微機原理基本概念復(fù)習(xí)

1、1、字節(jié)，字概念， 1 字節(jié) =8 位，2、字長概念 :傳微處理器一次送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)(總線寬度)。3、地址空間概念：16 根地址線 64K ，20 根地址線 1M 空間4、進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換： 將十進(jìn)制數(shù) 25.5 轉(zhuǎn)換為二級制數(shù)5、數(shù)值數(shù)據(jù)的表示： 有符號數(shù)：補碼， n 位補碼的范圍 無符號數(shù)： FFFFH=655356、BCD 碼： 789 的壓縮 BCD 碼 789H7、ASCII 碼： 789 的 ASC 碼 373839H8、求補運算概念9、8086CPU 從功能上來說分成兩大部分： 總線接口單元 BIU ( Bus Interface Unit )和執(zhí)行 單元 EU ( Execut

2、ion Unit ) 總線接口部件由下列 4 部分組成：4個段地址寄存器(CS、DS、 ES、SS)16位的指令指針寄存器IP(Instruction Pointer) 20 位的地址加法器10 輯段概念8086 CPU 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是 16 位的，即所有的寄存器都是 1 6位的，而外部尋址空間 為 1M, 需要 20 位地址線。 為了能尋址 1M 空間。 8086 把 1M 字節(jié)空間劃分成若 干個邏輯段。11邏輯地址概念 2000H : 5F62H，則其對應(yīng)的物理地址：25F62H12堆棧指針：SP與段寄存器 SS 一起確定在堆棧操作時，堆棧在內(nèi)存中的位置。SS和SP的初始值決定了堆棧區(qū)的大小

3、13 狀態(tài)標(biāo)志的意義：即 SF、 ZF、 PF、 CF、 AF 和 OF14 8086 引腳：MN/MX 、AD15 AD0 地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用引腳NMI ( Non-Maskable Interrupt )不可屏蔽中斷請求，輸入、上升沿有效、INTR ( Interrupt Request )可屏蔽中斷請求，輸入、高電平有效，有效時，表示請求設(shè) 備向 CPU 申請可屏蔽中斷，該中斷請求是否響應(yīng)受控于 IF (中斷允許標(biāo)志) 、可以 被屏蔽掉INTA RESET (復(fù)位)復(fù)位請求，輸入、高電平有效，復(fù)位后CS= FFFFH、IP = OOOOH , 所以自啟動程序入口在物理地址 FFFF0HI

4、NTA ( Interrupt Acknowledge )可屏蔽中斷響應(yīng)，輸出、低電平有效，有效時，表示來 自 INTR 引腳的中斷請求已被 CPU 響應(yīng)， CPU 進(jìn)入中斷響應(yīng)周期。ALE ( Address Latch Enable )地址鎖存允許，輸出、三態(tài)、高電平有效，腳高有效時， 表示復(fù)用引腳： AD15 AD0 和 A19/S6 A16/S3 正在傳送地址信息，由于地址信息 在這些復(fù)用引腳上出現(xiàn)的時間很短暫，所以系統(tǒng)可以利用 ALE 引腳將地址鎖存起來M/IO ( Input and Output/Memory ) I/O 或存儲器訪問，輸出、三態(tài)，該引腳輸出高電 平時， 表示 C

5、PU 將訪問存儲器， 這時地址總線 A19 A0 提供 20位存儲器地址， 該Dz Do弓I腳輸出低電平時，表示CPU將訪問時地址總線 A15 A0提供16位I/O15多字節(jié)數(shù)據(jù)存放方式：圖中0002H字”單元的內(nèi)容為：0002H = 1234H0002H號 雙字”單元的內(nèi)容為：0002H = 78561234H00006H00005HOOOtMHQ0003H00002HQCOO1HOOOOQH仮地址I/O端口，這口地址16物理地址和邏輯地址的轉(zhuǎn)換例2.1設(shè)代碼段寄存器 CS的內(nèi)容為1000H，指令指針寄存器IP的內(nèi)容為2500H，即CS= 1000H , IP = 2500H，則訪問代碼段存

6、儲單元的物理地址為：12 5 0 0 糊思地址17指令周期：是指一條指令經(jīng)取指、譯碼、讀寫操作數(shù)到執(zhí)行完成的過程。若干總線周期組成一個 指令周期18總線周期是指CPU通過總線操作與外部(存儲器或I/O端口)進(jìn)行一次數(shù)據(jù)交換的過程8086的基本總線周期需要 4個時鐘周期，4個時鐘周期編號為 T1、T2、T3和T4 總線周期中的時鐘周期也被稱作“T狀態(tài)”，時鐘周期的時間長度就是時鐘頻率的倒數(shù)當(dāng)需要延長總線周期時插入等待狀態(tài)Tw, CPU進(jìn)行內(nèi)部操作，沒有對外操作時，其引腳就處于空閑狀態(tài)Ti8086如果工作頻率1MHZ,1個基本總線周期需要多長時間。19指令代碼由 操作碼和操作數(shù)兩部分組成尋址方式：

7、立即數(shù)尋址MOV AX,14寄存器尋址：MOV DS,AX直接尋址： MOV AX, 2000H, MOV BX, BUFFER寄存器間接尋址 MOV AX, BX寄存器相對尋址 MOV AX, SI+06H基址變址尋址方式 MOV AX, BX+SI相對基址變址 MOV AX, BX+DI+6隱含尋址MUL BL ; (AL )X( BL AX隱含了被乘數(shù) AL和乘積AX20存儲器尋址方式中的變量WVAR DW 1234H;定義16位變量 WVAR，具有初值1234H21注意點1. 區(qū)別立即數(shù)尋址和直接尋址MOVMOVAX , 126AX , 1262區(qū)別寄存器尋址和寄存器間接尋址MOV A

8、X, BXMOV AX , BX3 雙操作數(shù)指令中，不能同為存儲器操作數(shù)。4 CS不能為目的寄存器。最基本的傳送指令（MOV ）堆棧指令（PUSH,POP） 數(shù)據(jù)交換指令（XCHG） 換碼指令XLAT非法指令的主要現(xiàn)象：冷I兩個操作數(shù)的類型不一致無法確定是字節(jié)量還是字量操作MOV2OOOH,3OOOHMOV DS, 3000HMOV 2000H, ALMOV DS, ES- 兩個操作數(shù)都是存儲器 立即數(shù)直接送段寄存器 目標(biāo)操作數(shù)用立即數(shù)方式 冷1兩個操作數(shù)都是段寄存器冷1在絕大多數(shù)雙操作數(shù)指令中，目的操作數(shù)和源操作數(shù)必須具有一致的數(shù)據(jù)類型，或者 同為字量，或者同為字節(jié)量，否則為非法指令兩個操作

9、數(shù)類型不一致MOV AL, 050AH;非法指令，修正：;mov ax,050ahMOV SI, DL;非法指令，修正：;mov dh,0;mov si,dx? 當(dāng)無法通過任一個操作數(shù)確定是操作類型時，需要利用匯編語言的操作符顯式指明MOV BX+SI, 255;非法指令，修正：;mov byte ptr bx+si,255byte ptr說明是字節(jié)操作;mov word ptr bx+si,255;word ptr說明是字操作?8086/8088指令系統(tǒng)除串操作指令外，不允許兩個操作數(shù)都是存儲單元（存儲器操作數(shù)）MOV buf2, buf1 ;非法指令，修正：;假設(shè)buf2和buf1是兩個字

10、變量;mov ax,buf1;mov buf2,ax假設(shè)buf2和buf1是兩個字節(jié)變量;mov al,buf1;mov buf2,al不靈活MOV DS, ES ;非法指令，修正：；mov ax,es；mov ds,axMOV DS, 100H;非法指令，修正：；mov ax,100h；mov ds,axMOV CS, SI;非法指令；指令存在，但不能執(zhí)行例3-13 把BL0CK1 地址開始的10個字節(jié)數(shù)據(jù)傳送到BL0CK2地址開始的10個字節(jié)單元處。NEXT:MOV CX,10MOV SI,OFFSET BLOCK1MOV DI,OFFSET BLOCK2MOV AL,SIMOV DI,A

11、LINC SIINC DIDEC CXJNZNEXTHLT進(jìn)棧指令先使堆棧指針 SP減2，然后把一個字操作數(shù)存入堆棧頂部用堆棧交換AX與CX的值。pushaxpushcxpopaxpopcx交換指令XCHG (xchg al,byte ptr wvar+1數(shù)據(jù)段DS:BX)OOH01H04HOSH10H19H；ax=5599h， wvar=6611h；byte ptr wvar+1 "強制為字節(jié)量，只取高字節(jié)與 AL類型 交換，否則數(shù)據(jù)類型不匹配例3-18內(nèi)存的數(shù)據(jù)段有一張 09的平方表，首地址為 TABLE，如圖所示，用換碼指令實現(xiàn)求數(shù)字 4的平方。MOV BX,OFFSET TA

12、BLEMOV AL,4XLAT加法指令2、減法指令3、乘法指令4、除法指令加法指令：ADD, ADC和INC減法指令：SUB, SBB, DEC, NEG 和 CMPINC和DEC不影響 CF標(biāo)志外，其他們分別執(zhí)行字或字節(jié)的加法和減法運算，除 他按定義影響全部狀態(tài)標(biāo)志位8位無符號數(shù)，試比較它們的例3-32在數(shù)據(jù)段從BLOCK開始的存儲單元中存放了兩個 大小，將較大者傳送到 MAX單元。LEA BX,BLOCKMOV AL,BXINC BXCMP AL,BXJNC DONEMOV AL,BXDONE:MOV MAX,ALHLT邏輯指令 AND、OR、XOR和TEST屏蔽AL寄存器的低四位。MOV

13、 AL，OFF HAND AL ，0F0 H例3:使某數(shù)的第4、5位置1。MOV AL , 03H0 0 0 0 0 0 1 1OR AL , 30HV0 0 1 1 0 0 0 00 0 1 1 0 0 1 1例3-47判斷DATA單元的數(shù)據(jù)是否為 0。MOV AX,DATAOR AX , AXJZ ZEROZERO:MOV AL , 11HXOR AL , 03H AND與TEST指令的關(guān)系，同SUB與CMP指令的關(guān)系一樣例7:檢測AL中的最低位是否為1，若為1則轉(zhuǎn)移。MOV AL，dataTEST AL, 01HJNZ NextNext:MOV BL , 0TEST通常用于檢測一些條件是

14、否滿足，但又不希望改變原來操作數(shù)的情況，該指令后通 常帶有條件轉(zhuǎn)移指令。肉移位指令：移位指令的第一個操作數(shù)是指定的被移位的操作數(shù)，可以是寄存器或存 儲單元；后一個操作數(shù)表示移位位數(shù)：*該操作數(shù)為1,表示移動一位* 該操作數(shù)為CL , CL寄存器值表示移位位數(shù)（移位位數(shù)大于1只能CL表示）SAL SHL SAR SHR循環(huán)移位指令類似移位指令， 但要將從一端移出的位返回到另一端形成循環(huán)。分為: 控制轉(zhuǎn)移指令ROL reg/mem,1/CLROR reg/mem,1/CLRCL reg/mem,1/CLRCR reg/mem,1/CL;不帶進(jìn)位循環(huán)左移 ;不帶進(jìn)位循環(huán)右移 ;帶進(jìn)位循環(huán)左移 ;帶進(jìn)

15、位循環(huán)右移循環(huán)移位指令按指令功能設(shè)置進(jìn) 位標(biāo)志 CF，但不影響 SF、ZF、PF、AF 標(biāo)志，OF 只當(dāng) CNT=1 時有效，移位后當(dāng)最高有效位發(fā)生 變化時（如 1 變 0）OF=1,否則 OF=0。將DX.AX中32位數(shù)值左移一位shl ax,1rcl dx,1:DX. AX*32位數(shù)值左移一位JMP JZ JNZ例 3.23 判斷是否為字母 Y寄存器AL中是字母Y （含大小寫），則令A(yù)H = 0,否則令A(yù)H =- 1cmp al, ' y '；比較 AL 與小寫字母 y je next ；相等,轉(zhuǎn)移cmp al, ' Y'不相等，；繼續(xù)比較 AL 與大寫字母

16、 Y je next ;相等,轉(zhuǎn)移mov ah,-1;不相等，令 AH = 1jmp done;無條件轉(zhuǎn)移指令next:mov ah,0 ;相等的處理：令 AH = 0done:例 3-68 在內(nèi)存中有一個首地址為 ARRAY 的數(shù)據(jù)區(qū)存放了 200 個 8 位 有符號數(shù), 統(tǒng)計其中正數(shù)、負(fù)數(shù)、 0 的個 數(shù),并分別將統(tǒng)計結(jié)果存入PLUS 、MINUS 和 ZERO 單元中。XOR AL, ALMOV PLUS,ALMOV MINUS,ALMOV ZERO,ALLEA SI, ARRAYMOV CX, 200CLDLLAB:LODSBOR AL,ALJS MLABJZ ZLAB INC PLU

17、SJMP NEXTMLAB:INC MINUSJMP NEXTZLAB:INC ZERONEXT:DEC CXJNZ LLABHLTLOOP label ;循環(huán)指令I(lǐng)RET偽指令：DB , DW , byte ptr例2:操作數(shù)可以是字符串，例如STR DB HELLO '匯編后的情況如圖：某數(shù)據(jù)段定義為DATA SEGMENT51 DB 0,1,2,3,4,552 DB 12345'COUNT EQU $-S153 DB COUNT DUP(2)DATA ENDS畫出該數(shù)據(jù)段在存儲器中的存儲形式DOS系統(tǒng)功能調(diào)用介紹(1) 從鍵盤輸入一個字符(功能號=1)MOV AH,1IN

18、T 21HAL中有鍵入的字符(1) 在顯示器上顯示一個字符(功能號=2)MOV AH, 2MOV DL, 要顯示的字符INT 21H例：在顯示器上顯示一個字符 A'MOV AH, 2MOV DL, ' A'或 MOV DL, 41HINT 21H(2) 顯示字符串(功能號=9)MOV AH, 9LEA DX, 字符串INT 21H注意：被顯示的字符串必須以 $結(jié)束。462分支程序設(shè)計4-31 求符號字節(jié)數(shù)X的絕對值，X用補碼表示DATA SEGMENTX DB -50DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART:MOV

19、 AX,DATAMOV DS,AXMOV AL,X ； 取 XTEST AL,80H ;測試符號位JZ DONE ;若大于 0，轉(zhuǎn) doneNEG AL;若小于0,求補得到|x|MOV X,AL;保存DONE: MOV AH,4CHINT 21HCODE ENDSEND START關(guān)于存儲器：擴展存儲器所需存儲芯片的數(shù)量計算：若用一個容量為 mKxn位的存儲芯片構(gòu)成容量為 MKx N位（假設(shè) M>m, N >n,即需字位同時擴展）的存儲器，則這個存儲器所需要的存儲芯片數(shù)為（M/m）x （N/n）。RAM芯片的容量：為220x 16b，問（1）該芯片地址線多少，（2）數(shù)據(jù)線多少SRA

20、M與CPU連接：CPU數(shù)據(jù)總線不相同，連接不一樣。8086CPU的16數(shù)據(jù)總線，其高 8位數(shù)據(jù)線D15-D8接存儲器的奇地址體 低8位數(shù)據(jù)線D7-D0接存儲器的偶地址體，根據(jù)BHE（選擇奇地址庫）和A0（選擇偶地址庫）的不同狀態(tài)組合決定對存儲器做字操 作還是字節(jié)操作存儲器與CPU地址總線的連接：低位地址線直接和存儲芯片的地址信號連接作為片內(nèi)地址譯碼高位地址線主要用來產(chǎn)生選片信號（稱為片間地址譯碼），以決定每個存儲芯片在整個存儲單元中的地址范圍，避免各芯片地址空間的重疊。4。如片選1人9八0CE2114八9入CE2114(1)IQI/O】1/O4I/O,I佞擴克存儲芯片的字（單元）數(shù)滿用要求而位

21、數(shù)殲夠 ,需宴對毎個召儲單元的位數(shù)進(jìn)行擴展。D廠D廠D。2伯4容S1KM, 2片擴展為4W8住擴展：將毎片的地址線、控制線并聯(lián)，數(shù)據(jù)線分別引出. 位擴展特點，存儲器的單元數(shù)不變.位數(shù)增加。（2）字?jǐn)U充P150:T*rTBT，T<r Tr nr TOMTIT TW ITT TTg.TmTKC血如果總的單元容量不足則需利用多個存儲芯片擴充容竜，用存儲芯 片的片選端對多個存儲芯片（組）進(jìn)行尋 址；這種擴充簡稱為“地址擴充''或"字拉充"字?jǐn)U展：芯片的位數(shù)滿足要求而字（單元）數(shù)不 夠，盂要對存儲單元數(shù)進(jìn)行擴展。擴展原則：將每個芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、控制 線并聯(lián)

22、，僅片選端分別引出，以實現(xiàn)每個芯片占 據(jù)不同的地址范用。"4LSI3S將每個芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、控制線并聯(lián)，僅片 選端分別引出，以實現(xiàn)每個芯片占據(jù)不同的地址范圍。片選譯碼的幾種方法： 全譯碼： 所有的地址線全用上，無地址重疊。 部分譯碼：部分高位地址沒有用，存在地址重疊。（3）全譯碼，每個存儲單元的地址都是唯一的，不存在地址重復(fù)，但譯碼電路可能比較復(fù)雜、 連線也較多CPU-B2KB RAM的遵摟o采用Intel 2114,構(gòu)成2KU RAM的連接結(jié)構(gòu)圖如 下所示（既有位曠展，也有字?jǐn)U展）第TWU師魁 A15-A1D A?-AQ仝譯碼Hur： OCOOOO.OOOOOOOOOO CO

23、iOH000(00,1111111111J03FFH第詢器址苗開卜副首址：FMZlMMMfliMMi fU聞H,.eDOMlTllllllllll O'FFH，押IO/MCPU wit3JXY祝、Df*D*_ rtJ WEsWK.yfI/O端口與存儲器統(tǒng)一編址概念I(lǐng)/O端口獨立編址概念8086采用獨立編址I/O端口地址譯碼的一般原則:把CPU用于I/O端口尋址的地址線分為高位地址線和低位地址線兩部分: 例6-1，某8088最小系統(tǒng)，I/O接口譯碼電路如圖圖召-5門電踣瞅的A0-A9選擇端口CPU和外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式程序控制方式 中斷控制方式DMA方式程序控制方式無條件傳送方式查詢傳送

24、方式查詢傳送方式CPU從接口中讀取狀態(tài)字CPU檢測狀態(tài)字傳送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)端口數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)交換輸入設(shè)備數(shù)據(jù)緩沖器+5V二態(tài)緩祁器地址 廠譯碼地址總線READY狀態(tài)端口<WRa）查詢式輸入的算法：（1）用指令檢測 Ready :IN AL ，三態(tài)緩沖器（或狀態(tài)寄存器）的地址（2）若 Ready = 0 ,返回（1）（3）若 Ready = 1，發(fā)出IN AL ，輸入接口數(shù)據(jù)寄存器的端口地址。查詢輸入：MOV BX,OFFSET STORE IN_TEST:IN AL,狀態(tài)口地址TEST AL,80HJZ IN_TESTIN AL,數(shù)據(jù)口地址MOV BX,ALINC BX查詢式輸出的接口電路tensA

25、CK選通信號+5Vr接至D7匚理址總線i/ldBTYb）查詢式輸出：MOV BX,OFFSET STOREOUT_TEST: IN AL ,100;狀態(tài)端口TEST AL ,80HJNZ OUT_TESTMOV AL,BXOUT 101, AL ;數(shù)據(jù)端口INC BX中斷概念:非屏蔽中斷源外韶屮斷非屏蔽中斷 卜可屏蔽中斷XMI可屏蔽中斷源ETR中斷邏輯INTAIlNT N|IlNTOl1單步1指令11指引1錯誤1中斷8259A中斷控制器iRi內(nèi)部中斷：除祛錯中斷A指令中斷 A盜出中斷 、iW-srhttcI&】R：外設(shè)中斷源中斷向量表是存放中斷向量的一個特定的內(nèi)存區(qū)域。中斷向量，就是中

26、斷服務(wù)子程序的入口地址。冏 中斷向量表：中斷服務(wù)程序的入口地址（首地址）邏輯地址含有段地址 CS和偏移地址IP （共32位），其中低字是偏移地址、高字是 段地址8086微處理器從物理地址 00000H開始，依次安排各個中斷向量，向量號也從0開始256個中斷占用1KB區(qū)域，就形成中斷向量表8259：完全嵌套方式（默認(rèn)工作方式）：中斷請求按優(yōu)先級IR0IR7處理，IR0優(yōu)先級最高，IR7最低。當(dāng)有中斷發(fā)生時， 如 果有更高級的中斷請求到來，會發(fā)生中斷嵌套。中斷結(jié)束命令（1）自動中斷結(jié)束模式（AEOI）自動結(jié)束方式一進(jìn)入中斷就將ISR中對應(yīng)的狀態(tài)標(biāo)志清除，因為 ISR是優(yōu)先仲裁的依據(jù)，所以這種 方式

27、只能用在不會出現(xiàn)嵌套的簡單場合。（2）非自動中斷結(jié)束方式（EOI）一般結(jié)束方式：當(dāng)發(fā)出中斷結(jié)束命令后，用結(jié)束指令把當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器（ISR ）中優(yōu)先級最高的（正在處理的）IS位清除。（最常用）IROIR2IK7CPU與呂9A連攢圖8259初始化：（2） ICW2 （中斷向量命令字）向8259A寫入ICW1命令字后，應(yīng)立即向 8259A送ICW2。ICW2用于確定8259A每根IR線上的中斷向量號；（其實確定的是IR0線上的中斷向量 設(shè)置中斷向量號命令字中，T7T3為中斷向量號的高 5位，低3位設(shè)為0根據(jù)此命令，8259A自動確定低 3位：IR0為000、IR1為001、IR7為1111） OCW1 （中斷屏蔽命令字） 屏蔽命令字內(nèi)容寫入中斷屏蔽寄存器IMRDi= Mi對應(yīng)IRi