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第2章 微机的基本组成电路-20100916课件.ppt

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第2章 微机的基本组成电路-20100916课件.ppt

上传人:yixingmaoh 2022/11/26 文件大小:1.79 MB

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任何一个复杂的电路系统都可以分解为一些相对简单的电路,或者说复杂电路系统可以由多个简单电路搭建而成。构成复杂电路系统的简单电路称为该复杂电路系统的组成电路模块或电路部件。本章将对构成微型计算机电路系统的一些基本的、典型的电路模块的原理与功能作一简单介绍,主要包括算术逻辑单元、触发器、寄存器、存储器及总线结构等,同时给出数据在这些电路部件之间的流通过程以及“控制字”的概念。

算术逻辑单元(ArithmeticLogicalUnit,简称ALU),用于实现算术与逻辑运算,包括加、减、乘、除等算术运算和与、或、非、异或、同或等逻辑运算。其符号表示如下:
其中,A、B为参与运算的两个输入数据,Control为控制信号,S为输出的运算结果。
四位ALU逻辑图
四位ALU功能表
S3
S2
S1
S0
正逻辑
M=H
逻辑运算
M=L算术运算
Cn=1
Cn=0
L
L
L
L
A
A
A加1
L
L
L
H
A+B
A+B
(A+B)加1
L
L
H
L
A·B
A+B
(A+B)加1
L
L
H
H
“0”
减1
“0”
L
H
L
L
A·B
A加(A·B)
A加(A·B)加1
L
H
L
H
B
(A·B)加(A+B)
(A·B)加(A+B)加1
L
H
H
L
AB
A减B减1
A减B
L
H
H
H
A·B
(A·B)减1
A·
第2章微机的基本组成电路

触发器(Trigger)是构成寄存器和存储器的基本单元,是计算机的记忆细胞。

(1)电路结构:由两个交叉耦合的“与非”或“或非”门组成,2个输出分别为Q和/Q,两路输入分别为R和S。如下图所示:
(2)功能描述:当S=1且R=0时,Q=1,/Q=0,称为置位,在S变为0后,Q和/Q将保持不变。当S=0且R=1时,Q=0,/Q=1,称为复位,在R变为0后,Q和/Q将保持不变。当S=0且R=0时,保持原状态不变。当S=1且R=1时,状态不定。
(3)符号:见右图。
(4)带时标的RS触发器(同步RS触发器),电路图见教材P19图2-4。
s
R
s
R
Q
/Q
第2章微机的基本组成电路

(1)电路结构:见右图:
(2)功能描述:
当D=1时,Q=1、/Q=0,
D=0时,Q=0、/Q=1。
即Q=D
CLK
D
Q
Q
PR
CLR
CLK
D
Q
Q
PR
CLR
CLK
D
Q
Q
PR
CLR
(3)改进:加上同步时钟信号CLK、边沿触发、加上预置和清除端。符号如下:
正边沿触发负边沿触发低电平预置和清除

(1)电路结构:见下图。
第2章微机的基本组成电路
(2)功能描述:JKQ动作
00保持原状自锁状态
010复位
101置位
11原状态的反码翻转
JK触发器的符号如下:
CLK
J
Q
Q
PR
CLR
K

可控缓冲寄存器:每个D触发器增加一个装入控制门LOAD,见下图。
Y0
CLK
CLR
X0
D0
Q0
X1
D0
Q0
X2
D0
Q0
X3
D0
Q0
Y1
Y2
Y3
LOAD
≥1
&
&
≥1
&
&
≥1
&
&
≥1
&
&
装入控制门
第2章微机的基本组成电路

(1)功能:将其所存储的数据进行移位操作。移位操作的类型:
逻辑左移
逻辑移位逻辑右移
移位操作循环左移
循环右移
算术移位算术左移
算术右移
(2)电路结构:由D触发器串联在一起形成。例:4位左移寄存器电路图:
第2章微机的基本组成电路
Din
D0
Q0
D1
Q1
D2
Q2
D3
Q3
CLK
CLR
(3)可控移位寄存器:增加装入控制门LOAD等控制电路。

(1)行波计数器(Travellingwavecounter)
第2章微机的基本组成电路
计数规律:0000000100100011…1**********
(2)可控行波计数器:
第2章微机的基本组成电路
(5)程序计数器(ProgramCounter,简称PC)
用于存储计算机下一条要执行的指令的地址,可以从0开始计数(每次加1或加一个固定的数),以支持程序的顺序执行;也可以将外部数据装入其中,以支持程序跳转操作。
(Accumulator)
用于暂存ALU的运算结果,能装入及输出数据、左移、右移。见右图。

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