贵州大学微机原理ppt及复习ppt微机原理及应用复习ppt课件

第1章微型计算机系统基本组成原理,1.1微型计算机系统组成结构 1 1.1.1总的系统结构 1 1.1.2各大组成部分概述 2 1.2 微型计算机的算术运算基础 6 1.2.1计算机中数的表示方法 6 1.2.2计算机中有符号数的运算 12 1.2.3计算机中无符号数的运算 14 1.2.4计算机中的乘除法运算 16 1.3微型计算机基本工作原理 17 1.3.1计算机工作的实质 17 1.3.2指令与程序的概念 17 1.3.3指令与程序的执行过程 18 1.4目前主流微机系统的硬件配置与主板结构 20 1.4.1主流系统配置 20 1.4.2主板结构及其芯片组 21 1.5微机系统的性能指标和专业术语 28 1.5.1主要性能指标 28 1.5.2常用专业技术术语 29 思考题与习题1 32,以概念为主：,1.1微型计算机系统组成结构,1.1.1总的系统结构 1 1.1.2各大组成部分概述 2,1,2,基本概念： 微机硬件=微处理器（CPU或MPU）+内存（RAM和ROM）+IO接口+总线 总线分为数据总线DB，地址总线AB，控制总线CB,1.2 微型计算机的算术运算基础,1.2.1计算机中数的表示方法 6 1.2.2计算机中有符号数的运算 12 1.2.3计算机中无符号数的运算 14 1.2.4计算机中的乘除法运算 16,6,3,基本概念： 有符号整数的表示方法：原码，反码和补码 运算后SF，CF，AF，ZF和PF的变化情况,1.3微型计算机基本工作原理,1.3.1计算机工作的实质 17 1.3.2指令与程序的概念 17 1.3.3指令与程序的执行过程 18,4,17,基本概念： 指令执行的阶段：取指，分析，执行,第2章微处理器和指令系统,2.1Intel 系列微处理器概述 35 2.28086/8088微处理器 37 2.2.1内部结构 38 2.2.2指令流水线和存储器分段管理机制 39 2.3Pentium 微处理器 41 2.3.1内部结构与外部引脚 41 2.3.2内部寄存器 46 2.3.3Pentium 的工作方式 55 2.4Pentium 微处理器指令系统 57 2.4.1基本数据类型 57 2.4.2操作数寻址方式 59 2.4.3Pentium 指令系统概述 66 2.4.4数据传送类指令 68 2.4.5算术运算类指令 76 2.4.6逻辑运算和移位指令 84 2.4.7串操作类指令 89 2.4.8控制转移类指令 93 2.4.9其他指令 100 思考题与习题2 104,35,占分较多： 寻址方式及堆栈操作为重点,2.2.2 8086的工作模式和引脚功能,知道总线控制信号由谁产生即可,引脚功能,与A0的关系,与等待周期Tw的关系,2.2.4 8086的总线时序,时钟周期，总线总期，指令周期，等待周期 等待周期Tw何时何种条件加入？ ALE的作用及引脚分时复用的概念,2.4微处理器指令系统,2.4.1基本数据类型 57 2.4.2操作数寻址方式 59 2.4.3指令系统概述 66 2.4.4数据传送类指令 68 2.4.5算术运算类指令 76 2.4.6逻辑运算和移位指令 84 2.4.7串操作类指令 89 2.4.8控制转移类指令 93 2.4.9其他指令 100,11,57,例：指出下面指令源操作数的寻址方式（填空题，1分） MOV CX, 2A50H _立即寻址_ MOV AX, ES: 2000H _段超越直接寻址_ MOV BX, COUNT SI _寄存器相对寻址_ MOV AL, CL _寄存器寻址_ MOV AL, 2 BX+SI _相对基址变址寻址_ DAA _隐含寻址_ IN AL, DX _IO间接寻址_,寻址方式考的比重较大，注意看清题目,这两种容易忽略,例8086CPU的下列寄存器中，可用作内存量寄存器间接寻址方式的地址寄存器有_ACDE_。 A）SI B）DX C）DI D）BX E）BP (多选题，2分，总分10分左右，用来拉分的，可放在后面做),例：已知栈顶指针为SP=0100H，AX=1234H，BX=5678H，CX=9ABCH 执行 PUSH AX 后， SP=_00FEH_ 接着执行 PUSH BX 后，SP=_00FCH_ 接着执行 POP AX 后， SP=_00FEH_ 接着执行 PUSH CX 后，SP=_00FCH_ 接着执行 POP BX 后，SP=_00FEH_ AX=_5678H_BX=_9ABCH_CX=_9ABCH_ （堆栈的概念，重点，在填空这种客观题中易丢分，考虑改为简答题）,第3章汇编语言及编程,3.1汇编语言程序结构与汇编语句 113 3.1.1源程序结构 113 3.1.2汇编语言的语句 115 3.2伪指令语句 121 3.2.1程序结构伪指令语句 121 3.2.2符号定义伪指令 126 3.2.3数据定义伪指令 127 3.2.4过程与宏定义伪指令 129 3.2.5其他伪指令 131 3.3汇编语言编程环境 134 3.3.1源程序编辑 135 3.3.2源程序汇编 136 3.3.3目标文件连接 137 3.3.4调试与运行 139 3.4DOS/BIOS 功能调用 142 3.4.1概述 142 3.4.2DOS 功能调用 143 3.4.3BIOS 功能调用 144 3.5三种基本结构程序的设计 146 3.5.1顺序结构程序设计 146 3.5.2分支结构程序设计 147 3.5.3循环结构程序设计 151 3.6子程序设计与调用 157 3.6.1主程序与子程序的接口 158 3.6.2主程序与子程序间的参数传递 158 3.7实用程序设计举例 162 思考题与习题3 174,113,此章为综合考察,3.1汇编语言程序结构与汇编语句,3.1.1源程序结构 113 3.1.2汇编语言的语句 115,17,113,3.2伪指令语句,3.2.1程序结构伪指令语句 121 3.2.2符号定义伪指令 126 3.2.3数据定义伪指令 127 3.2.4过程与宏定义伪指令 129 3.2.5其他伪指令 131,18,121,3.3汇编语言编程环境,3.3.1源程序编辑 135 3.3.2源程序汇编 136 3.3.3目标文件连接 137 3.3.4调试与运行 139,19,134,例 ：调试程序DEBUG的命令U表示_反汇编_ （许多题与实验相关）,3.5三种基本结构程序的设计,3.5.1顺序结构程序设计 146 3.5.2分支结构程序设计 147 3.5.3循环结构程序设计 151,20,146,3.6子程序设计与调用,3.6.1主程序与子程序的接口 158 3.6.2主程序与子程序间的参数传递 158,21,157,主要是通过堆栈传递参数,例：阅读程序的题目，注意分数的分配很平均，考的是对典型程序结构的熟悉程度,第4章总线和总线技术,4.1总线与总线操作 178 4.1.1总线及总线信号分类 178 4.1.2总线操作及控制 179 4.1.3总线的主要性能指标 180 4.2总线操作控制 181 4.2.1总线仲裁控制 181 4.2.2总线握手控制 183 4.2.3Pentium 处理器的总线操作时序 186 4.3目前主流微机系统中的常用总线标准 189 4.3.1标准总线概述 189 4.3.2ISA 总线 190 4.3.3PCI 总线 192 4.3.4USB 总线 196 4.3.5IEEE 1394总线 200 4.3.6SCSI 总线 203 4.3.7AGP 总线 206 思考题与习题4 208,178,这章的概念在前面已提到,4.1总线与总线操作,4.1.1总线及总线信号分类 178 4.1.2总线操作及控制 179 4.1.3总线的主要性能指标 180,24,178,4.2总线操作控制,4.2.1总线仲裁控制 181 4.2.2总线握手控制 183 4.2.3处理器的总线操作时序 186,25,181,第5章存储器,5.1现代高档微机系统的存储器体系结构 210 5.1.1分级存储器结构 210 5.1.2虚拟存储器结构 212 5.2半导体存储器的分类与选用原则 212 5.2.1半导体存储器的分类 212 5.2.2半导体存储器的选用原则 213 5.3存储器芯片与存储条的接口特性 214 5.3.1各类存储器芯片的接口共性 214 5.3.2DRAM芯片与存储条的接口特性 217 5.4主存储器系统的构成原理 220 5.4.1存储器结构的确定 221 5.4.2存储器芯片的选配 222 5.4.3存储器接口的设计 224 5.5高速缓冲存储器基本原理 228 5.5.1cache 的基本结构和工作原理 229 5.5.2cache 与内存的映像关系 230 5.5.3cache 的读/写操作 231 5.6外存储器 231 5.6.1硬盘 232 5.6.2移动硬盘 236 5.6.3U 盘 237 5.7虚拟存储器管理机制 238 5.7.1分段分页管理机制 239 5.7.2虚拟地址向物理地址的转换原理 240 5.7.3保护机制 242 思考题与习题5 243,210,5.1现代高档微机系统的存储器体系结构,5.1.1分级存储器结构 210 5.1.2虚拟存储器结构 212,27,210,5.2半导体存储器的分类与选用原则,5.2.1半导体存储器的分类 212 5.2.2半导体存储器的选用原则 213,28,212,5.3存储器芯片与存储条的接口特性,5.3.1各类存储器芯片的接口共性 214 5.3.2DRAM芯片与存储条的接口特性 217,29,214,半导体存储器的分类,分为行地址与列地址后地址线数目与片内容量的关系,存储器与CPU的连接,存储器容量扩展： 1、位扩展 2、字扩展 3、字位扩展,例 设有若干片256K8位的SRAM芯片，请构成2048K32位的存储器。 （1） 需要多少片RAM芯片？ （2） 多少片进行位扩展？多少片进行字扩展？,采用字位扩展的方法。该存储器需要： （2048K / 256K）（32 / 8） = 32片SRAM芯片， 其中每4片构成一个字的存储器芯片组（位扩展）, 8组芯片进行字扩展。,5.4主存储器系统的构成原理,5.4.1存储器结构的确定 221 5.4.2存储器芯片的选配 222 5.4.3存储器接口的设计 224,33,220,全译码，部分译码，线选法的区别,分析题（10分） 确定存储器地址范围及其容量，并说明该片选电路的特点。 存储器片内地址A0-A13，14位 214=16KB容量 （4分） A19=0,A18=0，A17=1， Y5有效时A16A16A14=101, 34000H37FFFH （4分） 片外地址全部参与译码，全译码，（2分）,片外地址交代清楚， 列成表格更好,第6章I/O接口,6.1I/O 接口的基本功能与结构 247 6.1.1接口的基本功能 248 6.1.2接口的基本结构和典型结构 248 6.2I/O 端口的编址方式 250 6.2.1存储器映像方式 250 6.2.2隔离I/O方式 250 6.2.3Intel系列处理器I/O编址方式 251 6.3I/O 同步控制方式 254 6.3.1程序查询式控制 255 6.3.2中断驱动式控制 257 6.3.3DMA 式控制 258 6.3.4延时等待式控制 259 6.4I/O 接口中的中断技术 259 6.4.1中断的基本概念与分类 259 6.4.2中断优先级与中断嵌套 261 6.4.3中断响应条件 262 6.4.4中断服务判决 262 6.4.5中断处理过程 265 6.5I/O接口中的DMA技术 266 6.5.1DMA操作的一般过程 266 6.5.2DMA操作控制器 268 6.6I/O 接口中的数据缓存技术 270 6.6.1单级数据缓存器 270 6.6.2FIFO多级数据缓存器 271 6.6.3双口SRAM批量数据缓存器 273 6.7接口的分类 274 6.7.1不同外设性质的接口 274 6.7.2并行与串行接口 275 6.7.3可编程与不可编程接口 275 思考题与习题6 276,247,6.1I/O 接口的基本功能与结构,6.1.1接口的基本功能 248 6.1.2接口的基本结构和典型结构 248,36,247,基本概念： 接口与端口 数据端口，状态端口，控制端口,6.2I/O 端口的编址方式,6.2.1存储器映像方式 250 6.2.2隔离I/O方式 250 6.2.3Intel系列处理器I/O编址方式 251,37,250,存储器映像方式 IO独立编址方式,6.3I/O 同步控制方式,6.3.1程序查询式控制 255 6.3.2中断驱动式控制 257 6.3.3DMA 式控制 258 6.3.4延时等待式控制 259,38,254,中断方式 DMA方式 程序控制方式 程序控制又分为无条件传送方式和有条件传送方式（查询法）,6.4I/O 接口中的中断技术,6.4.1中断的基本概念与分类 259 6.4.2中断优先级与中断嵌套 261 6.4.3中断响应条件 262 6.4.4中断服务判决 262 6.4.5中断处理过程 265,39,259,6.7接口的分类,6.7.1不同外设性质的接口 274 6.7.2并行与串行接口 275 6.7.3可编程与不可编程接口 275,40,274,第7章典型可编程接口芯片及应用,7.1可编程中断控制器芯片8259 279 7.1.1基本功能 279 7.1.2内部结构与外部引脚 280 7.1.3中断工作过程 282 7.1.4端口寻址与读/写控制 283 7.1.5命令字格式与编程 284 7.1.68259在PC系列机中断系统中的应用 294 7.2可编程定时器/计数器芯片8254 297 7.2.1基本功能 297 7.2.2内部结构与外部引脚 297 7.2.3端口寻址与读/写控制 299 7.2.46种工作方式 300 7.2.5应用编程 305 7.2.68254在PC系列机定时系统中的应用 310 7.3可编程并行接口芯片8255 314 7.3.1基本功能 314 7.3.2内部结构与外部引脚 314 7.3.3端口寻址与读/写控制 316 7.3.4控制字格式与编程 316 7.3.5三种工作方式 318 7.4可编程串行接口芯片INS 8250 327 7.4.1基本功能 327 7.4.2内部结构与外部引脚 327 7.4.3端口寻址与读/写控制 330 7.4.4初始化与应用编程 331 7.4.58250在PC系列机串行接口中的应用 336 7.5可编程DMA控制器芯片8237 342 7.5.1基本功能 342 7.5.2内部结构与外部引脚 343 7.5.3端口寻址与读/写控制 351 7.5.4初始化编程 352 7.5.58237在 PC系列机中的应用 353 思考题与习题7 359,279,重点是接口芯片初始化,7.1可编程中断控制器芯片8259,7.1.1基本功能 279 7.1.2内部结构与外部引脚 280 7.1.3中断工作过程 282 7.1.4端口寻址与读/写控制 283 7.1.5命令字格式与编程 284 7.1.68259在PC系列机中断系统中的应用 294,42,279,中断向量表的建立 ICW1，ICW2,ICW3，ICW4，OCW1的选择及初始化顺序（注意A0） 中断返回时OCW2的操作,四. 8259A应用编程（15分） 8259A与8086 CPU相连，单片工作，电平触发，中断类型号为58H5FH，自动EOI，非缓冲方式，只允许IR0请求中断，试编写8259A初始化程序 ;8259初始化 ；A7=1，A6=A5=1，A0=0，Y2对应A4A3A2=010 INTA00 EQU 0E8H ;8259A端口0=11101000B INTA01 EQU 0EAH ;8259A端口1=11101010B （5分） MOV AL, 00011011B ；写ICW1至0端口，单片工作，电平触发 （2分） OUT INTA00, AL MOV AL, 58H ；写ICW2至1端口，40H47H （2分） OUT INTA01, AL ；单片不写ICW3至1端口 （2分） MOV AL, 00000101B ；或01H，写ICW4至1端口，非自动EOI，非缓冲方式 OUT INTA01, AL ；单片：非特殊的完全嵌套方式 （2分） MOV AL, 11111110B ；用OCW1允许IR0中断请求 （2分） OUT INTA01, AL SETB EA,有地址译码电路时要能正确分析端口地址,命令字各位要能正确选择才能得分,7.2可编程定时器/计数器芯片8253,7.2.1基本功能 297 7.2.2内部结构与外部引脚 297 7.2.3端口寻址与读/写控制 299 7.2.46种工作方式 300 7.2.5应用编程 305 7.2.68253在PC系列机定时系统中的应用 310,44,297,各通道的方式设置 各通道的计数初值的计算,六. 用8253 对工件计数的电路如图所示，要求当计数工件满N个时（N为字型内存变量，二进制数），通过8259A的IR0向CPU发出中断请求。设8253的端口地址为70H，72H，74H，76H， 试编写8253的初始化程序。 （10分） ；8253通道0采用方式0， ；计数初值应为N-1 MOV AL， 00110000B ；通道0，先低后高，方式0，二进制计数 OUT 76H， AL （4分） MOV AX， N DEC AX ；N-1 （2分） OUT 70H， AL （2分） MOV AL， AH OUT 70H， AL （2分）,方式0的计数初值的特殊性,每个使用到的计数通道都要初始化,7.3可编程并行接口芯片8255,7.3.1基本功能 314 7.3.2内部结构与外部引脚 314 7.3.3端口寻址与读/写控制 316 7.3.4控制字格式与编程 316 7.3.5三种工作方式 318,46,314,方式字初始化 C