《微型计算机原理与接口技术》-电子教案.

王向慧等编著中国水利水电出版社目录第一章微型计算机概论第二章Intel80x86微处理器第三章半导体存储器及其接口第四章微型计算机输入/输出系统概述第五章并行接口技术第六章定时/计数技术及其接口第七章串行通信及串行接口技术第八章中断技术及中断控制器第九章DMA技术及DMA控制器第十章总线技术第十一章人机接口技术•微型计算机概述•微型计算机系统的组成•计算机中数和字符的表示•二进制运算•习题与思考第一章微型计算机概述目录帮助退出下一章第二章Intel8086微处理器•Intel8086微处理器•80x86高档微处理器•习题与思考上一章目录帮助退出下一章第三章半异体存储器及其接口•存储器概述•随机存取存储器RAM•只读存储器ROM•半导体存储器接口•存储体系结构•习题与思考上一章目录帮助退出下一章上一章目录帮助退出下一章第四章微机接口技术概述•微机接口技术概述•输入/输出控制方式•习题与思考上一章目录帮助退出下一章目录帮助退出下一章第五章并行接口技术•并行通信及并行接口•可编程并行接口8255A•8255A的应用•习题与思考上一章目录帮助退出下一章第六章定时/计数技术及其接口•定时/计数技术概述•可编程定时器/计数器8253•8253的应用•习题与思考上一章目录帮助退出下一章第七章串行通信及串行接口技术•串行通信概述•可编程串行接口8251A•8251A的应用•习题与思考上一章目录退出下一章帮助第八章中断技术及中断控制器•中断技术概述•8086中断系统•8259A中断控制器•8259A在微机系统中的应用•习题与思考上一章目录退出下一章帮助第九章DMA技术及DMA控制器•直接存储器存取（DMA）概述•可编程DMA控制器8237A•DMA技术在微机系统中的应用•习题与思考上一章目录退出下一章帮助•总线技术概述•系统总线•局部总线•习题与思考第十章总线技术上一章目录退出下一章上一章目录退出下一章帮助第十一章人机接口技术•键盘及其接口技术•鼠标器及其接口技术•显示器及其接口技术•打印机及其接口技术•外存储器及其接口•其它人机接口设备•习题与思考上一章目录退出帮助1.1微型计算机概述微型计算机是以微处理器为核心，配以存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成的计算机。以微处理器的发展为标志，自1971年出现微处理器开始，已推出六代产品：第一代微处理器（1971～1973）以4位微处理器和低档8位微处理器为代表第二代微处理器（1974～1978）以中高档8位微处理器为代表第三代微处理器（1979～1984）以16位微处理器为代表第四代微处理器（1985～1992）以32位微处理器为代表第五代微处理器（1993～2000）以超级32位微处理器为代表1.1.1微型计算机的产生与发展第六代微处理器（2001年以后）以64位微处理器为代表帮助1.1.2微型计算机的特点1．体积小、重量轻、功耗低2．功能强3．可靠性高4．价格廉5．结构灵活，适应性强6．使用方便、维护容易1、按字长分类：1.1.3微型计算机的分类4位机/8位机/16位机/32位机/64位机2、按结构分类：单片机/单板机/多板机/微型计算机3、按制造工艺分类：MOS型微机/双极型微机1.1.4微型计算机的主要性能指标（1）字长（2）内存容量（3）主频（4）运算速度（5）指令系统（6）可靠性（7）兼容性（8）性能价格比1.1.5微型计算机的应用1、科学计算2、信息管理3、过程控制4、计算机网络与通信5、计算机辅助教学、设计、制造6、仪器仪表与家电控制1.2微型计算机系统的组成1.2.1微型计算机的硬件系统CPUROMI/O接口1I/O接口nAB…外部设备1外部设备n…DBCBRAM1.2.1微型计算机的硬件系统存储器运算器控制器输入设备输入接口输出设备输出接口微处理器微型计算机1.2微型计算机系统的组成1.2.1微型计算机的硬件系统1微处理器2内存储器3输入/输出接口4系统总线5外部设备1.2微型计算机系统的组成1、系统软件:操作系统服务型程序语言处理程序2、应用软件:定制应用软件通用应用软件1.2微型计算机系统的组成1.2.2微型计算机的软件系统微处理器：又称微处理机，是由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器功能的中央处理器部件微型计算机：又称主机或微机，是以微处理器为核心部件，再配上内存储器、输入/输出接口电路及系统总线所构成的计算机微型计算机系统：是以微型计算机为核心，配以相应的输入/输出外设、电源、辅助电路以及指挥微型计算机工作的系统软件所构成的系统1.2.3微处理器、微型计算机及微型计算机系统硬件系统软件系统主机外部设备电源、机箱、辅助电路微型计算机系统微处理器内存储器I/O接口电路系统总线算术逻辑单元控制单元寄存器组ROMRAM地址总线数据总线控制总线输入/输出设备外存储器系统软件应用软件操作系统服务型程序语言处理程序1.2.3微处理器、微型计算机及微型计算机系统1.3计算机中数和字符的表示1.3.1进位计数制及数制之间的转换进位计数制是一种计数方法，十进制数是人们最熟悉、最常用的，计算机中采用二进制数，为了表示方便，我们有时使用十六进制数或八进制数1.3.1进位计数制及数制之间的转换（3E9F.A8）16或3E9F.A8H逢十六进一，借一当十六0123456789ABCDEF16十六进制（1234.56）10或1234.56D逢十进一，借一当十012345678910十进制（4527.06）8或4527.06Q逢八进一，借一当八012345678八进制（1010.01）2或1010.01B逢二进一，借一当二012二进制表示方法示例进位规则有效数码基数计数制1.3计算机中数和字符的表示二进制数十进制数：各位二进制数码乘以对应位的权之和十六进制数十进制数：各位十六进制数码乘以对应位的权之和1、2、例如：=1×22+1×21+0×20+0×2-1+1×2-2D=6.25D=5×161+11×160+12×16-1D=91.75D110.01B5B.CH1.3.1进位计数制及数制之间的转换1.3.1进位计数制及数制之间的转换十进制数二进制数：（整数部分）除2取余，直至商为0十进制数二进制数：（小数部分）乘2取整，直至积为0，或达到精度要求例如：6.25D=110.01B6/2商3余03/2商1余11/2商0余10.25×2积0.5整数部分为00.5×2积1.0整数部分为10.03、1.3.1进位计数制及数制之间的转换十进制数十六进制数：（整数部分）除16取余，直至商为0十进制数十六进制数：（小数部分）乘16取整，直至积为0，或达到精度要求例如：91.75D=5B.CH91/16商5余11即B5/16商0余50.75×16积12.0整数部分为C0.04、1.3.1进位计数制及数制之间的转换二进制数十六进制数：一位十六进制数唯一对应4位二进制数例如：=0110.0100B5B.CH二进制数十六进制数000000001100102001130100401015011060111710008100191010A1011B1100C1101D1110E1111F110.01B=6.4H=01011011.1100B=1011011.11B5、数值型数据：无符号数、带符号数二进制带符号数的符号位表示：使用二进制编码的最高位，“0”表示“正”，“1”表示“负”机器数：将符号位与数值位一起予以数值化的数真值：机器数所代表的数值为该机器数的真值常用带符号数编码：原码、反码、补码、过余码等1.3.2计算机中数值信息的表示1.3.2计算机中数值信息的表示1、原码最高位为符号位，0表示正数，1表示负数，其余各位表示数值的绝对值大小以机器字长为8位为例：[+1]原=00000001B=01H[+127]原=01111111B=7FH[+0]原=00000000B=00H[-1]原=10000001B=81H[-127]原=11111111B=FFH[-0]原=10000000B=80H1.3.2计算机中数值信息的表示2、反码最高位为符号位，0表示正数，1表示负数，正数的反码与原码的表示相同，负数的反码为其原码除符号位之外的其余各位按位取反以机器字长为8位为例：[+1]反=00000001B=01H[+127]反=01111111B=7FH[+0]反=00000000B=00H[-1]反=10000001B=11111110B=FEH[-127]反=11111111B=10000000B=80H[-0]反=10000000B=11111111B=FFH1.3.2计算机中数值信息的表示３、补码正数的补码与原码的表示相同，负数的补码为其原码除符号位之外的各位按位取反后再加1以机器字长为8位为例：[+1]补=00000001B=01H[+127]补=01111111B=7FH[+0]补=00000000B=00H[-1]补=10000001B+1=11111110B+1=FFH[-127]补=11111111B+1=10000000B+1=81H[-0]补=10000000B+1=11111111B+1=00H4、过余码又称移码，是将真值在数轴上往正方向平移2n-1后得到的编码。即将真值加上一个正数2n-1，这个加上去的正数称为过余量以机器字长为8位，过余量为128为例：[+1]过余=128+1=129=100000001B[+127]过余=128+127=255=11111111B[+0]过余=128+0=128=100000000B[-1]过余=128-1=127=01111111B[-127]过余=128-127=1=000000001B[-0]过余=128-0=128=100000000B1.3.2计算机中数值信息的表示5、补码与真值的转换正数的补码等于其真值，即正数补码的真值就等于正数补码本身的二进制值1.3.2计算机中数值信息的表示以机器字长为8位为例：[X]补=01010011B时，正数，即X=+1010011B＝+83[X]补=10101101B时，负数，将[X]补按位取反再加1，得到01010011B＝83，即X＝-83对于负数的补码首先确定其符号位，然后将补码按位全部取反再加1，即得到其真值的绝对值1、定点数：小数点位置固定不变定点整数：小数点隐含于最末位的后面定点小数：小数点隐含于最高位的前面2、浮点数：小数点位置可以改变符号位阶码尾码1.3.3数的定点和浮点表示1、ASCII码（美国信息交换标准代码）ASCII码表包括52个大小写英文字母、0～9数字、一些运算符号、标点符号、其它专用符号、控制符号一个ASCII码由7位二进制编码组成，在一个字节中最高一位空闲，用0补充5AH……42H41HASCII码z……ba字符7AH……62H61HASCII码Z39H920H空格………………0DH回车B31H10AH换行A30H007H响铃字符ASCII码字符ASCII码字符常用ASCII码1.3.4计算机中文字信息的表示1.3.4计算机中文字信息的表示2、BCD码用4位二进制数来表示1位十进制数的编码方法称为二进制编码的十进数或称为二—十进制数，简称BCD码111170111111060110110150101110040100101130011ABCDEF10102001091001100018100000000十进制数BCD编码十进制数BCD编码这六种情况在BCD码中不允许出现8421-BCD编码表1.3.4计算机中文字信息的表示3、汉字编码汉字输入码：利用键盘输入汉字的输入编码数字编码、字音编码、字形编码、音形编码汉字交换码：用2个7位表示的标准编码国标码（一级汉字3755个、二级汉字3008个）汉字内码：计算机系统内部存储和处理汉字信息时所使用的编码汉字字形码：表示汉字形状的编码点阵字形、轮廓字形1.4二进制运算1.4.1补码的加减法运算[X]补-[Y]补=[X]补+[-Y]补[X+Y]补=[X]补+[Y]补[X-Y]补=[X]补-[Y]补补码加减法运算公式：二