微机原理及接口技术总结.ppt

1、微型计算机原理 与接口技术,1,总 结,主要内容： 概述微型计算机发展史 微型计算机的工作过程 计算机中的常用计数制、编码及它们 相互间的转换 二进制数的算术运算和逻辑运算 符号数的表示及补码运算 基本逻辑门及译码器,第1章 基础知识,2,3,微机系统的构成,运算器 CPU 控制器 存储器 寄存器 主机 输入/输出接口 硬件系统 总线 外设 微机系统 系统软件 软件系统 应用软件 图1-4 微型计算机系统的组成,4,存 储 器,I/O 接 口,输 入 设 备,I/O 接 口,地址总线 AB,输 出 设 备,C P U,数据总线 DB,控制总线 CB,I/O 接 口,AB: Address Bu

2、s DB: Data Bus CB: Control Bus,微型计算机的系统结构图,1.2 计算机中的数制,了解：各种计数制的特点及表示方法 掌握：各种计数制之间的相互转换,5,1.3 二进制数的运算,无符号数 算术运算 有符号数 逻辑运算,6,译码器,74LS138译码器：,G1,G2A,G2B,C,B,A,Y0,Y7,7,掌握,74LS138译码器： 各引脚功能 输入端与输出端 关系（真值表见P28 表1-9）,8,1.4 符号数的表示：,原码 反码 补码,9,计算机中的二进制编码,BCD码 ASCII码,10,BCD码-二进制编码的十进制数,压缩BCD码8421码 用4位二进制码表示一

3、位十进制数 扩展BCD码 用8位二进制码表示一位十进制数,11,BCD码与十、二进制数之间的转换,BCD十进制 例: (0010 0011 0100.0001 0101)BCD= (234.15）10 BCD 二进制 先转换为十进制数，再转换二进制数；反之同样。 例：（0001 0001 .0010 0101）BCD =（11 .25）10 =（1011 .01）B,12,ASCII码-美国国家标准信息交换码,字符的编码，一般用7位二进制码表示。在需要时可在D7位加校验位。 熟悉0F的ASCII码,13,14,ASCII表,教学目的：,第2章 微处理器与总线,了解微处理器的一般结构和功能； 理

4、解8088 CPU的外部引线及主要引线功能； 深入理解8088 CPU的结构特点、内部寄存器功能及工作时序； 理解总线的一般概念、分类方法及主要功能； 了解现代微机系统的总线结构； 了解常用的系统总线和外设总线标准。,15,16,8088/8086微处理器概述,8086 CPU是Intel系列的16位微处理器，它有16根数据线和20根地址线，所以可寻址的地址空间是2201MB。 8088 CPU是准16位微处理器，它的内部寄存器、内部运算部件以及内部操作都是按16位设计的，但对外的数据总线只有8位，在处理一个16位数据时，8088需要两步操作，因而称8088是准16位微处理器。,17,图2-1

5、2 8086处理器内部结构,8088/8086,18,物理地址 8088/8086：20根地址线，可寻址220(1MB)个存储单元 CPU送到AB上的20位的地址称为物理地址,2.2.4 8088/8086的存储器组织,19,逻辑地址,段基地址和段内偏移组成了逻辑地址 段基址 偏移地址(偏移量) 格式为：段地址:偏移地址 物理地址=段基地址16+偏移地址,60002H,00H,12H,60000H,0 0 0 0,段基地址（16位）,段首地址, , ,偏移地址=0002H,因为8088/8086CPU中有4个段寄存器，所以 它同时可以访问4个存储段。段与段之间可以重合、重叠、紧密连接或间隔分开

6、。 分段寻址的好处就是允许程序在存储器内重定位。,20,堆栈及堆栈段的使用,内存中一个按FILO方式操作的特殊区域 每次压栈和退栈均以WORD为单位（16位） SS存放堆栈段地址，SP存放段内偏移，SS:SP构成了堆栈指针 堆栈用于存放返回地址、过程参数或需要保护的数据 常用于响应中断或子程序调用,21,2 总线分类,片内总线 片外总线,按相对CPU的位置,按层 次结构,CPU总线：CPU 其他部件 系统总线：主机I/O接口(如ISA等) 外设总线：微机外设（如IDE、USB）,地址总线（AB） 数据总线（DB） 控制总线（CB）,按传送信 息的类型,22,23,2.3.3 8088系统总线1

7、.最小模式下的系统总线,(1)系统总线的控制信号是8088CPU直接产生的。若8088CPU的驱动能力不够，可以加上总线驱动器74LS244进行驱动。 (2)按此构成的系统总线上不能进行DMA传送，因为未对系统总线形成器件做进一步控制,24,2.IBM PC的系统总线和最大模式下的系统总线,第3章 8088/8086指令系统,（1）,主要内容：,指令系统的一般概念 对操作数的寻址方式 六大类指令的功能，包括：,操作码的含义 指令对操作数的要求 指令执行的结果,27,8086/8088CPU的指令系统共包含92种基本指令，按照功能可将它们分为6大类： 1. 数据传送类 2. 算数运算类 3. 逻

8、辑运算和移位 4. 串操作 5. 控制转移类 6. 处理器控制类,28,操作数：立即数操作数寄存器操作数存储器操作数,寻址方式,寻址方式寻找操作数的方法 寻找操作数的地址（一般指源操作数） 寻找要执行的下一条指令的地址 在8086指令系统中，说明操作数所在地址的寻址方式可分为8种： 立即寻址 寄存器相对寻址 直接寻址 基址-变址寻址 寄存器寻址 相对的基址-变址寻址 寄存器间接寻址 隐含寻址,30,指令格式：,操作码,操作数，,操作数,说明要执行的是什么操作,操作对象，可以有0个、1个或2个,目的,源,指令的长度会影响指令的执行时间。 8086指令的长度在1-7个字节之间。,31,IN、OUT

9、 直接、间接寻址 JMP 段内直接寻址 段内间接寻址 如：JMP LEBAL ；IP+地址位移量 JMP BX JMP WORD PTRBX+DI ；间接寻址操作数必须是16位 ；寄存器或存储器地址,32,第4章 汇编语言程序设计,主要内容：,了解汇编语言源程序的结构 汇编语言语句格式 伪指令 功能调用 掌握汇编语言程序设计,32,33,二、汇编语言源程序结构,数据段名 SEGMENT 数据段名 ENDS 附加段名 SEGMENT 附加段名 ENDS,堆栈段名 SEGMENT 堆栈段名 ENDS 代码段名 SEGMENT 代码段名 ENDS,34,一个基本的汇编语言程序框架如下： stack

10、SEGMENT PARA stack DB 100 DUP(stack) stack ENDS data SEGMENT data ENDS code SEGMENT ASSUME CS:code, DS:data, ES:data start: MOV AX, data MOV DS, AX MOV ES, AX MOV AL, 4CH INT 21H code ENDS END start,堆栈段,数据段,代码段,一个源程序中可以有多个代码段，也可以有多个数据段、附加段及堆栈段，但一个源程序模块只可以有一个代码段、一个数据段、一个附加段和一个堆栈段。,第5章 存储系统,主要内容：,了解存储

11、器系统的基本概念及不同类型半导体存储器的特点； 熟练掌握典型半导体存储芯片与系统的连接； 掌握存储器扩展技术； 了解高速缓冲存储器的概念及其一般工作原理。,存储器的分类,37,37,静态存储器SRAM,SRAM是由6个MOS管组成的双稳态点电路,38,38,动态随机存储器DRAM,字选线(地址选择线),存储电容 C,位线D (数据线),分布电容 CD,地址译码,输入的一组转换为一个特定的输出信号，即： 将输入的一组高位地址信号通过转换，产生一个有效的输出信号，用于选中某一个存储器芯片，从而确定了该存储器芯片在内存中的地址范围。 A20Ai 用于确定芯片的地址范围 Ai-1A0 用于片内寻址,第

12、6章 输入输出及中断技术,主要内容：,I/O端口及其编址方式 简单接口芯片及其应用 基本输入输出方法 中断的基本概念及工作过程,6.1 输入输出接口,主要内容： I/O接口与I/O端口的概念 I/O端口的编址方式 端口地址译码 数据传送方式,6.2 简单接口电路,掌握： 接口电路的分类及特点 两类简单接口芯片的应用,6.3 基本输入/输出方法,无条件传送 查询式传送 中断方式传送 直接存储器存取(DMA),6.4 中断技术,掌握： 中断的基本概念 中断响应的一般过程 中断向量表及其初始化 8088/8086中断系统,外部中断响应的一般过程,中断请求 中断源识别（中断判优） 中断响应 中断处理（

13、服务） 中断返回,第7章 常用数字接口电路,了解串行通信的一般概念 掌握两种可编程接口芯片的应用 8253、8255,7.2 可编程定时/计数器8253,掌握: 引线功能及计数启动方法 6种工作方式及其输出波形 8253的使用: 芯片与系统的连接 芯片的初始化编程,7.3 可编程并行接口芯片8255A,掌握: 引线功能及控制方式 3种工作方式 8255的使用: 芯片与系统的连接 芯片的初始化编程,假定8255A的端口A、B都工作在方式0下，端口A作为输入口，采集一组开关的状态，端口B作为输出口，控制指示灯显示。如果K全闭合，则LED全亮；否则，全灭。设端口地址为3A0H3A3H，编写程序片段完成上述功能。,MOV DX，3A3H ；控制