10。2 典型微机系统

10。2。1典型微机系统的结构

图10。9显示了典型的微机系统的结构，显示了8位系统，但16位和32位系统也可用。系统由几个元素组成：微处理器，只读存储器（ROM），随机存取存储器 ）和互连的输入/输出接口。

输入数据（形成计数器或ADC）作为8位并行数字信号以输入并行接口进入计算机。8位的字符串称为8位字或字节。然后将数据传送到 不同的元件使用一组称为8位数据总线的8条并行线。数据总线将携带例如从输出接口或RAM到微处理器的数据，从微处理器到RAM的数据，来自微处理器的数据或 RAM到输出接口。数据离开计算机在并行或串行输出接口传递到数据表示元素，如数字显示，CRT显示或数字记录器。

图10。9

典型8位

微机系统

简化原理图

计算机系统是连续的，即:它通过执行一系列步骤来操作。作为指令的结果执行每个步骤;指令序列被称为程序。通常将存储在ROM中的指令和RAM中的两个指令和数据。使用数据总线 将这些存储器件的指令传送到处理器。两种类型的存储器件具有许多存储元件，每个存储元件具有相关联的地址。这是一个二进制或十六进制数，其指定存储元件在存储器内的位置。引用是一项操作从而将数据字或报文的副本从给定的存储位置转移到另一个设备，而不改变存储的内容，写入位于在数据字或指令中的操作存储位置。

信息可以写入或读出RAM的任何部分;然而,它是易失性存储器;即,存储的信息在电源关闭时丢失。ROM是永久性存储器，但信息只能从ROM中读出。为了执行这些读/写操作，必须寻址存储位置;这微处理器产生对应于该位置的地址的并行数字信号并将其呈现给存储器件。文献综述

图10。9的系统具有16位地址总线，能够寻址多达216个不同的位置。在该系统中，ROM具有1024个8位字节的存储容量，需要10位地址信号。RAM具有256个8位字节存储容量，需要8位地址信号。地址总线将携带信号要执行到ROM的下一条指令的地址到RAM的数据字的地址或 输入/输出（I / O）接口的输入或输出设备的地址或编号。

图10。10

典型的8位

微处理器

控制线将时钟信号和控制信号传送到计算机中的每个元件，以确保上述信息传输所需的协调和同步。输入和输出数据可以是并行和串行形式。而且在第18章讨论了数字信号 。

图10。10显示了一个典型的8位微处理器。程序计数器是一个寄存器，其中包含要执行的指令的地址。该指令地址传递给通过之前保存地址的地址寄存器（索引寄存器和堆栈指针） 将其发送到地址总线。相应的指令从数据总线接收并传递给指令寄存器，在指令解码器中被解码并被执行时被保持。地址寄存器还将数据地址传递给地址总线。

累加器是数据寄存器，它们从数据总线（执行指令之前）接收数据字，并将数据字发送回数据总线（执行指令之后）。算术逻辑单元（ALU） 是可以对保存在累加器中的一个或两个数据字执行算术（加法，减法）和逻辑（AND，或）操作的逻辑电路。在传递到数据总线之前，操作的结果保存在累加器中。 先进的微处理器具有乘法和除法的电路。

10。2。2  典型的16位微处理器

图10。11是一个典型的16位微处理器的示意图。它具有一个16位的外部数据总线和一个24位的外部地址总线，这个地址总线可以访问16兆字节的外部存储器。内部地址和数据总线主要是32位宽。没有专用的累加器，而是八个通用数据寄存器，每个都是32位宽。每个寄存器都可以处理四种基本类型的数据：