微机原理总-期末复习

1、1 微机原理及接口技术微机原理及接口技术期末复习期末复习 2016年年12月月 2数据总线数据总线DBDB控制总线控制总线CBCB微处理器微处理器CPUCPU存储器存储器输入输入/ /输出输出接口电路接口电路外围外围设备设备地址总线地址总线ABAB 微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构微型计算机系统3一、各种进制数的转换一、各种进制数的转换二、计算机中带符号数的表示、运算及转换二、计算机中带符号数的表示、运算及转换 原码、反码、补码与真值原码、反码、补码与真值三、溢出及其判断方法三、溢出及其判断方法四、信息的编码：四、信息的编码：BCD码、码、ASCII码码计算机中的数制和码制 4一、一、

2、8086/80888086/8088CPUCPU简介简介 16条数据总线；条数据总线； 20条地址总线，可以直接寻址条地址总线，可以直接寻址1M（220）字节的存储）字节的存储 单元，可以直接寻址单元，可以直接寻址64K个个I/O端口。端口。80 x86微处理器5二、 8086/80888086/8088CPUCPU的结构的结构 8086CPU内部结构从功能上讲可分为两大内部结构从功能上讲可分为两大部分：部分： 即总线接口单元即总线接口单元BIU(Bus Interface Unit)和执行和执行单元单元EU(Execution Unit)。 BIU与与EU的结构和功能的结构和功能6通用寄存器

3、组通用寄存器组执行单元（执行单元（EU）总线接口单元（总线接口单元（BIU）地址地址加法器加法器7三、三、8086/80888086/8088寄存器结构寄存器结构1414个个1616位的寄存器：重点掌握各个寄存器的功能和用法位的寄存器：重点掌握各个寄存器的功能和用法AH ALBHCLCHDLDHSPSIBPCSDIDSES SSPSWAXBXCX累加器累加器DX基基 址址IP计计 数数数数 据据数据数据 寄存器寄存器基址指针基址指针源源 变变 址址指令指针指令指针堆栈指针堆栈指针目的变址目的变址状态标志状态标志堆堆 栈栈 段段附附 加加 段段数数 据据 段段代代 码码 段段变址变址 寄存器寄存

4、器指针指针 寄存器寄存器通用通用 寄存器寄存器控制控制 寄存器寄存器段寄存器段寄存器8086/8088的寄存器结构的寄存器结构BL图图81通用寄存器通用寄存器功能功能: :用来暂存计算过程中所用到的操作数及结果。既能处用来暂存计算过程中所用到的操作数及结果。既能处理理16位数，也能处理位数，也能处理8位数。当处理位数。当处理8位数时，这位数时，这4个个16位寄位寄存器可作为存器可作为8个个8位寄存器位寄存器AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL来使用。来使用。指针寄存器指针寄存器变址寄存器变址寄存器 数据寄存器：数据寄存器：AX、BX、CX、DX 指针及变址寄存器：指针及变址寄存器：S

5、P、BP、SI、DI只能按只能按16位处理位处理SP堆栈指针寄存器堆栈指针寄存器BP基址指针寄存器基址指针寄存器SI源变址寄存器源变址寄存器DI目的变址寄存器目的变址寄存器92段寄存器段寄存器（16位）用来存放段地址位）用来存放段地址 CS 代码段寄存器代码段寄存器 DS 数据段寄存器数据段寄存器 SS 堆栈段寄存器堆栈段寄存器 ES 附加段寄存器附加段寄存器,(辅助的数据区）辅助的数据区） 每个段最多包含每个段最多包含64K个存储单元个存储单元3控制寄存器控制寄存器 （16位）位） IP 指令指针寄存器：存放代码段中偏移地址指令指针寄存器：存放代码段中偏移地址 PSW 状态标志寄存器，即状态

6、标志寄存器，即FLAGS（32位为位为EFLAGS）10表表 8086/8088段寄存器与提供段内偏移地址的段寄存器与提供段内偏移地址的寄存器之间的默认组合寄存器之间的默认组合 段寄存器段寄存器 提供段内偏移地址的寄存器提供段内偏移地址的寄存器 CS IP DS BX、SI、DI或一个或一个16位数位数 SS SP或或BP ES DI(用于字符串操作指令用于字符串操作指令)114. 8086/8088中的标志寄存器中的标志寄存器标志寄存器为一个标志寄存器为一个16位寄存器，如下所示：位寄存器，如下所示： 这这9个标志位分为两类：个标志位分为两类： 状态标志：状态标志：CF、PF、AF、ZF、S

7、F、OF 控制标志：控制标志：TF、IF、DF14D12D10D8D6D4D2D0DOFDF IF TF SF ZFAFPFCF12四、四、8086/80888086/8088存储器组织存储器组织1 1 M M个存储单元对应的地址为个存储单元对应的地址为0000000000H HFFFFFHFFFFFH物理地址物理地址= =段地址段地址 1010H+H+偏移地址偏移地址五、五、8086/80888086/8088的的I/OI/O端口端口8086/80888086/8088CPUCPU有有1616条条/8/8条数据线，可访问端口数为条数据线，可访问端口数为6464K K个。个。六、六、8086/

8、80888086/8088的总线周期的总线周期 总线周期：总线周期：每当每当CPU与存储器或与存储器或I/O端口交换数据或执行中断端口交换数据或执行中断响应等操作时，都需要启动总线周期。响应等操作时，都需要启动总线周期。13 总线周期总线周期可分为可分为“读读”总线周期总线周期（CPU从存储器或从存储器或I/O端口端口读取数据）和读取数据）和“写写”总线周期总线周期（CPU将数据写入存储器或将数据写入存储器或I/O端端口）。口）。 每个每个基本总线周期基本总线周期通常包含通常包含4个个T状态状态,一个一个T状态就是一个状态就是一个时钟周期时钟周期,是是CPU处理动作的最小单位处理动作的最小单位

9、,是主频的倒数。是主频的倒数。 如：如：8086的主频为的主频为5MHz，1个时钟周期就是个时钟周期就是200ns，一个，一个基本总线周期就是基本总线周期就是800ns。14七、七、80868086CPUCPU的引脚及功能的引脚及功能8086 CPUMX/MNVCC(5 V)ALECLKREADYBHERESETA19 /S6A16 /S3AD15 /AD08284A时钟发生器VCC等待状态产生器地址锁存器8282(3片)数据收发器8286(2片)STBOE地址总线ABDENR/DT数据总线DBIO/MINTRINTARDWRHOLDHLDA控制总线CBRDY图 8086最小模式系统15一、一

10、、8086/8088指令系统的寻址方式指令系统的寻址方式 8086/8088指令系统中操作数分为指令系统中操作数分为数据操作数数据操作数和和地址操作数地址操作数两类。两类。 1) 数据操作数数据操作数 这类操作数是与数据有关的操作数，即指令中操作的对象是这类操作数是与数据有关的操作数，即指令中操作的对象是数据。数据操作数又可分为：数据。数据操作数又可分为： (1) 立即数操作数立即数操作数。指令中要操作的数据包含在指令中。指令中要操作的数据包含在指令中。 例：例：MOV AL, 64H (2)寄存器操作数寄存器操作数。指令中要操作的数据存放在指定的寄存器。指令中要操作的数据存放在指定的寄存器

11、中。中。例：例：MOV AL， BL80 x86指令系统16(3)存储器操作数存储器操作数。指令中要操作的数据存放在指定的存。指令中要操作的数据存放在指定的存 储单元中。储单元中。 例：例：MOV AL, 1000H(4)I/OI/O操作数操作数。指令中要操作的数据来自或送到。指令中要操作的数据来自或送到I/O端口。端口。 例：例：IN AL, 60H 2) 地址操作数地址操作数 这类操作数是与程序转移地址有关的操作数，即指令中操作这类操作数是与程序转移地址有关的操作数，即指令中操作的对象不是数据，而是要转移的的对象不是数据，而是要转移的目标地址目标地址。 地址操作数也可以分为地址操作数也可以

12、分为立即数操作数、寄存器操作数立即数操作数、寄存器操作数和和存储存储器操作数器操作数，即要转移的目标地址包含在指令中，或存放在寄存器，即要转移的目标地址包含在指令中，或存放在寄存器中，或存放在存储单元之中。中，或存放在存储单元之中。17 寻址方式寻址方式 所谓所谓寻址方式寻址方式，就是指令中给出的寻找操作数，就是指令中给出的寻找操作数(包括数据操包括数据操作数和地址操作数作数和地址操作数)的方法。的方法。 根据操作数的种类，根据操作数的种类，8086/8088指令系统的寻址方式分为两指令系统的寻址方式分为两大类：大类：数据寻址方式数据寻址方式和和地址寻址方式地址寻址方式。 1) 数据寻址方式数

13、据寻址方式 数据寻址方式可分为数据寻址方式可分为立即数寻址方式立即数寻址方式、寄存器寻址方式寄存器寻址方式、存储器寻址方式存储器寻址方式和和I/O端口寻址方式端口寻址方式四种类型。四种类型。 18立即数寻址方式立即数寻址方式寄存器寻址方式寄存器寻址方式存储器寻址方式存储器寻址方式 直接寻址方式直接寻址方式 寄存器间接寻址方式寄存器间接寻址方式 寄存器相对寻址方式寄存器相对寻址方式 基址变址寻址方式基址变址寻址方式 基址变址相对寻址方式基址变址相对寻址方式(4)I/O端口寻址方式端口寻址方式 端口直接寻址方式端口直接寻址方式 端口间接寻址方式端口间接寻址方式192) 地址寻址方式地址寻址方式段内

14、直接寻址方式段内直接寻址方式段内间接寻址方式段内间接寻址方式段间直接寻址方式段间直接寻址方式(1)段间间接寻址方式段间间接寻址方式20二、二、8086/8088指令系统指令系统MOV,LEA,XCHG,PUSH,POP,IN, OUT;ADD,ADC,INC,SUB,DEC,CMP,MUL,IMUL,DIV,IDIV;AND,OR,NOT,XOR,TEST;SHL,SHR,SAL,SAR,ROL,ROR,RCL,RCR;JMP, JZ/JE,JNZ/JNE,JA,JB,JG,JL,JC,LOOP, LOOPZ, LOOPNZ三、算术运算类和逻辑运算类指令对状态标志位的影响三、算术运算类和逻辑运

15、算类指令对状态标志位的影响21一、汇编语言源程序的格式一、汇编语言源程序的格式 DATASEGMENT；定义数据段；定义数据段 X1 DB ？ ；定义数据；定义数据 DATAENDS ；数据段结束；数据段结束 CODE SEGMENT ；定义代码段；定义代码段ASSUME CS：CODE，DS：DATA START： MOV AH，4CH INT 21H CODE ENDS ；代码段结束；代码段结束 END START ；源程序结束；源程序结束 汇编语言程序设计22二、伪指令语句二、伪指令语句DB、DW、DD、 DUP、EQU、SEGMENT/ENDS、ASSUME、PROC/ENDP、MAC

16、RO/ENDM、END、OFFSET、TYPE、LENGTH、SIZE要求：会填内存表要求：会填内存表三、汇编语言程序设计三、汇编语言程序设计平时作业、例题平时作业、例题(基本题型基本题型)23DATA SEGMENT ；定义数据；定义数据DATA1 DB 0F8H，60H，0ACH，74H，3BH；被加数；被加数DATA2 DB 0C1H，36H，9EH，0D5H，20H ；加数；加数DATA ENDS ；数据段结束；数据段结束CODE SEGMENT ；定义代码段；定义代码段 ASSUME CS：CODE，DS：DATA START：MOV AX，DATA MOV DS，AX ；初始化；初

17、始化DS MOV AH，4CH INT 21H；返回；返回DOSCODE ENDS ；代码段结束；代码段结束 END START ；源程序结束；源程序结束 24四、汇编语言上机过程四、汇编语言上机过程（1）用编辑程序编写汇编语言源程序）用编辑程序编写汇编语言源程序.ASM文件；文件；（2）用汇编程序将）用汇编程序将.ASM文件汇编成文件汇编成.OBJ文件；文件；（3）用连接程序将）用连接程序将OBJ文件转换成可执行的文件转换成可执行的.EXE文件；文件；（4）在）在DOS命令状态下直接键入文件名即可运行该文件。命令状态下直接键入文件名即可运行该文件。五、子程序与宏五、子程序与宏子程序编程子程序

18、编程子程序与宏的区别子程序与宏的区别25半导体存储器要求：一、半导体存储器的分类及特点要求：一、半导体存储器的分类及特点 二、存储器的容量二、存储器的容量26三、存储器芯片的扩展三、存储器芯片的扩展方法：字扩展、位扩展、字位扩展方法：字扩展、位扩展、字位扩展27一、接口与端口的概念一、接口与端口的概念二、二、I/O端口地址的编址端口地址的编址三、三、CPU与外设间的数据传送方式及应用场合：与外设间的数据传送方式及应用场合： 程序传送方式程序传送方式(无条件传送、查询传送无条件传送、查询传送)、中断方式、中断方式、DMA方式方式 四、查询传送方式输入、输出编程四、查询传送方式输入、输出编程五、五

19、、中断的基本概念中断的基本概念 中断、中断源、中断向量、中断向中断、中断源、中断向量、中断向量表量表六、中断的类型六、中断的类型 中断分为：中断分为：内部中断和外部中断内部中断和外部中断 外部中断又分为外部中断又分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断可屏蔽中断和不可屏蔽中断输入输出与中断28CPU响应可屏蔽中断的条件响应可屏蔽中断的条件中断优先级顺序中断优先级顺序七、中断处理过程（详细）七、中断处理过程（详细） 中断处理过程包括：中断请求、中断响应、保护中断处理过程包括：中断请求、中断响应、保护断点、中断处理和中断返回。断点、中断处理和中断返回。八、八、DMA传送方式过程及特点传送方式过程及特点29一、可编程中断控制器一、可编程中断控制器8259A 1、 8259A的结构、引脚的结构、引脚 要求：要求：ICW1（工作方式），（工作方式），ICW2（中断类型（中断类型号），号），ICW3（