单片机第一章补充201108.pptVIP

计算机基础知识 补充内容 HIT Weihai MicroelectronicsCentre 1 1 与门 或门 非门 A B Y Y A A B Y Y A B Y A B 基本逻辑门 二进制加法的实现 1 1 1 A B Y Y A B Y 1 A 1 与非门 或非门 A B Y 或非门 A B Y 或非门 缓冲器 其它逻辑门 二进制加法 0110A 0111B 1 1 C 1101S 0 A A3A2A1A0 B B3B2B1B0 S S3S2S1S0 S0 A0 B0 进位C1S1 A1 B1 C1 进位C2S2 A2 B2 C2 进位C3S3 A3 B3 C3 进位C4 A B C4S3S2S1S0 C1 1 A0 B0 S0 HA A0 B0 半加器 HalfAdder C1 S0 原理电路 符号 全加器 FullAdder Ci 1 A0 B0 S0 C1 Ci 1 1 FA Ai Bi Ci 1 Si 原理电路 符号 HA FA C1 0 A1 1 B1 1 A0 0 B0 1 FA C2 1 A2 0 B2 0 FA C3 0 A3 1 B3 1 C4 1 1010A 1011B 10101S S0 1 S1 0 S2 1 S3 0 A 1010 10DB 1011 11DS A B C4S3S2S1S0 10101 算数逻辑单元ALU实现二进制算数运算和逻辑运算 A B S ALU Control 进位 R S R S RS触发器在CP操作下 根据输入R S的不同 凡是具有置0 置1和保持功能的的电路 都叫RS型触发器 R S CP R S 1 R S D CLK D触发器在CP操作下 根据输入信号D的不同 凡是具有置0 置1的电路 都称为D型触发器 D CP D R S J CLK R C K JK触发器在CP操作下 根据输入J K的不同 凡是具有置0 置1 翻转 保持功能的的电路 都称为JK型触发器 K J S CLR PR JK触发器的真值表 JK触发器的符号 D0 Q0 X0 Y0 D1 Q1 X1 Y1 D2 Q2 X2 Y2 D3 Q3 X3 Y3 CLK CLR 缓冲寄存器 Xi为输入 Yi为输出 累加器A D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 CLK 移位寄存器 Din 左移 设 移位寄存器的初始状态为 Q Q3Q2Q1Q0 0000 Din 1 初始状态 Q 0000 D 0001 第1个脉冲前沿到来 Q 0001 D 0011 第2个脉冲前沿到来 Q 0001 D 0011 第3个脉冲前沿到来 Q 0001 D 0011 第4个脉冲前沿到来 Q 0001 D 0011 K1 J1 K0 J0 K2 J2 计数器 CLK CLR 1 2 3 4 Q0 CLK CLR Q1 Q2 D1 D0 D2 CLK CLR 1 2 3 4 环形计数器 D3 Q0 CLK CLR Q1 Q2 Q3 计算机的基本结构 CPU 存储器及I O接口 控制总线 模型计算机 具备计算机的基本结构 但功能简单 只能做简单的加法 只有16个8位RAM 1 算术逻辑部件ALU它只是一个二进制补码加法器 减法器 2 累加器A用以储存计算机运行期间的中间结果 3 寄存器B将要与A相加减的数据暂存于此寄存器 4 程序计数器PC计数范围由0000 1111 0 F 每次运行之前 先复位至0000 当取出一条指令后 PC应加1 5 指令寄存器IRIR从PROM接收指令字 当LI 1 ER 1 同时将指令字分送到控制部件CON和W总线上去 指令字是8位的 MSBLSB 6 控制部件CON 1 每次运行前 CON先发出CLR 1 使有关的部件清0 2 CON能发出同步脉冲CLK到各个部件去 使它们同步运行 3 在CON中有控制矩阵CM 能根据IR送来的指令发出12位的控制字 CON CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO7 输出寄存器O计算机运行结束时 累加器A中存有答案 如要输出此答案 就得送入O 此时EA 1 LO 1 则O A 8 存储器地址寄存器MAR接收来自PC的二进制程序号 作为地址码送至PROM去 9 存储器 地址译码器 4 8 0 1 2 3 4 控制其 控制信号 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 总体来说 模型机可以如下划分中央处理器CPU 包括PC IR CON ALU A及B 记忆装置M MAR及PROM 输入 输出I O接口 包括O及D 模型机的指令系统及程序设计 指令系统就是用来编制计算程序的一个指令集合 这台微型机有5条指令 即其控制部件能完成一系列例行程序以执行5种命令 LDA 将数据装入累加器A ADD 进行加法运算 SUB 进行减法运算 OUT 输出结果 HLT 停机 halt 这5条指令在一起就称为这台计算机的指令系统 助记符操作数注释LDAR9 把R9中的数据存入AADDRA 把RA中的数据与A的相加ADDRB 把RB中的数据与A的相加OUT 输出A中的数据 即结果HLT 停机 模型机的指令系统及程序设计 模型机的执行过程 节拍的产生 地址节拍在T0 1时 将PC的内容送入MAR 用于选择RAM指定的单元 应有 EP 1 PC准备放出数据LM 1 MAR准备接受数据控制字CON CPEPLMERLIEILAEAEULBIO01100000000 CP CLK CLR EP LI CLK CLR EI PC IR CON MAR 16 8PROM O D B ALU A CLK LA EA SU EU LB CLK CLK CLR CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO LO CLK ER CLK LM 4 4 4 4 4 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 12 0000 存储节拍在T1 1时 将RAM中 由PC送来的地址码指定的单元中的内容送到指令寄存器IR中 同时IR立即将其高4位送至控制部件 ER 1 RAM准备放出数据LI 1 IR准备接受数据控制字CON 00011000000 增量节拍在T2 1时 应使PC加1 准备取下一条指令 应有CP 1 即命令PC计数 控制字CON 10000000000 译码在T3 1时 IR已将从RAM中取来的指令码的高4位位送至控制部件进行分析 译码 控制部件分析后发出命令 EI 1 将IR的低4位送至W总线 LM 1 MAR接受此低4位作为地址 并立即送至RAM 控制字CON 00100100000 执行在T4 1时 应将从RAM数据区中选定的单元 如 R91001 的内容送累加器A ER 1 RAM准备放出数据L