CPU由控制器和运算器两大部分组成:控制器根据指令码产生控制信号,使运算器、存储器、输入/输出端口之间能自动协调地工作;运算器用于进行算术、逻辑运算以及位操作处理等。
控制器,控制器是用来同意指挥和控制计算机工作的部件,由指令部分、时序部件和操作控制部件组成。
指令部件,指令部件是一种能对指令进行分析、处理并产生控制信号的逻辑部件,也是控制器的核心。通常由程序计数器PC(Program Counter)、指令寄存器和指令译码器等组成。
程序计数器PC,程序计数器PC是用于存放和指示下一条要执行指令的地址寄存器。它是一个16位专用寄存器,由2个8位寄存器PCH和PCL组成。
指令寄存器,指令寄存器是8位寄存器,用于暂时存放指令,等待译码。
指令译码器,指令译码器用于对送入指令译码器中的指令进行译码。
时序部件,时序部件由时钟电路和脉冲分配器组成,用于产生操作控制部件所需的时序信号。
操作控制部件,操作控制部件可以为指令译码器的输出信号配上节拍电位和节拍脉冲,也可以和外部进来的控制信号组合,共同形成相应的微操作控制序列信号,以完成规定的操作。
运算器,运算器是用来对数据进行算术运算和逻辑操作的执行部件,包括算术/逻辑部件ALU、累加器ACC(Accumulator)、暂存寄存器、程序状态字寄存器PSW(Program status Word)、通用寄存器和BCD码运算调整电路等。
算术/逻辑部件ALU,算术/逻辑部件ALU(Arithmetic Logic Unit)是用于对数据进行算术运算和逻辑操作的执行部件,由加法器和其他逻辑电路(移位电路和判断电路等)组成。
暂存器,暂存器用于暂存进入运算器之前的数据,它不能通过编程访问。