微型计算机是通过执行程序来工作的，机器执行不同的程序就能完成不同的任务。因此，微型计算机执行程序的过程体现了微型计算机的基本工作原理。下面通过程序执行过程说明微型计算机的基本工作原理。

1．指令和程序

指令是控制计算机操作的代码，又称指令码。指令码由操作码和地址码构成。操作码用于控制机器执行何种操作；地址码用于指示参加操作的操作数。指令码的格式为：

操作码︱地址码

指令用计算机可识别的二进制代码形式表示，这种代码称为机器码。但机器码既不便于记忆又不便于书写，因此人们通常采用助记符表示指令，如表1-4所示。

一种微处理器所有指令的集合或指令的全体称为它的指令系统。微处理器类型不同，它的指令系统也不一样，因此intel8050有78条指令，mcs-51系列中的80c51有111条指令等等。

程序是为完成某项任务而由指令系统中的若干指令组成的有序集合。编制程序称为程序设计。计算机可直接识别和执行的用机器码编写的程序，称为目标程序。用指令的助记符编写的程序称为源程序，该程序计算机不能识别和执行，需经汇编程序汇编生成目标程序才能被计算机执行。由此可见，计算机只能执行机器码程序。

表1指令的三种形式

机器码机器码助记符功能

01110100 0001010174 15hmova,#15h(a)←15h

00100100 0010101124 2bhadda,#2bh(a)←(a)+2bh

10000000 1111111080 fehsjmp$停止2．程序执行过程举例

图1是计算21＋43的程序。以此为例说明微型计算机的工作原理。该程序由三条指令组成，即为：

mova, #15h

adda, #2bh

sjmp$

每条指令均为双字节指令(即第一字节为操作码，第二字节为操作数)。第一条指令的作用是把15h传送到累加器a；第二条指令是加法指令，它把累加器a中的15h和2bh相加，将结果保存在累加器a中；第三条是停机指令，执行后计算机处于动态停机状态。为了执行程序，首先将程序放入内存，假设从3000h单元开始存放程序，共占用了6个存储单元；然后将程序在内存的起始地址3000h放入程序计数器pc，如图1(a)所示，此时即可让计算机开始执行程序。

图1程序执行过程中pc的变化

(1)执行第一条指令

第一条指令是双字节指令，执行过程为：

①微操作控制器将程序计数器pc中的地址3000h经地址寄存器送入地址总线后，向存储器发出读信号，同时使程序计数器pc中的内容自动加1而变成3001h，为读取

指令的第二个字节做好准备；

②存储器根据地址总线上的地址找到3001h存储单元，在读信号控制下读出3001h单元的内容即操作码74h送到数据总线上；

③经数据总线将操作码74h送入指令寄存器ir，经缓冲后送入指令译码器id；

④经指令译码器id对操作码74h译码并结合时序部件产生微操作序列，将程序计数器pc中的地址3001h经地址寄存器送入地址总线后发出读信号，同时使程序计数器

pc自动加1变成3002h，为读取第二条指令做好准备；

⑤存储器由地址总线中的新地址3001h把3001h单元的内容15h送入数据总线；

⑥微操作控制序列将数据总线上的操作数15h送人累加器a中。

至此，第一条指令执行结束，将3001h单元中的第一个操作数15h送人累加器a。

(2)执行第二条指令

第二条指令也是双字节指令，第一字节24h为操作码，指示进行加法操作，两个操作数中一个在累加器a中，另一个为该指令的第二个字节。

第一条指令执行结束，程序计数器pc中内容为3002h。图1(b)为将要执行的第二条指令的内存地址。首先将pc中的地址3002h送入地址总线并向存储器发出读

信号，同时pc加1而变为3003h。存储器由地址总线上的地址找到3002h单元，在读信号的控制下，读出操作码24h经数据总线送人ir。经ir译码，将pc中的3003h送入地址

总线，发出读信号，同时使pc自动加1变为3004h，则pc指向第三条指令，如图1(c)所示。在操作码24h的微操作控制下从存储器3003h单元读出操作数2bh送入tmp，控

制alu将累加器a中15h和tmp中的2bh相加，将两数的和经内部总线送入累加器a，并根据运算结果设置程序状态字psw某些状态位的值，完成本条指令的执行。

(3)执行第三条指令

第三条指令的执行过程和第一、第二两条指令类似，先读取指令，分析、执行指令后，mpu处于动态停机状态。

至此，整个程序的执行结束。