江蘇蘇嵌教育單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)培訓(xùn)

1.運(yùn)算器

運(yùn)算器由運(yùn)算部件算術(shù)邏輯單元(Arithmetic-LogicalUnit,簡(jiǎn)稱ALU)累加器和寄存器等幾部分組成。ALU的作用是把傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算,輸入來(lái)源為兩個(gè)8位數(shù)據(jù),分別來(lái)自累加器和數(shù)據(jù)寄

存器。ALU能完成對(duì)這兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行加減與或比較大小等操作,*后將結(jié)果存入累加器。例如,兩個(gè)數(shù)6和7相加,在相加之前,操作數(shù)6放在累加器中,7放在數(shù)據(jù)寄存器中,當(dāng)執(zhí)行加法指令時(shí),ALU即把

兩個(gè)數(shù)相加并把結(jié)果13存入累加器,取代累加器原來(lái)的內(nèi)容。

運(yùn)算器有兩個(gè)功能:(1)執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算。(2)執(zhí)行各種邏輯運(yùn)算,并進(jìn)行邏輯測(cè)試,如零值測(cè)試或兩個(gè)值的比較。

運(yùn)算器所執(zhí)行全部操作都是由控制器發(fā)出的控制信號(hào)來(lái)指揮的,并且,一個(gè)算術(shù)操作產(chǎn)生一個(gè)運(yùn)算結(jié)果,一個(gè)邏輯操作產(chǎn)生一個(gè)判決。

2.控制器

控制器由程序計(jì)數(shù)器指令寄存器指令譯碼器時(shí)序發(fā)生器和操作控制器等組成,是發(fā)布命令的決策機(jī)構(gòu),即協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的操作。其主要功能有:

(1)從內(nèi)存中取出一條指令,并指出下一條指令在內(nèi)存中的位置。

(2)對(duì)指令進(jìn)行譯碼和測(cè)試,并產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào),以便于執(zhí)行規(guī)定的動(dòng)作。

(3)指揮并控制CPU內(nèi)存和輸入輸出設(shè)備之間數(shù)據(jù)流動(dòng)的方向。

微處理器內(nèi)通過(guò)內(nèi)部總線把ALU計(jì)數(shù)器寄存器和控制部分互聯(lián),并通過(guò)外部總線與外部的存儲(chǔ)器輸入輸出接口電路聯(lián)接。外部總線又稱為系統(tǒng)總線,分為數(shù)據(jù)總線DB地址總線AB和控制總線CB。通過(guò)輸入

輸出接口電路,實(shí)現(xiàn)與各種外圍設(shè)備連接。

3.主要寄存器

(1)累加器A

累加器A是微處理器中使用*頻繁的寄存器。在算術(shù)和邏輯運(yùn)算時(shí)它有雙功能:運(yùn)算前,用于保存一個(gè)操作數(shù);運(yùn)算后,用于保存所得的和差或邏輯運(yùn)算結(jié)果。

(2)數(shù)據(jù)寄存器DR

數(shù)據(jù)寄存器通過(guò)數(shù)據(jù)總線向存儲(chǔ)器和輸入/輸出設(shè)備送(寫)或取(讀)數(shù)據(jù)的暫存單元。它可以保存一條正在譯碼的指令,也可以保存正在送往存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)等等。

(3)指令寄存器IR和指令譯碼器ID

指令包括操作碼和操作數(shù)。

指令寄存器是用來(lái)保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。當(dāng)執(zhí)行一條指令時(shí),先把它從內(nèi)存中取到數(shù)據(jù)寄存器中,然后再傳送到指令寄存器。當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行給定的指令時(shí),必須對(duì)操作碼進(jìn)行譯碼,以確定所要求的操作,指

令譯碼器就是負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作的。其中,指令寄存器中操作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入。

(4)程序計(jì)數(shù)器PC

PC用于確定下一條指令的地址,以保證程序能夠連續(xù)地執(zhí)行下去,因此通常又被稱為指令地址計(jì)數(shù)器。在程序開始執(zhí)行前必須將程序的*條指令的內(nèi)存單元地址(即程序的首地址)送入PC,使它總是指向下一條要執(zhí)行指令的地址。

(5)地址寄存器AR

地址寄存器用于保存當(dāng)前CPU所要訪問(wèn)的內(nèi)存單元或I/O設(shè)備的地址。由于內(nèi)存與CPU之間存在著速度上的差異,所以必須使用地址寄存器來(lái)保持地址信息,直到內(nèi)存讀/寫操作完成為止。

顯然,當(dāng)CPU向存儲(chǔ)器存數(shù)據(jù)CPU從內(nèi)存取數(shù)據(jù)和CPU從內(nèi)存讀出指令時(shí),都要用到地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。同樣,如果把外圍設(shè)備的地址作為內(nèi)存地址單元來(lái)看的話,那么當(dāng)CPU和外圍設(shè)備交換信息時(shí),也

需要用到地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。