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1、JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术2121世纪高等院校计算机科学与技术规划教材世纪高等院校计算机科学与技术规划教材微机原理及接口技术微机原理及接口技术 1/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术引引言言微处理器的发展微处理器的发展年代年代代表产品代表产品工艺工艺特点特点19721973I4004/8008PMOS4位机，速度慢19741976I8080NMOS8位机，软件丰富19761978Z80集成8位机，高级语言19781980I8086HMOS16位机1981IAPX43232位机2/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术本课程教学模块本课
2、程教学模块第一章第一章、微型计算机基础知识微型计算机基础知识第二章第二章、微型计算机的组成及工作原理微型计算机的组成及工作原理第三章、汇编语言程序设计第三章、汇编语言程序设计第四章、输入输出接口第四章、输入输出接口第五章、存储器及其结构第五章、存储器及其结构第六章、中断控制系统第六章、中断控制系统第七章、可编程计数定时控制器第七章、可编程计数定时控制器82538253第八章、数第八章、数/模及模模及模/数转换器数转换器第九章第九章 微型计算机外部设备简介微型计算机外部设备简介第十章第十章 微型计算机开发应用微型计算机开发应用3/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术第一章第一章
3、微型计算机基础知识微型计算机基础知识本章要点：本章要点：计算机的码制与数制计算机的码制与数制 二进制编码的十进制数（二进制编码的十进制数（BCDBCD码）码）计算机的逻辑器件计算机的逻辑器件4/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.1 1.1 数制数制 迄今为止，所有的电子计算机以二进制进行算术和逻辑运算的 微型计算机和其他数字电路设备也是如此。操作计算机时，大多是通过键盘输入十进制数字和符号命令，计算机把他们转换成二进制形式进行识别、运算和处理。运算结果，计算机又还原成十进制数字和符号在输出设备上反映出来。输入码输入码-扫描码扫描码-ASCII-ASCII码码-输出码输出
4、码（十进制）（二进制）（点阵码）微型计算机自动完成的5/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.1.1 1.1.1 进位计数制及其基数和权进位计数制及其基数和权 数制数制，即进位计数制，是人们利用符号来记数的科学方法。数制有多种形式，如十进制数、二进制数、八进制数等等。习惯用的十进制记数法。一个任意的十进制数可以表示为：a an na an-1n-1aa0 0.b.b1 1b b2 2b b3 3bbm-1m-1b bm m数制中的三个术语：数制中的三个术语：l数码：用不同的数字符号来表示一种数制的数值，数字符号称为“数码”。l基：数制中所允许使用的数码个数称为基。l权：数制
5、每一位所具有的值称为权。6/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.1.2 1.1.2 计算机中常用的进制数计算机中常用的进制数 人用的数十进制数，计算机用二进制数，为简化也用八进制和十六进制。人用的数十进制数，计算机用二进制数，为简化也用八进制和十六进制。下面将分别介绍这几种常用的进制。下面将分别介绍这几种常用的进制。表表1-1 1-1 计算机中常用的进制数计算机中常用的进制数进制数进制数基数基数记数原则记数原则备注备注十进制数十进制数0,1,2,8,90,1,2,8,9逢十进一，借一当十逢十进一，借一当十人们最常用人们最常用二进制数二进制数0,10,1逢二进一，借一当二逢
6、二进一，借一当二计算机中采用计算机中采用八进制数八进制数0,1,2,3,4,5,6,70,1,2,3,4,5,6,7逢八进一，借一当八逢八进一，借一当八为简化二进制数据的书写为简化二进制数据的书写十六进制数十六进制数0,1,9,A,B,C,D,E,F0,1,9,A,B,C,D,E,F逢十六进一，借一当十六逢十六进一，借一当十六为简化二进制数据的书写为简化二进制数据的书写7/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.1.2 1.1.2 计算机中常用的进制数计算机中常用的进制数 一、二进制表示法：一、二进制表示法：基数为二（基数为二（0 0，1 1）；权值为）；权值为 2 2i i
7、 。1 1、二进制表示数值方法：、二进制表示数值方法：N =N =+K Ki i 2 2i i 其中：其中：K Ki i=0 =0 或或 1 12 2、二进制运算规则：逢二进一，借一当二。、二进制运算规则：逢二进一，借一当二。加法运算：加法运算：0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=100+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10（逢二进一）（逢二进一）减法运算：减法运算：0-0=0 10-1=10-0=0 10-1=1（借位）（借位）1-0=1 1-1=0 1-0=1 1-1=0乘法运算：乘法运算：00=0 01=0 10=0 11=100=0 01=0 10=0 11=1除法运算
8、：除法运算：0/1=0 0/1=0 1/1=1 1/1=1 例例1-11-1：二进制数：二进制数1011.11011.1表示如下：表示如下：(1011.1)B=12(1011.1)B=123 3+02+022 2+12+121 1+12+120 0+12+12-1-18/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.1.2 1.1.2 计算机中常用的进制数计算机中常用的进制数 一、二进制表示法一、二进制表示法：基数为二（：基数为二（0 0，1 1）；权值为）；权值为 2i 2i。二、八进制表示法二、八进制表示法：基数为八（：基数为八（0 0，1 1，2 2，3 3，4 4，5 5，
9、6 6，7 7）；权值为）；权值为 8 8i i 。1 1、八进制表示数值方法、八进制表示数值方法 N =K N =Ki i 8 8i i 其中：其中：K Ki i=0 =0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 72 2、八进制运算规则：逢八进一，借一当八。、八进制运算规则：逢八进一，借一当八。例例1-21-2：（：（467.6467.6）O=482+681+780+68-1O=482+681+780+68-19/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.1.2 1.1.2 计算机中常用的进制数计算机中常用的进制数 一、二进制表示法一、二进制表示法：基数为二（：
10、基数为二（0 0，1 1）；权值为）；权值为 2i 2i。二、八进制表示法二、八进制表示法：基数为八（：基数为八（0 0，1 1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7）；权值为）；权值为 8 8i i 。三、十六进制表示法三、十六进制表示法：基数为十六（：基数为十六（0,1,-9,A,B,C,D,E,F0,1,-9,A,B,C,D,E,F），权值为），权值为 16 16i i 。1 1、十六进制表示数值方法：、十六进制表示数值方法：N=KN=Ki i1616i i 其中：其中：K Ki i=0 9 =0 9、A FA F2 2、十六进制运算规则：十六进一，借一当十六。、十六进制运算规
11、则：十六进一，借一当十六。例例1-31-3：（：（56D.356D.3）H=5162+6161+13160+316-1H=5162+6161+13160+316-110/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.1.3 1.1.3 进制间的转换进制间的转换 计算机用二进制，人用十进制数计算机用二进制，人用十进制数,平时又常用到十六进制数和八进制数，平时又常用到十六进制数和八进制数，这就需要掌握各种进制间的相互转换关系这就需要掌握各种进制间的相互转换关系一、二进制数和十进制数之间的转换一、二进制数和十进制数之间的转换1 1、二进制数转换为十进制数：按权展开相加二进制数转换为十进制
12、数：按权展开相加例例1-4:11101.1011-4:11101.101=124+123+122+021+120+12-1+02-2+12-3=124+123+122+021+120+12-1+02-2+12-3=16+8+4+0+1+0.5+0.25+0.125=29.875=16+8+4+0+1+0.5+0.25+0.125=29.875 2 2、十进制数转换为二进制数：整数和小数分别进行转换十进制数转换为二进制数：整数和小数分别进行转换l l整数转换：除整数转换：除2 2取余逆序排列取余逆序排列l l小数转换：乘小数转换：乘2 2取整顺序放在小数点后取整顺序放在小数点后11/28JXGJ
13、XG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.1.3 1.1.3 进制间的转换进制间的转换 例例1-51-5：将（将（137137）D D 转换为二进制数。转换为二进制数。2 137 2 137 余数（结果）余数（结果）低位低位 2 68 -1 2 68 -1 2 34 -0 2 34 -0 2 17 -0 2 17 -0 2 8 -1 2 8 -1 2 4 -0 2 4 -0 2 2 -0 2 2 -0 2 1 -0 2 1 -0 0 -1 0 -1 高位高位转换结果：（转换结果：（136136）D=D=（1000100110001001）B B例例1-61-6：将（将（0.6250.625
14、）D D转换为二进制数。转换为二进制数。0.625 2 1.25 2 0.5 2 1.0 0.625 2 1.25 2 0.5 2 1.0 取整：取整：高位高位 低位低位转换结果：转换结果：(0.625)D =(0.101)B(0.625)D =(0.101)B12/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.1.3 1.1.3 进制间的转换进制间的转换 二、二进制数和八进制数、十六进制数间的转换二、二进制数和八进制数、十六进制数间的转换1 1、二进制数到八进制数转换：三位化一位，不足补、二进制数到八进制数转换：三位化一位，不足补0 02 2、二进制数到十六进制数转换：四位化一位
15、，不足补、二进制数到十六进制数转换：四位化一位，不足补0 0。例例1-71-7：将：将(1000110.01)B(1000110.01)B转换为八进制数和十六进制数。转换为八进制数和十六进制数。二进制数到八进制数的转换：二进制数到八进制数的转换：1000110 1000110.01=01=00001 000 110 1 000 110.01010 0 B =(1 0 6 .2)OB =(1 0 6 .2)O 二进制数到十六进制数的转换：二进制数到十六进制数的转换：1000110 1000110.01=0100 0110 01=0100 0110.0100 B =(4 6 .4 )H 0100
16、B =(4 6 .4 )H3 3、八进制、十六进制数到二进制数的转换：一位化三位（四位）、八进制、十六进制数到二进制数的转换：一位化三位（四位）例例1-81-8：将：将(352.6)o(352.6)o转换为二进制数。转换为二进制数。3 5 2 3 5 2 .6 6 0 011 101 010 1111 101 010 110 0 =(11 101 010.11)B =(11 101 010.11)B13/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.1.3 1.1.3 进制间的转换进制间的转换 按按位位权权展展开开求求和和整整数数除除以以16取取余余小小数数乘乘以以16取取整整八进
17、制数八进制数十六进制数十六进制数二进制数二进制数十进制数十进制数4位化位化1位位1位化位化4位位按位权展开求和按位权展开求和3位位化化1位位1位位化化3位位整数除以整数除以8取余，小数乘以取余，小数乘以8取整取整整数除以整数除以2取余取余小数乘以小数乘以2取整取整按位权展开按位权展开求和求和图图1-1数制间的转换关系数制间的转换关系14/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.1.3 1.1.3 进制间的转换进制间的转换 二二 进制进制十六十六 进制进制十十 进制进制八八进制进制二二 进制进制十六十六 进制进制十十进制进制八八进制进制000000000001000100100
18、01000110011010001000101010101100110011101110 01 12 23 34 45 56 67 70 01 12 23 34 45 56 67 70 01 12 23 34 45 56 67 710001000100110011010101010111011110011001101110111101110111111118 89 9A AB BC CD DE EF F8 89 910101111121213131414151510101111121213131414151516161717各种数制对照表各种数制对照表 15/28JXGJXG 微机原理及接口技
19、术微机原理及接口技术1.2 1.2 数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示 数值数据数值数据 所有的数位都用来表示数据的数值所有的数位都用来表示数据的数值无符号数：无符号数：没有符号位，没有符号位，为了方便，通常将它作为正数处理。为了方便，通常将它作为正数处理。分正、负两种分正、负两种有有符符号号数数：用用“0”“0”表表示示正正号号“+”“+”，用用“1”“1”表表示示负负号号“-”“-”符号位放在数的最高位。符号位放在数的最高位。16/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.2.1 1.2.1 机器数与真值机器数与真值 1 1、机器数、机器数：数在机器中的表示形式（数值
20、数据在计算机中的编码）：数在机器中的表示形式（数值数据在计算机中的编码）2 2、真值、真值：机器数的数值（即用：机器数的数值（即用+、-表示符号再加上绝对值）表示符号再加上绝对值）例如：真值例如：真值 X X1 1=-1011B=-1011B，其对应的机器数为，其对应的机器数为11011B11011B 真值真值 X X2 2=-0.1101B=-0.1101B，其机器数为，其机器数为1.1101B1.1101B （对于小数，小数点左边的（对于小数，小数点左边的1 1为符号位，不是数值的数字）为符号位，不是数值的数字）3 3、带符号的二进制数在机器中的表示方法有三种、带符号的二进制数在机器中的表
21、示方法有三种 原码、补码、反码原码、补码、反码17/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.2.1 1.2.1 机器数与真值机器数与真值 一、原码表示法一、原码表示法：最高位表示符号，：最高位表示符号，0-0-正、正、1-1-负，其它位表示数值的绝对值定义：负，其它位表示数值的绝对值定义：XX原原=X 0=X 0=X =X 1 1 定点小数定点小数 1+|X|-1 1+|X|-1 X X =0=0 XX原原=X 0=X 0=X=X=2n-1 =2n-1 定点整数定点整数 2 2 n+1n+1 +|X|-(2 +|X|-(2n n1)1)=X=X=0=0例例1-91-9：求：求
22、X X1 1=0.1011=0.1011，X X2 2=-0.1011=-0.1011的原码表示。（的原码表示。（8 8位）位）XX1 1 原原=X1=01011000=X1=01011000XX2 2 原原=1+|X=1+|X2 2|=11011000|=11011000 小数点位置小数点位置 小数点位置小数点位置例例1-101-10：求：求X X1 1=1011=1011，X X2 2=-1011=-1011的原码。（的原码。（8 8位）位）X X1 1 原原=00001011=00001011 X X2 2 原原=10001011=10001011 小数点位置小数点位置 小数点位置小数点
23、位置特点：特点：原码与真值的对应关系简单；原码与真值的对应关系简单；0 0的编码不唯一，处理运算不方便。的编码不唯一，处理运算不方便。18/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.2.1 1.2.1 机器数与真值机器数与真值 二、补码表示法二、补码表示法一是使符号位和有效数值部分一起参加数值运算，简化运算规则一是使符号位和有效数值部分一起参加数值运算，简化运算规则二是使减法运算转化为加法运算，简化计算机中运算器的线路设计二是使减法运算转化为加法运算，简化计算机中运算器的线路设计1 1、模的概念：一个计量单位称之为模或模数，用模的概念：一个计量单位称之为模或模数，用M M表示。
24、表示。如：时钟是以如：时钟是以1212进制进行计数循环的，即以进制进行计数循环的，即以1212为模，计满后发生溢出，又从头开始计数。为模，计满后发生溢出，又从头开始计数。由此模数为由此模数为1212循环计数，加循环计数，加2 2和减和减1010效果一样，效果一样，1010和和2 2对模对模1212互为补数。计算机中称为补码互为补数。计算机中称为补码2 2、补码的表示：正数的补码和原码相同。补码的表示：正数的补码和原码相同。负数的补码则是符号位为负数的补码则是符号位为“1”“1”，数值部分按位取反后再在末位（最低位）加，数值部分按位取反后再在末位（最低位）加1 1。例例1-121-12：求：求0
25、.10110.1011和和-0.1011-0.1011的补码。（的补码。（8 8位）位）0.10110.1011补补=0.1011=0.1011原原=01011000=01011000-0.1011-0.1011补补=-1011000=-1011000反反+1=10100111+1=10101000+1=10100111+1=1010100000补补=+0=+0补补=-0=-0补补=00000000=00000000特点：特点：0 0的补码只有一个，即的补码只有一个，即00补补=00000000B=00H=00000000B=00H。19/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术
26、1.2.1 1.2.1 机器数与真值机器数与真值 一、原码表示法一、原码表示法 二、补码表示法二、补码表示法 三、反码表示法三、反码表示法：最高一位表示符号，数值位是对负数取反。注意数最高一位表示符号，数值位是对负数取反。注意数0 0：+0+0反反=00000000 -0=00000000 -0反反=1111111=1111111+1100111+1100111反反=01100111 -1100111=01100111 -1100111反反=10011000=10011000特点：通过反码表示法可以获得将负数转换成补码的简便方法。特点：通过反码表示法可以获得将负数转换成补码的简便方法。正正0
27、0和负和负0 0的反码表示是不同的。的反码表示是不同的。20/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.2.2 1.2.2 计算机中常用的编码计算机中常用的编码 一、一、BCDBCD码码 （Binary Code DecimalBinary Code Decimal）BCDBCD码是一种用码是一种用4 4位二进制数字来表示一位十进制数字的编码，位二进制数字来表示一位十进制数字的编码，表表1-3 1-3 十进制与十进制与8421BCD8421BCD码对照表码对照表十进制十进制BCDBCD码码十进制十进制BCDBCD码码0 01 12 23 34 45 56 67 70000000
28、0000100010010001000110011010001000101010101100110011101118 89 9101011111212131314141515100010001001100100010000000100000001000100010001000100100001001000010011000100110001010000010100000101010001010121/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.2.2 1.2.2 计算机中常用的编码计算机中常用的编码 一、一、BCDBCD码码 （Binary Code DecimalBinary
29、Code Decimal）BCDBCD码有两种格式：码有两种格式：1 1、压缩、压缩BCDBCD码格式（码格式（Packed BCD FormatPacked BCD Format）用用4 4个二进制位表示一个十进制位，就是用个二进制位表示一个十进制位，就是用0000B-1001B0000B-1001B来表示十进制数来表示十进制数0-80-8。例如：十进制数例如：十进制数42564256的压缩的压缩BCDBCD码表示为：码表示为：0100 0010 0101 0110 B0100 0010 0101 0110 B2 2、非压缩、非压缩BCDBCD码格式（码格式（Unpacked BCD For
30、matUnpacked BCD Format）用用8 8个二进制位表示一个十进制位个二进制位表示一个十进制位其高四位无意义，用其高四位无意义，用xxxxxxxx表示，低四位和压缩表示，低四位和压缩BCDBCD码相同（注：上表为非压缩码相同（注：上表为非压缩BCDBCD码）码）例例1-131-13：十进制数：十进制数42564256的非压缩的非压缩BCDBCD码表示为：码表示为：xxxx0100 xxxx0010 xxxx0101 xxxx0110 B xxxx0100 xxxx0010 xxxx0101 xxxx0110 B 22/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.2.
31、2 1.2.2 计算机中常用的编码计算机中常用的编码 二、二、ASCII ASCII码码 美国标准信息交换代码（美国标准信息交换代码（American Standard Card for Information InterchangeAmerican Standard Card for Information Interchange）这种编码由这种编码由7 7位二进制数码（位二进制数码（b b6 6b b5 5b b4 4b b3 3b b2 2b b1 1b b0 0）编码组成，共有）编码组成，共有128128个编码个编码 包括大写、小写英文字母，十进制数字，标点符号和控制符号。包括大写、小
32、写英文字母，十进制数字，标点符号和控制符号。其前其前3232个代码是控制字符，编程人员利用控制字符可以控制机器进行某种操作。个代码是控制字符，编程人员利用控制字符可以控制机器进行某种操作。例如往打印机送例如往打印机送OAHOAH（代表控制字符（代表控制字符LFLF，指换行），则打印机的纸向前走一行。，指换行），则打印机的纸向前走一行。大写英文字母大写英文字母AZAZ的的ASCIIASCII码是从码是从10000011000001（即（即41H41H）开始按顺序递增）开始按顺序递增 另外空格另外空格SPSP的的ASCIIASCII码是码是20H20H，回车，回车CRCR的的ASCIIASCII码
33、是码是0DH0DH，换行，换行LFLF的的ASCIIASCII码是码是0AH0AH这种七位代码若再加上一个奇偶校验位，就可以组成八位代码。这种七位代码若再加上一个奇偶校验位，就可以组成八位代码。特别是计算机用八位二进制位构成一个字节，因而特别是计算机用八位二进制位构成一个字节，因而ASCIIASCII码在计算机中普遍应用。码在计算机中普遍应用。23/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.2.2 1.2.2 计算机中常用的编码计算机中常用的编码 一、一、BCDBCD码码 二、二、ASCIIASCII码码三、三、GB2312-80GB2312-80编码编码 为为了了适适应应计计
34、算算机机处处理理中中文文信信息息的的需需要要，国国家家标标准准总总局局制制定定了了“中中华华人人民民共共和和国国国家标准信息交换汉字编码国家标准信息交换汉字编码”，代号，代号“GB2312-80”“GB2312-80”。这种编码称为国标码。这种编码称为国标码。该该编编码码集集规规定定了了计计算算机机使使用用汉汉字字和和图图形形符符号号总总数数为为74457445个个，其其中中汉汉字字总总数数67636763个个；按按照照常常用用汉汉字字的的使使用用频频率率分分为为一一级级汉汉字字37553755个个，二二级级汉汉字字30083008个个，图图形形符符号号682682个。由于汉字数量大，用一个字
35、节无法区别，常采用两个字节对汉字进行编码。个。由于汉字数量大，用一个字节无法区别，常采用两个字节对汉字进行编码。24/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.3 1.3 数据在计算机中的运算数据在计算机中的运算 1.3.1 1.3.1 二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算计算机逻辑运算是由专门的逻辑电路完成的。下面介绍几种常用的逻辑运算计算机逻辑运算是由专门的逻辑电路完成的。下面介绍几种常用的逻辑运算一、一、逻辑乘运算逻辑乘运算：又称逻辑与，常用运算符又称逻辑与，常用运算符“”“”表示表示运算法则：运算法则：00=0 10=01=0 11=100=0 10=01=0 11=1
36、例例1-141-14：X=01100110BX=01100110B，Y=11110000BY=11110000B，解：，解：XY=01100110B 11110000B=01100000BXY=01100110B 11110000B=01100000B二、二、逻辑加运算逻辑加运算：又称逻辑或，常用运算符又称逻辑或，常用运算符“”“”表示表示运算法则：运算法则：00=0 10=01=1 11=100=0 10=01=1 11=1例例1-151-15：X=00110101BX=00110101B，Y=00001111BY=00001111B，解：，解：XY=00110101B 00001111B=
37、00111111BXY=00110101B 00001111B=00111111B三、三、逻辑非运算逻辑非运算：又称逻辑取反，常用运算符又称逻辑取反，常用运算符“”表示，表示，运算法则：运算法则：0=1 1=0 0=1 1=0 例例1-161-16：已知：已知X=11000011BX=11000011B，试求的值。解：，试求的值。解：11000011B=00111100B 11000011B=00111100B四、四、逻辑异或运算：逻辑异或运算：又称半加或按位加，是不考虑进位的加法，常采用运算符又称半加或按位加，是不考虑进位的加法，常采用运算符“”“”表示表示运算法则：运算法则：0 0 0=1
38、 0=1 1=0 1 1=0 1 0=0 0=0 1=1 1=1 例例1-171-17：已知：已知X=10110110BX=10110110B，Y=11110000BY=11110000B，解：，解：101101101011011011110000=01000110 B11110000=01000110 B25/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.3.2 1.3.2 整数的四则运算整数的四则运算一、一、加法运算加法运算：0+0=0 1+0=0+1=1 1+1=100+0=0 1+0=0+1=1 1+1=101+1+1=111+1+1=11二进制数的加法过程和十进制加法过程
39、类似二进制数的加法过程和十进制加法过程类似二、二、减法运算减法运算：00=000=0 11=0 11=0 101=1 101=10-1=10-1=1二进制数的减法过程和十进制减法过程类似二进制数的减法过程和十进制减法过程类似，在减法过程中要注意借在减法过程中要注意借1 1应看做应看做2 2。两个二进制数相减时先要判断它们的大小，差的符号由两数关系决定。两个二进制数相减时先要判断它们的大小，差的符号由两数关系决定。三、乘法运算三、乘法运算：00=000=010=01=010=01=011=111=1两个二进制数相乘和两个十进制相乘类似。两个二进制数相乘和两个十进制相乘类似。四、四、除法运算除法运
40、算 除除法法是是乘乘法法的的逆逆运运算算。与与十十进进制制类类似似，二二进进制制除除法法也也是是从从被被除除数数最最高高位位开开始始的的。其其过过程程是是先先查查找找出出够够减减除除数数的的位位数数，在在其其最最高高位位处处上上商商1 1并并完完成成它它对对除除数数的的减减法法运运算算，然然后后把把被被除除数数的的下下一一位位移移到到余余数数的的位位置置上上。若若余余数数不不够够减减除除数数，则则商商0 0，并并把把被被除除数数的的再再下下一一位位移移到到余余数数的的位位置置上上。若若余余数数够够减减除除数数，则则商商1 1，余余数数减减除除数数。这这样样反反复复进进行行，直直到到全全部部被被
41、除除数数的的各各位位都都移移到余数位置上为止。到余数位置上为止。26/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术1.4 1.4 逻辑功能部件逻辑功能部件 一、一、加法运算加法运算：0+0=0 1+0=0+1=1 1+1=100+0=0 1+0=0+1=1 1+1=101+1+1=111+1+1=11+-图图1-2二极管二极管图图1-3三极管的结构示意图三极管的结构示意图AYY=AO1YY=A+B1ABABYY=AB&BYY=A+BO1ABYY=A BO&ABYY=AB=AB+AB=1ABAYY=AO1O127/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术第一章第一章 习题
42、习题1.1.将下列各十进制数转换成为二进制数（最多保留将下列各十进制数转换成为二进制数（最多保留6 6位小数）位小数）（1 1）121 121 （2 2）12.125 12.125 （3 3）23.25 23.25 （4 4）1231232.2.将下列各十进制数转换成为八进制数（最多保留将下列各十进制数转换成为八进制数（最多保留6 6位小数）位小数）（1 1）121 121 （2 2）12.125 12.125 （3 3）23.25 23.25 （4 4）1231233.3.将下列各十进制数转换成为十六进制数（最多保留将下列各十进制数转换成为十六进制数（最多保留6 6位小数）位小数）（1 1）
43、121 121 （2 2）12.125 12.125 （3 3）23.25 23.25 （4 4）1231234.4.将下列各十六进制数转换成为十进制数（最多保留将下列各十六进制数转换成为十进制数（最多保留6 6位小数）位小数）（1 1）121 121 （2 2）12.125 12.125 （3 3）23.25 23.25 （4 4）1231235.5.将下列各八进制数转换成为十进制数（最多保留将下列各八进制数转换成为十进制数（最多保留6 6位小数）位小数）（1 1）121 121 （2 2）12.125 12.125 （3 3）23.25 23.25 （4 4）1231236.6.将下列各八
44、进制数转换成为二进制数将下列各八进制数转换成为二进制数 （1 1）121 121 （2 2）12.125 12.125 （3 3）23.25 23.25 （4 4）1231237.7.将下列各十六进制数转换成为二进制数将下列各十六进制数转换成为二进制数 （1 1）121 121 （2 2）12.125 12.125 （3 3）23.25 23.25 （4 4）1231238.8.以十六进制形式，给出下列十进制数对应的以十六进制形式，给出下列十进制数对应的8 8位二进制补码表示。位二进制补码表示。（1 1）23 23 （2 2）-23 -23 （3 3）-128 -128 （4 4）127127
45、9.9.写出下列各二进制数的原码、补码和反码写出下列各二进制数的原码、补码和反码（1 1）0 0 （2 2）0.101010 0.101010 （3 3）-0.101011 -0.101011 （4 4）0.111110.1111128/28JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术本课程教学模块本课程教学模块第一章第一章、微型计算机基础知识微型计算机基础知识第二章第二章、微型计算机的组成及工作原理微型计算机的组成及工作原理第三章、汇编语言程序设计第三章、汇编语言程序设计第四章、输入输出接口第四章、输入输出接口第五章、存储器及其结构第五章、存储器及其结构第六章、中断控制系统第六章、中断
46、控制系统第七章、可编程计数定时控制器第七章、可编程计数定时控制器82538253第八章、数第八章、数/模及模模及模/数转换器数转换器第九章第九章 微型计算机外部设备简介微型计算机外部设备简介第十章第十章 微型计算机开发应用微型计算机开发应用29/29JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术第八章第八章数数/模及模模及模/数转换器数转换器本章要点：本章要点：n模拟量输入输出通道的基本概念模拟量输入输出通道的基本概念n数数/模转换器模转换器DAC0832DAC0832的工作原理及应用的工作原理及应用n模模/数转换器数转换器ADC0809ADC0809的工作原理及应用的工作原理及应用n典型
47、的模拟量输入、输出系统的设计应用典型的模拟量输入、输出系统的设计应用30/29JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术第八章第八章数数/模及模模及模/数转换器数转换器 将模拟量转换为数字量的器件称为模将模拟量转换为数字量的器件称为模/数转换器（简称数转换器（简称A/DA/D转换器），转换器），而将数字量转换为模拟量的器件称为数而将数字量转换为模拟量的器件称为数/模转换器（简称模转换器（简称D/AD/A转换器）。转换器）。31/29JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术8.1D/A转换器概述转换器概述 D/A D/A转换器从工作原理上可以分为并行转换器从工作原理上可以分为并
48、行D/AD/A转换器和串行转换器和串行D/AD/A转换转换器两种。并行器两种。并行D/AD/A转换器的转换速度快，但电路复杂。随着计算机技术转换器的转换速度快，但电路复杂。随着计算机技术的飞速发展，并行的飞速发展，并行D/AD/A转换器成为当前主流，被广泛应用。转换器成为当前主流，被广泛应用。32/29JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术一、一、D/AD/A转换器的工作原理转换器的工作原理 并行并行D/AD/A转换器的电路设计中，使输入数码的位数与数字量的位数相同，对应输入转换器的电路设计中，使输入数码的位数与数字量的位数相同，对应输入数码的每一位都设有信号输入端数码的每一位都设
49、有信号输入端D0D0、D1D1、D2D2，用以控制相应的模拟切换开关，用以控制相应的模拟切换开关电电子开关，基准电压子开关，基准电压VREFVREF接到电阻网络上接到电阻网络上 并行数模并行数模D/AD/A转换器工作过程：转换器工作过程：数字量数字量按权相加按权相加 模拟量。因模拟量。因此，当此，当D/AD/A转换电路的电子开关端转换电路的电子开关端输入的二进制编码全为输入的二进制编码全为1 1，则运算，则运算放大器输出为：放大器输出为：（1-1/2n1-1/2n）VREFVREF；当电子开关端输入的二进制编码当电子开关端输入的二进制编码全为全为0 0，则运算放大器输出为，则运算放大器输出为0
50、 0。所以，所以，D/AD/A转换器的输出在转换器的输出在 0 0 到到（1-1/2n1-1/2n）VREFVREF之间。之间。33/29JXGJXG 微机原理及接口技术微机原理及接口技术二、二、D/AD/A转换器的主要性能参数转换器的主要性能参数1 1、分辨率、分辨率 分辨率是指分辨率是指D/AD/A转换器所能分辨的最小电压增量。它反映了转换器所能分辨的最小电压增量。它反映了D/AD/A转换器对微小输转换器对微小输入量变化的敏感性。分辨率常用二进制输入量的位数来表示，例如分辨率是入量变化的敏感性。分辨率常用二进制输入量的位数来表示，例如分辨率是8 8位、位、1010位等。有时，也用最小与最大