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海南大学微机原理课件 第三章 微型计算机的基本工作原理

Cha.3 微机的基本工作原理 §3－1 微机结构的简化形式 (最简单的结构) 一、程序计数器pc： 多位寄存器，存放地址 ∵有16个存储单元，须16个地址号 ∴应有4条地址线(24=16) ∴pc应为4位寄存器， 计数范围为： 0000～1111B(0H～FH) 运行前： pc自动复位至0000－－有CLR控 制端(CLR＝1) 当取出一条指令后： pc＋1 ∴有使pc加1的控制端 Cp(＝1) pc值送ω 所以有使pc值送出 的控制端Ep(＝1) 另：有CLK Cp CLK CLR Ep 二、存储地址寄存器MAR 接收pc值，作为地址送至PROM中 (选中某一存储单元) ∵pc值为4位 ∴MAR也位4位 接收： 有L门(LM)，LM＝1时可接收 输出： 无E门，即不受E门控制，立即送 PROM(输出是双态的) 三、可编程只读存储器PROM P29 Fig3－2 4×4 PROM 特点： 1)每条横线与竖线都有一条由开关K和 二极管串连的电路将他们连接起来 2)拨动开关，可使该数据位置“0”或 “1”(为1的时候写入数据，可编程) 3)PROM具有ROM和RAM的功能 4)16×8PROM： 横线16条(R0～R15) 竖线8条(D0～D7) 地址线4条(A0～A3) 四、指令寄存器IR： 存放来自由pc指出地址的存储单元 内的指令字(8位) ∴有ER(PROM中的数据可输出， ER ＝1) 有LI(IR接收从PROM中输出的数 据， LI ＝1) 同时将指令字的： 控 制 低 4 位 指令字格式： ×××× ×××× 高4位 低4位 (指令字段)(地址字段) ①IR内容由指令代码和地址代码组成 ②各代码占多少位由具体的机器决定 ③地址代码通过ω线送到MAR即送PROM，选中某一存储单元，该单元(内容)可参与操作(读、写) ④实际上： pc给出地址 MAR PROM某一单元 IR 五、控制部件CON 1)每次运行前，CON先发出CLR＝ 1，使有关部件清零(此时，pc＝ 0000，IR＝0000 0000) 2)CON发出CLK，使各部件同步运 行(等待CLK才可动作) 3)CON的控制矩阵根据指令字段(由 IR送来)发出12位的控制字 CON： CPEPLMER LIEILAEA SUEULBLO 六、累加器A： 储存计算机运行期间的中间结果 LA门：接收数据 EA门：输出数据 七、ALU 8位 su＝0 加法 su＝1 减法 有Eu，输出结果 九、输出寄存器O 接收来自A中的结果，将其输出 ∴有LO门，无输出门，有CLK 十、显示器D 十大部件三大部分： 中央处理器cpu[ pc、 IR 、 CON、 ALU 、 A 、B ] 存储器M[ MAR、PROM ] I/O接口[ 输入：手动开关，输出： 显示器] §3－2 指令系统 LDA ADD SUB OUT HLT §3－3 程序设计 步骤： 编程 翻译 存储单元分配 一。eg. (Rq)＋(RA)＋ (RB)＋