微机原理与接口技术1.doc

微机原理与接口技术期末复习微机原理与接口技术复习资料一、单选（120=20）：l 补码：正数的补码表示与原码相同，即最高位为符号位，用“0”表示正，其余部位为数值数。例如：【+31】补 = 0 0011111 符号位 数值位负数的补码表示是在它的反码基础上，再加1而形成的。例如：【-31】原 =10011111 【-31】反 =11100000 【-31】补 =11100001l 已知物理地址、CS和IP中任意两项求另外一项：公式：（CS） 16 + (IP) = 物理地址例如：在实横式下，对于如下的CS : IP组合，写出相应的存储器地址 （1）1000H : 2000H (2)2400H :1A00H (3)IA00H : E000H (4)3456H :AB00H 解：（1）（CS） 16 + (IP) =10000H+2000H=12000H （2）（CS） 16 + (IP) =24000H+1A00H=25A00H （3）（CS） 16 + (IP) =1A000H+E000H=28000H （4）（CS） 16 + (IP) =34560H+AB00H=3F060Hl 8086/8088是16位微处理器：l 8086/8088CPU中的EU和BIU是什么，有什么功能：8086/8088CPU的内部结构被划分为两个独立的逻辑单元，分别是指令执行单元EU和总线接口单元BIU；EU主要功能是解释并执行指令；BIU主要功能是通过外部三总线（地址总线、数据线和控制总线）实现CPU与存储器、I/O端口之间的地址信息、数据信息和控制/状态信息的传送；在8086/8088CPU中，EU和BIU是同时工作的，即在BIU访问存储器和外围设备的时候，EU负责执行已取回的指令。l 8086/8088CPU中的标志寄存器FLAGS:8086、8088CPU中设置了一个16位标志寄存器FLAGS，其中规定了9位作为标志位，用于存放算数或逻辑运算结果的状态以及控制指令操作的动向。根据功能，标志寄存器的9位标志位可分为：状态标志位，用来表示运算结果的特征；控制标志位，用于设置控制CPU操作的条件，控制标志被设置后便对其后的操作产生控制作用。状态标志位有6个：CF进位标志位、PF奇偶校验标志位、AF辅助进位标志位、ZF零标志位、SF符号标志位、OF溢出标志位；控制标志位有3个：IF中断允许标志位、TF跟踪标志位、DF方向标志位l 8086系统中的（8284、8282、8286、8288、8289）微机功能：最小模式配置：系统中所有的控制信号由8086本身提供，它的基本配置为：除使用8086/8088作为微处理器外，还需配有一片时钟发生器8284A、三片地址锁存器（8282/8283）、两片总线驱动器（8286/8287）才能构成系统总线。最大模式配置: 除最小模式配置外，需外加总线控制器8288对CPU发出的控制信号进行变换和组合，以获得对存储器、I/O端口的读写信号和对锁存器 8282、总线驱动器8286的控制信号，另外在多处理器中还需加入总线仲裁器8289解决主处理器和协处理器之间协调工作和对总线的共享控制等问题。最小模式下系统控制信号直接由8086CPU提供；最大模式下因系统复杂，芯片数量较多，为提高驱动能力和改善总线控制能力，系统的控制信号由总线控制器8288提供8086的低位地址线与数据线复用，为保证地址信号维持足够的时间，需使用ALE信号将低位地址线锁存(通过锁存器8282)，以形成真正的系统地址总线；8086的数据线通过数据收发器8286后形成系统数据总线，以增大驱动能力，数据收发器主要由DEN和DT/R两个信号控制。l 最小模式下各引脚的定义：时钟发生器8284A为CPU提供时钟脉冲；3片8282芯片用来锁存20位地址信号和BHE信号；当系统有较多的存储单元和I/O端口时，仅靠CPU的数据总线难以提供足够的带负载能力，这时选用2片数据收发器8286用于增加系统数据总线的驱动能力。8086CPU的第2431引脚的功能： : 中断响应信号，三态输出，低电平有效 ALE : 地址锁存允许信号，输出，高电平有效 : 数据允许信号，三态输出，低电平有效 DT/: 数据发送/接收控制信号，三态输出 M/: 存储器或I/O端口访问控制信号，三态输出 : 写信号，三态输出，低电平有效，表示CPU正好在向存储器或I/O端口写入数据 HLDA: 保持响应信号，输出，高电平有效 HOLD: 保持请求信号，输入，高电平有效，在系统最小模式下作为其他部件向CPU发出总线请求信号的输入端l 指令的寻址方式（源操作数、目的操作数）立即数寻址：指令所需的8位（1个字节）或16位（1个字节）操作数直接在指令中给出叫做立即数寻址；立即数必须是整数，可以是常量、表达式（指令执行时以表达式的值作为操作数）也可以是字符（需用单引号括起来），立即数只能作为源操作数，而不能用于目的操作数。例如：MOV AL , 68H ;将一个8位立即数68H送入AL寄存器 MOV BX , 0B8A0H ;将一个16位立即数B8A0H送入BX寄存器 MOV AX , 25 4 30 MOV AL , a寄存器寻址：操作数在CPU内部寄存器中，指令中给出该寄存器名叫做寄存器寻址；上述举例指令的目的操作数（AL/BX/AX）即为寄存器寻址;16位操作数寄存器可以是 AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP和BP;8操作数寄存器为AL、AH、BL、BH、CL、CH、DL、DH；例如：MOV AX , BX ;将BX寄存器中的内容送入AX寄存器中存储器寻址：当操作数不在CPU而在内存单元中时，需要使用存储器寻址，具体分为：直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址变址寻址和相对基址变址寻址。1. 直接寻址：操作数在存储单元中，该单元的偏移地址即有效地址EA在指令中直接给出。在默认的数据段中，段地址由数据段寄存器DS提供，单元的物理地址计算公式： 物理地址=（DS） 16 + EA例如：MOV AX , 1000H ；操作数的有效地址为 1000H MOV AX , ES : 3200H ;将ES段中偏移地址3200H和3201H两个单 元中的内容送入BX寄存器 MOV AX , DATA1 ;DATA1为存放操作数的单元的符号地址，方括号可以 省略2. 寄存器间接寻址：操作数在存储单元中，该单元的有效地址EA存放在基址寄存器BX、BP或变址寄存器SI、DI中，指令中给出寄存器名。如果使用BX、SI或DI，默认操作数在数据段中，段寄存器为DS；如果使用BP，则默认操作数在堆栈段中，段寄存器为SS。 例如：MOV AX , BX MOV CX , BP MOV AX , ES: BX 3. 寄存器相对寻址：操作数在存储单元中，单元的有效地址EA是一个基址寄存器或变址寄存器的内容和指令中给出的8位或16位位移量之和默认操作数与寄存器间接寻址一样例如：MOV CL , DI+1000H MOV DX , BP+VAL MOV CL , 1000H DI MOV DX , VAL BP 4. 基址变址寻址：EA是一个基址寄存器BX或BP和一个变址寄存器SI或DI的内容之和如果基址寄存器为BX，则默认操作数在数据段中；BP则在堆栈段中例如：MOV AX , BX+DI 即 MOV AX , BX DI MOV AX , ES: BX DI 5. 相对基址变址寻址：EA是一个基址寄存器BX或BP和一个变址寄存器SI或DI的内容上再加上一个8位或16位位移量之和默认操作数和基址变址寻址相同例如：MOV AX , DISP BP DI 以上7种寻址方式中，除立即数寻址方式以外，其他6种既可用于源操作数，也可用于目的操作数。l 串行数据通信（同步/异步方式、波特率）Intel 8251A是高性能串行接口芯片，集通用的异步收发器和同步收发器功能于一体，能管理信号变化范围很大的串行数据通信。基本特性：通过编程，8251A可以工作在同步方式，波特率为064kb/s，也可以工作 在异步方式，波特率为019.2kb/s； 同步方式下可以用58位来表示字符，允许增加1位奇偶校验标志位，能 自动检测同步字符，实现收发同步； 异步方式下用58位来表示字符，1位可选的奇偶校验位，1位启动位，根 据需要可以设置1、1.5或2位停止位； 全双工、双缓冲的发送器和接收器； 具有奇偶、溢出和帧错误检测功能； 与Intel 8080、8085、8086、8088 CPU兼容判断： 同步方式慢，异步方式快 （） 同步方式无奇偶，异步有奇偶 （） 同步方式用于远距离，异步方式用于近距离 （） 同步方式同一帧字符不允许有间隔 （）l 8086/8088系统属于微处理器系统l 可屏蔽中断与IF的关系当遇到可屏蔽中断（INTR）请求是，先要判断标志位IF是否为1.如果IF=1，则进入中断处理过程，CPU开始读取中断类型码；如果IF=0，则进行下一条指令。l 定义一个存储器系统起始地址、容量、终了地址若8K的存储器，起始地址为0000H，则终了地址为1FFFH； 起始地址为2000H，则终了地址为3FFFH。l 二进制数采用补码形式判断大小特别注意负数形式，绝对值越大，本身越小（以此类推八进制、十进制、十六进制）l 存储器构成多少容量需要扩几片8086： 16K 扩2片6264； 34K 扩4片6264； 64K 扩8片62648088： 16K 扩2片6264l PC程序计数器中的数据总线的状态：双向三态l 8086微处理器访问存储器中的地址为1M ，访问IO地址为64Kl 中断服务的作用保护现场：保护中断服务将要用到的寄存器中的内容l 地址线、寻址范围8086/8088CPU的地址总线为20位，可直接寻址的物理存储空间为1MB（220），物理地址范围：00000HFFFFFH; 8086/8088CPU内部寄存器都是16位，直接寻址能力只有64kB（216），地址范围是0000HFFFFH； 8086CPU外部寄存器是16位，直接寻址能力为64kB（216），地址范围是0000HFFFFH； 8088CPU外部寄存器是8位，直接寻址能力为28kB（28），地址范围是00HFFH。l 8255A芯片的工作方式（A、B、C口）端口A包含一个8位数据输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。所以用端口A作为输入端口或者输出端口时，数据均受到锁存；端口B包含一个8位数据输入缓冲器和一个8位的数据输出锁存器/缓冲器。所以端口B作为输入端口时不能对数据进行锁存，作为输出端口时能对数据进行锁存；端口C包含一个8位数据输入缓冲器和一个8位的数据输出锁存器/缓冲器。所以端口C作为输入端口时不能对数据进行锁存，作为输出端口时能对数据进行锁存。端口C可以分为两个4位端口，分别定义为输入端口或输出端口，还可定义为控制、状态端口，配合端口A和端口B工作工作方式分别是方式0（基本输入/输出方式）、方式1（选通的输入/输出方式）和方式2（双向选通输入/输出方式），A口可工作在三种方式中的任何一种方式下，B口只能工作在方式0和方式1下，C口只能工作在方式0下或配合端口A和端口B工作。l 指令队列8088为4字节，8086为6字节；存取为FIFO(先进先出)；指令队列至少保持有一条指令，且只要有一条指令，EU就开始执行；指令队列只要有空，BIU自动执行取指操作，直到填满为止；若EU要进行M/IO存取数据，BIU在执行完现行取指操作周期后进行；当执行转移指令时，EU要求BIU从新的地址中重新取指。队列中原有指令被清除。新取得的第一条指令直接送EU执行，随后取得的指令填入队列。l 完整的计算机系统完整的计算机系统包括配套的计算系统功能和不合法的指令系统指令举例：1. 通用数据传送指令MOV BX , AL ()MOV BX , AL ()MOV BX , AL () MOV 指令使用规则： 两个操作数的类型属性（操作数是字还是字节）必须一致若定义VARI 为字节属性，则：MOV AL ,VAR1 ()MOV AX , VAR1 ()属性操作符：BYTE PTR 指令操作数为字节属性； WORD PTR 指令操作数为字属性；DWORD PTR 指令操作数为双字属性； 两个操作数的类型属性不能全是不确定的无法确定传送的是字还是字节：MOV 2000H , 50H () MOV WORD PTR 2000H , 50H () 立即数和代码段寄存器CS不可用于目的操作数例如：MOV 10H , AL () 两个操作数不可都是存储器寻址方式例如： MOV BX , 2000H () MOV 6000H , 1000H () MOV VAL1 , BX ()MOV AX , 2000H ()MOV BX , AX () 当目的操作数是段寄存器时，源操作数不可是立即数；两个操作数也不可都是段寄存器。立即数或段地址必须经过寄存器如AX等送到段寄存器，例如：MOV AX , 1000HMOV DS , AX2. 堆栈操作指令操作数必须是字类型的寄存器或存储单元，例如：PUSH AL ()PUSH AX ()POP AX ()规则：必须以字为单位进行，不可进行字节操作； 操作数不可使用立即数寻址方式； 可以使用段寄存器作为操作数，但POP中不可使用CS。3. 地址传送指令1) 取有效地址指令LEA,格式：LEA REG , SRC* REG为寄存器例如： LEA BX , 2000H LEA SI , DATA12) 取地址指针送寄存器和DS指令LDS，格式：LDS REG , SRC例如： LDS SI , 3200H * 源操作数必须是存储器寻址3) 取地址指针送寄存器和ES指令LES，格式：LES REG ,SRC4. 标志寄存器传送指令1) 读取标志指令LAHF* 将标志寄存器中的低8位内容传送到AH寄存器中，为字节操作2) 设置标志指令SAHF* 功能与1) 相反3) 标志入栈指令PUSHF* 将标志寄存器中的内容压入堆栈，为字操作4) 标志出栈指令POPF* PUSHF的反操作5. I/O传送指令1) 输入指令IN格式1：IN AL , PORT ;(AL) (PORT)，字节操作IN AX , PORT ;(AX) (PORT+1，PORT)，字操作* PORT 为端口号格式2：IN AL , DX ;(AL) (DX)，字节操作IN AX , DX ;(AX) (DX+1), (DX)，字操作2) 输出指令OUT* 格式与IN相反l PC计中执行的中断是外部中断完成的内容l 8255A占用口线若A口工作在基本的I/O上是8根；若直接选择I/O口，是3根；若为双向，则是5根。l 不能进行进位标志指令MOV 、 SUB 、 AND等例如：MOV AL ()l 当I/O端口超过255，就要用DX作为寄存器I/O端口的0000H00FFH可通过固定端口I/O指令访问；00FFH以上的端口须通过DX寄存器间接寻址I/O指令访问二、中断向量表（61=6）l 已知中断类型和以及该类型的中断入口地址，求中断向量表中断向量是指：中断处理程序的入口地址，由段地址和偏移地址两部分组成，一个中断向量占4个字节；内存单元中地址为0000:00000000:03FFH，这个区域指定用来存放中断向量，该存储区域称为中断向量表。例如：中断类型号为14H，对应的中断向量（假设是1234:5678H）存放在偏移地址 为0050H、0051H、0052