微机原理基本概念复习

1、1、 字节，字概念，1字节=8位，2、 字长概念:传微处理器一次送二进制数据的位数（总线宽度）。3、 地址空间概念：16根地址线64K，20根地址线1M空间4、 进制间的转换：将十进制数25.5转换为二级制数5、 数值数据的表示：有符号数：补码，n位补码的范围无符号数： FFFFH=655356、 BCD码： 789的压缩BCD码789H7、 ASCII码：789的ASC码373839H8、 求补运算概念9、 8086CPU从功能上来说分成两大部分：总线接口单元BIU（Bus Interface Unit）和执行单元EU（Execution Unit）总线接口部件由下列4部分组成： 4个段地址

2、寄存器（CS、DS、 ES、SS） 16位的指令指针寄存器 IP(Instruction Pointer) 20位的地址加法器10 辑段概念8086 CPU 的内部结构是16位的，即所有的寄存器都是16位的，而外部寻址空间为1M,需要20位地址线。 为了能寻址1M空间。8086把1M字节空间划分成若干个逻辑段。11 逻辑地址概念2000H：5F62H，则其对应的物理地址：25F62H12堆栈指针：SP与段寄存器SS一起确定在堆栈操作时，堆栈在内存中的位置。SS和SP的初始值决定了堆栈区的大小13 状态标志的意义：即SF、ZF、PF、CF、AF和OF 14 8086引脚：MN/MX、AD15 A

3、D0地址/数据分时复用引脚NMI（Non-Maskable Interrupt）不可屏蔽中断请求，输入、上升沿有效、INTR（Interrupt Request）可屏蔽中断请求，输入、高电平有效，有效时，表示请求设备向CPU申请可屏蔽中断，该中断请求是否响应受控于IF（中断允许标志）、可以被屏蔽掉INTARESET（复位）复位请求，输入、高电平有效，复位后CSFFFFH、IP0000H， 所以自启动程序入口在物理地址FFFF0HINTA（Interrupt Acknowledge）可屏蔽中断响应，输出、低电平有效，有效时，表示来自INTR引脚的中断请求已被CPU响应，CPU进入中断响应周期。A

4、LE（Address Latch Enable）地址锁存允许，输出、三态、高电平有效，脚高有效时，表示复用引脚：AD15 AD0和A19/S6 A16/S3正在传送地址信息，由于地址信息在这些复用引脚上出现的时间很短暂，所以系统可以利用ALE引脚将地址锁存起来M/IO（Input and Output/Memory） I/O或存储器访问，输出、三态，该引脚输出高电平时，表示CPU将访问存储器，这时地址总线A19 A0提供20位存储器地址，该引脚输出低电平时，表示CPU将访问I/O端口，这时地址总线A15 A0提供16位I/O口地址15 多字节数据存放方式： 图中0002H“字”单元的内容为：0

5、002H = 1234H0002H号“双字”单元的内容为：0002H = 78561234H 16 物理地址和逻辑地址的转换例2.1 设代码段寄存器CS的内容为1000H，指令指针寄存器IP的内容为2500H，即CS1000H，IP2500H，则访问代码段存储单元的物理地址为：17 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18 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8086的基本总线周期需要4个时钟周期，4个时钟周期编号为T1、T2、T3和T4总线周期中的时钟周期也被称作“T状态” ，时钟周期的时间长

6、度就是时钟频率的倒数当需要延长总线周期时插入等待状态Tw，CPU进行内部操作，没有对外操作时，其引脚就处于空闲状态Ti 8086如果工作频率1MHZ,1个基本总线周期需要多长时间。19 指令代码由操作码和操作数两部分组成寻址方式：立即数寻址MOV AX,14寄存器寻址：MOV DS,AX直接寻址：MOV AX, 2000H，MOV BX, BUFFER寄存器间接寻址MOV AX, BX寄存器相对寻址MOV AX, SI+06H基址变址寻址方式MOV AX, BX+SI相对基址变址MOV AX, BX+DI+6隐含寻址 MUL BL；（AL）×（BL）AX隐含了被乘数AL和乘积AX20

7、 存储器寻址方式中的变量 WVAR DW 1234H；定义16位变量WVAR，具有初值1234H21注意点 1. 区别立即数寻址和直接寻址MOV AX，126MOV AX，1262区别寄存器寻址和寄存器间接寻址 MOV AX，BXMOV AX，BX3双操作数指令中，不能同为存储器操作数。4CS不能为目的寄存器。¨ 最基本的传送指令(MOV） ¨ 堆栈指令(PUSH,POP)¨ 数据交换指令(XCHG)¨ 换码指令XLAT非法指令的主要现象：· 两个操作数的类型不一致· 无法确定是字节量还是字量操作· 两个操作数都是存储器 M

8、OV2000H,3000H· 立即数直接送段寄存器 MOV DS, 3000H · 目标操作数用立即数方式 MOV 2000H, AL· 两个操作数都是段寄存器MOV DS, ES· 在绝大多数双操作数指令中，目的操作数和源操作数必须具有一致的数据类型，或者同为字量，或者同为字节量，否则为非法指令两个操作数类型不一致MOV AL, 050AH；非法指令，修正：；mov ax,050ahMOV SI, DL；非法指令，修正：；mov dh,0；mov si,dxØ 当无法通过任一个操作数确定是操作类型时，需要利用汇编语言的操作符显式指明MOV B

9、X+SI, 255；非法指令，修正：；mov byte ptr bx+si,255；byte ptr 说明是字节操作；mov word ptr bx+si,255；word ptr 说明是字操作Ø 8086/8088指令系统除串操作指令外，不允许两个操作数都是存储单元（存储器操作数）MOV buf2, buf1；非法指令，修正：；假设buf2和buf1是两个字变量；mov ax,buf1；mov buf2,ax；假设buf2和buf1是两个字节变量；mov al,buf1；mov buf2,alØ 8086指令系统中，能直接对段寄存器操作的指令只有MOV等个别传送指令，并且

10、不灵活MOV DS, ES；非法指令，修正：；mov ax,es；mov ds,axMOV DS, 100H；非法指令，修正：；mov ax,100h；mov ds,ax MOV CS, SI；非法指令；指令存在，但不能执行例3-13 把BLOCK1地址开始的10个字节数据传送到BLOCK2地址开始的10个字节单元处。MOV CX,10MOV SI,OFFSET BLOCK1MOV DI,OFFSET BLOCK2NEXT: MOV AL,SI MOV DI,AL INC SI INC DI DEC CX JNZ NEXT HLT· 进栈指令先使堆栈指针SP减2，然后把一个字操作数存

11、入堆栈顶部用堆栈交换AX与CX的值。pushaxpushcxpopaxpopcx交换指令XCHG（ xchg al,byte ptr wvar+1；ax=5599h，wvar=6611h；“byte ptr wvar+1”强制为字节量，只取高字节与AL类型交换，否则数据类型不匹配· 例3-18 内存的数据段有一张09的平方表，首地址为TABLE，如图所示，用换码指令实现求数字4的平方。MOV BX,OFFSET TABLEMOV AL,4XLAT加法指令2、减法指令3、乘法指令4、除法指令· 加法指令:ADD, ADC和INC· 减法指令:SUB, SBB, DE

12、C, NEG和CMP· 他们分别执行字或字节的加法和减法运算，除INC和DEC不影响CF标志外，其他按定义影响全部状态标志位例3-32 在数据段从BLOCK开始的存储单元中存放了两个8位无符号数，试比较它们的大小，将较大者传送到MAX单元。LEA BX,BLOCKMOV AL,BXINC BXCMP AL,BXJNC DONEMOV AL,BXDONE:MOV MAX,ALHLT逻辑指令AND、OR、XOR和TEST屏蔽AL寄存器的低四位。 MOV AL，0FF H 1 1 1 1 1 1 1 1 AND AL ，0F0 H 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0

13、 0 例3：使某数的第4、5位置1。 MOV AL，03H 0 0 0 0 0 0 1 1 OR AL，30H 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1例3-47 判断DATA单元的数据是否为0。MOV AX,DATAOR AX，AXJZ ZERO ZERO: .例4：使某数的D1、D0位取反，其它位不变。 MOV AL，11H 0 0 0 1 0 0 0 1 XOR AL，03H 0 0 0 0 0 0 1 1= 0 0 0 1 0 0 1 0· AND与TEST指令的关系，同SUB与CMP指令的关系一样例7：检测AL中的最低位是否为1，若为1则转移。 MOV

14、 AL，data 0 1 0 0 0 0 0 1 TEST AL，01H 0 0 0 0 0 0 0 1 JNZ Next 0 0 0 0 0 0 0 1 Next: MOV BL，0 TEST 通常用于检测一些条件是否满足，但又不希望改变原来操作数的情况，该指令后通常带有条件转移指令。· 移位指令：移位指令的第一个操作数是指定的被移位的操作数，可以是寄存器或存储单元；后一个操作数表示移位位数：· 该操作数为1，表示移动一位· 该操作数为CL，CL寄存器值表示移位位数 （移位位数大于1只能CL表示）SAL SHL SAR SHR· 循环移位指令类似移位指

15、令，但要将从一端移出的位返回到另一端形成循环。分为:ROL reg/mem,1/CL;不带进位循环左移ROR reg/mem,1/CL;不带进位循环右移RCL reg/mem,1/CL;带进位循环左移RCR reg/mem,1/CL;带进位循环右移· 循环移位指令按指令功能设置进位标志CF，但不影响SF、ZF、PF、AF标志，OF只当CNT=1时有效，移位后当最高有效位发生变化时(如1变0) OF=1, 否则 OF=0 。将DX.AX中32位数值左移一位shl ax,1rcl dx,1控制转移指令 JMP JZ JNZ例3.23 判断是否为字母Y寄存器AL中是字母Y（含大小写），则令

16、AH0，否则令AH1cmp al,y；比较AL与小写字母yje next；相等，转移cmp al,Y ；不相等，；继续比较AL与大写字母Yje next；相等，转移mov ah,-1；不相等，令AH1jmp done；无条件转移指令next:mov ah,0；相等的处理：令AH0done:例3-68 在内存中有一个首地址为 ARRAY 的数据区存放了200 个 8 位 有符号数，统计其中正数、负数、0 的个 数，并分别将统计结果存入PLUS、MINUS和ZERO单元中。XOR AL, ALMOV PLUS,AL MOV MINUS,ALMOV ZERO,ALLEA SI, ARRAY MOV

17、CX, 200CLDLLAB:LODSB OR AL,AL JS MLAB JZ ZLABINC PLUS JMP NEXTMLAB: INC MINUS JMP NEXTZLAB: INC ZERONEXT: DEC CX JNZ LLAB HLT LOOP label；循环指令IRET伪指令：DB ，DW，byte ptr例2：操作数可以是字符串，例如STR DBHELLO汇编后的情况如图：某数据段定义为 DATA SEGMENT S1 DB 0,1,2,3,4,5S2 DB 12345COUNT EQU $-S1 S3 DB COUNT DUP(2)DATA ENDS画出该数据段在存储器

18、中的存储形式DOS系统功能调用介绍(1) 从键盘输入一个字符(功能号=1) MOV AH,1 INT 21H <AL中有键入的字符> (1) 在显示器上显示一个字符(功能号=2) MOV AH, 2 MOV DL, <要显示的字符> INT 21H 例：在显示器上显示一个字符A MOV AH, 2 MOV DL, A ;或MOV DL, 41H INT 21H(2)显示字符串(功能号=9)MOV AH, 9 LEA DX, <字符串> INT 21H注意：被显示的字符串必须以$结束。4.6.2 分支程序设计4-31 求符号字节数X的绝对值，X用补码表示DAT

19、A SEGMENTX DB -50DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART:MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV AL,X；取XTEST AL,80H；测试符号位JZ DONE；若大于0，转doneNEG AL;若小于，求补得到|x|MOV X,AL;保存DONE:MOV AH,4CHINT 21HCODE ENDSEND START关于存储器:· 扩展存储器所需存储芯片的数量计算： 若用一个容量为mK×n位的存储芯片构成容量为MK×N位（假设Mm，Nn，即需字位同时扩展）的存储器，则这个存储器所需

20、要的存储芯片数为 (Mm)×(Nn)。RAM芯片的容量:为220×16b，问（1）该芯片地址线多少，（2）数据线多少SRAM与CPU连接:CPU数据总线不相同，连接不一样。· 8086CPU的16数据总线，其高8位数据线D15-D8接存储器的奇地址体· 低8位数据线D7-D0接存储器的偶地址体， 根据BHE(选择奇地址库)和A0(选择偶地址库)的不同状态组合决定对存储器做字操作还是字节操作存储器与CPU地址总线的连接:· 低位地址线直接和存储芯片的地址信号连接作为片内地址译码· 高位地址线主要用来产生选片信号（称为片间地址译码），以决

21、定每个存储芯片在整个存储单元中的地址范围，避免各芯片地址空间的重叠。片选译码的几种方法： 全译码： 所有的地址线全用上，无地址重叠。 部分译码：部分高位地址没有用，存在地址重叠。（3） 全译码，每个存储单元的地址都是唯一的，不存在地址重复，但译码电路可能比较复杂、连线也较多I/O端口与存储器统一编址概念I/O端口独立编址概念 8086采用独立编址I/O端口地址译码的一般原则：把CPU用于I/O端口寻址的地址线分为高位地址线和低位地址线两部分：例6-1，某8088最小系统，I/O接口译码电路如图A0-A9选择端口 CPU和外设间的数据传送方式³ 程序控制方式 ³ 中断控制方式

22、 ³ DMA方式 程序控制方式³ 无条件传送方式³ 查询传送方式查询传送方式³ CPU从接口中读取状态字³ CPU检测状态字³ 传送数据数据端口状态端口a) 查询式输入的算法： （1）用指令检测 Ready： IN AL ， 三态缓冲器（或状态寄存器）的地址 （2）若 Ready = 0，返回（1） （3）若 Ready = 1，发出 IN AL ， 输入接口数据寄存器的端口地址。³ 查询输入：MOV BX,OFFSET STOREIN_TEST:IN AL,状态口地址TEST AL,80HJZ IN_TESTIN AL,数

23、据口地址MOV BX,ALINC BX 查询式输出的接口电路接至D7、b) 查询式输出：MOV BX,OFFSET STOREOUT_TEST:IN AL， 100;状态端口 TEST AL， 80H JNZ OUT_TESTMOV AL,BX OUT 101，AL；数据端口INC BX中断概念：中断向量表是存放中断向量的一个特定的内存区域。 中断向量,就是中断服务子程序的入口地址。· 中断向量表：中断服务程序的入口地址（首地址）· 逻辑地址含有段地址CS和偏移地址IP（共32位），其中低字是偏移地址、高字是段地址· 8086微处理器从物理地址00000H开始，依

24、次安排各个中断向量，向量号也从0开始· 256个中断占用1KB区域，就形成中断向量表8259：完全嵌套方式（默认工作方式）：中断请求按优先级IR0IR7处理，IR0优先级最高，IR7最低。当有中断发生时，如果有更高级的中断请求到来，会发生中断嵌套。中断结束命令（1）自动中断结束模式（AEOI）自动结束方式 一进入中断就将ISR中对应的状态标志清除，因为ISR是优先仲裁的依据，所以这种方式只能用在不会出现嵌套的简单场合。（2）非自动中断结束方式（EOI） 一般结束方式： 当发出中断结束命令后，用结束指令把当前中断服务寄存器（ISR）中优先级最高的（正在处理的）IS位清除。（最常用）8259初始化：（2）ICW2（中断向量命令字）向8259A写入ICW1命令字后，应立即向8259A送ICW2。ICW2用于确定8259A每根IR线上的中断向量号；（其实确定的是IR0线上的中断向量设置中断向量号n 命令字中，T7