微机系统及应用复习.ppt

微型计算机原理与应用,复习课,第一章 计算机基础, 1 数和数制 2 计算机的码制 机器数 真值 原码 反码 补码 BCD码 3 运算 有符号数 + - 无符号数 + - SF CF OV,计算机系统,系统软件：DOS、Windows 95/98/2000/xp/win7 应用软件：Word、Photoshop、Matlab,微 处 理 器 CPU 存储器(RAM,ROM) I/O接口 总线(数据、地址和控制总线),硬件 软件,微 型 计算机 系 统,微 型 计算机 (主机),外 设,键盘、鼠标 显示器 软驱、硬盘、光驱 打印机、扫描仪,第2章 80X86微处理器,2.1 8086/8088CPU内部结构,5,执行部件（EU）,总线接口部件（BIU）,暂存寄存器,EU 控制 系统,指令队列,8086/8088 外部 总线,数据总线,地址总线（20位）,ALU数据总线,总 线 控 制 逻 辑,8086(16位),8088(8位),8088,8086,6,通用寄存器,段寄存器,8086/8088寄存器结构,7,OF 溢出标志：计算结果溢出时，OF=1，否则 OF=0。,SF 符号标志：计算结果小于0时，SF=1，否则 SF=0。,ZF 零标志：计算结果等于0时，ZF=1，否则 ZF=0。,CF 进位/借位标志：最高有效位有进位或借位时，CF=1，否则 CF=0。,AF 辅助进位/借位标志，半字节进位/借位标志,PF 奇偶标志,DF 方向标志，控制串操作中的地址增减。DF=0地址增；DF=1地址减,IF 中断标志，IF=1，开中断；IF=0，关中断。,TF 陷阱标志，TF=1，CPU单步方式下执行程序，TF=0，CPU正常工作,3个控制标志位：,6个条件码标志位：,0 0 0 0 0 0 1 1,PF=1,0 0 0 0 1 0 1 1,PF=0,2.2.1 8088CPU引脚功能,8088CPU是双列直插式芯片，共有40条引脚; 引脚33 MN/MX决定工作模式: 接地，最大模式 接+5V, 最小模式 在两种模式下引脚2431 有不同的名称和意义,1 40 2 39 3 38 4 37 5 36 6 35 7 34 8 33 9 32 10 31 11 30 12 29 13 28 14 27 15 26 16 25 17 24 18 23 19 22 20 21,GND A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI INTR CLK GND,最大组态(最小组态),VCC A15 A16/S3 A17/S4 A18/S5 A19/S6 SS0 MN/MX RD HOLD HLDA WR IO/M DT/R DEN ALE INTA TEST READY RESET,8088,9,2.2.2 8086的引脚功能,8086CPU是双列直插式芯片， 共有40条引脚; 引脚33 MN/MX决定工作模式: 接地，最大模式 接+5V, 最小模式 在两种模式下引脚2431 有不同的名称和意义 奇地址、偶地址,2.3 8086/8088 系统配置 8086/8088 CPU 必须加上必要的支持芯片，如时钟电路 、地址锁存器、双向总线驱动器及存储器和I/O接口电路及基本外围设备等构成一个完整的微机系统。根据不同的要求可设计成最大模式系统和最小模式系统。两种系统的配置有相同的基本组成部分，但也有不同。 一、系统支持芯片 （1）时钟发生器芯片8284 14.318/3=4.77MHz （2）三态输出锁存器8282 （3）双向总线驱动器8286 （4）8288 总线控制器,11,二、最小模式（单CPU模式）系统配置, 系统规模小，只含有一个8086/8088CPU 系统中的总线控制逻辑电路被减少到最少： 20位地址总线 采用三态锁存器8282/74LS373进行 锁存和驱动 8/16位数据总线 可采用数据收发器8286 /74LS245进行驱动 系统控制信号 由8086/8088引脚直接提供最小模式的总线形成,12,8088 在最小模式下 典型配置硬件图,地址锁存器 8282(2/3片) STB OE,数据收发器 OE 8286 T,A15A8 S6S3/A19A16 AD7AD0 ALE,CLK RESET READY MN/MX VCC GND GND,DEN DT/R IO/M SS0 WR RD INTR INTA HOLD HLDA NMI TEST,8088CPU,地址总线,数据总线,控制总线,8284 CLK,RES RDY,+5V,存储器,I/O 接口,13,2、8086 最小模式系统配置 和8088最小模式系统配置基本相同 即有CPU、时钟发生 器、地址锁存器、总线驱动器、存储器和I/O 接口等组成。 区别在于： 必须采用3片8282芯片，锁存AD15AD0 和A19/S6A16/S3 分时复用线上的地址信息 若采用总线驱动器，必须采用2片8286芯片，增强16位数 据线的负载能力 存储器分为奇存储体和偶存储体两部分： 偶存储体的8位数据线接CPU的低8位数据线D7D0， A0作偶存储体片选的一个信号； 奇存储体的8位数据线接CPU的高8位数据线D15D8， BHE作奇存储体片选的一个信号,14,8086 在最小模式下的典型配置硬件图,8282 (3片) STB OE,8286 (2片) T OE,3.1 寻址方式 立即寻址： MOV AX, 3064H 寄存器寻址方式： MOV SS, AX 直接寻址： MOV AX, 3100H 寄存器间接寻址方式： MOV BX, DI ;BX SI DI BP 相对寻址方式 基址寻址： MOV AX, BP+5 ;BX 变址寻址： MOV DI, STRINGSI ;DI 基址加变址寻址方式： MOV AX, BXSI 相对基址加变址寻址方式： MOV AX, MASKBXDI,第三章 8086/8088指令系统,3.2 8086/8088的指令系统,1数据传送(Data transfer) 2算术运算（Arithmetic） 3逻辑运算和移位指令(Logic& Shift) 4串操作(String manipulation) 5控制转移（Control Transfer） 6处理器控制（Processor Control）,17,一数据传送指令 功能： 负责把数据、地址或立即数传 送到寄存器或存储单元。 特点： 它是计算机最基本、最重要的一种操作，使用比例最高。 种类(分四种)： 通用传送指令包括： MOV， PUSH， POP ，XCHG, XLAT 输入输出指令指令包括: IN, OUT。 目的地址传送指令包括: LEA, LDS, LES 标志传送指令包括 : LAHF, SAHF, PUSHF, POPF 除 SAHF和POPF指令外，对标志位没有影响。,二算术运算指令（Arithmetic) （一）加法指令（Arithmetic) ADD INC （二）减法指令（Subtraction) SUB DEC CMP 无符号数CMP: CF=0 则 oprd1oprd2 有符号数CMP: SF OF=0 则oprd1oprd2 （三）乘法指令（Multiplication) MUL / IMUL （四）除法指令（Division) DIV / IDIV,19,三、逻辑运算和移位指令 （一）逻辑运算指令 1、AND（Logical and ) 逻辑“与”指令 2、 TEST（Test or non-destructive logical and ) 测试指令 3、OR（Lgical inclusive or ) 逻辑“或”指令 4、XOR（Logical exclusive or) 逻辑“异或”指令 5、NOT（Logical not ) 逻辑“非”指令 特点： 8088可以对8位，或16位操作数执行逻辑操作。 逻辑运算是按位操作，操作数应该是位串而不是数。 影响条件码： （NOT指令除外，其他指令同） CFOF=0， A未定义 ， SF ZF PF,20,（二）移位指令 (8088有8条移位指令) 1、 算逻移位指令（ 4条 ）: （1）、 SHL (Shift logical left) 逻辑左移指令 （2）、 SAL (Shift arithmetic left) 算术左移指令 （3）、 SHR (Shift logical right ) 逻辑右移指令 （4）、 SAR (Shift arithmetic right )算术右移指令 2、循环移位（ 4条）: ROL, ROR , RCL, RCR。 （1）、ROL (Rotate left ) 不含CF循环左移指令 （2）、ROR (Rotate right ) 不含CF循环右移指令 （3）、RCL (Rotate left through carry )含CF循环左移指令 （4）、RCR (Rotate right through carry )含CF循环右移指令,21,五控制传送指令,22,22,六、处理器控制指令 （一）标志处理指令 1、CLC （Clear carry flag ) 清CF标志 2、STC（Set carry flag ) 置CF标志 3、CMC（Complement carry flag ） 对CF求反 4、CLD（Clear direction flag ) 清DF标志 5、STD（Set direction flag ) 置DF标志 6、CLI（Clear interrupt flag ) 清IF标志 7、STI （Set interrupt enable flag ) 置IF标志 （二）其他处理机控制指令 1、 NOP（No operation ) 空操作 2、 HLT（Halt ) CPU暂停状态 3、 WAIT （Wait while pin not asserted ) CPU等待状态 4、 ESC（Escape ) 交权 5、 LOCK（Lock bus ) 总线锁定,23,第四章 汇编语言程序设计,伪指令语句 1. 符号定义伪指令：EQU 2. 数据定义伪指令: 数据定义符：DB DW DD DQ DT 数据定义语句的具体形式和功能 PORT_VAL DB 25H,32H IN_PORT DB PORT_VAL ALL_ZERO DB 6DUP(0) STRING DB AB STRING1 DW AB,CD,分析操作符与合成操作符 (1) SEG, OFFSET, TYPE, LENGTH, SIZE (2) PTR, LABEL, THIS,3. 程序分段伪指令语句 (1) 段定义伪指令：SEGMENG /ENDS 定位类型： PARA, PAGE, WORD, BYTE 组合类型：NONE, PUBLIC, STACK, COMMON, MEMORY, AT 类别名 (2) 段寄存器说明伪指令：ASSUME (3) 组定义伪指令 (4) 指定地址伪指令： ORG 过程定义伪指令 PROC/ENDP,方法一：调用20H类型的中断程序 采用下面的程序框架， 可保证执行INT 20H时， 当前的CS值为程序段前缀在内存的段值。 code SEGMENT ASSUME CS:code main PROC FAR ;使RET为远返回 start: PUSH DS ;入栈保存地址 MOV AX, 0 ;程序段前缀的首地址 PUSH AX ;程序主体部分 RET ;取程序段前缀首地址 main ENDP code ENDS END start,code SEGMENT ASSUME CS: code start: MOV AH, 4CH INT 21H code ENDS END start,方法二：用户程序执行后自动返回返回DOS,26,编程： 求缓冲区TABLE开始 的100个字节的2进制 数的平均值。,流程图,LEA BX , TABLE MOV CL, 100 XOR AX , AX LOOPER: ADD AL, BX JNC GOON INC AH GOON: INC BX DEC CL JNZ LOOPER MOV BL,100 DIV BL MOV QUOT , AL MOV RES, AH HLT,第5章 半导体存储器,5.1 存储器及其分类 5.2 存储器连接与扩充,扩充连接图,习题5 6： 3片 2K x 8 的EPROM 和 4片1K x 8的RAM,第6章 输入/输出 和中断技术,输入输出 及接口,接口 端口 端口编址 常用接口：缓冲器 锁存器 程序控制传送：无条件传送 查询传送中断 中断控制的输入输出 直接数据通道传送,80X86中断系统,硬件中断： 非屏蔽 中断 可屏蔽中断 中断过程 软中断 中断类型码 中断向量 中断向量表 中断响应过程 软、硬,8259A可编程中断控制器,(1)外部设备在中断请求输入线（IR7IR0）上发了中断请求，使中断请求寄存器IRR的相应位置位。 (2)若中断请求线中至少有一条是中断允许的，则8259A由INT引脚向CPU发出中断请求信号INTR。 (3)若CPU是处在开中断状态，则在当前指令执行完以后，输出INTA信号作为响应。 (4)8259A在接收到CPU发出的第一个INTA负脉冲信号，就将最高优先级的ISR位置1，并将对应的IRR位复位。 (5)CPU在第二个中断响应周期输出第二个INTA脉冲后，8259A向数据总线输出一个8位的中断类型码。 (6)CPU读取该中断类型码，把它乘以4，得到中断服务程序入口地址，转入该中断服务程序。这样一个中断响应周期就完成了。 (7)若8259A工作在自动结束中断AEOI模式，在第二个INTA脉冲结束时，使中断源在ISR中的相应位复位，否则，直到中断服务程序结束，发出EOI命令，才使ISR中的相应位复位。,微型计算机原理与应用第6章 输入/输出和中断技术 35,1.中断嵌套方式(ICW4) （1）普通完全嵌套（固定优先级方式） （2）特殊完全嵌套（对同级优先级的中断也响应） 2. 优先权循环方式 (OCW2) （1）自动循环方式 （2）特殊循环方式通过来设置 3. 结束中断处理方式 (ICW4) （1）自动EOI方式（AEOI：不能用于嵌套） （2）普通EOI方式 （3）特殊EOI方式（SEOI） 4. 屏蔽中断源方式 （1）普通屏蔽方式 （2）特殊屏蔽方式 5. 中断触发：边沿触发 电平触发 (ICW1),8259A的初始化命令字ICW,OCW1（屏蔽控制字） OCW2（中断结束和优先权循环控制字） OCW3（屏蔽和读状态控制字）,二. 8259A的操作命令字OCW,8259A初始化编程,对主片8259A 的初始化 MOV AL, 11H ;边沿触发级联有ICW4 OUT 20H, AL JMP INTR1 INTR1: MOV AL, 08H ;中断类型码08H OUT 21H, AL JMP INTR2 INTR2: MOV AL, 04H ;主片IRQ2级联 OUT 21H, AL JMP INTR3 INTR3: MOV AL, 11H ;特殊全嵌套普通EOI OUT 21H, AL,对从片8259A 的初始化 MOV AL, 11H OUT 0A0H, AL JMP INTR5 INTR5: MOV AL, 70H OUT 0A1H, AL JMP INTR6 INTR6: MOV AL, 02H OUT 0A1H, AL JMP INTR7 INTR7: MOV AL, 01H OUT 0A1H, AL,主片端口地址为20H, 21H,中断类型码为08H0FH, 从片为A0HA1H,中断类型码为70H, 77H。,读ISR的内容 MOV AL, 0BH OUT 0A0H, AL ;写入OCW3 NOP IN AL, 0A0H ;读ISR命令 从片发EOI命令： MOV AL, 20H OUT 0A0H, AL ;写从片EOI命令 主片发EOI命令 MOV AL, 20H OUT 20H, AL ;写主片EOI命令,(2) 级联工作编程,中断程序设计 1. 设置中断向量表 2. 设置中断控制器 3. 设置CPU的中断允许标志 4. 设计中断服务程序,第7章微型机接口技术,可编程定时/计数器8253 3个独立的16位计数器通道 每个计数器有6种工作方式 按二进制或十进制（BCD码）计数,GATE 高电平有效 上升沿触发 高电平有效 高电平有效 高电平有效 上升沿触发,计数结束中断 可编程单