微机接口技术复习资料

第 1 章 微型计算机基础概论1、 微型计算机系统1、微型计算机的发展（1 ） 1946 年第一台计算机问世，经历电子计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模集成、超大规模集成电路计算机 5 代2、微型计算机的工作过程（1 ） 冯诺依曼计算机：存储程序，由控制器、运算器、存储器、输入输出设备组成（2 ）工作过程：每一条指令都包含取指令、执行指令两个基本过程3、微机系统的组成（1 ） 硬件系统1）微处理器（中央处理器 /cpu）2）运算器3）控制器4）寄存器组5）存储器6）输入输出接口设备7）总线4、软件系统（1）分类：系统软件、应用软件2、 计算机的数制和编码1、特殊的数制转换：（1 ） 十进制转换为二进制：1）整数：除 2 取余，至商为 0，从低到高排列2）小数：乘 2 取整，达到精度，从高到低排列（2 ） 十进制转换为十六进制1）整数：除 16 取余2）小数：乘 16 取整2、 计算机中的二进制数表示（1）定点小数：小数点准确固定在数据某个位置上，最高位表示符号，后面是小数数值部分（2）纯小数：没有符号位，表示同上（3）整数：小数点在最低位右边，可设置符号位（4）浮点小数：小数点位置可以左右移动，设置有阶码符号位，尾数符号位，固定阶码位数、尾数位数，尾数部分规格化用纯小数表示，可通过修改阶码移动小数点位置规格化。浮点数表数范围：阶码决定，浮点数精度：尾数决定3、 二进制编码（1 ） BCD 码：4 位 2 进制数表示十进制的 0-9 十个数,如 8421BCD 码表示十进制数 93.31，该编码逢十进一，最大只能表）（ 01.BCD示数字 9（2 ） BCD 码二进制数：先转为十进制数，再转换（3 ） BCD 码的存储方式：字节方式存储，压缩 BCD 码用一个字节（8 位）存两个 BCD码十进制数，非压缩 BCD 码用一个字节（ 8 位）存放一个 4 位的十进制数，如：（压缩 BCD 码）B1086）（非压缩 BCD 码）01）（4、字符编码：ASCII 码（1 ） 奇检验：8 位二进制数 1 的个数为奇数（2 ） 偶检验：8 位二进制数 1 的个数为偶数3、 无符号二进制数的算术运算和逻辑运算1、二进制数的算术运算：1）加法运算：逢二加一，有溢出2）减法运算：有借位3）乘法运算：乘 1 照写，乘 0 为 0，算术左移4）除法运算：算术右移2、表数范围：0- -1（n 位）4、 有符号数二进制数的表示及运算1、有符号数的表示方法：原码、反码、补码2、十进制数与补码转换：（1）正数：原码（2）负数：按位取反加 13、补码运算：（1）加法： YX补补补 （2）减法： -Y补补补补补 4、表数范围（8 位、16 位）：8 位：（1）原码：1111 1111B - 0111 1111B（-127 - +127）（2）反码：1000 0000B - 0111 1111B（-127 - +127）（3）补码：1000 0000B - 0111 1111B（-128 - +127）16 位：（1 ） 原码：FFFFH - 7FFFH（ -32767 - +32767）（2 ） 反码：8000H - 7FFFH（-32767 - +32767）（3 ） 补码：8000H - 7FFFH（-32768 - +32767）5、溢出判断：次高位向最高位有进位（借位） ，最高位向上无进位（借位） ，超出表数范围但无进位，溢出；次高位向最高位无进位（借位） ，最高位向上有进位（借位） ，溢出第 2 章 微处理器与总线1、 微处理器概述1、运算器（1）组成：算术逻辑单元 ALU、通用或专用寄存器组、内部总线（2）类型：单总线、双总线、三总线运算器2、控制器：（1）基本功能：指令控制、时序控制、操作控制（2）组成：程序计数器 PC、指令寄存器 IR、指令译码器 ID、时序控制部件、微操作控制部件（核心）二、8088/8086 微处理器1、数据总线宽度：8088 有 8 位，8086 有 16 位，两者指令系统完全相同，都有 40 根外部引线2、 8088/8086 CPU 的特点（1）指令流水线（2）内存分段管理（3）支持多处理器系统3、 8088 CPU 的外部引脚及其功能（page40）4、 8088/8086 CPU 的功能结构（1）内部结构：1） 执行单元 EU：执行指令、分析指令、暂存中间结果、保留结果1 - 算术逻辑运算单元2 - 通用寄存器组3 - 标志寄存器4 - 数据暂存器2）总线接口单元 BIU：负责 CPU 与存储器、I/O 接口之间信息传送1 - 地址加法器2 - 段寄存器3 - IP 寄存器4 - 指令队列缓冲寄存器5 - 总线控制逻辑5、 8088/8086 CPU 的内部寄存器（1）寄存器分类：14 个 16 位寄存器1）通用寄存器：AX（累加器） 、BX（基址寄存器） 、CX（计数寄存器） 、DX（数据寄存器） 2）地址指针寄存器：SP（堆栈指针寄存器） 、BP（基址指针寄存器）3）段寄存器：CS （代码段寄存器） 、SS（堆栈段寄存器） 、DS（数据段寄存器） 、ES（附加段寄存器）4）控制寄存器：IP（指令指针寄存器） 、FLAGS（标志寄存器）6、 8088/8086 CPU 的存储器组织（1）物理地址与逻辑地址：20 条地址线，可寻址内存 220 = 1MB1）物理地址：任何一个内存单元都有 20 位2）逻辑地址：段基地址和段内偏移地址物理地址 = 段基址 16 + 段内偏移（段基地址右移一位）3A00H : 0083H 3A083H（2）段寄存器的使用（page47）7、 8088/8086 CPU 的工作时序（1）8080 总线周期不管读写，至少 4 个时钟周期三、80386 微处理器1、 80386 微处理器的主要特性：（1）全 32 位结构（2）32 位外部总线接口，最大传输率 32MB/S（3）片内集成存储器管理部件 MMU，支持虚拟存储和特权保护（4）3 种工作方式：实地址方式、保护方式、虚拟 8086 方式2、 80386 的内部结构（1）组成：1） 总线接口部件（BIU）2） 中央处理部件（CPU）：包括指令预取单元（IPU） 、指令译码单元（IDU ） 、执行单元（EU ）3） 存储管理部件（MMU）：分段部件、分页机构3、 80386 的主要引脚信号（page53）4、 80386 的内部寄存器（1）通用寄存器（2）指令指针和标志寄存器（3）段寄存器（4）控制寄存器（5）系统地址寄存器（6）调试寄存器（7）测试寄存器5、 80386 的工作模式（1）实地址模式（2）保护虚地址模式4、 总线1、概述：（1）总线的概念：一组信号的集合，是计算机系统各部件之间传输地址、数据和控制信息的公共通路（2）总线的分类：1 - 按传送信息类型划分：数据总线（DB） 、地址总线（ AB） 、控制总线（CB）2 - 按总线的层次结构划分：前端总线、系统总线、外设总线（3）总线结构：1 - 单总线结构2 - 多总线结构（4）总线操作：1 - 工作方式：主控方式、从属方式2 - 总线周期步骤：总线请求、总线仲裁、寻址、传送数据、传送结束（5）总线主要性能指标：1 - 总线带宽2 - 总线位宽3 -总线工作频率（6 ） 总线的基本功能：1 - 总线数据传送：同步定时、异步定时、半同步定时方式2 - 总线仲裁控制：链式查询、计数器查询方式、独立请求方式3 - 出错处理4 - 总线驱动（7 ） 常用系统总线和外设总线标准1）常用系统总线标准： ISA、MCA、PCI、MCA、EISA、AGP、PCI-E2）外设总线：USB、IEEE 1394（FireWire）（8 ） 8086 系统总线（page87）第 3 章 8086/8088 指令系统1、 概述1、指令分类：（1）数据传送类（2）算术运算类（3）逻辑运算和移位类（4）串操作类（5）控制转移类（6）处理器控制类2、指令的基本组成：（1）零操作数指令（2）单操作数指令（3）双操作数指令3、指令的操作数类型：（1）立即操作数（2）寄存器操作数（3）存储器操作数4、 CISC 和 RISC 指令系统（1）复杂指令系统计算机 CISC1）优点：编译后生成的指令程序较小、执行较快、节省硬件资源、存取指令次数少、占用内存较少2）缺点：难以使用、控制逻辑不规整、工艺困难、执行时间较长、硬件复杂度高（2）精简指令系统计算机 RISC1）优点：指令精简较少、运算速度较快、提高系统性能2、 寻址方式1、 8080/8086 寻址方式分类：（1）寻找操作数的地址（2）寻找下一条要执行的指令的地址2、寻址方式：（1）立即寻址：mov ax, data（2）直接寻址：mov ax, data （3）寄存器寻址：mov si, ax（4）寄存器间接寻址：mov ax, si （5）寄存器相对寻址：mov ax, bx+data （6）基址 - 变址寻址:mov ax, bx+si （7）基址 - 变址 - 相对寻址：mov ax, bx+si+data （8）隐含寻址：mul bl（al bl ax） 三、8086 指令系统1、通用数据传送指令：（1）一般传送指令 MOV（2）堆栈操作指令 PUSH、POP（3）交换指令 XCHG：XCHG AX, BX（4）查表转换指令 XLAT：将 BX+AL 所指单元的内容送至 AL（5）字位扩展指令2、输入输出指令（1）输入指令 IN：IN AX, DATA（2）输出指令 OUT：OUT DX, AL（3）取偏移地址指令 LEA：LEA BX, BUFFER3、算术运算指令：（1）加减指令：ADD、SUB、NEG 、CMP（2）乘法指令：MUL、IMUL（3）除法指令：DIV 、IDIV4、逻辑运算指令 （1）逻辑与 AND：AND OPRD1, OPRD2（2）逻辑或 OR：OR OPRD1，OPRD2（3）逻辑非 NOT：NOT AX（ AX 按位取反送 AX）（4）逻辑异或 XOR：XOR OPRD1, PRD2（5）测试指令 TEST：TEST AL，02H （page120 ）5、串操作指令（1）字符串：地址连续的若干单元字符或数据（2）重复操作前缀：REP（无条件重复） 、REPE/REPZ （相等 /结果为零重复） 、REPNE/REPNZ（不相等/ 结果不为零重复）（3）串操作指令：1 ） MOVS OPRD1， OPRD22 ） MOVSB（一次送一个字节）3 ） MOVSW（一次送一个字）6、程序控制指令（1）无条件转移指令 JMP（2）条