《微机原理与应用》PPT课件.ppt

子程序调用指令CALL,CALL指令用在主程序中，实现子程序的调用 分成段内调用（近调用）和段间调用（远调用） 目标地址采用相对寻址、直接寻址或间接寻址 入栈返回地址：将CALL下一条指令的地址压入堆栈 16位段段内:16位偏移地址，段间：再加16位段地址 32位段段内：32位偏移地址，段间：再将16位段选择器零位扩展为32位保存到堆栈,CALL label ;调用标号指定的子程序 CALL reg16/reg32 ;调用寄存器指定地址的子程序 CALL mem16/mem32 ;调用存储单元指定地址的子程序,子程序返回指令RET,RET指令用在子程序结束，实现返回主程序 RET ;无参数返回：出栈返回地址 RET i16 ;有参数返回：出栈返回地址，ESPESPi16,过程定义,过程定义伪指令获得子程序信息 过程名 PROC ;过程体 过程名 ENDP ;过程名为符合语法的标识符 PROC后面可加参数：NEAR或FAR,CSEG SEGMENT ASSUME CS:CSEG START: . CALL SUBT . MOV AH,4CH INT 21H SUBT PROC （NEAR） . RET SUBT ENDP CSEG ENDS END START,子程序设计,利用过程定义，获得子程序名和调用属性 RET指令返回主程序，CALL指令调用子程序 压入和弹出操作要成对使用，保持堆栈平衡 开始保护寄存器，返回前相应恢复 安排在代码段的主程序之外 子程序允许嵌套和递归 可共用一个数据段，也可具有独立数据段,最好有完整的注释,难点是参数传递,子程序的参数传递,主程序与子程序间通过参数传递建立联系 入口参数(输入参数)：主程序子程序 出口参数(输出参数)：子程序主程序 传递参数的多少反映程序模块间的耦合程度 参数的具体内容 数据本身（传递数值） 数据的存储地址（传递地址，传递引用） 参数传递方法：寄存器、变量或堆栈,寄存器传递参数（例5-16）,最简单和常用的参数传递方法 把参数存于约定的寄存器 少量数据直接传递数值 大量数据只能传递地址 带有出口参数的寄存器不保护 带有入口参数的寄存器可以保护、也可以不保护，但最好能够保持一致,例题5-16字符串显示程序-1,;数据段 msg db Well, I made it !,0 ;代码段(主程序) mov si,offset msg ;主程序提供显示字符串 call dpstri ;调用子程序 mov ah,4ch int 21h,寄存器 地址参数传递,例题5-16字符串显示程序-2,;代码段(子程序) dpstri proc ;子程序：显示字符串 push ax ;寄存器保护 dps1: mov al,si ;取显示字符 cmp al,0 ;是结尾，则显示结束 jz dps2 call dpchar ;调用字符显示子程序 inc si jmp dps1 dps2: pop ax ;寄存器恢复 ret dpstri endp,寄存器 数值参数传递,例题5-16字符串显示程序-3,dpchar proc ;子程序显示字符 push ax ;顺序入栈，保护寄存器 push dx mov ah,2 mov dl,al ;显示一个字符 int 21h pop dx ;逆序出栈，恢复寄存器 pop ax ret dpchar endp,共享变量传递参数,子程序和主程序使用同一个变量名存取数据 变量定义和使用不在同一个源程序中，需要利用PUBLIC、EXTREN声明 共享变量传递参数，子程序的通用性较差 特别适合在多个程序段间、尤其在不同的程序模块间传递数据,例题5-19有符号十进制数输出程序-1,算法如下： 首先判断数据是零、正数或负数，是零显示“0”退出； 是负数，显示“”，求数据的绝对值； 接着数据除以10，余数加30H转换为ASCII码压入堆栈； 重复第3步，直到商为0结束； 依次从堆栈弹出各位数字，进行显示,例题5-19有符号十进制数输出程序-2,mov ecx,count mov ebx,0 again: mov eax,arrayebx*4 mov dtemp,eax ;入口参数存放到共享变量 call dispsid ;调用子程序显示一个数据 inc ebx call dpcrlf ;光标回车换行 loop again,例题5-19有符号十进制数输出程序-3,dispsid proc ;显示有符号十进制数子程序 push eax ;入口参数：共享变量DTEMP push ebx push edx mov eax,dtemp ;取出显示数据 test eax,eax ;判断数据是零、正数或负数 jnz dsid1 mov dl,0 ;是零，显示“0”后退出 mov ah,2 int 21h jmp dsid5,例题5-19有符号十进制数输出程序-4,dsid1: jns dsid2 ;是负数，显示“-” mov ebx,eax ;EAX数据暂存于EBX mov dl,- mov ah,2 int 21h mov eax,ebx neg eax ;数据求补（绝对值）,例题5-19有符号十进制数输出程序-5,dsid2: mov ebx,10 push bx ;10压入堆栈，作为退出标志 dsid3: cmp eax,0 ;数据（商）为零，转向显示 jz dsid4 sub edx,edx ;扩展被除数EDX.EAX div ebx ;数据除以10：EDX.EAX10 add dl,30h ;余数（09）转换为ASCII码 push dx ;数据先低位后高位压入堆栈 jmp dsid3,例题5-19有符号十进制数输出程序-6,dsid4: pop dx ;数据先高位后低位弹出堆栈 cmp dl,10 ;是结束标志10，则退出 je dsid5 mov ah,2 ;进行显示 int 21h jmp dsid4 dsid5: pop edx pop ebx pop eax ret ;子程序返回 dispsid endp,字符串输入功能,例题5-12输入字符串大小写转换程序-1,;数据段 keynum = 255 keybuf db keynum ;键盘输入缓冲区 db 0 db keynum dup(0) ;代码段 mov dx,offset keybuf ;设置入口参数DX mov ah,0ah int 21h ;用户用回车键结束 mov dl,0ah ;回车后再进行换行 mov ah,2 int 21h,输入“Hi”，回车，缓冲区： FF 02 48 69 0D 00 ,例题5-12输入字符串大小写转换程序-2,mov bx,offset keybuf+1 ;输入字符个数 mov cl,bx mov ch,0 ;作为循环的次数 again: inc bx ;BX指向输入字符 mov dl,bx ;取出一个字符 cmp dl,a ;小于小写字母“a” jb disp cmp dl,z ;大于小写字母“z” ja disp ;直接去显示 sub dl,20h ;小写字母转换为大写字母 disp: mov ah,2 ;显示一个字符 int 21h loop again ;循环,计数控制循环,堆栈传递参数,主程序将入口参数压入堆栈，子程序从堆栈中取出参数 子程序将出口参数压入堆栈，主程序弹出堆栈取得它们 采用堆栈传递参数是程式化的，它是编译程序处理参数传递、以及汇编语言与高级语言混合编程时的常规方法,例题5-20计算有符号数平均值程序-1,算法如下： 被加数进行符号扩展 求和 除以数据个数得到平均值 32位有符号数扩展到64位，32位表示数据个数（最大232 ） ，不会溢出,例题5-20计算有符号数平均值程序-2,mov eax,count push eax ;压入数据个数(0表示232个) mov ebx,offset array push ebx ;压入缓冲区的偏移地址 call mean ;调用子程序，求平均值 add esp,8 ;平衡堆栈 mov dmed,eax ;保存出口参数,例题5-20计算有符号数平均值程序-3,mean proc ;计算有符号数平均值 push ebp mov ebp,esp push ebx ;保护寄存器 push ecx push edx push esi push edi mov ebx,ebp+6 ;从堆栈取偏移地址 mov ecx,ebp+10 ;从堆栈取数据个数,例题5-20计算有符号数平均值程序-4,xor esi,esi ;ESI保存求和的低32位值 mov edi,esi ;EDI保存求和的高32位值 mean1: mov eax,ebx ;取出一个数据EAX cdq ;符号扩展EDX.EAX add esi,eax ;求和低32位 adc edi,edx ;求和高32位 add ebx,4 ;指向下一个数据 loop mean1 ;循环 mov eax,esi ;累加和在EDX.EAX mov edx,edi,例题5-20计算有符号数平均值程序-5,mov ecx,ebp+10 ;数据个数在CX idiv ecx ;有符号数除法，EAX平均值（EDX余数） pop edi ;恢复寄存器 pop esi pop edx pop ecx pop ebx pop ebp ret mean endp,第6章 微处理器外部特性,6.1 8086的引脚信号 6.1.1 地址/数据信号 6.1.2 读写控制信号 6.1.3 其他控制信号 6.2 8086的总线时序 6.2.1 写总线周期 6.2.2 读总线周期 6.3 奔腾微处理器引脚和时序 6.3.1 引脚定义 6.3.2 总线周期 6.4 微机系统总线 6.4.1 微机总线技术 6.4.2 ISA总线 6.4.3 PCI总线,CPU,外设、存储器,地址,数据,控制,运算单元,控制单元,微型计算机系统硬件结构,1. 微处理器 2. 存储器 3. I/O接口和I/O设备 4. 系统总线,控制总线CB,数据总线DB,地址总线AB,微处理器,I/O设备,I/O接口,存储器,系统总线BUS,处理器总线,数据总线（DB：Data Bus） 处理器与存储器或外设交换信息的通道 个数（条数）是一次能够传送数据的二进制位数 地址总线（AB：Address Bus） 指定存储器或外设的具体单元 个数反映访问的主存储器容量或外设范围 控制总线（CB：Control Bus） 控制处理器数据传送等操作,一个信号两种状态（高或低）两种编码（1或0）,引脚信号,信号的功能 用英文单词或英文缩写表示引脚名称 信号的流向 微处理器输出到外部，从外部输入到微处理器内部 有效方式 低电平有效，高电平有效，上升沿或下降沿有效 高电平和低电平都有效 三态能力 高阻状态放弃对引脚的控制 其他设备控制该引脚,总线信号图形表示,单一信号 用单线表示，实线高低表示电平高低，虚线表示状态任意； 成组信号 用高低双线表示，两线交叉表示成组信号改变。双线变为一条居中横线表示输出高阻状态。,总线复用,同一引脚在不同时刻具有不同功能,最常复用：地址引脚数据引脚 目的：减少引脚个数,8086的数据总线和地址总线,AD15AD0（Address/Data） 地址/数据分时复用引脚，共16个引脚 单向输出地址总线，双向数据总线，三态输出,8086的数据总线和地址总线,AD15AD0（Address/Data） 地址/数据分时复用引脚，共16个引脚 单向输出地址总线，双向数据总线，三态输出 A19/S6A16/S3（Address/Status） 地址/状态分时复用引脚，4个三态输出信号 输出高4位地址，输出状态信号,8086的数据总线和地址总线,AD15AD0（Address/Data） 地址/数据分时复用引脚，共16个引脚 单向输出地址总线，双向数据总线，三态输出 A19/S6A16/S3（Address/Status） 地址/状态分时复用引脚，4个三态输出信号 输出高4位地址，输出状态信号 ALE（Address Latch Enable） 地址锁存允许，三态、输出、高电平有效 有效时，表示复用引脚正在传送地址信号,8086的基本读写引脚,WR*（Write） 写控制，三态、输出、低电平有效 有效时，表示微处理器正将数据写到存储单元或I/O端口 RD*（Read） 读控制，三态、输出、低电平有效 有效时，表示微处理器正从存储单元或I/O端口读取数据 M/IO*（Memory/Input and Output） 访问存储器或者I/O，三态、输出、高低电平均有效 高电平（M），表示微处理器访问存储器 低电平时（IO*），表示微处理器访问I/O端口,基本总线操作,存储器读（Memory Read） 微处理器从存储器读取代码或读取操作数 每条指令执行前都需从主存取指 以存储单元为源操作数的指令在执行时 存储器写（Memory Write） 微处理器向存储器写入操作数 以存储单元为目的操作数的指令在执行时,CPU,地址,数据,控制,专用寄存器,通用寄存器,地址就是号码,CPU,A0A19地址,AD0AD15数据,ALE,RD/WR,M/IO*,总线时序,总线时序（Timing） 描述总线信号随时间变化的规律以及总线信号间的相互关系 采用时序图形象化地表现时序 指令周期 一条指令从取指、译码到最终执行完成的过程 总线周期或机器周期 伴随有数据交换的总线操作 T状态 微处理器的基本工作节拍，对应时钟周期,8086的写总线周期,完成对存储器或I/O端口的一次写操作 T1状态 输出20位存储器地址A19A0 M/IO*输出高电平，表示存储器操作 或者M/IO*输出低电平，表示I/O操作 ALE输出正脉冲，表示复用总线输出地址 T2状态 输出控制信号WR*和数据D15D0 T3状态 检测数据传送是否能够完成 T4状态 完成数据传送,MOV mem, imm/reg,M/IO*为高,8086的读总线周期,完成对存储器或I/O端口的一次读操作 T1状态 输出20位存储器地址A19A0 M/IO*输出高电平，表示存储器操作 或者M/IO*输出低电平，表示I/O操作 ALE输出正脉冲，表示复用总线输出地址 T2状态 输出控制信号RD*，存储器或I/O端口发送数据 T3状态和Tw状态 检测数据传送是否能够完成 T4状态 获取数据，完成传送,MOV reg, mem,M/IO*为高,BHE*/S7（Byte High Enable/Status） 高字节允许/状态分时复用引脚，三态输出信号 输出低有效表示传送高字节数据，输出状态信号,I/O读（Input/Output Read） 只有执行输入指令IN时才有 微处理器从外设读取操作数 I/O写（Input/Output Write） 微处理器向外设写出操作数 只有执行输出指令OUT时才有,基本总线操作,OUT DX/i8, AL/AX/EAX,M/IO*为低,IN AL/AX/EAX, DX/i8,M/IO*为低,等待状态,微处理器运行速度远远快于存储器和I/O端口 控制READY信号为低无效，不进入T4状态，插入等待状态Tw Tw状态：引脚信号延续T3时的状态 一个Tw状态的长度是一个时钟周期 在Tw的前沿，继续对READY进行测试 无效继续插入Tw；有效时转入T4状态,同步操作引脚,同步操作 读写操作要保证存储器或外设与微处理器速度一致 否则，慢速的I/O或存储器发出一个信号 让快速的微处理器等待 READY 就绪(准备好) 输入信号，