《微机原理期末复习》PPT课件.ppt

微机原理与接口技术期末复习,四川大学计算机学院李征Telicq:1340915Email:lizheng,复习范围,1.8088的内部结构与基本指令系统2.8088CPU外部引脚及最小、最大总线形成、总线时序3.存储系统构成的基本概念4.基本I/O接口的结构、数据传输的几种基本方式5.并行接口8255的基本结构、工作方式、相关程序设计6.定时/计数器8253的基本结构、工作方式7.8088中断系统与中断响应过程,题型,1.单项选择题2.填空题3.简答题4.判断改错题5.名词解释题6.编程以及分析题,1.8088的内部结构与基本指令系统,（1）不同进位计数制间的转换例.（单选）下列数值中，与100相等的是（）（A）100H（B）0100B（C）64H（D）64例.（填空）十进制数值100的十六进制表达形式为（）,1.8088的内部结构与基本指令系统,（2）补码与数值间的转换例.（填空）8位补码11010001对应的二进制真值为（）数值-00000001对应的8位补码形式为（）,1.8088的内部结构与基本指令系统,（3）指令功能考察例1.（单选）下列指令中，不影响标志位的是哪一条（）（A）INC（B）JZ（C）ADC（D）OR例2.（单选）假设（AL）=07H，执行RORAL,1指令后，（AL）=（）（A）03H（B）07H（C）13H（D）83H,1.8088的内部结构与基本指令系统,例3.（单选）假设（AL）=8FH，执行指令ADDAL,0C2H后，OF=（）（A）0（B）1（C）2（D）不确定例4.（单选）假设（AL）=0FFH，执行指令INCAL后，CF=（）（A）0（B）1（C）不确定（D）与执行INC指令前保持一致,1.8088的内部结构与基本指令系统,例5.（单选）下列指令中，正确的是哪一条（）（A）MOVAL,3F4CH（B）PUSHBL（C）LEAAX,BX（D）INCCL,02H例6.（单选）假设（SP）=0030H，执行三条PUSH指令后，（SP）=（）（A）0036H（B）0024H（C）002AH（D）0030H,1.8088的内部结构与基本指令系统,例7.（单选）下列指令中，源操作数使用变址寻址的是哪一条（）（A）MOVVAR1SI,02H（B）ADDAL,0100HSI（C）ANDSI,BL（D）SUBVAR2BX,DL例8.（填空）假设（DS）=0200H，（BX）=0100H，ADDAL,0100HBX指令中源操作数的物理地址为（）例9.（填空）LOOP指令中，隐含使用的计数器为（）寄存器,1.8088的内部结构与基本指令系统,例10.（填空）（）与（）寄存器用于指示CPU将要读取的下一条指令。例11.（填空）8088CPU内部分为（）与（）两个功能模块。例12.（填空）中断服务程序返回断点应使用（）指令。,1.8088的内部结构与基本指令系统,例13.（判断改错）任意内存物理地址均可作为段基址。例14.（判断改错）条件转移指令能实现段内、段间转移。,1.8088的内部结构与基本指令系统,重要概念（名词解释、简答）：补码算术运算指令位操作指令寻址方式5种存储器寻址方式2种端口寻址方式逻辑地址（段基值、段基址、偏移量）、物理地址逻辑地址转换为物理地址的原理、地址加法器EU、BIU指令队列标志位（算术运算指令对标志位的影响）,2.8088CPU外部引脚及最小、最大总线形成、总线时序,最小组态的总线形成,2.8086/8最小组态、最大组态的引脚定义、总线形成,最大组态下控制信号与最小组态间的区别,最大组态控制总线形成,8088最大组态的总线形成,8088总线时序,描述总线操作的微处理器时序有三级：指令周期总线周期时钟周期指令周期是指一条指令经取指、译码、读写操作数到执行完成的过程。若干总线周期组成一个指令周期总线周期是指CPU通过总线操作与外部（存储器或I/O端口）进行一次数据交换的过程。,8088总线时序,最小组态存储器写总线周期,T1：IO/M*输出低电平，表示存储器操作,T1：输出20位存储器地址A19A0,T1：ALE输出正脉冲，表示复用总线输出地址,T2：输出数据D7D0,T2：输出控制信号WR*,T3和TW：在前沿（下降沿）检测数据传送是否能够完成,T4：完成数据传送,最小组态I/O写总线周期,T1：IO/M*输出高电平，表示I/O操作,T1：输出16位存储器地址A15A0,T1：ALE输出正脉冲，表示复用总线输出地址,T2：输出数据D7D0,T2：输出控制信号WR*,T3和TW：在前沿（下降沿）检测数据传送是否能够完成,T4：完成数据传送,最小组态存储器读总线周期,T1：IO/M*输出低电平，表示存储器操作,T1：输出20位存储器地址A19A0,T1：ALE输出正脉冲，表示复用总线输出地址,T2：输出控制信号RD*,T3和TW：在前沿（下降沿）检测数据传送是否能够完成,T4：前沿读取数据，完成数据传送,最小组态I/O读总线周期,T1：IO/M*输出高电平，表示I/O操作,T1：输出16位存储器地址A15A0,T1：ALE输出正脉冲，表示复用总线输出地址,T2：输出控制信号RD*,T3和TW：在前沿（下降沿）检测数据传送是否能够完成,T4：前沿读取数据，完成数据传送,等待状态Tw,同步时序通过插入等待状态，来使速度差别较大的两部分保持同步在读写总线周期中，判断是否插入Tw1.在T3的前沿检测READY引脚是否有效2.如果READY无效，在T3和T4之间插入一个等效于T3的Tw，转13.如果READY有效，执行完该T状态，进入T4状态,最大组态与最小组态的最大区别,（1）最小组态下由8088CPU发出的控制信号在最大组态下由总线控制器8288提供，而不是由CPU直接提供。（2）最小组态下，可由8088CPU的IO/M*、DT/R*、SS0*三个信号区分8种总线周期；最大组态下，8288根据8088CPU提供的S0S2三个状态信号区分8种总线周期。,IBMPC总线周期与最小组态的区别,在I/O读写总线周期中，固定插入一个等待周期TW。,2.8086/8最小组态、最大组态的引脚定义、总线形成,例1.（单选）在8088CPU的内存读总线周期中，RD信号在如下哪一个时钟周期产生（）（A）T1（B）T2（C）T3（D）T4例2.（单选）8088CPU通过如下哪一个引脚向外发送中断响应信号（）（A）INTR（B）INTA*（C）WR*（D）IO/M*例3.（单选）在8088总线周期中，TW的含义为（）（A）过渡周期（B）空闲周期（C）写周期（D）等待周期,2.8086/8最小组态、最大组态的引脚定义、总线形成,例4.（填空）8088CPU通过（）引脚区分I/O读写周期与存储器读写周期。例5.（填空）8088CPU的基本总线周期由（）个时钟周期构成。例6.（填空）8086CPU一次总线操作可以交换（）个字节的数据。例7.（单选）若8088在T3周期检测到READY为0，则在T3与T4间插入（）个TW周期（A）1（B）2（C）3（D）4,2.8086/8最小组态、最大组态的引脚定义、总线形成,关键概念（名词解释、简答）：引脚的三态、双向、分时复用属性微型计算机、微型计算机系统总线组成、功能（地址总线、数据总线、控制总线）总线周期（I/O读写、存储器读写）重要的控制引脚（CLK,ALE,RD,WR,INTR,INTA*,IO/M*,DT/R*,READY）总线的分类（芯片总线、系统总线、外总线）,3.存储系统构成的基本概念,关键概念（名词解释、简答）ROM、PROM、EPROM、EEPROM、RAM、DRAM、SRAM位扩展、地址扩展（字扩展）、芯片组片内译码（单译码、双译码）片外（片选）译码（片选端常有效、全译码、局部译码、线选译码）,片选端常有效,令芯片（组）的片选端常有效不与系统的高位地址线发生联系芯片（组）总处在被选中的状态虽简单易行、但无法再进行地址扩充，会出现“地址重复”,全译码,所有的系统地址线均参与对存储单元的译码寻址包括低位地址线对芯片内各存储单元的译码寻址（片内译码），高位地址线对存储芯片的译码寻址（片选译码）采用全译码，每个存储单元的地址都是唯一的，不存在地址重复译码电路可能比较复杂、连线也较多,部分译码,只有部分（高位）地址线参与对存储芯片的译码每个存储单元将对应多个地址（地址重复），需要选取一个可用地址可简化译码电路的设计但系统的部分地址空间将被浪费,线选译码,只用少数几根高位地址线进行芯片的译码，且每根负责选中一个芯片（组）虽构成简单，但地址空间严重浪费，必然会出现地址重复一个存储地址会对应多个存储单元多个存储单元共用的存储地址不应使用,例题,例1.（简答）什么是存储芯片连接中的位扩充和地址扩充？例2.（填空）采用静态RAM的芯片2114（1K*4位）来组成32KB的RAM存储区，芯片组包括（）个芯片，共需要（）个芯片组。例3.（填空）采用动态RAM的芯片4116（16K*1位）来组成16KB的RAM存储区，芯片组包括（）个芯片，共需要（）个芯片组。例4.（填空）8088CPU的地址引脚有（）根，能寻址（）MB的内存空间。,4.基本I/O接口的结构、数据传输的几种基本方式,关键概念（名词解释、简答）接口、接口技术、经典的I/O接口结构接口存在的必要性缓冲、锁存环节端口、端口的编址方式、寻址方式接口的经典数据交换方式（无条件传送、查询传送、中断传送、DMA传送）,4.基本I/O接口的结构、数据传输的几种基本方式,什么是I/O接口（电路）？I/O接口是位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽的电路板（适配器）都是接口电路,4.基本I/O接口的结构、数据传输的几种基本方式,什么是微机接口技术？处理微机系统与外设间联系的技术具有软硬结合的特点根据应用系统的需要，使用和构造相应的接口电路，编制配套的接口程序，支持和连接有关的设备,I/O接口的典型结构（内部、外部）,I/O接口的典型结构,CPU与外设主要有数据、状态和控制信息需要相互交换，于是从应用角度看内部：数据寄存器保存外设给CPU和CPU发往外设的数据状态寄存器保存外设或接口电路的状态控制寄存器保存CPU给外设或接口电路的命令,I/O端口,端口的概念：端口泛指I/O地址，对应接口中的寄存器一个接口电路可以具有多个I/O端口，每个端口用来保存和交换不同的信息,I/O端口的编址,接口电路占用的I/O端口有两类编排形式I/O端口独立编址I/O地址空间独立于存储地址空间如8086/8088I/O端口与存储器统一编址（内存映射编址）它们共享一个地址空间如M6800,1）I/O端口单独编址,优点：I/O端口的地址空间独立控制和地址译码电路相对简单专门的I/O指令使程序清晰易读缺点：I/O指令没有存储器指令丰富80 x86采用I/O端口独立编址,2）I/O端口与存储器统一编址,优点：不需要专门的I/O指令I/O数据存取与存储器数据存取一样灵活缺点：I/O端口要占去部分存储器地址空间程序不易阅读（不易分清访存和访问外设）,I/O寻址方式,8088/8086的端口有64K个，无需分段，设计有两种寻址方式直接寻址：只用于寻址00HFFH前256个端口，操作数i8表示端口号，优点在于端口地址传递到DX寄存器，缺点在于寻址范围小。间接寻址：可用于寻址全部64K个端口，DX寄存器的值就是端口号，对端口号大于FFH的端口只能采用间接寻址方式,I/O接口数据传送方式,无条件传送：CPU与外设间直接进行数据交换，不经过任何状态查询，此方式的使用前提是外部设备始终处于“准备好”状态。查询传送：外设不一定处于“准备好”状态，CPU与外设交换数据前，需要先查询外设状态，当外设“准备好”时，才进行数据传输。中断传送：CPU不主动查询外设状态，当外设准备好时，主动向CPU提出中断请求，CPU收到中断请求信号时才给予响应并进行数据传输。,I/O接口数据传送方式,直接存储器存取（DMA）传送请求由外设向DMA控制器（DMAC）提出，后者向CPU申请总线，最后DMAC利用系统总线来完成外设和存储器间的数据传送,4.基本I/O接口的结构、数据传输的几种基本方式,例1.（名词解释）缓冲、锁存例2.（名词解释）接口、端口、接口技术例3.（简答）试说明I/O接口中的几种经典数据交换方式。例4.（判断改错）外部设备可以直接通过总线与CPU建立信号连接。,直接传送方式（输入）,MOVDX,160HINAL,DX,直接传送方式（输出）,MOVDX,160HMOVAL,BXOUTDX,AL,查询传送方式（输入）,D0,中断传送方式（输入）,5.并行接口8255的基本结构、工作方式、相关程序设计,关键概念（名词解释、简答、程序设计及分析）8255中A、B、C口的工作方式8255方式控制字的构成8255位操作控制字的构成8255中A、B口工作于方式1、2时，对C口引脚的占用情况OBF*、ACK、IBF、STB*、INTE信号的含义,8255结构以及引脚,CPU针对8255的端口操作,8255方式控制字,8255的C口位操作控制字,应用实例1：8255与打印机间的方式0接口,应用实例1：8255与打印机间的方式0接口,应用实例1：8255与打印机间的方式0接口,;AddressofControlPort：FFFEHmovdx,0fffeh;ModeWord：81H;PortAisinmode0output;PC03isinmode0input;PC47isinmode0outputmoval,10000001Boutdx,al;BitOperation,letPC71moval,00001111Boutdx,al,应用实例1：8255与打印机间的方式0接口,printcprocpushaxpushdxprn:movdx,0fffch;readportCinal,dx;querystatusofprinterandal,04h;PC2BUSY0？jnzprn;IfPC21,waittheprinter,应用实例1：8255与打印机间的方式0接口,;IfPC20,outputdatatoportAmovdx,0fff8hmoval,ahoutdx,al,应用实例1：8255与打印机间的方式0接口,;LetPC7=STROBE*=0movdx,0fffehmoval,00001110Boutdx,al;Holdonnopnop;LetPC7=STROBE*=1moval,00001111Boutdx,al,应用实例1：8255与打印机间的方式0接口,popdxpopaxretprintcendp,应用实例,例2.设定8255的A口工作于方式0输出，连接8个LED发光管，输出高电平时LED发光；C口最低位连接1个开关，开关闭合时接收到高电平。（1）开关闭合时，8个LED轮流发光；开关断开时，8个LED全部发光（2）开关闭合时，低4位LED发光；开关断开时，高4位LED发光,应用实例,例3.设定8255的A口工作于方式0输出，连接1个8段LED显示器；设定B口工作于方式0输入，连接8个开关，开关闭合表示1，断开表示0；假设显示代码表为已知，将8位开关输入的二进制数值转换为1位十进制形式显示于LED上，若输入超出09范围，则不显示。,8-SegmentLED,Composedof7or8LEDsegmentsOrder:a、b、c、d、e、f、gAppendix:hControlstatusofeachsegment:Display09DisplayAF（HEX）Displaysomeothercharacter:,P,8-SegLED,共阳极,共阴极,Driverforsingle8-SegLED,LEDtbdb3fh,06h,5bh,;displaycodemovbx,1;bxnumberfordisplaymoval,LEDtbbxmovdx,portoutdx,al;outputdisplaycodetoLED,6.定时/计数器8253的基本结构、工作方式,关键概念（名词解释、简答）计数、定时8253的基本结构8253的基本计数过程8253中6种工作方式的基本原理,6.定时/计数器8253的基本结构、工作方式,例1.（简答）简述可编程定时器相对于不可编程的硬件定时器、软件定时器的优点例2.（填空）8253有（）个计数通道，每个通道具有（）种工作方式。例3.（名词解释）计数、定时、可编程定时/计数器,8253基本结构,8253基本计数过程,Generalprocessinginallmodes：SetoperationmodeSetinitialcountingnumberhardwaretrigger,IfitisneededSendinitialnumberintoDECcounterForeachinputpulse,decreaseDECcounterby1Whencountingnumberis0,countingisover,方式0：计数结束中断方式,设定工作方式,设定计数初值,计数值送入计数器,计数过程,计数结束,方式1：可编程单稳脉冲方式,设定工作方式