东南大学微机习题课2part1new3

1、1 微机系统与接口微机系统与接口考试考试1. 基本概念（选择题与填空题基本概念（选择题与填空题）30%2. 汇编程序部分（程序阅读理解和编写汇编程序部分（程序阅读理解和编写） 3道中题道中题 35%3.存储器与接口电路（连线、计算、编程）存储器与接口电路（连线、计算、编程） 12道大题道大题 35%（存储器、中断、定时计数（存储器、中断、定时计数器、并口、器、并口、a/d与与d/a）以概念和方法为主，连接以概念和方法为主，连接线路和工作编程。线路和工作编程。内容范围：参见考试大纲注意理解性学习，而不是记忆性学习！注意理解性学习，而不是记忆性学习！2第二次习题（复习）课第二次习题（复习）课第第4

2、章：半导体存储器章：半导体存储器第第5章：章： 数字量输入输出数字量输入输出总线、接口概念总线、接口概念*接口电路（芯片）、端口地址接口电路（芯片）、端口地址* 数据传送方式数据传送方式* 中断电路及其处理中断电路及其处理*定时定时/计数器电路与应用计数器电路与应用* 并行接口电路与应用并行接口电路与应用* 串行接口电路与应用串行接口电路与应用dma电路与应用电路与应用第第6章：模拟量输入输出章：模拟量输入输出3cachecache主存主存外存（辅存）外存（辅存）三级存储系统结构三级存储系统结构*了解半导体存储器了解半导体存储器(rom/ram/flash)（概念）（概念）根据运行时存取（读写

3、）过程的不同分类根据运行时存取（读写）过程的不同分类ram-sram(cache)；dram(内存内存) ;数据数据,堆栈堆栈rom-eprom，eeprom，nvram特点特点; 程序程序,固固化数据化数据, bios44理解汇编指令存储器访问理解汇编指令存储器访问存存储储器器i/o接接口口输输入入设设备备i/o接接口口数据总线数据总线 db控制总线控制总线 cb地址总线地址总线 ab输输出出设设备备cpueu|biumov 55aah,al(ds)=8000h 物理地址：物理地址： 855aaha19-a0: 1000 0101,0101,1010,1010 时时/cs=0a19-a05半

4、导体存储器半导体存储器*关键关键:与处理器的接口与处理器的接口正确使能正确使能/读写单元，读写单元， 选中单元：译码逻辑关系、译码器真值表选中单元：译码逻辑关系、译码器真值表*掌握：存储器扩展、简单互连，读图掌握：存储器扩展、简单互连，读图/设计设计*常见常见sram存储器芯片容量计算：例存储器芯片容量计算：例6116（2k8bit），数据线），数据线8根，地址线根，地址线11根根*译码译码片选片选-片内两级译码片内两级译码全译码、部分译码、线选译码全译码、部分译码、线选译码 （重叠）（重叠）常用译码器（常用译码器（74ls138）真值表（给出）真值表（给出）2-43-84-16译码译码n根地

5、址线根地址线2n个单元个单元 a0an-1 we（wr）、）、oe（rd）、）、 ce或或 cs（cs）io/m、6译码译码8086/8088有有20根地址线：高地址，低地址根地址线：高地址，低地址7译码译码8存储器扩展存储器扩展例题：用例题：用10241位的位的ram芯片组成芯片组成16k8位的存位的存储器，需要多少芯片？储器，需要多少芯片？答：构成答：构成1k8位的存储器需要位的存储器需要8片片，因此组成，因此组成16k8位的存储器需要位的存储器需要168128片片。 片内有片内有1024个单元，需要个单元，需要10根地址线根地址线。16组（每组（每组组8片）存储器需要片）存储器需要16根

6、片选信号，再根片选信号，再至少需要至少需要4根地址线根地址线经译码器输出。经译码器输出。9例题例题例题例题4.4：某系统的存储器中配备有两种芯片；容：某系统的存储器中配备有两种芯片；容量分别为量分别为2k8的的eprom和容量为和容量为1k8的的ram。它采用。它采用74ls138译码器产生片选信号：译码器产生片选信号：y0，y1，y2直接到三片直接到三片eprom（1#，2#，3#）；）；y4，y5则通过一组门电路产生四个片选则通过一组门电路产生四个片选信号接到四片信号接到四片ram（4#，5#，6#，和，和7#）。如）。如题图题图4-1，试确定每一片，试确定每一片存储器的寻址范围存储器的寻

7、址范围。 10例题例题 a15 a14 a13 a12 ,a11 a10 a9 a8 ,a7 a6 a5 a4 ,a3 a2 a1 a04# 1 0 1 0 0 05# 1 0 1 0 0 16# 1 0 1 0 1 07# 1 0 1 0 1 11# 8000h87ffh 2# 8800h8fffh 3# 9000h97ffh4# a000ha3ffh5# a400ha7ffh 6# a800habffh7# ac00hafffh或或11例题例题答案：答案：a（08考题考题 基本概念）基本概念）（06考题）考题）答案：答案：d12第二次习题（复习）课第二次习题（复习）课第第4部分：半导体存储

8、器部分：半导体存储器第第5部分：部分： 数字量输入输出数字量输入输出* 总线、接口概念总线、接口概念* 接口电路（芯片）、端口地址接口电路（芯片）、端口地址* 数据传送方式数据传送方式* 中断电路及其处理中断电路及其处理*定时定时/计数器电路与应用计数器电路与应用* 并行接口电路与应用并行接口电路与应用* 串行接口电路与应用串行接口电路与应用dma电路与应用电路与应用第第6部分：模拟量输入输出部分：模拟量输入输出13总线、接口概念总线、接口概念pci/isa/agprs-232、usb1415 微机的字长微机的字长 ：alu的宽度、的宽度、cpu内部数据总线的宽度内部数据总线的宽度 地址总线（

9、地址总线（ab）单向单向数据总线（数据总线（db ）双向双向控制总线（控制总线（cb）每根线单向每根线单向16i/o端口的编址方式端口的编址方式*i/o端口的编址方式有两种：端口的编址方式有两种： （08考题考题 基本概念）基本概念）p 统一编址（存储器映象寻址方式）统一编址（存储器映象寻址方式）：把系统中的每个：把系统中的每个i/o端口都看作一个存储单元，并与存储单元一样端口都看作一个存储单元，并与存储单元一样统一编址统一编址，这样访问存储器的所有指令均可用来访问这样访问存储器的所有指令均可用来访问i/o端口，端口，不用不用设置专门的设置专门的i/o指令指令。p 单独编址（单独编址（i/o指

10、令寻址方式）指令寻址方式）：对系统中的输入输出端：对系统中的输入输出端口地址口地址单独编址单独编址，构成一个，构成一个i/o空间，它们不占用存储空空间，它们不占用存储空间，而是用专门的间，而是用专门的in指令和指令和out指令来访问这种具有独指令来访问这种具有独立地址空间的端口。立地址空间的端口。p 8086/8088cpu采用采用i/o指令寻址方式，用地址总线的低指令寻址方式，用地址总线的低16位位(a15a0)来寻址来寻址i/o端口，最多可以访问端口，最多可以访问21664k个个io端口端口。 （可寻址（可寻址220=1m内存空间内存空间）17i/oi/o接口技术接口技术译码与片选译码与片

11、选 *所有接口电路的译码、指令操作（读图），简单互连所有接口电路的译码、指令操作（读图），简单互连1. 根据端口地址确定地址信号根据端口地址确定地址信号a15a0的条件取值，的条件取值，用用门电路、译码器及组合门电路、译码器及组合、pld/gal实现满足条件情况实现满足条件情况的电路的电路。2. 设计设计i/o译码电路时：译码电路时： 端口的选通信号通常为端口的选通信号通常为低电低电平有效平有效,除端口的地址信号参加译码外，控制信号除端口的地址信号参加译码外，控制信号iow、ior(io/m、aen也可参加译码也可参加译码)*设计设计i/o端口译码电路的方法端口译码电路的方法多种选择设计：可选

12、常规，易实现多种选择设计：可选常规，易实现/cs, /oe, /wr 信号；信号；无独立片选芯片无独立片选芯片181920硬件连线硬件连线: :开关转换开关转换( (上拉电阻上拉电阻) )和和ledled驱动驱动( (限流电阻限流电阻) ) * *简单简单i/oi/o的连接方法的连接方法另：另：p247 图图5.11，经，经反相器反相器7406后再接后再接led接电阻到接电阻到vcc21* *简单简单i/oi/o：开关电平变换连接：开关电平变换连接简单简单i/o指令控制指令控制:输入三态缓冲输入三态缓冲mov dx, 218h in al, dx dbior地址地址译码译码 ab 218h00

13、0d7 d0a15a0或或门门io总线总线k1 :k8d0d7 74ls2441a11a21y11y25vg1g2三态缓冲器三态缓冲器*输入输入:三态缓冲器（三态缓冲器（244），输出），输出:锁存器（锁存器（273），可编程并），可编程并口芯片口芯片825522* *简单简单i/oi/o：led/led/八段数码管的连接八段数码管的连接简单简单i/o控制控制: 输出使能输出使能/锁存锁存io总线总线数据线数据线iow地址地址译码译码地址线地址线 288h000d7 d0a15a0或或门门74ls74锁存器锁存器clkdqvcc10 mov al, 81h mov dx, 288h out d

14、x, al23*四种四种i/o方式方式p无条件传送无条件传送p程序程序i/o（查询）（查询）-三种端口数据三种端口数据/状态状态/控制及作用控制及作用, p中断，中断，效率较高，效率较高，cpu响应较快，但传送由中断响应较快，但传送由中断软件完成软件完成 pdma，可以实现外设和存储器之间的数据高速传，可以实现外设和存储器之间的数据高速传送，不需要处理器。送，不需要处理器。效率较高，硬件完成，但电路效率较高，硬件完成，但电路复杂复杂问题的提出：问题的提出：cpu与外设的工作速度不一致，尤其与外设的工作速度不一致，尤其是当外设由其他是当外设由其他cpu或时序电路控制时更突出，如或时序电路控制时更

15、突出，如何解决效率和可靠性？何解决效率和可靠性？24中断及中断控制器中断及中断控制器8259*分类分类(1)外部中断外部中断不可屏蔽中断不可屏蔽中断nmi/可屏蔽中断可屏蔽中断intr(2)内部中断内部中断pint n：软中断软中断pcpu的某些运算错误引起的中断：的某些运算错误引起的中断：除法错、溢出除法错、溢出p由调试程序由调试程序debug设置的中断：设置的中断：单步单步/断点断点 *了解：了解：中断屏蔽中断屏蔽；中断优先级中断优先级；中断嵌套；中断嵌套；*掌握：掌握：中断处理过程，中断服务程序，中断处理过程，中断服务程序，现场保护现场保护。*中断概念中断概念: cpu与外设交换信息的一

16、种重要方式与外设交换信息的一种重要方式=硬件手段，改变硬件手段，改变cpu执行程序的顺序（程序流）执行程序的顺序（程序流）应用应用外部中断的随机性，中断程序与其他程序的通信外部中断的随机性，中断程序与其他程序的通信（共享内存）（共享内存）25中断向量表中断向量表中断向量表中断向量表：中断服务程序入口地址表中断服务程序入口地址表。8086/8088系统允许处理系统允许处理256种类型的中断，对应类型号为种类型的中断，对应类型号为0ffh。在存储器的。在存储器的00000h003ffh占占1k字节空间字节空间存放中断向量。存放中断向量。c03年考题年考题26中断响应原理中断响应原理cpu响应中断三

17、个条件：外设提出中断申请；本中断未被屏蔽；响应中断三个条件：外设提出中断申请；本中断未被屏蔽；cpu中断允许。中断允许。中断实现中断实现: :中断源中断源-中断请求中断请求-中断响应中断响应-中断服务中断服务-中断恢复中断恢复保护保护：flags入栈；入栈；if=0 tf=0； cs、ip入栈入栈；保护保护：push指令将某些寄存器的内容压入堆栈；指令将某些寄存器的内容压入堆栈；27中断响应过程中断响应过程*cpu步骤：步骤：获取获取中断类型号；中断类型号；将标志寄存器将标志寄存器flags的值入栈；的值入栈；将中断允许标志将中断允许标志if和单步标志和单步标志tf清清0屏蔽外部其屏蔽外部其它

18、中断请求，避免它中断请求，避免cpu以单步方式执行中断处理程序；以单步方式执行中断处理程序；保护断点保护断点将当前下一条指令的将当前下一条指令的cs和和ip的值入栈；的值入栈；根据中断类型号到中断向量表中找到根据中断类型号到中断向量表中找到中断向量中断向量，转入，转入相应中断服务子程序相应中断服务子程序(6)中断处理程序结束后，中断处理程序结束后，iret从堆栈中从堆栈中依次弹出依次弹出ip、cs和和flags，然后返回主程序断点处，继续执行原来的，然后返回主程序断点处，继续执行原来的程序程序（0：4*n取中断向量取中断向量cs:ip）28中断响应过程（续）中断响应过程（续）*cpu如何获得如

19、何获得中断类型号？中断类型号？pint n；p除法除法=0，into溢出溢出=4，单步，单步=1，断点，断点=3；p不可屏蔽中断不可屏蔽中断nmi，自动获得，自动获得2；p可屏蔽中断，由接口电路（可屏蔽中断，由接口电路（8259）通过数据总线向）通过数据总线向cpu发；发；中断服务程序中的中断服务程序中的sti和和eoi：在中断服务程序中在中断服务程序中sti，允许中断嵌套，允许中断嵌套，在中断服务程序在中断服务程序结束前，结束前，中断结束命令中断结束命令eoi，清除标志位，清除标志位，即允许响应同级或低级中断。即允许响应同级或低级中断。29i8259a可编程中断控制器可编程中断控制器*（了解

20、）（了解）i8259a两步编程：两步编程：1、初始化编程、初始化编程一次写入（编程）一次写入（编程）初始化命令字初始化命令字icw142、工作编程、工作编程可多次写入（编程）可多次写入（编程）工作命令字工作命令字ocw13 初始化编程顺序：初始化编程顺序：icw1 -cw2-多片时写多片时写icw3 -需要时写需要时写icw430i8259a可编程中断控制器可编程中断控制器*8259级联扩展，单片级联扩展，单片8个中断源，两级级联个中断源，两级级联:64个个irq0irq7ir0ir2intinta8259a(主主)ir1ir3ir4ir5ir6ir7irq1irq3irq4irq5irq6i

21、r0ir2intintair1ir3ir4ir5ir6ir7irq8irq15irq9irq11irq12irq13irq14irq108259a(从从)spspvcccas0cas2cpu31例题例题习题习题5.3： 已知（已知（sp）=0100h，（，（ss）=0300h，（flags）=0204h，00020h至至00023h单元的单元的内容分别是内容分别是40h，00h，00h，01h。已知。已知int 8指令在指令在0900h：00a0h的的cs段内。试指出在执段内。试指出在执行行int 8指令并进入该指令相应的中断程序时，指令并进入该指令相应的中断程序时，sp、ss、ip、cs、f

22、lags和堆栈最上面三个和堆栈最上面三个字的内容，用图表示。字的内容，用图表示。32中断中断例程例程 01h00h00h40h中断向量表中断向量表02h40h09h00h00ha2h堆堆 栈栈l指令指令int 8为双字节指令，因此下一条指令的地址为为双字节指令，因此下一条指令的地址为0900h:00a2h；l8420h，中断向量表地址，中断向量表地址00020h中取得中取得0040hip，0100hcs，即执行指令即执行指令int 8后，后，cs=0100h，ip=0040h。33中断中断例程例程 标志寄存器标志寄存器flags执行执行int 8前前执行执行int 8后后cfxpfxafxzf

23、sftfifdfofx x x x0010000001000 0 0 00000001000000 0 0 0flags0204hflags0004h34中断优先级中断优先级例程例程 习题习题5.4 如正以单步方式运行某用户程序（该程序开放外部如正以单步方式运行某用户程序（该程序开放外部中断，即中断，即if=1）的过程中执行一条除法指令时，）的过程中执行一条除法指令时，intr线上出现可屏蔽中断请求。然后，这条除法指线上出现可屏蔽中断请求。然后，这条除法指令产生了除法出错中断。试指出令产生了除法出错中断。试指出cpu处理这三种同处理这三种同时出现的中断的顺序。时出现的中断的顺序。优先级从高到低

24、：除优先级从高到低：除0-intr-单步单步 358259的编程和读写的编程和读写例题例题习题习题5.5： 试编写出只有一片试编写出只有一片8259a的的8088系统中系统中8259a的初始化程的初始化程序。序。8259a的地址为的地址为02c0h和和02c1h，要求：，要求： 中断请中断请求输入采用电平触发；求输入采用电平触发； 中断类型号从中断类型号从16开始；开始； 采用采用缓冲器方式；缓冲器方式； 采用正常结束方式；采用正常结束方式；icw1： d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0 1 1 x 1 1 1bh-02c0hicw2： d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d

25、0 0 0 0 1 0 0 0 0 10h-02c1hicw4： d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0 0 0 0 0 1 1 0 1 0dh-02c1h ir010hir111h368259的编程和读写的编程和读写例题例题习题习题5.6 : 试编写一段将试编写一段将8259a中中irr、isr和和imr的内容的内容送至存储器中从送至存储器中从retarr开始的数组中去的程开始的数组中去的程序。假定序。假定cpu为为8086，8259a偶地址为偶地址为50h。ocw3 (写偶地址写偶地址)x 00 01 1 10 随后同一地址读随后同一地址读irrx 00 01 1 11 随后同一地

26、址读随后同一地址读isr对奇地址读：对奇地址读：imr37中断处理程序中断处理程序int_proc proc farmov ax,datamov ds,axdec irq_timesmov cx, 0ffffhloop2: noploop loop2mov al,20hout 20h,al;写写ocw2iretint_proc endp实验四（实验四（2 2）注意保护现场：相关的通用寄存器注意保护现场：相关的通用寄存器+ +段寄存器段寄存器push axpush cxpush dxpop dxpop cxpop ax补充补充push ds补充补充pop ds补充补充 cli;关中断关中断补充补

27、充 sti ;开中断开中断2011年考题年考题38t/c 8253：定时器：定时器/ /计数器计数器u可编程定时器可编程定时器/计数器计数器(减法减法) u定时器与计数器的差别定时器与计数器的差别-clku控制字：高控制字：高/低字节，低字节，bin/bcdu六种工作方式（数字六种工作方式（数字n个脉冲个脉冲-n可编程设置）可编程设置）uclk/gate/out的含义（作用）的含义（作用）u软件触发软件触发写入初值，硬件触发写入初值，硬件触发 gate正跳变正跳变 (08考题考题)u时间常数计算时间常数计算(计数初值计数初值) ，通道定时时间的最大通道定时时间的最大值计算值计算u方式方式0:计

28、满计满n+1脉冲则脉冲则out产生高电平，计数值最产生高电平，计数值最大时应置大时应置时间常数为时间常数为0(和和loop cx相同相同)39t/c 8253：定时器：定时器/ /计数器计数器40定时器定时器/ /计数器计数器例程例程 例题：例题：设设8253通道通道0-2和控制端口地址分别为和控制端口地址分别为300h、302h、3 0 4 h 、 3 0 6 h ， 定 义 通 道， 定 义 通 道 0 工 作 在 方 式工 作 在 方 式 3 ，clk0=2mhz，要求通道，要求通道0输出输出1.5khz方波方波；通道；通道1用用通道通道0的输出作为计数脉冲，输出频率为的输出作为计数脉冲

29、，输出频率为300hz的的负负脉冲序列脉冲序列；通道；通道2每秒向每秒向cpu发发50次中断请求。次中断请求。0通道工作在通道工作在方式方式3（方波）（方波），n02mhz/1.5khz13341通道工作在通道工作在方式方式2（速率发生器）（速率发生器），n11.5khz/300hz52通道工作在通道工作在方式方式0（结束中断）（结束中断），当当clk22mhz时，时， n22mhz/50hz139999;当当clk2out01.5khz时，时， n21.5khz/50hz129 ;当当clk2out1300hz时，时， n2300hz/50hz1541定时器定时器/ /计数器计数器例程例程 50次次/秒中断秒中断74ls138825342mov dx,306hmov al,00110111b ；方式；方式3，先读，先读/写低写低8位，位， ；后读；后读/写低写低8位，位，