微机原理第三章.pptxVIP

微机原理第三章第一页，共六十一页，2022年，8月28日 微处理器是组成微型计算机系统的核心部件，Intel8086微处理器的基本结构和原理体现了一般微处理器的特点，故作为代表来进行讲述。前言第二页，共六十一页，2022年，8月28日 算术逻辑运算单元ALU－运算器的核心，几乎所有的算术、逻辑运算和移位操作都由它来完成工作寄存器－暂存用于寻址和计算过程的信息微处理器的内部结构一般结构第三页，共六十一页，2022年，8月28日 控制器－它是CPU的指挥机构，完成指令的读入、寄存、译码和执行I/O控制逻辑－包括CPU中与输入/输出操作有关的逻辑，其作用是处理输入/输出操作微处理器的内部结构一般结构第四页，共六十一页，2022年，8月28日 算术逻辑运算单元ALU－运算器的核心，几乎所有的算术、逻辑运算和移位操作都由它来完成工作寄存器－暂存用于寻址和计算过程的信息微处理器的内部结构一般结构第五页，共六十一页，2022年，8月28日 典型CPU内部结构图程序计数器(PC)指令寄存器(IR)指令译码器(ID)控制逻辑部件堆栈指示器(SP)处理机状态字(PSW)I/O控制逻辑…数据寄存器…工作寄存器地址寄存器ALU第六页，共六十一页，2022年，8月28日 典型CPU内部结构图程序计数器(PC)指令寄存器(IR)指令译码器(ID)控制逻辑部件堆栈指示器(SP)处理机状态字(PSW)I/O控制逻辑…数据寄存器…工作寄存器地址寄存器ALU用于保存下一条要执行的指令的地址第七页，共六十一页，2022年，8月28日 典型CPU内部结构图程序计数器(PC)指令寄存器(IR)指令译码器(ID)控制逻辑部件堆栈指示器(SP)处理机状态字(PSW)I/O控制逻辑…数据寄存器…工作寄存器地址寄存器ALU保存从存储器中读入的当前要执行的指令第八页，共六十一页，2022年，8月28日 典型CPU内部结构图程序计数器(PC)指令寄存器(IR)指令译码器(ID)控制逻辑部件堆栈指示器(SP)…数据寄存器…工作寄存器地址寄存器处理机状态字(PSW)ALUI/O控制逻辑对IR中保存的指令进行译码分析第九页，共六十一页，2022年，8月28日 典型CPU内部结构图程序计数器(PC)指令寄存器(IR)指令译码器(ID)控制逻辑部件堆栈指示器(SP)…数据寄存器…工作寄存器地址寄存器处理机状态字(PSW)ALUI/O控制逻辑用于存放栈顶指针第十页，共六十一页，2022年，8月28日 典型CPU内部结构图程序计数器(PC)指令寄存器(IR)指令译码器(ID)控制逻辑部件堆栈指示器(SP)…数据寄存器…工作寄存器地址寄存器处理机状态字(PSW)ALUI/O控制逻辑用于暂存处理器当前的状态第十一页，共六十一页，2022年，8月28日 CPU的内部采用单总线，即内部所有单元电路都挂在内部总线上，分时使用总线。该组总线作为信息在 CPU内部流通的唯一途径。CPU总线结构单总线结构ALU工作寄存器组控制器I/O控制逻辑单总线结构第十二页，共六十一页，2022年，8月28日 微处理器的外部就是数量有限的输入输出引脚，即微处理器级总线。微处理器通过微处理器级总线沟通与外部部件和设备之间的联系。微处理器的外部结构第十三页，共六十一页，2022年，8月28日 和存储器之间交换信息和I/O设备之间交换信息为了系统工作而接收和输出必要的信号微处理器级总线的功能微处理器的外部结构第十四页，共六十一页，2022年，8月28日 数据总线(Data Bus)－传送信息(指令或数据)地址总线(Address Bus)－指示欲传信息的来源或目的地址控制总线(Control Bus)－管理总线上的活动微处理器级总线的分类微处理器的外部结构第十五页，共六十一页，2022年，8月28日 微处理器数据总线的条数决定CPU和存储器或I/O设 备一次能交换数据的位数，是区分微处理器是多少位的依据。如8086CPU是16位微处理器，Z80CPU是8位微处理器。数据总线微处理器的外部结构第十六页，共六十一页，2022年，8月28日 存储器的基本存储单元为字节，每个字节都有唯一的二进制地址码相对应。地址总线的条数即为二进制地址码的位数，它可能表示的不同地址的集合称为地址空间。地址码的位数决定了地址空间的大小。比如 8086CPU的地址码共有20位，则地址空间的大小为220，即1MB个字节，地址空间为0~220-1。地址总线微处理器的外部结构第十七页，共六十一页，2022年，8月28日 I/O接口是保证数据、控制与状态信息在CPU和I/O设备之间正常传送的电路I/O接口和CPU之间的通信是利用称为I/O端口的寄存器来完成的一个I/O接口可能包括若干个I/O端口每个I/O端口都有唯一的I/O地址相对应I/O接口微处理器的外部结构第