微机原理第1章微型计算机概述

1、微型计算机技术微型计算机技术微机原理与接口技术微机原理与接口技术余华芳余华芳 主讲主讲 授课学时：授课学时：45+1845+18学时学时 医药信息工程学院医药信息工程学院微型计算机技术微型计算机技术u姓姓 名：余华芳名：余华芳u单单 位：医药信息工程学院位：医药信息工程学院u办公室：办公室：C245u大学城短号及长号：大学城短号及长号：666555Q Q : 460395918u个人博客个人博客: http:/ 建立微型计算机系统的整体概念，培养建立微型计算机系统的整体概念，培养微机应用系统软硬件开发的综合能力。微机应用系统软硬件开发的综合能力。微型计算机的基本结构与

2、工作原理微型计算机的基本结构与工作原理汇编语言程序设计汇编语言程序设计微型计算机接口技术微型计算机接口技术 微型计算机技术微型计算机技术参考书参考书l 戴梅萼，史嘉权，微型计算机技术及应用（第戴梅萼，史嘉权，微型计算机技术及应用（第4版）版）清华大学出版社清华大学出版社l Barry B.Brey（美），金惠华等译，（美），金惠华等译，Intel微处理器微处理器（原书第（原书第7版）版） ，机械工业出版社，机械工业出版社 l 李继灿，微型计算机技术及应用，清华大学出版社李继灿，微型计算机技术及应用，清华大学出版社微型计算机技术微型计算机技术教学内容及时间安排教学内容及时间安排第第1章章 微型计

3、算机概述微型计算机概述(第第1周周)第第2章章 16位和位和32位微处理器位微处理器(第第2-3周周)第第3章章 Pentium的指令系统（复习和自学）的指令系统（复习和自学） (第第4-9周周)第第4章章 微型计算机存储器系统微型计算机存储器系统(第第10-11周周)第第5章章 微机与外设的数据传输微机与外设的数据传输(第第12周周)第第6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术(第第13-14周周)第第7 7章章 中断及中断控制器中断及中断控制器(第第15周周)第第8 8章章 计数器计数器/ /定时器定时器(第第16-17周周)第第9 9章章 微机中的常用总线及复习微机中的常用总线及

4、复习(第第18周周)微型计算机技术微型计算机技术第第 1 章章 微型计算机概述及预备知识微型计算机概述及预备知识1.1 1.1 微型计算机的特点和发展微型计算机的特点和发展1.2 1.2 微型计算机的分类微型计算机的分类1.3 1.3 微型计算机系统的三个层次微型计算机系统的三个层次1.4 1.4 微型计算机的应用微型计算机的应用微型计算机技术微型计算机技术1.1 1.1 微型计算机的特点和发展微型计算机的特点和发展1.1.1 微型计算机的特点微型计算机的特点体积小、重量轻体积小、重量轻价格低廉价格低廉可靠性高、结构灵活可靠性高、结构灵活应用面广应用面广微型计算机技术微型计算机技术1.1.2

5、1.1.2 微型计算机的发展微型计算机的发展1.1.微处理器的发展微处理器的发展（1 1）INTELINTEL微处理器的发展（见表）微处理器的发展（见表）Pentium 4Pentium 4的主要技术特性的主要技术特性于于20002000年年6 6月面世，第一代主频为月面世，第一代主频为1.4GHz1.4GHz2GHz,2GHz,第二代主第二代主频为频为1.6GHz1.6GHz3.06GHz, 3.06GHz, 目前超过目前超过3GHz3GHz采用超线程技术采用超线程技术3 3条超标量流水线，条超标量流水线，2020级流水线深度级流水线深度高效的乱序执行功能高效的乱序执行功能新型片上跟踪缓存，

6、能存储新型片上跟踪缓存，能存储x86x86指令解码后的微操作指令指令解码后的微操作指令采用采用6464位位4 4倍数据速率（倍数据速率（QDRQDR）前端总线）前端总线FSBFSB，外频，外频X4X4倍频倍频方式实现方式实现CPUCPU和内存的配合。和内存的配合。SSE2SSE2指令扩展，处理指令扩展，处理128128位位SIMDSIMD的整数和双精度浮点的整数和双精度浮点微型计算机技术微型计算机技术Intel台式机微处理器的发展年表台式机微处理器的发展年表代代发表发表年份年份字长字长(bits)(bits)型号型号线宽线宽( ( m)m)晶体管数晶体管数( (万个万个) )时钟频率时钟频率(

7、MHz)(MHz)速度速度(MIPS)(MIPS)一一19711971197219724 48 84004/40404004/40408008800850500.3110.050.05二二197419748 88080808020200.50.52-42-40.50.5三三197819781982198216168086/80888086/808880286802862-32-32.92.913.413.44.77-104.77-108-168-161300300七七20022002？6464ItaniumItanium0.130.13CPU:2.5KCPU:2.5KCach

8、e:30KCache:30K800(20800(20条指令条指令/ /时钟周期时钟周期) )30003000微型计算机技术微型计算机技术（2 2）从单处理器向多处理器发展）从单处理器向多处理器发展Pentium IIPentium II片内内集成了二级片内内集成了二级CacheCache。英特尔英特尔 酷睿酷睿 2 2 双核处理器包含双核处理器包含 2.91 2.91 亿亿个晶体管。个晶体管。（3 3）指令系统由复杂指令系统向精简指令系统发展）指令系统由复杂指令系统向精简指令系统发展复杂指令系统（复杂指令系统（CISCCISC）精简指令系统（精简指令系统（RISCRISC） MIPS R200

9、0/R3000MIPS R2000/R3000 Motorola 88000Motorola 88000 INTEL 80860INTEL 80860 Intel486Intel486以上计算机支持精简指令以上计算机支持精简指令（4 4）嵌入式处理器（单片机）应用前景广阔）嵌入式处理器（单片机）应用前景广阔 主要应用在工业系统或家用电器等专用场合。主要应用在工业系统或家用电器等专用场合。 INTEL MSC-48,51,96INTEL MSC-48,51,96单片机单片机 Rabbit2000Rabbit2000 ARMARM嵌入式处理器嵌入式处理器 DSPDSP数字信号处理器数字信号处理器微

10、型计算机技术微型计算机技术2. 2. 微型计算机系统的发展微型计算机系统的发展台式机台式机（1 1）多种形式）多种形式工作站工作站笔记本笔记本台式机台式机平板电脑 掌上掌上电脑电脑掌上电脑掌上电脑笔记本笔记本工作站工作站平板电脑平板电脑微型计算机技术微型计算机技术（2 2）开放的硬件结构）开放的硬件结构ISAISA，VESAVESA，PCIPCI，AGPAGP，USBUSB等总线连接等总线连接DIYDIY装机：主板，装机：主板，CPUCPU，芯片组，内存，芯片组，内存，硬盘，光驱，显示卡，显示器，机箱，硬盘，光驱，显示卡，显示器，机箱，键盘，鼠标，声卡，音箱等。键盘，鼠标，声卡，音箱等。微型计

11、算机技术微型计算机技术（3 3）丰富的软件支持）丰富的软件支持操作系统：操作系统：Windows 9x/2000/XPWindows 9x/2000/XP，OS/2OS/2，UnixUnix，LinuxLinux开发语言：开发语言： ASMASM，C C，C+C+，VBVB，VC+VC+，DelphiDelphi，JAVAJAVA应用软件：应用软件：OfficeOffice，金山词霸，财务软件，金山词霸，财务软件，CAD/CAMCAD/CAM计算机网络：广域网，局域网计算机网络：广域网，局域网(LAN)(LAN)，无线，无线局域网局域网(WLAN)(WLAN)，蓝牙，蓝牙(Bluetooth)

12、(Bluetooth)，InternetInternet多媒体技术：媒体播放器，多媒体技术：媒体播放器，RealoneRealone微型计算机技术微型计算机技术1.3 1.3 微型计算机系统的三个层次微型计算机系统的三个层次l微处理器微处理器Microprocessorl微型计算机微型计算机Microcomputerl微型计算机系统微型计算机系统Microcomputer System微型计算机系统外围设备系统软件微型计算机系统总线输入/输出接口存储器（ROM、RAM）算术逻辑部件累加器、寄存器控制部件内部总线微型计算机技术微型计算机技术微型计算机系统的层次结构微型计算机系统的层次结构微处理器

13、微处理器存储器存储器I/OI/O接口接口总线总线 硬件系统硬件系统软件系统软件系统微微 型型计算机计算机系系 统统微微 型型计算机计算机外外 设设运算器运算器控制器控制器寄存器寄存器键盘、鼠标键盘、鼠标显示器显示器软驱、硬盘、光驱软驱、硬盘、光驱 打印机、扫描仪打印机、扫描仪系统软件系统软件应用软件应用软件微型计算机技术微型计算机技术微型计算机技术微型计算机技术1.3.1 1.3.1 微处理器微处理器1. CPU （Central Processing Unit）主要由控制器和运算器组成，是计算机的核心。主要由控制器和运算器组成，是计算机的核心。微处理器微处理器（Microprocessor）

14、，即微型计算机），即微型计算机中的中的CPU，将，将运算器和运算器和控制器等部件集成在一控制器等部件集成在一个芯片上，是微型计算机的核心。个芯片上，是微型计算机的核心。 微处理器主要包括：运算器、控制器和寄存微处理器主要包括：运算器、控制器和寄存器。器。 实现运算功能和控制功能实现运算功能和控制功能微型计算机技术微型计算机技术2.CPU2.CPU一般应具备的功能一般应具备的功能可以进行算术运算和逻辑运算；可以进行算术运算和逻辑运算；可以保存少量数据；可以保存少量数据；能对指令进行译码并执行规定的动作；能对指令进行译码并执行规定的动作；能和存储器、外设交换数据；能和存储器、外设交换数据；提供整个

15、系统所需要的定时和控制；提供整个系统所需要的定时和控制；可以响应其他部件发来的中断和可以响应其他部件发来的中断和DMADMA请求。请求。微型计算机技术微型计算机技术3. CPU3. CPU的组成的组成算术逻辑部件（算术逻辑部件（ALUALU）累加器和通用寄存器累加器和通用寄存器程序计数器（指令指针）程序计数器（指令指针）指令寄存器和译码器指令寄存器和译码器时序和控制部件时序和控制部件移位寄存器移位寄存器标志寄存器等标志寄存器等微型计算机技术微型计算机技术微型计算机技术微型计算机技术2. 2. 微机系统典型硬件结构微机系统典型硬件结构ROMRAMI/O接口接口外设外设控制总线控制总线CB地址总线

16、地址总线AB数据总线数据总线DBCPU总总线线控控制制逻逻辑辑CPU部分部分微型计算机技术微型计算机技术3.IBM-PC3.IBM-PC硬件结构框图（系统板部件框图）硬件结构框图（系统板部件框图）总线控制逻辑8237 DMA控制器RAMROM8087协处理器8284A时钟发生器8088微处理器8259A中断控制器8253/4计数器/定时器8255A 并行接口系统配置开关扬声器接口键盘接口62芯总线键盘8288总线控制器地址锁存器数据收发器微型计算机技术微型计算机技术1.4 1.4 微型计算机的应用微型计算机的应用l科学计算科学计算l信息处理和事务管理信息处理和事务管理l过程控制过程控制l仪器、

17、仪表控制仪器、仪表控制l家用电器和民用产品家用电器和民用产品微型计算机技术微型计算机技术作业作业 查资料，写一篇关于查资料，写一篇关于“计算机发计算机发展简史展简史”或或“电子产品发展简史电子产品发展简史”的的论文，要求图文并茂，文字不需太多，论文，要求图文并茂，文字不需太多，但是图片却需要恰当，要能反映最新但是图片却需要恰当，要能反映最新产品或未来产品。产品或未来产品。微型计算机技术微型计算机技术预备知识（必须掌握）预备知识（必须掌握）l字节、字字节、字l二进制数的运算二进制数的运算l微型机中常用的编码微型机中常用的编码微型计算机技术微型计算机技术微型计算机技术微型计算机技术 1.1 数的表

18、示方法及数制间的转换数的表示方法及数制间的转换1.1.1 微型计算机中的常用数制微型计算机中的常用数制 微型计算机中常用的数制有三微型计算机中常用的数制有三种，即种，即十进制数十进制数、二进制数二进制数和和十六进十六进制数制数。 微型计算机技术微型计算机技术 1十进制数十进制数 十进制数是我们最熟悉的一种进位计数制，十进制数是我们最熟悉的一种进位计数制， 其主要特点是：其主要特点是： (1)(1) 它由它由0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9不不同的基本数码符号构成，基数为同的基本数码符号构成，基数为1010。 (2)(2) 进位规则是进位规则是“逢十

19、进一逢十进一”，一般在数的，一般在数的后面加符号后面加符号D D表示十进制数。表示十进制数。 所谓所谓基数，基数，在数学中指计数制中所用到的在数学中指计数制中所用到的数码的个数。数码的个数。 微型计算机技术微型计算机技术 2二进制数二进制数 二进制数是计算机内的基本数制，其主要二进制数是计算机内的基本数制，其主要 特点是：特点是： (1) 任何二进制数都只由任何二进制数都只由0和和1两个数码组两个数码组 成，其基数是成，其基数是2。 (2) 进借位规则是进借位规则是“逢二进一逢二进一, ,借一当二借一当二”. . 一般在数的后面用符号一般在数的后面用符号B B表示这个数是二进制数表示这个数是二

20、进制数. . 二进制数同样可以用幂级数形式展开。二进制数同样可以用幂级数形式展开。微型计算机技术微型计算机技术 (3) 字节：字节：8位二进制数约定为位二进制数约定为1字节字节MSBLSB D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0位号：位号：字节：字节： 一个字节可表示一个字节可表示2 28 8个值（个值（0 0255255） LSBLSB： 最低有效位，最低有效位，D0D0位位 MSBMSB：最高有效位，最高有效位，D7D7位位 图图1.6 字节的定义字节的定义微型计算机技术微型计算机技术 (4) 字：字：2字节，字节，16位二进制数位二进制数 LSB： 最低有效位，最低有效位， D0

21、位位MSB： 最高有效位，最高有效位， D15位位一个字有一个字有216个值（个值（065535）微型计算机技术微型计算机技术 在微机软件编程时，十六进制数常用于代码在微机软件编程时，十六进制数常用于代码和数据的缩写，其主要特点是：和数据的缩写，其主要特点是： (1) 十六进制数由十六进制数由16个数符构成：个数符构成：0、1、2、9、A、B、C、D、E、F，其中，其中A、B、C、D、E、F分别代表十进制数的分别代表十进制数的10、11、12、13、14、15，其基数是，其基数是16。 (2) 进借位规则是进借位规则是“逢十六进一，逢十六进一，借一当十六借一当十六”。一般在数的后面加一个字母一

22、般在数的后面加一个字母H表示是十六进制表示是十六进制数。数。 3十六进制数十六进制数微型计算机技术微型计算机技术表表1.1 各种进位制的对应关系各种进位制的对应关系 十进制十进制二进制二进制十六进制十六进制十进制十进制二进制二进制十六进制十六进制0 00 00 09 9100110019 91 11 11 1101010101010A A2 210102 2111110111011B B3 311113 3121211001100C C4 41001004 4131311011101D D5 51011015 5141411101110E E6 61101106 6151511111111F

23、F7 71111117 71616100001000010108 8100010008 8须记住须记住微型计算机技术微型计算机技术 1二进制数二进制数与与十六进制数十六进制数的转换的转换 （1） 二进制数转化成十六进制数二进制数转化成十六进制数 采用四位二进制数合成一位十六进制数的方采用四位二进制数合成一位十六进制数的方法，以小数点开始分成左侧整数部分和右侧小数法，以小数点开始分成左侧整数部分和右侧小数部分。部分。 例例1.1 把把10111110100.0011101B转换成十六进制转换成十六进制数数 。 解：解：101 1111 0100 . 0011 1010 B = 5F4.3AH 1

24、.1.2 数制间的转换数制间的转换微型计算机技术微型计算机技术（2） 十六进制数转换成二进制数十六进制数转换成二进制数 将十六进制数的每位分别用四位二进制将十六进制数的每位分别用四位二进制数码表示，然后把它们连在一起即为对应的数码表示，然后把它们连在一起即为对应的二进制数。二进制数。 例例1.2 把把13CA.58H转换成二进制数。转换成二进制数。 解：解： 13CA.58H=1 0011 1100 1010. 0101 1B微型计算机技术微型计算机技术 2. 二进制数与十进制数间的转换二进制数与十进制数间的转换 （1）二进制数转换成十进制数）二进制数转换成十进制数 将二进制数按权展开后相加即

25、得到对应的将二进制数按权展开后相加即得到对应的十进制数。十进制数。 例例1.3 将将1001B转换成十进制数。转换成十进制数。 解：按权相加得：解：按权相加得： 1001B = 123+120 = 8+1 = 9D = 9 其中，十进制数的后缀其中，十进制数的后缀“D”可省略。可省略。微型计算机技术微型计算机技术 （2） 十进制数转化成二进制数十进制数转化成二进制数 十进制数的整数部分和小数部分转化成二十进制数的整数部分和小数部分转化成二进制数的方法不同，要将它们分别转换，然后进制数的方法不同，要将它们分别转换，然后将结果合并到一起即得到对应的二进制数。将结果合并到一起即得到对应的二进制数。

26、十进制整数转成二进制整数的常用方十进制整数转成二进制整数的常用方法是法是“除除2取余法取余法”，即用即用2连续去除要转换的连续去除要转换的十进制数和所得的商，直到商小于十进制数和所得的商，直到商小于2为止，依为止，依次记下各个余数，然后按最先得到的余数为最次记下各个余数，然后按最先得到的余数为最低位，最后得到的余数为最高位依次排列，就低位，最后得到的余数为最高位依次排列，就得到转换后的二进制整数。得到转换后的二进制整数。微型计算机技术微型计算机技术 十进制小数转换成二进制小数的常用方法十进制小数转换成二进制小数的常用方法是是“乘乘2取整法取整法”，即用即用2连续去乘要转换的十进连续去乘要转换的

27、十进制小数部分和前次乘积后的小数部分，依次记下制小数部分和前次乘积后的小数部分，依次记下每次乘积的整数部分，直到小数部分为每次乘积的整数部分，直到小数部分为0或满足或满足所需要的精度为止，然后按最先得到的整数为二所需要的精度为止，然后按最先得到的整数为二进制小数的最高位，最后得到的为最低位依次排进制小数的最高位，最后得到的为最低位依次排列，就得到转换后的二进制小数。列，就得到转换后的二进制小数。微型计算机技术微型计算机技术例例1.4 将将45.6789转换为二进制数，其中二进制小转换为二进制数，其中二进制小 数保留数保留4位。位。 解：解： 45.6789 = 101101.1011B微型计算

28、机技术微型计算机技术 3十六进制数和十进制数间的转换十六进制数和十进制数间的转换 （1）十六进制数转换成十进制数十六进制数转换成十进制数 将十六进制数按权展开后相加即得到对应的将十六进制数按权展开后相加即得到对应的 十进制数。十进制数。 例例1.5 将十六进制数将十六进制数3FEA换成十进制数。换成十进制数。 解：解：3FEAH = 3163+15162+14161+10160 = 16362 D = 16362微型计算机技术微型计算机技术(2) 十进制数转换成十六进制数十进制数转换成十六进制数 与十进制数转换成二进制数类似，与十进制数转换成二进制数类似，十进制整数部分采用十进制整数部分采用“

29、除除16取余逆排法取余逆排法”，十进制小数部分采用十进制小数部分采用“乘乘16取整顺排法取整顺排法”。 微型计算机技术微型计算机技术例例1.6 将将3901.76171875转换成十六进制数。转换成十六进制数。 3901.76171875=F3D.C3H微型计算机技术微型计算机技术1.2 二进制数的运算二进制数的运算 1.2.1 算术运算算术运算 1. 加法运算加法运算 运算规则为：运算规则为：0+0=0 、1+0=0+1=1、 1+1=10(向高位有进位向高位有进位)。 2. 减法运算减法运算 运算规则为：运算规则为：0-0=0、1-0=1、1-1=0、 0-1=1(向高位借向高位借1当作当

30、作2)。微型计算机技术微型计算机技术 3. 乘法运算乘法运算 运算规则为：运算规则为：00=0、01=10=0、 11=1。 4. 除法运算除法运算 除法运算是乘法运算的逆运算。与十进制类除法运算是乘法运算的逆运算。与十进制类似，从被除数最高位开始取出与除数相同的位似，从被除数最高位开始取出与除数相同的位数，减去除数。数，减去除数。 微型计算机技术微型计算机技术 1.2.2 逻辑运算逻辑运算 微机内二进制信息的逻辑运算由专门的逻微机内二进制信息的逻辑运算由专门的逻辑电路完成。辑电路完成。 1. 逻辑与运算逻辑与运算 (AND AL, 0FH) 逻辑与常用符号逻辑与常用符号“”表示，运算规则为表

31、示，运算规则为：00=000=0，10=010=0，01=001=0，11=111=1。两个位。两个位数相同的二进制数进行逻辑与时，只是对应位数相同的二进制数进行逻辑与时，只是对应位进行与运算。进行与运算。 微型计算机技术微型计算机技术 2. 逻辑或运算逻辑或运算(OR AL, 0FH) 逻辑或又称为逻辑加，常用符号逻辑或又称为逻辑加，常用符号“”表表示，其运算规则为：示，其运算规则为：00=0，10=1，01=1，11=1。 3. 逻辑非运算逻辑非运算(NOT AL) 逻辑非运算又称逻辑取反，常用运算符号逻辑非运算又称逻辑取反，常用运算符号“-”表示，运算规则为：表示，运算规则为： = 1，

32、 = 0。 01微型计算机技术微型计算机技术 4. 逻辑异或运算逻辑异或运算(XOR AL, 0FH) 逻辑异或又称半加，是不考虑进位的加法逻辑异或又称半加，是不考虑进位的加法，常用运算符号，常用运算符号 表示。表示。 例例1.7 72H ABH = ？ 解：解： 0111 0010 B 1010 1011 B 1101 1001 B 72H ABH = 11011001B = D9H 微型计算机技术微型计算机技术1.3 微机的码制和编码微机的码制和编码 数数在在计算机内计算机内的表示形式称为的表示形式称为机器数机器数这个这个数本数本身身称为称为真值。真值。例例1.8 正数正数 +100 01

33、01B（+45H） 100 0101B0 （45H）机器数机器数真真值值例例1.9 负数负数 - 101 0101B（- 55H） 101 0101B1 （ D5H）机器数机器数真值真值1.3.1 机器数及其真值机器数及其真值微型计算机技术微型计算机技术 1.3.2 原码、反码和补码原码、反码和补码 在在8位微型计算机中约定，最高位位微型计算机中约定，最高位D7用来表示符号，而其他用来表示符号，而其他7位用于表示位用于表示数值。如图数值。如图1.7所示，所示，D7=0表示正数表示正数，D7=1表示负数表示负数。微型计算机技术微型计算机技术D1D2D3D4D5D6D7D0符号位数值位 图图1.7

34、 8位机器数结构位机器数结构 最高位最高位微型计算机技术微型计算机技术1. 原码原码 最高位为符号位，最高位为符号位，数值数值为为绝对值绝对值2. 反码反码 正数的反码与其原码相同。正数的反码与其原码相同。 负数的负数的反码反码符号位为符号位为1，数值位，数值位为其为其原原码码数值位数值位逐位取反。逐位取反。微型计算机技术微型计算机技术 3. 补码补码 正数的补码与其原码相同；正数的补码与其原码相同； 负数的补码为其反码末位加负数的补码为其反码末位加1。 计算机中，计算机中，带符号数的带符号数的运算运算均采用补码。均采用补码。例例1.11 正数正数 +100 0101B（+45H） 100 0

35、101B0 反码反码 100 0101B0 补码补码例例1.10 负数负数 - 101 0101B （- 55H） 010 1010B1 反码反码（AAH） 010 1011B1 补码补码（ABH）微型计算机技术微型计算机技术由补码求其真值的方法由补码求其真值的方法 求补得到求补得到原码原码（符号位符号位+ +数值位数值位），依原码），依原码求真值。如：求真值。如：补码为：补码为：1010 1011B求补得：求补得：1101 0101B真值为：真值为：-55H。微型计算机技术微型计算机技术 1BCD码码 BCD码码是将每一位十进制数用二进制数编是将每一位十进制数用二进制数编码，它保留了码，它保

36、留了十进制的权，十进制的权，数字则数字则用二进制数用二进制数表示，因而也称为表示，因而也称为二二-十十进制数。进制数。一般用标识一般用标识符符BCD表示。表示。BCD码种类较多，如码种类较多，如8421码、码、2421码、格雷码等，其中最常用的编码为码、格雷码等，其中最常用的编码为8421码。码。 1.3.2 微型机中常用的编码微型机中常用的编码微型计算机技术微型计算机技术 补码的优点：补码的优点：将将减法减法运算转换为运算转换为加法，加法，且且数值连同数值连同符号位符号位可可一起参加运算一起参加运算例例1.12 45H-55H= -10H 45H补： 0100 0101+-55H补： 101

37、0 1011 -10H补： 1111 0000 求补求补得得原码：原码： 1001 0000真值：真值： - 001 0000 （10H）微型计算机技术微型计算机技术 (1) 8421码编码方法码编码方法 8421码编码原则是每位十进制数用码编码原则是每位十进制数用4位位二二进制数进制数来表示，来表示，8、4、2、1代表代表4位二进制数位二进制数每一位的权。每一位的权。8421码名称也由此而得。十进制码名称也由此而得。十进制数共有数共有09十个数字，而十个数字，而4位二进制数共有位二进制数共有16种组合。种组合。8421码用其中码用其中0000B1001B组合表组合表示示09十个十进制数。而十

38、个十进制数。而1010B1111B六个六个编码舍去不用。它们之间的对应关系如表编码舍去不用。它们之间的对应关系如表1.2所所示。示。微型计算机技术微型计算机技术表表1.2 8421码与十进制数的对应关系码与十进制数的对应关系十进制数十进制数BCD码码十进制数十进制数 BCD码码00000B81000B10001B91001B20010B1000010000B30011B1100010001B40100B1200010010B50101B1300010011B60110B1400010100B70111B1500010101B微型计算机技术微型计算机技术 (2) BCD码的运算码的运算 BCD码

39、用码用4位二进制数表示位二进制数表示09十个十进制十个十进制数，但数，但4位二进制数可表示位二进制数可表示16种状态。因而种状态。因而有有六种六种状态在状态在BCD编码中为编码中为非法码。非法码。这样在这样在BCD码的运算中必须进行修正才能得到正确的结果码的运算中必须进行修正才能得到正确的结果。微型计算机技术微型计算机技术 BCD码加法运算：码加法运算： 两个两个BCD码相加的原则是码相加的原则是“逢十进位逢十进位”，其和也是一个其和也是一个BCD数。数。 BCD码减法运算：码减法运算： BCD码作减法运算时也需要修正。修正的码作减法运算时也需要修正。修正的原则是：低原则是：低4位出现非法码位

40、出现非法码(大于大于9)或低或低4位向高位向高4位有借位，则低位有借位，则低4位减位减6修正；高修正；高4位出现非法位出现非法码码(大于大于9)或高或高4位最高位有借位，则高位最高位有借位，则高4位减位减6修正。修正。微型计算机技术微型计算机技术(3) 非压缩非压缩BCD码：码：8位码表示位码表示1位十进位十进 制数（高制数（高4位填位填0）的编码。）的编码。采用采用压缩压缩BCD码码比采用比采用非压缩非压缩BCD码节码节省存储空间。省存储空间。 (4) 非法码：非法码： 4位代码在位代码在1010B1111B范围时，范围时，称之称之 为为BCD码的码的非法码非法码。微型计算机技术微型计算机技

41、术2. ASCII码码 ASCII码（码（American Standard Coded for Information Interchange）是）是“美国信息交换美国信息交换标准码标准码”的简称，后来由国际标准组织（的简称，后来由国际标准组织（ISO）确定为国际标准字符编码。它是微机中最常）确定为国际标准字符编码。它是微机中最常使用的字符编码。使用的字符编码。 ASCII码由码由7位二进制码构成，可表示位二进制码构成，可表示128（27=128）个字符，）个字符，ASCII码表码表见表见表1-3 。微型计算机技术微型计算机技术表表 1.3 ASCII 码码 表表 微型计算机技术微型计算机技

42、术本章小结本章小结 1. 将算术逻辑部件将算术逻辑部件ALU、控制部件、控制部件CU、寄、寄存器组以及片内总线等集成在同一块芯片上的，存器组以及片内总线等集成在同一块芯片上的，具有运算和控制功能的中央处理单元，称为微处具有运算和控制功能的中央处理单元，称为微处理器，简称为理器，简称为CPU或或MPU。微型计算机是以。微型计算机是以CPU为核心，再配上存储器、为核心，再配上存储器、I/O接口电路及相应的外接口电路及相应的外部设备。微机的组成结构决定了它具有体积小、部设备。微机的组成结构决定了它具有体积小、重量轻、功耗低、结构灵活、价格低廉和应用广重量轻、功耗低、结构灵活、价格低廉和应用广泛等特点。泛等特点。微型计算机技术微型计算机技术 2. 按一定的进位原则进行计数的科学方法称按一定的进位原则进行计数的科学方法称为数制。二进制、十进制和十六进制是微机中的为数制。二进制、十进制和十六进制是微机中的常用进制。它们都有各自的特点和运算规则，并常用进制。它们都有各自的特点和运算规则，并且