2.1 算术逻辑单元算术逻辑单元(ALU)2.2 触发器触发器(Trigger) 2.3 寄存器寄存器(Register)2.4 三态输出电路三态输出电路2.5 总线结构总线结构2.6 存储器存储器(Memory)第二章第二章 微型计算机的基本组成电路微型计算机的基本组成电路 ControlABSALUArithmetic Logical Unit一组线一组线2.1 2.1 算术逻辑运算单元（算术逻辑运算单元（ALUALU）触发器触发器：是由基本门电路组成的具有记忆功能的器件：是由基本门电路组成的具有记忆功能的器件SRQQ2.2.1 RS 触发器触发器RS触发器触发器SCLKRQQ时标时标RS触发器触发器SR2.2 2.2 触发器（触发器（Trigger)Trigger)2.2.2 D触发器（触发器（1）DQQSRD触发器触发器QQDCLK边沿触发的边沿触发的D触发器触发器QQDCLK时标时标D触发器触发器SRSRD Q QPRESET（置位）（置位）CLEAR（清除）（清除）CLK2.2.2 D触发器（触发器（2）正边沿触发正边沿触发D触发器触发器CLKD Q Q负边沿触发负边沿触发D触发器触发器CLKD Q Q低电平预置及清低电平预置及清除的除的D触发器触发器2.2.3 JK触发器触发器CLKS QR QJKJ K Q0 0 保持原态保持原态0 1 01 0 11 1 翻转翻转J Q K QCLKPRCLR寄存器寄存器：是由触发器组成的，可以保存二进制数。：是由触发器组成的，可以保存二进制数。寄存器寄存器缓冲寄存器缓冲寄存器用于暂存数据用于暂存数据移位寄存器移位寄存器能够将其所存数据一位一位能够将其所存数据一位一位 地向左或向右移地向左或向右移计数器计数器一个脉冲到达时，会按二进制数一个脉冲到达时，会按二进制数 的规律累计脉冲数的规律累计脉冲数累加器累加器用以暂存每次在用以暂存每次在ALU中计算的中中计算的中 间结果间结果2.3 2.3 寄存器（寄存器（RegisterRegister）2.3.1 缓冲寄存器（缓冲寄存器（Buffer）（）（）Q3 D3Q2 D2Q1 D1Q0 D0X3 X2 X1 X0CLKCLR4位缓冲寄存器电路原理图位缓冲寄存器电路原理图Y3 Y2 Y1 Y0X3 X2 X1 X0Y3 Y2 Y1 Y0数据在时钟信号的作用下由数据在时钟信号的作用下由X端写到端写到Y端端Q0 D0CLRCLKLOADY0X02.3.2 缓冲寄存器（缓冲寄存器（Buffer）（）（）X0=0Q0 1Q0Q0 LOAD CLK CLR 可控缓冲寄存器的符号可控缓冲寄存器的符号XQ0X0X0=1=X0装入门（装入门（L门）门）控制数据的装入控制数据的装入L=0L=1Q3 D3Q2 D2Q1 D1Q0 D0X3 X2 X1 X0CLKCLRX3 X2 X1 X0可控可控4位缓冲寄存器电路原理图位缓冲寄存器电路原理图Y3 Y2 Y1 Y0Y3 Y2 Y1 Y0 L L L LE=10 0 0 02.3.2 移位寄存器（移位寄存器（Shifting Register）Q3 D3Q2 D2Q1 D1Q0 D0DinCLK=10 0 0 10 0 1 10 1 1 11 1 1 1 LOAD SHL SHR CLK Din CLR可控移位寄存器的符号可控移位寄存器的符号XY左移寄存器左移寄存器0 0 0 0 1SHLY3 Y2 Y1 Y02.3.3 计数器（计数器（Counter）（）（1）Q3 J3 K3Q2 J2 K2Q1 J1 K1Q0 J0 K0CLKCLR行波计数器的工作原理行波计数器的工作原理 行波计数器（行波计数器（Traveling Wave Counter）0 0 0 00 0 0 10 0 1 10 1 0 0COUNT控制计数端控制计数端 COUNT CLK CLR可控计数器符号可控计数器符号0 0 1 0Q3 D3CLR0 1 0 01 0 0 00 0 0 12.3.3 计数器（计数器（Counter）（）（2） 环形计数器（环形计数器（Ring Counter）Q2 D2CLRQ1 D1CLRQ0 D0 CLRCLRCLK环形计数器环形计数器CLKCLR=10 0 0 1PR0 0 1 0环形计数器在系统时钟信号的环形计数器在系统时钟信号的作用下产生顺序的控制信号作用下产生顺序的控制信号计数规律：计数规律：0001 0010 0100 1000 0001 0010 0100 1000 0001 0010 0100 1000 0001 0010 0100 1000 2.3.3 计数器（计数器（Counter）（）（3） 程序计数器（程序计数器（Program Counter） COUNT LOAD CLK CLRXY2.3.4 累加器（累加器（Accumulator） LOAD SHL SHR CLK CLRXYX2.4 三态输出电路利用三态输出电路（E门）以及装入门（L门）可以实现总线的隔离EAB0 01 10 01 11 1高阻高阻高阻高阻高阻高阻高阻高阻0 01 10 0B BA AE E三态输出电路的逻辑表三态输出电路的逻辑表ENABLE=12.4 2.4 三态输出电路三态输出电路数据由数据由DBLACLKEA ALBCLKEB BLCCLKECCLDCLKEDDW3W2W1W0（W总线）总线）LAEALBEBLCECLDED=1=0=0=1=0=0=0=0数据由数据由BA00100001控制字控制字CONLBCLKEB BLACLKEA ALACLKEA ALBCLKEB BLDCLKEDDLBCLKEB BLDCLKEDDLBCLKEB B2.5 2.5 总线结构总线结构LACLKEA C控制器控制器数数据据总总线线控控制制总总线线总线结构总线结构符号图符号图LACLKEA D ALBCLKEB BLACLKEARegisterMemory0 1 1 0 0 0 1 0单元的单元的内容内容 1个字节（个字节（Byte）=8 bitR0R1R2D7D6D5D4D3D2D1D0译译码码器器A0A1A2A3RERF 168的存储器的存储器2.6 2.6 存储器存储器（MemoryMemory）2.6.1 地址译码器地址译码器A3 A2 A1 A0R0R1R2RERF0 0 0 0110 0 0 110 0 1 011 1 1 011 1 1 1来自总来自总线的地线的地址信号址信号1111010根地址线可访问根地址线可访问1024=1K1024=1K地址地址 2020根地址线可访问根地址线可访问1024K=1M1024K=1M地址地址 1存储器存储器随机存储器（随机存储器（RAM）只读存储器（只读存储器（ROM）静态静态RAM（SRAM）动态动态RAM（DRAM）掩膜式掩膜式ROM可编程可编程ROM（PROM）可擦除可擦除PROM（EPROM）电擦除电擦除PROM（E2PROM）2.6.1 只只 读读 存存 储储 器（器（ROM）Read Only Mem0ry译译码码器器D3 D2 D1 D0ER R R RR0R1R2R3R4R5R6R7A0A1A2地地00010000000R00 0 0 1001000010000 1 0 1译译码码器器D3 D2 D1 D0ER R R RR0R1R2R3R4R5R6R7A0A1A2地地 0 0 0 1译译码码器器D3 D2 D1 D0ER R R RR0R1R2R3R4R5R6R7A0A1A2地地0 1 0 184ROMA0A1A2ED0D1D2D3mnROMAEDROM的符号图的符号图当需要组成的内存容量为当需要组成的内存容量为M，字，字长为长为N时，若已有时，若已有mn的芯片的芯片所需芯片数所需芯片数=（M/m）（N/n）例例1：组成：组成32M8位的存储器，需要位的存储器，需要1M4位的存储芯片多少片？位的存储芯片多少片？（32 / 1）（8 / 4）=64片片存储单元数存储单元数每个存储单元的位数每个存储单元的位数假设存储器的地假设存储器的地址线条数为址线条数为a 2a=m168ROM8ERMARLCLK A3A2A1A0例例2：某：某SRAM芯片，存储容量为芯片，存储容量为64K16位，该芯片的地址位，该芯片的地址 线和数据线分别为多少条线和数据线分别为多少条?答：地址线答：地址线16条，数据线条，数据线16条条例例3：某微机系统地址总线：某微机系统地址总线20位，存位，存 储单元为字节，用储单元为字节，用64K1的芯的芯 片按全译码方式构成最大容量片按全译码方式构成最大容量 的存储器，需存储器芯片多少的存储器，需存储器芯片多少 片。片。答：（答：（1024K / 64K）（8 / 1） =128片片PC、MAR、ROM通过总线的联系如图，控制字如下，通过总线的联系如图，控制字如下，它们之间的信息是如何流通的？它们之间的信息是如何流通的？168ROMERMARLMCLKPC4848CP EP LM ER 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0取数周期的信号流通取数周期的信号流通000040 1 1 040 0 0 080 0 0 1 CPCLKCLR EP1 0 0 0000142.6.2 随机存储器（随机存储器（RAM）MAR88MDR1225612RAM1212 LMCLK WE ME LDCLK12Random Access MemoryMDR1 写入写入0 读出读出mnRAMmnRAMWE AMED=1MAR88MDR1225612RAM1212 LMCLK WE ME LDCLK12I1212PC8I0LICLKEI CPCLKCLR EP0 1 1 0 0 0 0 08800H=C19H数据写入存储器的过程数据写入存储器的过程 CP EP LM WE ME LD LI EI 控制信号控制信号0 0 0 0 0 0 1 0=C19HC19H0 0 0 0 0 1 0 11212C19H0 0 0 1 1 0 0 012C19H1 0 0 0 0 0 0 001H 00H系系统统清清零零8800H=C19H128习题 第26页2.1、2.4、2.5、2.6、2.8、2.10、2.11