1.2.3 微型计算机的工作过程

微型计算机的工作过程就是程序的执行过程,计算机执行程序是一条指令一条指令执行的。执行一条指令的过程分为三个阶段,即取指令、指令译码与执行指令,执行完一条指令后,自动转向执行下一条指令。

(1)取指令:根据PC中的地址,在程序存储器中取出指令代码,并将其送到IR中。之后,PC自动加1,指向下一指令(或指令字节)地址。

(2)指令译码:ID对IR中的指令进行译码,判断出当前指令的工作任务。

(3)执行指令:在判断出当前指令的工作任务后,控制器自动发出一系列微指令,指挥计算机协调动作,从而完成当前指令指定的工作任务。

微型计算机的工作过程示意图如图1.5所示,程序存储器从0000H地址开始存放了如下所示的指令:

下面分析微型计算机的工作过程。

(1)将PC内容0000H送地址寄存器(MAR)。

(2)PC值自动加1,为获取下一个指令字节的机器代码做准备。

(3)地址寄存器中的地址经地址译码器找到程序存储器的0000H单元。

(4)CPU发出读指令。

(5)CPU将0000H单元内容74H读出,并送至数据寄存器中。

(6)将74H送至IR中。

(7)经ID译码,判断指令所代表的功能,操作控制器(OC)发出相应的微操作控制信号,完成指令操作。

(8)根据指令功能要求,将PC内容0001H送至地址寄存器。

(9)PC值自动加1,为获取下一个指令字节的机器代码做准备。

(10)地址寄存器中的地址经地址译码器找到程序存储器的0001H单元。

(11)CPU发出读指令。

(12)CPU将0001H单元内容0FH读出,并送至数据寄存器中。

(13)数据读出后根据指令功能直接送累加器(ACC),至此,完成该指令操作。

图1.5 微型计算机的工作过程示意图