微型计算机8086工作原理,微型计算机的基工作原理.doc

微型计算机的基本工作原理

教学重点:8086操作及时序

教学难点：8086操作及时序

教学时数：6学时

教学内容：8086指令系统、初级程序设计、8086操作和时间顺序、控制部件和微计算机功能的扩展、现代技术在微计算机中的应用

教学方法：课堂教学

教学要求：

了解8086的指令系统，并能理解初级的程序。

了解指令周期的概念，重点掌握8086指令操作与时序的关系。

掌握时序控制下控制部件的组成和工作步骤。

微型计算机的基本功能可以概括为三能一快：操作（加、减、乘、除）、判断（大于、小于、等于、真假）和决策（根据判断确定下一步）。但所有这些能量的过程都必须基于快速才能具有实际意义。

2.1 简化微计算机结构的形式

为了便于分析和理解，我们先介绍一台简化的微型计算机，如图2所示.1(a)所示。其硬件结构特点如下：

(1) 功能简单:只能加减两个数。

(2) 内存小:只有一个16×8PROM(只读存储器的可编程序)。

(3) 字长8位：二进制8位显示。

(4) 手动输入：用拨动开关输入程序和数据。

图2.1 简化微型计算机的结构和功能分解图

1. 程序计数器PC

计数范围由0000～1111(用十六进制可记作由0～F)。

每次运行前，先复位到0000。取出指令后，PC应加1。

2. 存储地址寄存器MAR

接收来自PC二进制程序号作为地址码发送至PROM去。

3. 可编程序只读取存储器PROM

原理：每条水平线和垂直线都有一个连接开关和二极管的电路。因此，只要拨打开关，数据位置为1或0，以实现写入每个存储单元数据的目的。所以它被称为ROM为可编程序ROM。PROM实际上同时拥有RAM和ROM的功能。

4. 指令寄存器IR

IR从PROM收到指令(当LI=1，ER=1)，同时将指令字分送到控制部件CON和W总线上去。

指令字为8位：

×××× ××××

MSB LSB

最高有效位 最低有效位

左四位为最高有效位(高4位)，称为指令字段；右4位为最低有效位(低4位)，称为地址字段。

5. 控制部件CON

其功能如下：

(1) 每次运行前，CON先发出CLR=1.清除相关零件。

PC=0000

IR=0000 0000

(2) CON有一个脉冲同步时钟CLK去各个部件，个部件。

(3) 在CON有一个控制矩阵CM，能根据IR送来的指令发出12位的控制字：

CON=CPEPLMER LIEILAEASUEULBLO

根据控制字中的位置1或位置0，计算机可以根据指令程序自动有序运行。

6. 累加器A

用于存储计算机运行过程中的中间结果。它可以接收W总线发送的数据(LA=1)也可以将数据发送到W总线(EA=1)。它还有一个数据输出端，将数据发送到ALU进行算术操作。这种输出是双态的，即不受E门控制，即立即发送。

7. 算术逻辑部件ALU

当SU=0，ALU，进行加法A B；当SU=1，ALU，进行减法A-B，即(A B′)。

8. 寄存器B

这个寄存器将暂时存储与A相加减的数据。ALU输出也是双态的，即无E门控制。

9. 输出寄存器O

累加器A在计算机运行结束时有答案。如果您想输出此答案，则必须将其输入O。此时EA=1，LO=1，则O=A。

典型的计算机有几个输出寄存器，称为输出接口电路。这可以驱动打印机、显示器等不同的外围设备。

10. 二进制显示器D

使用发光二极管(LED)组成的显示器。LED接到寄存器O的人上去了。当一个是高电位时，应该是LED发光。因为寄存器O是8位，这里也有8位LED组成显示器。

这种结构一般可分为三部分，如图3所示.1(b)如功能分解图所示：

(1) 中央处理器CPU(包括PC，IR，CON，ALU，A及B)；

(2) 记忆装置M(MAR及PROM)；

(3) 输入／输出I／O(包括O及D，D也可称其外围设备)。

中央处理器(central processing unit,缩写为CPU)是程序计数功能(PC)、指令存储功能(IR)、控制功能(CON)、算术逻辑功能(ALU)暂存中间数据功能(A及B)集成在电路器件上的集成电路(IC)。实用上的CPU它比这里的图例更复杂，但它的主要功能基本相同。

存储器M(memory)在这图中，只包括存储地址寄存器(MAR)可编程存储器(实际上还包括地址译码功能)，