1.運算器

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

存器。ALU能完成對這兩個(gè)數據進(jìn)行加減與或比較大小等操作,*后將結果存入累加器。例如,兩個(gè)數6和7相加,在相加之前,操作數6放在累加器中,7放在數據寄存器中,當執行加法指令時(shí),ALU即把

兩個(gè)數相加并把結果13存入累加器,取代累加器原來(lái)的內容。

運算器有兩個(gè)功能:(1)執行各種算術(shù)運算。(2)執行各種邏輯運算,并進(jìn)行邏輯測試,如零值測試或兩個(gè)值的比較。

運算器所執行全部操作都是由控制器發(fā)出的控制信號來(lái)指揮的,并且,一個(gè)算術(shù)操作產(chǎn)生一個(gè)運算結果,一個(gè)邏輯操作產(chǎn)生一個(gè)判決。

2.控制器

控制器由程序計數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)布命令的決策機構,即協(xié)調和指揮整個(gè)微機系統的操作。其主要功能有:

(1)從內存中取出一條指令,并指出下一條指令在內存中的位置。

(2)對指令進(jìn)行譯碼和測試,并產(chǎn)生相應的操作控制信號,以便于執行規定的動(dòng)作。

(3)指揮并控制CPU內存和輸入輸出設備之間數據流動(dòng)的方向。

微處理器內通過(guò)內部總線(xiàn)把ALU計數器寄存器和控制部分互聯(lián),并通過(guò)外部總線(xiàn)與外部的存儲器輸入輸出接口電路聯(lián)接。外部總線(xiàn)又稱(chēng)為系統總線(xiàn),分為數據總線(xiàn)DB地址總線(xiàn)AB和控制總線(xiàn)CB。通過(guò)輸入

輸出接口電路,實(shí)現與各種外圍設備連接。

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)和邏輯運算時(shí)它有雙功能:運算前,用于保存一個(gè)操作數;運算后,用于保存所得的和差或邏輯運算結果。

(2)數據寄存器DR

數據寄存器通過(guò)數據總線(xiàn)向存儲器和輸入/輸出設備送(寫(xiě))或取(讀)數據的暫存單元。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器中存儲的一個(gè)數據字節等等。

(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。

指令寄存器是用來(lái)保存當前正在執行的一條指令。當執行一條指令時(shí),先把它從內存中取到數據寄存器中,然后再傳送到指令寄存器。當系統執行給定的指令時(shí),必須對操作碼進(jìn)行譯碼,以確定所要求的操作,指

令譯碼器就是負責這項工作的。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)程序計數器PC

PC用于確定下一條指令的地址,以保證程序能夠連續地執行下去,因此通常又被稱(chēng)為指令地址計數器。在程序開(kāi)始執行前必須將程序的*條指令的內存單元地址(即程序的首地址)送入PC,使它總是指向下一條要執行指令的地址。

(5)地址寄存器AR

地址寄存器用于保存當前CPU所要訪(fǎng)問(wèn)的內存單元或I/O設備的地址。由于內存與CPU之間存在著(zhù)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,直到內存讀/寫(xiě)操作完成為止。

顯然,當CPU向存儲器存數據CPU從內存取數據和CPU從內存讀出指令時(shí),都要用到地址寄存器和數據寄存器。同樣,如果把外圍設備的地址作為內存地址單元來(lái)看的話(huà),那么當CPU和外圍設備交換信息時(shí),也

需要用到地址寄存器和數據寄存器。