微机原理与应用3.ppt

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1、第三章微型计算机的基本工作原理本章从一个简化了的模型机着手，逐步讲述一般计算机的各种基本功能本章学习内容：1.微机基本结构2.分析信息流动过程3.如何将ROM中的指令变化为动作4.程序设计步骤5.控制部件功能、结构及产生控制字的过程1一.微机结构的简化形式2二.指令系统五种功能：1.传数2.加法3.减法4.输出5.停机LDAADDSUBOUTHLT3LDAADDSUBOUTHLT某数A某数+AAA-某数A从AO停机指令系统：所有的指令集合4例程：要将R9、RA、RB、RC四个存储单元内容相加，再减去RD单元，最后输出到O寄存器，然后停机LDA

2、R9ADDRAADDRBADDRCSUBRDOUTHLT;R9(A);(A)+(RA)(A);(A)+(RB)(A);(A)+(RC)(A);(A)-(RD)(A);(A)(O);停机助记符操作数注释5三.程序设计1.本机器并不认识这些英文字母，必须翻译成1001001等的二进制形式，然后根据二进制位去设定PROM中的开关KIJ2.翻译好的程序（二进制码），存放在何处，计算机才会自动去取，即存储器空间的分配。61.助记符的翻译助记符操作码LDA0000ADD0001SUB0010OUT1110HLT1111助记符与操作码7二.存储器分配本

3、程序共使用7条指令，每条指令占一个字节数据R9—RD，每个数据占一个字节R0—R6存放程序R7—RF存放数据8三.将源程序翻译成目的程序汇编语言程序（先有）二进制码程序（后有）源目的9源程序目的程序单元地址LDAR9000010010000(R0)ADDRA000110100001(R1)ADDRB000110110010(R2)ADDRC000111000011(R3)SUBRD001011010100(R4)OUT1110XXXX0101(R5)HLT1111XXXX0110(R6)程序区1016000100001001(R9)2000010

4、1001010(RA)24000110001011(RB)28000111001100(RC)32001000001101(RD)源程序目的程序单元地址数据区11四.程序及数据输入到PROM12四.执行指令的例行程序1.环行计数器及机器节拍132.取指周期及执行周期指令从PROM中取出IRCON三个节拍取指周期：执行周期：分析执行指令余下的3个节拍14以LDAR9为例说明取指三节拍启动并清0后：PC=0000IR=000000001.第一拍T0=1PCMARCON=CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO0110000000002.第二

5、拍T1=1指令IRCON(高4位)CON=CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO0001100000003.第三拍T2=1PCPC+1CON=CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO100000000000这三步对每条指令都一样取指周期15执行周期三节拍这三节拍执行的操作根据IRCON的内容不同而不同4.第四拍T3=1IR高4位=0000，经控制器译码分析CON=CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO001001000000(IR)低4位MAR5.第五拍T4=1IR高4位=0000，经控制器译码分析CON=CPE

6、PLMERLIEILAEASUEULBLO000100100000(PROM)9A6.第六拍T5=1IR高4位=0000，经控制器译码分析空操作16节拍指令机器周期（指令周期）取指周期执行周期T0T1T2T3T4T5LDAMAR←PCLM=1，EP=1IR←ROMLI=1，ER=1PC←PC+1CPMAR←IRLM=1，EI=1A←ROMLA=1，ER=1—ADDMAR←PCLM=1，EP=1IR←ROMLI=1，ER=1PC←PC+1CPMAR←PCLM=1，EP=1B←ROMLB=1，ER=1A←A+BLA=1，EU=1SUBMAR←PCLM=

7、1，EP=1IR←ROMLI=1，ER=1PC←PC+1CPMAR←PCLM=1，EP=1B←ROMLB=1，ER=1A←A+BLA=1，EU=1OUTMAR←PCLM=1，EP=1IR←ROMLI=1，ER=1PC←PC+1CPO←ALO=1，EA=1——HLTMAR←PCLM=1，EP=1IR←ROMLI=1，ER=1PC←PC+1CP—HLT——17五.控制部件控制部件包括：1.环形计数器2.指令译码器3.控制矩阵4.其它控制电路控制器18指令寄存器IR控制器高4位指令寄存器IR指令译码器环行分配器矩阵高4位CON19指令寄存器IR高4位指令L

8、DA的高4位为：0000译码器输出LDA线高，其余为低T0=1，EP=1，LM=1PCMART1=1，LI