微机原理与单片机应用课件：第2章-微型计算机的基本组成电路

2.1算术逻辑单元(ALU)2.2触发器(Trigger)2.3寄存器(Register)2.4三态输出电路2.5总线结构2.6存储器(Memory)第二章微型计算机的基本组成电路

ControlABSALUArithmeticLogicalUnit一组线2.1算术逻辑运算单元（ALU）触发器：是由基本门电路组成的具有记忆功能的器件SRQQ2.2.1RS触发器RS触发器SCLKRQQ时标RS触发器SR2.2触发器（Trigger)2.2.2D触发器（1）DQQSRD触发器QQDCLK边沿触发的D触发器QQDCLK时标D触发器SRSRDQQPRESET（置位）CLEAR（清除）CLK2.2.2D触发器（2）正边沿触发D触发器CLKDQQ负边沿触发D触发器CLKDQQ低电平预置及清除的D触发器2.2.3JK触发器●CLKSQRQ●JKJKQ00保持原态0100111翻转JQKQCLKPRCLR寄存器：是由触发器组成的，可以保存二进制数。寄存器缓冲寄存器——用于暂存数据移位寄存器——能够将其所存数据一位一位地向左或向右移计数器——一个脉冲到达时，会按二进制数的规律累计脉冲数累加器——用以暂存每次在ALU中计算的中间结果2.3寄存器（Register）2.3.1缓冲寄存器（Buffer）（１）Q3D3Q2D2Q1D1Q0D0●●●●●●X3X2X1X0CLKCLR4位缓冲寄存器电路原理图Y3Y2Y1Y0X3X2X1X0Y3Y2Y1Y0数据在时钟信号的作用下由X端写到Y端Q0D0≥CLRCLKLOADY0X02.3.2缓冲寄存器（Buffer）（２）X0=0Q01Q0Q0LOADCLKCLR可控缓冲寄存器的符号XQ0X0X0=1=X0装入门（L门）控制数据的装入L=0L=1Q3D3Q2D2Q1D1Q0D0●●●●●●X3X2X1X0CLKCLRX3X2X1X0可控4位缓冲寄存器电路原理图Y3Y2Y1Y0Y3Y2Y1Y0LLLLE=100002.3.2移位寄存器（ShiftingRegister）Q3D3Q2D2Q1D1Q0D0DinCLK=10001001101111111

LOADSHLSHRCLKDinCLR可控移位寄存器的符号XY左移寄存器00001SHLY3Y2Y1Y02.3.3计数器（Counter）（1）Q3J3

K3Q2J2

K2Q1J1

K1Q0J0

K0CLKCLR行波计数器的工作原理

行波计数器（TravelingWaveCounter）0000000100110100COUNT控制计数端COUNTCLKCLR可控计数器符号0010Q3D3CLR0100100000012.3.3计数器（Counter）（2）

环形计数器（RingCounter）Q2D2CLRQ1D1CLRQ0D0

CLRCLRCLK环形计数器CLKCLR=10001PR0010环形计数器在系统时钟信号的作用下产生顺序的控制信号计数规律：00010010010010000001001001001000…2.3.3计数器（Counter）（3）

程序计数器（ProgramCounter）

COUNTLOADCLKCLRXY2.3.4累加器（Accumulator）LOADSHLSHRCLKCLRXYX2.4三态输出电路利用三态输出电路（E门）以及装入门（L门）可以实现总线的隔离EAB01011高阻高阻010BAE三态输出电路的逻辑表ENABLE=12.4三态输出电路数据由D→BLACLKEAALBCLKEB

BLCCLKECCLDCLKEDDW3W2W1W0（W总线）LAEALBEBLCECLDED=1=0=0=1=0=0=0=0数据由B→A00100001控制字CONLBCLKEB

BLACLKEAALACLKEAALBCLKEB

BLDCLKEDDLBCLKEB

BLDCLKEDDLBCLKEB

B2.5总线结构LACLKEAC控制器数据总线控制总线总线结构符号图LACLKEADALBCLKEBBLACLKEARegister……Memory01100010单元的内容1个字节（Byte）=8bitR0R1R2D7D6D5D4D3D2D1D0……译码器A0A1A2A3RERF16×8的存储器2.6存储器（Memory）2.6.1地址译码器A3A2A1A0R0R1R2RERF0000110001100101111011111来自总线的地址信号11110根地址线可访问1024=1K地址20根地址线可访问1024K=1M地址

1存储器随机存储器（RAM）只读存储器（ROM）静态RAM（SRAM）动态RAM（DRAM）掩膜式ROM可编程ROM（PROM）可擦除PROM（EPROM）电擦除PROM（E2PROM）2.6.1只读存储器（ROM）ReadOnlyMem0ry译码器D3D2D1D0ERRRRR0R1R2R3R4R5R6R7A0A1A2地00010000000R00001001000010000101译码器D3D2D1D0ERRRRR0R1R2R3R4R5R6R7A0A1A2地

0001译码器D3D2D1D0ERRRRR0R1R2R3R4R5R6R7A0A1A2地01018×4ROMA0A1A2ED0D1D2D3m×nROMAEDROM的符号图当需要组成的内存容量为M，字长为N时，若已有m×n的芯片所需芯片数=（M/m）×（N/n）例1：组成32M8位的存储器，需要1M×4位的存储芯片多少片？（32/1）×（8/4）=64片存储单元数每个存储单元的位数假设存储器的地址线条数为a2a=m16×8ROM8ERMARLCLKA3A2A1A0例2：某SRAM芯片，存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线分别为多少条?答：地址线16条，数据线16条例3：某微机系统地址总线20位，存储单元为字节，用64K×1的芯片按全译码方式构成最大容量的存储器，需存储器芯片多少片。答：（1024K/64K）×（8/1）

=128片PC、MAR、ROM通过总线的联系如图，控制字如下，它们之间的信息是如何流通的？16×8ROMERMARLMCLKPC4848CPEPLMER011000011000取数周期的信号流通000040110400008000