微机原理复习

微机原理复习第一页，共84页。考试题型1、填空 （30分）152、说明 （10分）53、问答 （10分）54、计算 （15分）35、编程 （10分）16、程序分析（10分）17、综合应用（15分）12第二页，共84页。第1章复习数制转换二——十六进制数互相转换11111001B=F9H二——十进制数互相转换10110111B=（183）D12.125D=（1100.001）B3第三页，共84页。微型计算机定义：以微处理器（CPU）为核心，配上大规模集成电路的存储器（ROM/RAM）、输入/输出接口电路及系统总线等所组成的计算机。4第四页，共84页。微处理器组成：运算器：四则运算和逻辑运算等控制器：取指令、译码、发控制信号和时序等寄存器组：存放运算数据、中间结果或地址5第五页，共84页。三组总线地址总线AB单向，位数n决定CPU可寻址的内存容量数据总线DB双向，CPU与存储器、外设交换数据的通路控制总线CB双向，传输控制信号和状态信号6第六页，共84页。总线分类内部总线（CPU内部）元件级总线（CPU与其他外围芯片之间）系统总线（底板插件，如PCI、PCI-E等）外部总线（系统与系统之间，或连接外设，如USB、RS232等）7第七页，共84页。复习8086CPU内部结构1979年推出，内含2.9万晶体管数据总线宽度16位，地址总线宽度20位；采用单一的+5V电源，一相时钟，时钟频率为5MHz（8086），10MHz（8086－1），8MHz（8086－2）133条指令，指令长度1～6字节，指令最短执行时间为0.4us（平均0.5us）8第八页，共84页。8086/8088CPU的结构8086为16位机（数据总线16位）8086与8088的比较8088为准16位机，数据总线内部16位，外部8位两者的软件完全兼容，程序的执行也完全相同。8088对相同的程序，它将执行得比8086慢。9第九页，共84页。从功能上，8086分为两部分，即

1.执行部件(executionunit，EU)

2.总线接口部件(businterfaceunit，BIU)10第十页，共84页。执行部件执行部件负责指令的执行，由下列4部分组成：①4个通用寄存器，即AX、BX、CX、DX；②4个指针和变址寄存器，即基数指针寄存器BP（basepointer）堆栈指针寄存器SP(stackpointer)源变址寄存器SI(sourceindex)目的变址寄存器DI(destinationindex)；③标志寄存器；④

算术逻辑部件ＡＬＵ(arithmeticlogicunit)。

11第十一页，共84页。总线接口部件

总线接口部件负责与存储器、I/O端口传送数据，由下列4部分组成： ①4个段地址寄存器（CS、DS、ES、SS） ②16位的指令指针寄存器IP(InstructionPointer) ③20位的地址加法器 ④

6字节的指令队列缓冲器12第十二页，共84页。分为四类：通用寄存器组指针和变址寄存器2)段寄存器3)指令指针和标志寄存器8086的寄存器结构段寄存器通用寄存器组指针和变址寄存器指令指针和标志寄存器SSESDSCSFLAGSIPDISIBPSPDLCLBLALDHCHBHAH0DXCXBXAX158713第十三页，共84页。（一）通用寄存器AX、BX、CX和DX一般用来存放8位或者16位操作数AX/AL还可用于乘除法指令和I/O指令中BX查表转换和间接寻址时存放访问存储单元的地址（基址）14第十四页，共84页。（二）指针和变址寄存器1)SP存放的是访问堆栈所需的“堆栈指针”。2)BP 访问堆栈段的一个数据区的“基地址”（偏移量）。3)

SI 用于寻址串操作指令的源数据串。4)

DI 用于寻址串操作指令的目的数据串。15第十五页，共84页。（三）段寄存器（SegmentRegister）8086有4个16位的段寄存器，每个用来确定一个存储区(段)的起点，与其它寄存器联合生成存储器地址：（1）代码段寄存器CS（2）数据段寄存器DS（3）堆栈段寄存器SS（4）附加段寄存器ES16第十六页，共84页。（四）指令指针和状态标志寄存器16位指令指针IP保存了下一条要执行的指令的地址偏移量标志寄存器FLAGS存放微处理器当前状态信息。17第十七页，共84页。存储器中的逻辑地址和物理地址任何一个逻辑地址由段基址和偏移地址两个部分构成，它们都是无符号的16位二进制数。逻辑地址的表示——段地址：偏移地址任何一个存储单元对应一个20位的物理地址，也可称为绝对地址物理地址=段地址×16+偏移地址例：已知某存储单元所在的段地址为1900H，偏移地址为8000H，试求出该单元所在的物理地址？18第十八页，共84页。最小模式和最大模式的概念

(1)最小模式:

在系统中只有一个微处理器。

(2)最大模式： 两个或多个微处理器（主处理器、协处理器）19第十九页，共84页。复习指令系统1.立即数寻址8086CPU指令系统中，有一部分指令所用的8位或16位操作数就在指令中提供，这种方式叫立即数寻址方式。例如：

MOVAL，80H MOVAX，1090H立即数寻址方式的显著特点就是速度快。20第二十页，共84页。2.寄存器寻址如果操作数就在CPU的内部寄存器中，那么寄存器名可在指令中指出。这种寻址方式就叫寄存器寻址方式。对16位操作数来说，寄存器可以为？而对8位操作数来说，寄存器可为？。例如：

INC

CX

ROL

AH，1

PUSHIP执行速度快。所有16位寄存器AH/AL/BH/BL/CH/CL/DH/DL21第二十一页，共84页。3.直接寻址默认为段寄存器是数据段寄存器DS。使用直接寻址方式时，数据总是在存储器中，存储单元的有效地址由指令直接指出，所以直接寻址是对存储器进行访问时可采用的最简单的方式。例如：

MOVAX，［1070H］例如，上一条指令执行时，设DS＝2000H，则执行过程是将绝对地址为

和

两单元的内容取出送AX。21070H21071H22第二十二页，共84页。4.寄存器间接寻址采用寄存器间接寻址方式时，操作数一定在存储器中，存储单元的有效地址由寄存器指出，这些寄存器可以为BX，BP，SI和DI之一，即有效地址等于其中某一个寄存器的值：例如：MOVAX，［BX］MOV［BP］,BXMOVCL,［SI］MOV［DI］,DH23第二十三页，共84页。5.寄存器相对寻址采用寄存器间接寻址方式时，允许在指令中指定一个位移量，有效地址就通过寄存器内容加上一个位移量来得到，这种寻址方式叫寄存器相对寻址：例如：MOVAX,0003[BX]MOV[BP+0050],BL［BX］［BP］+8位位移量

EA＝［SI］16位位移量［DI］24第二十四页，共84页。例如：

MOVAX，［BX+SI］设DS＝1000H，BX＝5000H，SI＝2000H，则上面指令在执行时，有效地址为7000H，本指令将

和

两单元的内容取到AX中。

MOV［BP+SI］,AL设SS＝2000H，BP＝6000H，SI＝2000H，则上面指令在执行时，有效地址为8000H，本指令将AL中的内容送到内存堆栈区的

地址单元中。17000H17001H28000H

6基址加变址寻址25第二十五页，共84页。

7相对的基址加变址寻址

在基址加变址寻址方式中，也允许带一个8位或16位的偏移量，其和值构成有效地址，这种寻址方式叫相对的基址加变址寻址。即：

EA＝［BX］［SI］8位偏移量［BP］+［DI］+16位偏移量例如：MOVAX,0003[BX][DI]MOV[BP+SI+0050],BL26第二十六页，共84页。MOV指令的几点说明：（1）MOVDS，CS ；错误

MOV[16H]，[20H] ；错误（2）MOVSS，2000H ；错误

MOVSS,[2000H] ；正确

MOVSS,AX ；正确（3）MOVCS,AX ；错误（4）MOVIP,5000H ；错误（5）MOVBX,AL ；错误27第二十七页，共84页。堆栈作用：在调用一个过程时，保存返回地址；暂时存放寄存器或存储器单元操作数的内容。堆栈操作指令进栈PUSH源操作： （SP）（SP）-2

（（SP）+1，（SP））（源）出栈POP目标操作：（目标）（（SP）+1，（SP））（SP）（SP）+228第二十八页，共84页。例如，将16位通用寄存器CX的内容压入堆栈，然后，弹出栈顶至CX中,已知：(SS)＝0200H，(SP)＝0008H，(CX)＝12FAH。PUSHCX29第二十九页，共84页。POPCX30第三十页，共84页。输入/输出指令直接IN指令（端口地址只能8位）

INAL，50HINAX，80H

间接IN指令（端口地址是16位，也可8位。）

MOVDX，0FFF2HINAL，DX

31第三十一页，共84页。直接OUT指令（端口地址只能8位）

OUT44H，ALOUT70H，AX间接OUT指令（端口地址是16位，也可8位。）

MOVDX，87FEHMOVDX，80HMOVAL，40HOUTDX，ALOUTDX，AL32第三十二页，共84页。

练习试编写程序实现两个4字节的无符号数相加，这两个数分别存放在2000H和3000H开始的存储单元中，低位在前，高位在后，进行加法运算后得到的和存放在2000H开始的内存单元中。33第三十三页，共84页。

CLC

MOV

SI，2000H

MOV

AX，［SI］MOV

DI，3000H

ADD

AX，［DI］MOV［SI］，AX

MOV

AX，［SI+2］ADC

AX，［DI+2］MOV［SI+2］，AX

程序如下：34第三十四页，共84页。SAL

AL，1

MOV

BL，AL

MOV

CL，2

SAL

AL，CL

ADD

AL，BL

例，分析下面的程序段所实现的功能35第三十五页，共84页。例如AL寄存器中的8位二进制数拆分成高四位和第四位，分别存放在AH寄存器的低四位和AL寄存器的低四位中36第三十六页，共84页。

MOVBL,AL MOVCL,4 ROLAL,CL ANDAL,0FH MOVAH,AL MOVAL,BL ANDAL,0FH37第三十七页，共84页。例如设2000H开始的区域中，存放着20个数据，要求找出其中最大的数，并存到2000H单元。38第三十八页，共84页。

MOVBX,2000HMOVAL,[BX]MOVCX,14HL1:INCBX

CMPAL,[BX]JGEL2MOVAL,[BX]MOVBX,2000HMOV[BX],ALL2:DECCXJNZL1L2:LOOPL139第三十九页，共84页。指令性语句——由8086指令助记符构成的语句由CPU执行，每一条指令性语句都有一条机器码指令与其对应；指示性语句——由伪指令构成的语句由汇编程序(MASM)执行。指示性语句无机器码指令与其相对应。复习汇编语言的两种语句40第四十页，共84页。复习存储器1.存储器和CPU的连接考虑①高速CPU和较低速度存储器之间的速度匹配问题。（插入）

②CPU总线的负载能力问题。（加总线驱动器等）③片选信号和行地址、列地址的产生机制。（）8286等待状态Tw片选选芯片，地址选单元41第四十一页，共84页。存储器的地址选择：全译码法▪适用于组合容量较大的存储器

▪结构复杂部分译码法线选法▪适用于容量较小的存储器▪结构简单42第四十二页，共84页。全译码所有的系统地址线均参与对存储单元的译码寻址包括低位地址线对芯片内各存储单元的译码寻址（片内译码），高位地址线对存储芯片的译码寻址（片选译码）采用全译码，每个存储单元的地址都是唯一的，不存在地址重复译码电路可能比较复杂、连线也较多43第四十三页，共84页。A15A14A13CBAE3138

2764A19A18A17A12～A0CEY6E2E1A16M/IO全译码示例0C000H0DFFFH全0全100001100000110地址范围A12～A0A19A18A17A16A15A14A1344第四十四页，共84页。部分译码只有部分（高位）地址线参与对存储芯片的译码每个存储单元将对应多个地址（地址重复），需要选取一个基本地址可简化译码电路的设计但系统的部分地址空间将被浪费45第四十五页，共84页。138M/IOA16A11～A0A14

A13A12(4)(3)(2)(1)2732273227322732CBAE3E2E1CECECECEY0Y1Y2Y3A17部分译码示例A19～

A15A14～

A12A11～A0基本地址范围1234××00×××00×××00×××00×000001010011全0～全1全0～全1全0～全1全0～全100000H～00FFFH01000H～01FFFH02000H～02FFFH03000H～03FFFH46第四十六页，共84页。线选译码只用少数几根高位地址线进行芯片的译码，且每根直接选中一个芯片（组）务必保证片选信号线一次只能有一根有效虽构成简单，但地址空间严重浪费47第四十七页，共84页。线选译码示例A14A12～A0A13(1)2764(2)2764

CECEA19～

A15A14A13A12～A0基本地址范围12××××××××××1001全0～全1全0～全104000H～05FFFH02000H～03FFFH切记：A14A13＝00的情况不能出现00000H～01FFFH的地址不可使用48第四十八页，共84页。存储器地址选择注意片内寻址：低位地址线连所有存储器芯片的地址线上芯片间寻址(片选寻址)：高位地址线单独选址（线选），或经过译码器（部分译码或全译码）连接存储器片选端49第四十九页，共84页。复习I/O接口1．什么是端口：接口电路中，用于存放不同种类信息的寄存器，称这些寄存器为端口。每个端口对应一个端口地址。2．端口分类：

数据端口：数据信息

状态端口：状态信息

控制端口（命令端口）：控制信息50第五十页，共84页。3.I/O端口的编址：接口电路占用的I/O端口有两类编址形式I/O端口单独编址I/O地址空间独立于存储地址空间如8086/8088I/O端口与存储器统一编址它们共享一个地址空间如M680051第五十一页，共84页。4．端口地址分配方法：一般一个接口包含多个I/O端口，必须分配不同端口地址。例如：一个双向I/O接口电路包含4个端口，即数据输入、状态端口、数据输出和控制端口。因为前两者只读不能写，后两者只写不能读，所以只需分配2个端口地址，即数据输入/输出一个端口，控制/状态一个端口。对于外设的操作就可以转化为对端口的操作。52第五十二页，共84页。I/O端口单独编址优点：I/O端口的地址空间独立控制和地址译码电路相对简单专门的I/O指令使程序清晰易读缺点：I/O指令没有存储器指令丰富内存空间I/O空间FFFFF0FFFF53第五十三页，共84页。I/O端口与存储器统一编址优点：不需要专门的I/O指令I/O数据存取与存储器数据存取一样灵活缺点：I/O端口要占去部分存储器地址空间程序不易阅读（不易分清访存和访问外设）内存部分I/O部分存储器空间00000FFFFF54第五十四页，共84页。CPU和外设之间的数据传送方式程序方式（无条件、条件传送）中断方式DMA方式55第五十五页，共84页。一程序方式1.无条件传送方式（1）定义：确认计算机外设已经准备好，就不必查询外设状态而直接进行数据传输。（2）适用条件：传送不能太频繁，外设通常比较简单，如开关、数码LED显示器等56第五十六页，共84页。2.条件传送方式（1）条件传送的概念： 又叫查询方式传送，CPU通过程序不断读取并检测外设状态，一旦发现输入设备处于准备好或输出设备空闲状态时，就执行输入/输出指令完成信息交换。57第五十七页，共84页。二中断方式中断方式传送是指当外设向CPU发出中断请求时，才能进行数据传送，此时CPU终止当前程序执行，转去执行进行数据传送任务的中断服务子程序，完成后返回断点处继续执行。

58第五十八页，共84页。三DMA方式定义：直接存储器存取方式特点：外设利用专用的DMA接口电路直接与存储器进行高速数据交换，而不经过CPU，完全不需要一些额外的操作，只决定于存储器和外设的速度。59第五十九页，共84页。复习可编程并口芯片8255A并口定义：一个字符的各位数用几条线同时进行传输。特点：优点：传输速度快，信息率高缺点：用电缆多，不适应远距离传输60第六十页，共84页。8255A的芯片引脚信号61第六十一页，共84页。1.和外设一边相连的信号PA7～PA0——端口A数据信号；PB7～PB0——端口B数据信号；PC7～PC0——端口C数据信号。62第六十二页，共84页。2.和CPU一边相连的信号RESET 复位信号，高电平有效。D7～D0 数据线。CS# 片选信号。RD# 读出信号。WR# 写入信号。A1、A0 端口选择信号注意：A1、A0的接法是由8086的A2、A1分别接A1、A0

63第六十三页，共84页。某应用系统以8255A作为接口，采集一组开关S7～S0

的状态，然后通过一组发光二极管LED7～LED0显示开关状态(Si闭合，则对应LEDi亮，Si断开，则对应的LEDi灭），已知8255A、B两组均工作在方式0，电路连线图如图所示。分析8255A四个端口的地址。写出8255工作方式控制字。写出实现给定功能的汇编语言程序。方式0同步传送的例子64第六十四页，共84页。LED7LED0PA7PA08255AD7~D0D7~D0WRRDIOWIORY4G1G2BG2ACBA74LS138CSA10&A9A8A7A6A5A4A3A1A0A2A1S7S0PB7PB0RSTRESET65第六十五页，共84页。1)端口地址A口、B口、C口和控制口的地址分别是660H、662H、664H和666H。66第六十六页，共84页。

2)方式控制字A口工作在方式0输出，B口工作在方式0输入，C口空闲，所以其控制字是1000x01xB＝82H（83H/8AH/8BH）67第六十七页，共84页。方式选择控制字68第六十八页，共84页。3）程序如下：MOV AL,82H ;置方式字MOV DX,666H;置控制端口地址

OUT DX,ALL1:MOV DX,662H ;置B口地址

IN AL,DX ;读开关状态（1断，0通）

MOV DX,660H ;置A口地址

OUT DX,AL ;输出（1灭，0亮）

JMP L169第六十九页，共84页。8086/8088的中断分类：70第七十页，共84页。说明硬件中断：（1）非屏蔽中断，NMI引入 （2）可屏蔽中断，INTR引入软件中断： （1）内部中断，如单步、除法错、断点和溢出中断； （2）软件中断：中断指令INTn引入。71第七十一页，共84页。例：中断类型号为10的中断处理子程序存放在1234H：5678H开始的内存区域中，求中断向量地址及其每个单元中所存放的数值。10×4＝40＝28H求得中断向量物理地址是00028H～0002BH按8086存储原则，从00028H～0002BH的每个单元中分别存放78H、56H、34H、12H72第七十二页，共84页。复习计数器/定时器8253①计数器通道0，1，2(16位、减1计数)特点：结构相同，引脚相同，功能独立②