微机接口期末复习

1、接口技术期末复习2014-6-11第一章微型计算机概述微型计算机的特点： 体积小、重量轻。 价格低廉 可靠性高、结构灵活 应用面广 微型机的分类 按系统规模来分，可分为单片机、个人计算机、笔记本电脑和掌上电脑 按处理器字长来分，可分为4位、8位、16位和32位64位微型计算机构成 CPU、存储器 输入/输出接口电路 系统总线微型机的性能指标 CPU的位数和主频 内存容量和速度 硬盘容量第二章16位和32位微处理器Intel 8086和8088 字长16位，采用40引脚双列直插式(DIP)封装； 20位地址线，最大寻址220=1M；8080/8088微处理器在逻辑上由总线接口单元(BIU)和执行

2、单元(EU)组成两大部分组成。执行部件1. ALU(算术逻辑单元) 功能：主要进行8位或16位算术逻辑运算。2. 寄存器组AXAHALBXBHBLCXCHCLDXDHDL（1）通用寄存器 AX又称为累加器 BX又称为基址寄存器 CX又称为计数寄存器 DX又称为数据寄存器(2) 专用寄存器(均为16位)SP(堆栈指针寄存器):指向当前堆栈栈顶的偏移地址；BP(基址指针寄存器):用于对堆栈中的数据进行基址寻址；SI(源变址寄存器):用于变址寻址；DI(目的变址寄存器):用于变址寻址；(3) 标志寄存器（FR）总线接口部件(BIU)1. 段寄存器（DS、CS、ES、SS） DS数据段寄存器 CS代码

3、段寄存器 ES附加段寄存器 SS堆栈段寄存器2. 16位指令指针寄存器IP：用于存储下一条要执行指令的偏移地址。3. 20位地址加法器：用于产生20位的物理地址。4.指令队列缓冲器: 8086指令队列缓冲器为6字节， 8088指令队列缓冲器为4字节。系统复位后，使CS = 0FFFFH , IP = 0000H计算机的第一条指令是从物理地址0FFFF0H处开始执行的。80X86的I/O地址空间为216,80X86采用I/O独立编址方式，而像ARM则是与存储器统一编址。8086的中断：可以处理256个中断，对应中断号为0255。 一类为硬件中断，也叫外中断，分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断 一类为软

4、件中断（INT n,INTO,INT 3,单步，除零） 中断向量表，03FFH，每个中断向量占4个单元，前两个单元存放中断入口的IP，后两个单元存放中断入口的CS。比如20H号中断的向量存放在0000:0080H处（=4*20H）第3章 Pentium的指令系统Pentium的寻址方式 立即数寻址 寄存器寻址 I/O直接寻址 I/O间接寻址 直接寻址 寄存器间接寻址 寄存器相对寻址 基址加变址的寻址 相对的基址加变址寻址 相对的带比例因子的变址寻址 基址加比例因子的变址寻址 相对的基址加比例因子的变址寻址指令分类：指令分类： 传送指令；传送指令； 串操作指令；串操作指令； 算术运算指令；算术运

5、算指令； 逻辑运算和移位指令；逻辑运算和移位指令； 转移和调用指令；转移和调用指令； 标志操作和处理器指令；标志操作和处理器指令； 控制指令；控制指令； 条件测试和字节设置指令；条件测试和字节设置指令； 系统管理指令；系统管理指令； 支持高级语言的指令。支持高级语言的指令。算术运算指令进位(借位)与溢出算术运算指令对标志位的影响：大部分运算指令执行后都会根据结果影响标志位AF、OF、PF、SF、ZF和CF，但INC和DEC指令不影响CF。汇编语言格式DATASEGMENT DAI DBINPUT STRING：$ BUFDMA DB80HDUP (?)DATAENDSEXDATASEGMENT

6、 RESULTDW0EXDATAENDSSTACKSEGMENT ME1DB80HDUP（?）STACKENDSCODESEGMENTASSUMECS：CODE，DS：DATA，SS：STACK，ES：EXDATASTART：MOVAX，DATAMOVDS，AXMOVDX，OFFSET MEIMOVAH，09HINT21HMOVDX，OFFSET BUFDMA MOVAH，0AHINT21HCODEENDSEND汇编语言一般包含代码段，数据段，堆栈段和扩展数据段第第5章章微型计算机和外设的数据传输微型计算机和外设的数据传输接口的功能 寻址功能 输入/输出功能 数据转换功能 联络功能 中断管理功

7、能 复位功能 可编程功能 错误检测功能CPU和外设之间的数据传送方式 程序方式 中断方式 DMA方式第6章 串并行通信和接口技术串行通信涉及的几个问题串行通信涉及的几个问题全双工方式、半双工方式和单工方式同步方式和异步方式串行通信的传输率(波特率)图6.1 标准的异步通信数据格式8251A的寄存器 发送数据寄存器 接收数据寄存器 控制寄存器(复用模式寄存器、同步字符寄存器) 状态寄存器8251A的初始化8251A初始化的约定： 复位后，第一次写入的值作为模式字 如为同步模式，则接着同步字符 此后不管是同步模式还是异步模式，奇地址端口写入的值作为控制字，偶地址端口写入的值为数据 图6.7 825

8、1A的初始化流程图模式寄存器的格式模式寄存器的格式 图6.8 8251A模式寄存器的格式(a) 异步模式；(b) 同步模式异步方式波特率和输入频率的计算 波特率=输入频率/波特率因子例如：输入频率=1.84318MHz，波特率=115200，求波特率因子。波特率因子=1843180/11520016例如：波特率因子=16，波特率=9600，求输入时钟频率。输入时钟频率=9600*16 = 153600Hz字节传输率与波特率和传输格式的关系计算 字节传输率=波特率/(数据位数目+停止位数目+校验位+起始位)例如：波特率=19200，数据位=8，停止位=1，求每秒能传输的最大字节数B。B=1920

9、0/(8+1+0+1)=1920(字符/每秒)控制寄存器的格式控制寄存器的格式 状态寄存器的格式状态寄存器的格式 编程示例：8251A的输入频率为153600Hz，请初始化该芯片为9600波特率，8个数据位，偶校验，2个停止位的异步通信模式。CODESEGMENTCTRLPORTEQU 71HDATAPORTEQU70HASSUME CS:CODESTART: MOV AL, 0FEH ; 2个停止位，偶校验，允许校验，8位数据，波特率因子16。 MOV DX, CTRLPORT;8251控制口地址（模式寄存器） MOV AL, 05H ;允许发送，允许接收 MOV DX,ALCODE END

10、S END START8255A的内部结构的内部结构数据端口数据端口A、B、C端口A端口B端口CA组控制和组控制和B组控制组控制读读/写控制逻辑电路写控制逻辑电路数据总线缓冲器数据总线缓冲器图6.17 8255A的内部结构框图8255A有三种基本工作方式： 方式0：基本输入/输出方式 方式1：选通的输入/输出方式 方式2：双向传输方式8255A的控制字的控制字图6.15 8255A的方式选择控制字方式1输入端口对应的控制信号 第第7章章 中断控制器中断控制器 中断 CPU接到请求，暂停正在执行的程序而转向请求的处理程序，处理结束后又回到被中止的程序继续执行，这一过程称中断；中断源的分类； 内部

11、中断：由处理器内部产生的中断； 外部中断：外部设备在中断申请引脚上产生的中断；可屏蔽中断与不可屏蔽中断 可屏蔽中断：能被处理器屏蔽掉而不被响应的中断 (INTR)。 不可屏蔽中断：不能被处理器屏蔽掉的中断(NMI)。l中断向量 每一中断类型码对应一个中断向量，该中断向量指明了该类型码所对应的中断服务程序的入口地址l中断向量表 8086/8088系统将内存前1024个单元作为中断向量表，存放256个中断向量，每一中断向量占4个单元，前二字节是中断服务程序入口地址的偏移地址，后二字节是段地址。l中断向量表地址：4*中断类型码n。l中断向量表的中断源识别方法 （1）CPU收到中断请求 获取中断类型码

12、 查中断向量表 得到该中断源的中断服务子程序入口地址 转向服务子程序进行中断服务可编程中断控制器8259A(1)中断外设在IR0IR7上产生n条中断请求8259,8259将相应的IRR位置1；(2)IRR中断请求 + 设定的IMR屏蔽 优先级分析器,最高优先级的请求送到INT CPU ；(3)CPU收到INT响应：发送连续二个总线周期的/INTA；8259在第一个/INTA,该中断源对应的IRR位复位,ISR位置位，从而禁止较低优先级的中断。8259在第二个/INTA：送出8位的中断类型码 D0D7。(4)8259中断结束 自动结束方式：第二个/INTA结束时ISR复位相应位； 非自动方式：收

13、到EOI命令才复位，以开放低级中断申请(5)CPU读取中断类型码查中断向量表转服务子程序8259A可以进行级联，9片8259A最大可实现64个中断管理，2片级联可管理15个外部中断。l 优先级管理 (1)固定优先级 (完全嵌套排序方式):IR0 IR1 IR7 (2)自动循环优先级 (等优先级方式 )：优先级循环，刚服务过的最低，下一个变为最高。如5级刚服务过，6级变为最高，7级次之。 (3)特殊循环优先级:优先级循环，通过命令字指定最低优先级。 l 屏蔽方式 (1) 一般屏蔽方式：一个中断请求被响应 8259禁止所有同级、低级的请求 (2) 特殊屏蔽方式：解除这种禁止，允许同级、低级的请求，

14、即 IRi被响应 ISR、IMR设置的位对应的IR禁止请求，其他所有级别的IR允许请求l 中断结束方式 (1)非自动EOI：软件发EOI命令字结束 普通EOI：清除ISR中已置位的优先级最高的位，适用于固定优先级、自动循环优先级； 特殊EOI：清除命令字指定的ISR位，适用于所有优先级方式，特别是特殊循环优先级 (2)自动EOI：硬件自动EOI CPU响应中断请求后，向8259发连续2个/INTA周期，在第二个/INTA结束时8259自动执行普通EOI的工作(复位ISRi).l 中断触发方式 （1）电平触发方式 （2）边沿触发方式 第8章 DMA控制器8237A8237A的对外连接信号的对外连

15、接信号 CLKCLK CSCS RESET RESET READY READY ADSTB ADSTB AEN AEN MEMR MEMR MEMW MEMW IOR IOR IOW IOW EOPEOP DREQ DREQ DACK DACK HRQHRQ HLDA HLDA A3A3A0 A0 A7A7A4 A4 DB7DB7DB0DB08237A 的工作模式 字节传输模式 块传输模式 请求传输模式 级联传输模式(五片级联，最大可构成16个DMA通道)8237A模式寄存器的格式模式寄存器的格式 写传输与读传输是相对内存来说的。第9章(1) 8253计数器/定时器8253/8254的编程结构

16、 有三个计数器 共用1个控制寄存器和1个状态寄存器（只有8254有状态寄存器） 每个计数器通过3个引脚(CLK,OUT,GATE)与外部相连 执行部件实际上是1个16位的减法计数器8253的控制字格式的控制字格式 模式0计数到零产生中断请求 模式1可重触发的单稳态触发器 模式2分频器 模式3方波发生器 模式4软件触发的选通信号发生器 模式5硬件触发的选通信号发生器GATE门控信号的作用 一般情况下，GATE信号为低电平时禁止计数，为高电平时允许计数，方式1和方式5则需要有由低变高的上升沿触发脉冲来启动计数。GATE信号对各种工作方式的影响如表所示。 CODESEGMENTCTRLPORTEQU

17、 43HPORT0EQU40HPORT1EQU41HPORT3EQU42HCOUNTEQU1234HASSUME CS:CODESTART: MOV AL, 36H ; 计数器0, 16位二进制,方式3（方波）。 MOV DX, CTRLPORT;定时器控制口地址 MOV AX，COUNT MOV DX, PORT0;定时器0端口地址 OUT DX, AL ;写时间常数低八位 MOV AL, AH ;写时间常数高八位 OUT DX, ALCODE ENDS END START编程示列：要求计数器0工作在模式3，并对其16位进行读写，计数初值由16进制格式提供，写出其模式设置字。第10章 模/数和数/模转换模/数转换的方法 计数式A/D转换 双积分式A/D转换 逐次逼近式A/D转换D/A和A/D输入与输出的关系：D/A的数字输入与输出的关系，一个n位的D/A的数字输入范围为0-2n-1，理论上对应的输出电压为0-Vmax，则输入数字N对应的输出电