微机原理与应用第二章.ppt

1、第二章 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),2.1 算术逻辑单元 ( ALU ),Control,A,B,S,ALU,2.2 触发器（Trigger）,触发器：是由基本门电路组成的具有记忆功能的器件,2.2.1 RS 触发器,RS触发器,1 0,1 0,0 1,0 1,1 0,1,1 0,0 1,1,0 1,1 0,0 1,2.2.2 D触发器（1）,0,0 1,0 1,1,1 0,1 0,0,0 1,1,0 1,0 1,1,1

2、0,1,1 0,1 0,0,0 1,1,0 1,0 1,1,1 0,1,1 0,1 0,S R,2.2.2 D触发器（2）,正边沿触发D触发器,2.2.3 JK触发器,CLK,J,K,J K Q 0 0 保持原态 0 1 0 0 1 1 1 翻转,0 0,1,0,1,0 0,0 1,2.2.3 JK触发器,CLK,J,K,J K Q 0 0 保持原态 0 1 0 0 1 1 1 翻转,1,0,0 0,1,0 0,1 0,2.2.3 JK触发器,CLK,J,K,J K Q 0 0 保持原态 0 1 0 0 1 1 1 翻转,1 0,1,0,0 1,1,0 1,0 1,2.2.3 JK触发器,CL

3、K,J,K,J K Q 0 0 保持原态 0 1 0 0 1 1 1 翻转,0 1,0,1,1 0,1,1 0,1 0,2.2.3 JK触发器,CLK,J,K,J K Q 0 0 保持原态 0 1 0 0 1 1 1 翻转,0 1,0,1,1 1,1,1 0,1 0,2.2.3 JK触发器,CLK,J,K,J K Q 0 0 保持原态 0 1 0 0 1 1 1 翻转,1 0,1,0,1 1,1,0 1,0 1,2.3 寄存器(Register),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

4、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,2.3.2 缓冲寄存器（Buffer）（）,Q3 D3,Q2 D2,Q1 D1,Q0 D0,X3 X2 X1 X0,CLK,CLR,X3 X2 X1 X0,4位缓冲寄存器电路原理图,Y3 Y2 Y1 Y0,数据在时钟信号的作用下由X端写到Y端,2.3.2 缓冲寄存器（Buffer）（）,X0,Q3 D3,Q2 D2,Q1 D1,Q0 D0,X3 X2 X1 X0,CLK,CLR,X3 X2 X1 X0,可控4位缓冲寄存器电路原理图,Y3 Y2 Y1 Y0,L=0,L,L,L,L,L=1,E=1,0 0 0 0,2

5、.3.2 移位寄存器（Shifting Register）,Din,CLK,=1,左移寄存器,1,SHL,2.3.3 计数器（Counter）（1）,CLK,CLR,行波计数器的工作原理,行波计数器（Traveling Wave Counter）,2.3.3 计数器（Counter）（2）,环形计数器（Ring Counter）,CLR,CLK,PR,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,2.3.3 计数器（Counter）（3）,程序计数器（Program Counter）,COUNT LOAD CLK CLR,X,Y,2.4 三态输出电路,ENABLE,数据由 DB,2.5

6、 总线结构,W3W2W1W0（W总线）,LA EA LB EB LC EC LD ED,=1 =0 =0 =1 =0 =0 =0 =0,0 0 1 0 0 0 0 1,控制字 CON,控制器,数据总线,控制总线,总线结构 符号图,2.6 存储器（Memory）,2.6.1 地址译码器,A3 A2 A1 A0,R0 R1 R2 RE RF,来自总线的地址信号,1,1,1,10根地址线可访问1024=1K地址 20根地址线可访问1024K=1M地址,1,字长：计算机能直接处理的二进制数据的位数,2.6.1 只 读 存 储 器（ROM）,Read Only Mem0ry,0 0 0 1,0 1 0

7、1,84 ROM,A0 A1 A2,E,D0D1D2D3,ROM的符号图,当需要组成的内存容量为M，字 长为N时，若已有mn的芯片 所需芯片数=（M/m）（N/n）,例1：组成32M8位的存储器，需要1M4位的存储芯片多少片？,（32 / 1）（8 / 4）=64片,假设存储器的地址线条数为a 2a=m,例2：某SRAM芯片，存储容量为64K16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64K1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） =

8、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？,168 ROM,ER,MAR,LM,CLK,PC,4,8,4,8,CP EP LM ER 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0,取数周期的信号流通,4,CP CLK CLR EP,4,2.6.2 随机存储器（RAM）,Random Access Memory,MDR,mn RAM,MAR,8,8,MDR,12,25612 RAM,12,12,LM CLK WE ME LD CLK,12,I,12,12,PC,8,I0,LI CLK EI,CP CLK CLR EP,0 1 1 0 0 0 0 0,8,=C