微机接口技术(C).ppt

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1、微机接口技术（C）,主讲：郭 文,课程内容,汇编语言程序设计 计算机系统的基本组成、结构 计算机与外部设备之间的连接技术,学习重点,汇编语言设计 计算机的体系结构，存储系统,学习重点,1.1微型计算机概述,第1章 绪论,1946年第一代电子计算机（ENIAC）,1.1微型计算机概述 计算机的发展,第1章 绪论,计算机发展,1958年晶体管,1965年，中小规模集成电路,1946年电子管计算机,1970年，大规模集成电路,1971年，通用微处理器芯片（微机）,微型计算机：把以大规模、超大规模集成电路为主要部件的微处理器作为核心，配以存储器、输入/输出接口电路及系统总线所制造出的计算机系统。,1.

2、1微型计算机概述 微型计算机的发展,第1章 绪论,摩尔定律说每18个月半导体集成电路里面晶体管的个数会翻一倍，也就是集成度提升一倍，每隔18个月其性能会提升一倍。,歌登.摩尔（Gordon Moore）是Intel公司奠基者之一，他在1964年提出一个摩尔定律。 1995年歌登摩尔对摩尔定理稍微修改了一下，原来是每一年半（18个月）后来改成两年，也就是说每两年芯片的集成度会提升一倍，特性提升一倍，但价格不变。,1.1微型计算机概述 微型计算机的应用,第1章 绪论,微型计算机的应用,过程控制及智能化仪表,数值计算，数据处理及信息管理,1.1微型计算机概述 微型计算机的分类,第1章 绪论,微型计算

3、机的分类,单片微型计算机,PC机,单板微型计算机,1.2微型计算机系统的组成及工作过程 微型计算机系统的组成,第1章 绪论,1.2微型计算机系统的组成及工作过程 微型计算机系统的组成,第1章 绪论,微型计算机硬件,控制器,存储器,运算器,输入设备,输出设备,中央处理器(CPU),运算器是微处理器中加工和处理数据的功能部件。,1.2微型计算机系统的组成及工作过程 微型计算机系统的组成,第1章 绪论,微型计算机硬件,控制器,存储器,运算器,输入设备,输出设备,中央处理器(CPU),控制器是计算机内“指挥”与控制整个计算机各个功能部件协调工作，自动执行计算机程序的功能部件，它需要给出控制机器各个功能

4、部件正常运行所需的全部信号。,1.2微型计算机系统的组成及工作过程 微型计算机系统的组成,第1章 绪论,微型计算机硬件,控制器,存储器,运算器,输入设备,输出设备,中央处理器(CPU),存储器是存放程序和数据的部件。,1.2微型计算机系统的组成及工作过程 微型计算机系统的组成,第1章 绪论,微型计算机硬件,控制器,存储器,运算器,输入设备,输出设备,中央处理器(CPU),I/O设备是指微机上配备的输入/输出设备，也称为外部设备，其功能是为微机提供具体的输入输出手段。,1.2微型计算机系统的组成及工作过程 微型计算机系统的组成,第1章 绪论,微型计算机硬件,控制器,存储器,运算器,输入设备,输出

5、设备,中央处理器(CPU),总线是指传递信息的一组公用导线。 系统总线是指从处理器引出的若干信号线，CPU通过它们与存储器和I/O设备进行信息交换。,1.2微型计算机系统的组成及工作过程 微型计算机的工作过程,第1章 绪论,计算机采取程序控制的工作方式，也就是把事先加载的程序按步骤执行的工作方式。,1.2微型计算机系统的组成及工作过程 微型计算机的工作过程,第1章 绪论,计算机计算3+5=?,1.3计算机中数的表示方法与计算 计算机中表示数,第1章 绪论,计算机表示数的本质：用二进制数，0和1。,数据的类型,非数值数据,数值数据,1.3计算机中数的表示方法与计算 进位计数制,第1章 绪论,使用

6、有限个数码来表示数据，按照进位的方法进行计数，称为进位计数制。,基数为r的r进制数可以表示,anrn+ an-1rn-1+ a0r0 +b1r-1+ b2r-2+bmr-m,常见的r取值有：r=2,8,10,16。,1.3计算机中数的表示方法与计算 进位计数制,第1章 绪论,基数是表示数据的数码的个数，超过或者等于此数后就要向相邻高位进一；,基数为r的r进制数可以表示,anrn+ an-1rn-1+ a0r0 +b1r-1+ b2r-2+bmr-m,常见的r取值有：r=2,8,10,16。,1.3计算机中数的表示方法与计算 进位计数制,第1章 绪论,同一数码在不同位置上代表的数值是不同的，它所

7、代表的实际数值等于数本身的值乘上一个确定的与位置有关的系数，这个系数称为位权，位权是以基数为底的指数函数。,基数为r的r进制数可以表示,常见的r取值有：r=2,8,10,16。,1.3计算机中数的表示方法与计算 不同进制的转换,第1章 绪论,二进制转换为十进制数 转换公式如下：,1.3计算机中数的表示方法与计算 不同进制的转换,第1章 绪论,十进制数转换为二进制数 ： 整数部分的计算采用除以2倒序取余法， 小数部分采用乘以2正序取整法。,1.3计算机中数的表示方法与计算 不同数制的转换,第1章 绪论,将（132.625）10转换为二进制数。 先计算整数部分，再计算小数部分：,十进制整数转换：

8、除法，商上到0 小数转换： 乘法，乘到小数部分为0，如不能乘到0，则规定转换成二进制的位数。,1.3计算机中数的表示方法与计算 不同数制的转换,第1章 绪论,二进制数和八进制数、十六进制数间的转换： 1、二进制到八（+六）进制：以小数点为中心，分别以3位（4位）二进制为一组转换。其中，整数不足一组，左补0。小数不足一组，右补0。 2、八（+六）进制到二进制：1位八（十六）进制转成3（4）位二进制。,1.3计算机中数的表示方法与计算 不同数制的转换,第1章 绪论,1.3计算机中数的表示方法与计算 例1.3，1.4，1.5,第1章 绪论,将（1110011.1101）2转换为八进制数和十六进制数。

9、 将（1234.567）8转换为二进制数。 将（3A2B.9）16转换为二进制数,1.3计算机中数的表示方法与计算 例1.3，1.4，1.5,第1章 绪论,将（1110011.1101）2转换为八进制数和十六进制数。 将（1234.567）8转换为二进制数。 将（3A2B.9）16转换为二进制数,1.3计算机中数的表示方法与计算 不同数制的转换,第1章 绪论,重点掌握：整数的10进制，二进制，十六进制间转换。 在今后的编程中最常用。,1.3计算机中数的表示方法与计算 计算机中数和符号的表示,第1章 绪论,数值数据在计算机中的编码表示称为机器数。 机器数所代表的实际值称为机器数的真值。,n位的机

10、器数,n-1位为数值位,最高位为符号位,计算机的机器数位数，由计算机的位数确定。 例，8位的计算机，计算机的机器数8位。 计算机中的数值表示，一定要说明位数。,1.3计算机中数的表示方法与计算 计算机中数和符号的表示,第1章 绪论,1.3计算机中数的表示方法与计算 计算机中数和符号的表示,第1章 绪论,原码表示法中用最高位表示符号位，其中0表示正号，1表示负号，其他n-1位表示数值的绝对值。,1.3计算机中数的表示方法与计算 计算机中数和符号的表示,第1章 绪论,反码表示法定义是，用机器数的最高位表示符号，数值位是对负数的各位取反。,1.3计算机中数的表示方法与计算 计算机中数和符号的表示,第

11、1章 绪论,反码表示法定义是，用机器数的最高位表示符号，数值位是对负数的各位取反。,1.3计算机中数的表示方法与计算 计算机中数和符号的表示,第1章 绪论,补码按照以下规则计算： 正数的补码和原码相同，负数的补码可由其原码采用“符号位不变，其他各位取反，末位加1”的原则计算。,+0补=-0补=0000,1.3计算机中数的表示方法与计算 计算机中数和符号的表示,第1章 绪论,我们把这种对一个二进制数按位求反后在末位加1的运算称为求补运算。 （注意：这里的求补运算不是求补码运算。）,1.3计算机中数的表示方法与计算 计算机中数和符号的表示,第1章 绪论,我们把这种对一个二进制数按位求反后在末位加1

12、的运算称为求补运算。 （注意：这里的求补运算不是求补码运算。）,1.3计算机中数的表示方法与计算 计算机中数和符号的表示,第1章 绪论,补码的加法规则是： X+Y补=X补+Y补； 补码的减法规则是： X-Y补=X补+-Y补， 其中的-Y补对Y补求补就可以得到。,1.3计算机中数的表示方法与计算 例1.7,第1章 绪论,假设计算机的字长为8位，分别计算45和-57的补码，用补码的加法计算45-57=？。,1.3计算机中数的表示方法与计算 BCD码表示法,第1章 绪论,用4位二进制数字来表示一位十进制数字，这种编码称为二进制编码表示的十进制数（Binary Code Decimal）,简称BCD码

13、。,1.3计算机中数的表示方法与计算 几种基本的逻辑运算,第1章 绪论,常用逻辑运算,与”运算（AND）,“或”运算（OR）,“异或”运算（XOR）,“非”运算（NOT）,“与”运算： 见0为0。,逻辑运算，按二进制的位运算。,1.3计算机中数的表示方法与计算 几种基本的逻辑运算,第1章 绪论,常用逻辑运算,与”运算（AND）,“或”运算（OR）,“异或”运算（XOR）,“非”运算（NOT）,“或”运算： 见1为1,逻辑运算，按二进制的位运算。,1.3计算机中数的表示方法与计算 几种基本的逻辑运算,第1章 绪论,常用逻辑运算,与”运算（AND）,“或”运算（OR）,“异或”运算（XOR）,“非”运算（NOT）,“异或”运算： 相同为0， 不同为1,逻辑运算，按二进制的位运算。,1.3计算机中数的表示方法与计算 几种基本的逻辑运算,第1章 绪论,常用逻辑运算,“与”运算（AND）,“或”运算（OR）,“异或”运算（XOR）,“非”运算（NOT）,“非”运算： 0变1， 1变0,逻辑运算，按二进制的位运算。,