锁存， 才能与微处理器相连。 不少接口电路未制成各种通用或专用的接口芯片， 并已系列化与标准化， 有的未作为主板的一部分。总 线 系统总线有三种： 地址总线、 数据总线和控制总线。 总线是“串行发送， 并行接收” 的一串公共信息流通线。看图 采用总线结构的特点是：– 可以降低机器中信息传送线的根数， 从而减少机器的可靠性– 可以便捷地对存储器芯片及I/O接口芯片进行扩充。

总 线 地址总线AB– 输出将会访问的内存单元或I/O端口的地址– 地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围 数据总线DB– CPU读操作时， 外部数据通过数据总线送往CPUCPU读操作时， 外部数据通过数据总线送往CPU – CPU写操作时， CPU数据通过数据总线送往内部– 数据线的多少决定了一次就能传送数据的位数 控制总线CB– 协调平台中各组件的操作， 有输出控制、 输入状态等信号– 控制总线决定了平台总线的特征， 例如功能、 适应性等看图总线示意图总总线线看图ABC图3 “串行发送， 并行接收”DFEG微机的基本工作原理及过程 观看示意图看图指令和程序基础知识 自动推导的计算机 指令和指令系统 程序与源程序 操作码与操作数 机器语言与汇编语言自动推导的计算机 我们了解， 计算机于是可摆脱人的直接干预，自动地进行计算， 这是鉴于人把推动这个计算的一步步操作用命令的方式 —— 即一条条指令（Instruction） 预先输入至存储器中， 在执行时， 机器把这种指令一条条地取下来， 加以翻译跟执行。 (冯诺依曼“程序传输科技” )指令跟指令系统 我们把规定计算机执行的各类操作用命令的方式写出来， 这就是指令指令。

一个计算机可执行什么样的操作， 能做多少种操作， 是由设计计算机时所要求的指令系统决定的。 一条指令对应机时所要求的指令系统决定的。条指令对应着一种基本操作。 计算机所能执行的全部指令，就是计算机的指令系统指令系统（Instruction Set） 。 指令系统是计算机所固有的。程序与源程序 在使用计算机时， 必须把应解决的难题（按照相应的逻辑） 编成一条条（有序的） 指令。 这些能使计算机进行操作（并解决一定疑问） 的指令的集合就称为程序指令的集合就称为程序程序程序。 用户为解决自己的问用户为解决自己的难题所编写的程序， 称为源程序源程序（ （Source Program） 。操作码与操作数 指令一般分成操作码（Opcode， 即Operation Code） 和操作数（Operand） 两大部分。– 操作码： 表示计算机执行哪个操作；– 操作数： 表示参与操作的数的本来或指明参加操作的数所在的地址。机器语言 在计算机演进的早期， 程序员只能用指令的机器码直接编制源程序， 这就是机器语言。 但是机器码是由一连串的 0 和 1 组成的， 没有明显的特点， 不好记忆， 不易理解， 易出错。

所以， 编程序作为一种十分困难和非常繁杂的工作。汇编语言 后来， 人们用一些助记符（Memonic） ， 通常是用指令的中文词汇或简写来取代操作码。 其中操作码用助记符助记符代替， 有时操作数也可以用一些符号（Symbol） 来表示。 这就是汇编语言。 这样， 每条指令有显著的特点， 易于理解跟记忆， 也不易出错。小结 计算机的分类 微机的组成– 计算机的通常结构– 微机系统的软件构成结构 存储器 CPU 输入/输出接口电路 输入/输出接口电路 微机的工作过程 指令与程序– 指令和指令系统– 操作码与操作数– 机器语言– 汇编语言 总 线教案下载 本学期教案可在BB系统《微机原理与接口技术》 网络课程中查看或下载 网址： bb.hainnu.edu.cn账号：账号： 学号学号初始密码：初始密码： 123456123456( (请立即转入并设置密码请立即转入并设置密码) )( (原来已有账号的同学密码不变原来已有账号的同学密码不变) )