微機原理復習

微機原理復習第一頁，共84頁?？荚囶}型1、填空 （30分）152、說明 （10分）53、問答 （10分）54、計算 （15分）35、編程 （10分）16、程序分析（10分）17、綜合應(yīng)用（15分）12第二頁，共84頁。第1章復習數(shù)制轉(zhuǎn)換二——十六進制數(shù)互相轉(zhuǎn)換11111001B=F9H二——十進制數(shù)互相轉(zhuǎn)換10110111B=（183）D12.125D=（1100.001）B3第三頁，共84頁。微型計算機定義：以微處理器（CPU）為核心，配上大規(guī)模集成電路的存儲器（ROM/RAM）、輸入/輸出接口電路及系統(tǒng)總線等所組成的計算機。4第四頁，共84頁。微處理器組成：運算器：四則運算和邏輯運算等控制器：取指令、譯碼、發(fā)控制信號和時序等寄存器組：存放運算數(shù)據(jù)、中間結(jié)果或地址5第五頁，共84頁。三組總線地址總線AB單向，位數(shù)n決定CPU可尋址的內(nèi)存容量數(shù)據(jù)總線DB雙向，CPU與存儲器、外設(shè)交換數(shù)據(jù)的通路控制總線CB雙向，傳輸控制信號和狀態(tài)信號6第六頁，共84頁?？偩€分類內(nèi)部總線（CPU內(nèi)部）元件級總線（CPU與其他外圍芯片之間）系統(tǒng)總線（底板插件，如PCI、PCI-E等）外部總線（系統(tǒng)與系統(tǒng)之間，或連接外設(shè)，如USB、RS232等）7第七頁，共84頁。復習8086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)1979年推出，內(nèi)含2.9萬晶體管數(shù)據(jù)總線寬度16位，地址總線寬度20位；采用單一的+5V電源，一相時鐘，時鐘頻率為5MHz（8086），10MHz（8086－1），8MHz（8086－2）133條指令，指令長度1～6字節(jié)，指令最短執(zhí)行時間為0.4us（平均0.5us）8第八頁，共84頁。8086/8088CPU的結(jié)構(gòu)8086為16位機（數(shù)據(jù)總線16位）8086與8088的比較8088為準16位機，數(shù)據(jù)總線內(nèi)部16位，外部8位兩者的軟件完全兼容，程序的執(zhí)行也完全相同。8088對相同的程序，它將執(zhí)行得比8086慢。9第九頁，共84頁。從功能上，8086分為兩部分，即

1.執(zhí)行部件(executionunit，EU)

2.總線接口部件(businterfaceunit，BIU)10第十頁，共84頁。執(zhí)行部件執(zhí)行部件負責指令的執(zhí)行，由下列4部分組成：①4個通用寄存器，即AX、BX、CX、DX；②4個指針和變址寄存器，即基數(shù)指針寄存器BP（basepointer）堆棧指針寄存器SP(stackpointer)源變址寄存器SI(sourceindex)目的變址寄存器DI(destinationindex)；③標志寄存器；④

算術(shù)邏輯部件ＡＬＵ(arithmeticlogicunit)。

11第十一頁，共84頁。總線接口部件

總線接口部件負責與存儲器、I/O端口傳送數(shù)據(jù)，由下列4部分組成： ①4個段地址寄存器（CS、DS、ES、SS） ②16位的指令指針寄存器IP(InstructionPointer) ③20位的地址加法器 ④

6字節(jié)的指令隊列緩沖器12第十二頁，共84頁。分為四類：通用寄存器組指針和變址寄存器2)段寄存器3)指令指針和標志寄存器8086的寄存器結(jié)構(gòu)段寄存器通用寄存器組指針和變址寄存器指令指針和標志寄存器SSESDSCSFLAGSIPDISIBPSPDLCLBLALDHCHBHAH0DXCXBXAX158713第十三頁，共84頁。（一）通用寄存器AX、BX、CX和DX一般用來存放8位或者16位操作數(shù)AX/AL還可用于乘除法指令和I/O指令中BX查表轉(zhuǎn)換和間接尋址時存放訪問存儲單元的地址（基址）14第十四頁，共84頁。（二）指針和變址寄存器1)SP存放的是訪問堆棧所需的“堆棧指針”。2)BP 訪問堆棧段的一個數(shù)據(jù)區(qū)的“基地址”（偏移量）。3)

SI 用于尋址串操作指令的源數(shù)據(jù)串。4)

DI 用于尋址串操作指令的目的數(shù)據(jù)串。15第十五頁，共84頁。（三）段寄存器（SegmentRegister）8086有4個16位的段寄存器，每個用來確定一個存儲區(qū)(段)的起點，與其它寄存器聯(lián)合生成存儲器地址：（1）代碼段寄存器CS（2）數(shù)據(jù)段寄存器DS（3）堆棧段寄存器SS（4）附加段寄存器ES16第十六頁，共84頁。（四）指令指針和狀態(tài)標志寄存器16位指令指針I(yè)P保存了下一條要執(zhí)行的指令的地址偏移量標志寄存器FLAGS存放微處理器當前狀態(tài)信息。17第十七頁，共84頁。存儲器中的邏輯地址和物理地址任何一個邏輯地址由段基址和偏移地址兩個部分構(gòu)成，它們都是無符號的16位二進制數(shù)。邏輯地址的表示——段地址：偏移地址任何一個存儲單元對應(yīng)一個20位的物理地址，也可稱為絕對地址物理地址=段地址×16+偏移地址例：已知某存儲單元所在的段地址為1900H，偏移地址為8000H，試求出該單元所在的物理地址？18第十八頁，共84頁。最小模式和最大模式的概念

(1)最小模式:

在系統(tǒng)中只有一個微處理器。

(2)最大模式： 兩個或多個微處理器（主處理器、協(xié)處理器）19第十九頁，共84頁。復習指令系統(tǒng)1.立即數(shù)尋址8086CPU指令系統(tǒng)中，有一部分指令所用的8位或16位操作數(shù)就在指令中提供，這種方式叫立即數(shù)尋址方式。例如：

MOVAL，80H MOVAX，1090H立即數(shù)尋址方式的顯著特點就是速度快。20第二十頁，共84頁。2.寄存器尋址如果操作數(shù)就在CPU的內(nèi)部寄存器中，那么寄存器名可在指令中指出。這種尋址方式就叫寄存器尋址方式。對16位操作數(shù)來說，寄存器可以為？而對8位操作數(shù)來說，寄存器可為？。例如：

INC

CX

ROL

AH，1

PUSHIP執(zhí)行速度快。所有16位寄存器AH/AL/BH/BL/CH/CL/DH/DL21第二十一頁，共84頁。3.直接尋址默認為段寄存器是數(shù)據(jù)段寄存器DS。使用直接尋址方式時，數(shù)據(jù)總是在存儲器中，存儲單元的有效地址由指令直接指出，所以直接尋址是對存儲器進行訪問時可采用的最簡單的方式。例如：

MOVAX，［1070H］例如，上一條指令執(zhí)行時，設(shè)DS＝2000H，則執(zhí)行過程是將絕對地址為

和

兩單元的內(nèi)容取出送AX。21070H21071H22第二十二頁，共84頁。4.寄存器間接尋址采用寄存器間接尋址方式時，操作數(shù)一定在存儲器中，存儲單元的有效地址由寄存器指出，這些寄存器可以為BX，BP，SI和DI之一，即有效地址等于其中某一個寄存器的值：例如：MOVAX，［BX］MOV［BP］,BXMOVCL,［SI］MOV［DI］,DH23第二十三頁，共84頁。5.寄存器相對尋址采用寄存器間接尋址方式時，允許在指令中指定一個位移量，有效地址就通過寄存器內(nèi)容加上一個位移量來得到，這種尋址方式叫寄存器相對尋址：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第二十四頁，共84頁。例如：

MOVAX，［BX+SI］設(shè)DS＝1000H，BX＝5000H，SI＝2000H，則上面指令在執(zhí)行時，有效地址為7000H，本指令將

和

兩單元的內(nèi)容取到AX中。

MOV［BP+SI］,AL設(shè)SS＝2000H，BP＝6000H，SI＝2000H，則上面指令在執(zhí)行時，有效地址為8000H，本指令將AL中的內(nèi)容送到內(nèi)存堆棧區(qū)的

地址單元中。17000H17001H28000H

6基址加變址尋址25第二十五頁，共84頁。

7相對的基址加變址尋址

在基址加變址尋址方式中，也允許帶一個8位或16位的偏移量，其和值構(gòu)成有效地址，這種尋址方式叫相對的基址加變址尋址。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第二十六頁，共84頁。MOV指令的幾點說明：（1）MOVDS，CS ；錯誤

MOV[16H]，[20H] ；錯誤（2）MOVSS，2000H ；錯誤

MOVSS,[2000H] ；正確

MOVSS,AX ；正確（3）MOVCS,AX ；錯誤（4）MOVIP,5000H ；錯誤（5）MOVBX,AL ；錯誤27第二十七頁，共84頁。堆棧作用：在調(diào)用一個過程時，保存返回地址；暫時存放寄存器或存儲器單元操作數(shù)的內(nèi)容。堆棧操作指令進棧PUSH源操作： （SP）（SP）-2

（（SP）+1，（SP））（源）出棧POP目標操作：（目標）（（SP）+1，（SP））（SP）（SP）+228第二十八頁，共84頁。例如，將16位通用寄存器CX的內(nèi)容壓入堆棧，然后，彈出棧頂至CX中,已知：(SS)＝0200H，(SP)＝0008H，(CX)＝12FAH。PUSHCX29第二十九頁，共84頁。POPCX30第三十頁，共84頁。輸入/輸出指令直接IN指令（端口地址只能8位）

INAL，50HINAX，80H

間接IN指令（端口地址是16位，也可8位。）

MOVDX，0FFF2HINAL，DX

31第三十一頁，共84頁。直接OUT指令（端口地址只能8位）

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

MOVDX，87FEHMOVDX，80HMOVAL，40HOUTDX，ALOUTDX，AL32第三十二頁，共84頁。

練習試編寫程序?qū)崿F(xiàn)兩個4字節(jié)的無符號數(shù)相加，這兩個數(shù)分別存放在2000H和3000H開始的存儲單元中，低位在前，高位在后，進行加法運算后得到的和存放在2000H開始的內(nèi)存單元中。33第三十三頁，共84頁。

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第三十四頁，共84頁。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實現(xiàn)的功能35第三十五頁，共84頁。例如AL寄存器中的8位二進制數(shù)拆分成高四位和第四位，分別存放在AH寄存器的低四位和AL寄存器的低四位中36第三十六頁，共84頁。

MOVBL,AL MOVCL,4 ROLAL,CL ANDAL,0FH MOVAH,AL MOVAL,BL ANDAL,0FH37第三十七頁，共84頁。例如設(shè)2000H開始的區(qū)域中，存放著20個數(shù)據(jù)，要求找出其中最大的數(shù)，并存到2000H單元。38第三十八頁，共84頁。

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

CMPAL,[BX]JGEL2MOVAL,[BX]MOVBX,2000HMOV[BX],ALL2:DECCXJNZL1L2:LOOPL139第三十九頁，共84頁。指令性語句——由8086指令助記符構(gòu)成的語句由CPU執(zhí)行，每一條指令性語句都有一條機器碼指令與其對應(yīng)；指示性語句——由偽指令構(gòu)成的語句由匯編程序(MASM)執(zhí)行。指示性語句無機器碼指令與其相對應(yīng)。復習匯編語言的兩種語句40第四十頁，共84頁。復習存儲器1.存儲器和CPU的連接考慮①高速CPU和較低速度存儲器之間的速度匹配問題。（插入）

②CPU總線的負載能力問題。（加總線驅(qū)動器等）③片選信號和行地址、列地址的產(chǎn)生機制。（）8286等待狀態(tài)Tw片選選芯片，地址選單元41第四十一頁，共84頁。存儲器的地址選擇：全譯碼法?適用于組合容量較大的存儲器

?結(jié)構(gòu)復雜部分譯碼法線選法?適用于容量較小的存儲器?結(jié)構(gòu)簡單42第四十二頁，共84頁。全譯碼所有的系統(tǒng)地址線均參與對存儲單元的譯碼尋址包括低位地址線對芯片內(nèi)各存儲單元的譯碼尋址（片內(nèi)譯碼），高位地址線對存儲芯片的譯碼尋址（片選譯碼）采用全譯碼，每個存儲單元的地址都是唯一的，不存在地址重復譯碼電路可能比較復雜、連線也較多43第四十三頁，共84頁。A15A14A13CBAE3138

2764A19A18A17A12～A0CEY6E2E1A16M/IO全譯碼示例0C000H0DFFFH全0全100001100000110地址范圍A12～A0A19A18A17A16A15A14A1344第四十四頁，共84頁。部分譯碼只有部分（高位）地址線參與對存儲芯片的譯碼每個存儲單元將對應(yīng)多個地址（地址重復），需要選取一個基本地址可簡化譯碼電路的設(shè)計但系統(tǒng)的部分地址空間將被浪費45第四十五頁，共84頁。138M/IOA16A11～A0A14

A13A12(4)(3)(2)(1)2732273227322732CBAE3E2E1CECECECEY0Y1Y2Y3A17部分譯碼示例A19～

A15A14～

A12A11～A0基本地址范圍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第四十六頁，共84頁。線選譯碼只用少數(shù)幾根高位地址線進行芯片的譯碼，且每根直接選中一個芯片（組）務(wù)必保證片選信號線一次只能有一根有效雖構(gòu)成簡單，但地址空間嚴重浪費47第四十七頁，共84頁。線選譯碼示例A14A12～A0A13(1)2764(2)2764

CECEA19～

A15A14A13A12～A0基本地址范圍12××××××××××1001全0～全1全0～全104000H～05FFFH02000H～03FFFH切記：A14A13＝00的情況不能出現(xiàn)00000H～01FFFH的地址不可使用48第四十八頁，共84頁。存儲器地址選擇注意片內(nèi)尋址：低位地址線連所有存儲器芯片的地址線上芯片間尋址(片選尋址)：高位地址線單獨選址（線選），或經(jīng)過譯碼器（部分譯碼或全譯碼）連接存儲器片選端49第四十九頁，共84頁。復習I/O接口1．什么是端口：接口電路中，用于存放不同種類信息的寄存器，稱這些寄存器為端口。每個端口對應(yīng)一個端口地址。2．端口分類：

數(shù)據(jù)端口：數(shù)據(jù)信息

狀態(tài)端口：狀態(tài)信息

控制端口（命令端口）：控制信息50第五十頁，共84頁。3.I/O端口的編址：接口電路占用的I/O端口有兩類編址形式I/O端口單獨編址I/O地址空間獨立于存儲地址空間如8086/8088I/O端口與存儲器統(tǒng)一編址它們共享一個地址空間如M680051第五十一頁，共84頁。4．端口地址分配方法：一般一個接口包含多個I/O端口，必須分配不同端口地址。例如：一個雙向I/O接口電路包含4個端口，即數(shù)據(jù)輸入、狀態(tài)端口、數(shù)據(jù)輸出和控制端口。因為前兩者只讀不能寫，后兩者只寫不能讀，所以只需分配2個端口地址，即數(shù)據(jù)輸入/輸出一個端口，控制/狀態(tài)一個端口。對于外設(shè)的操作就可以轉(zhuǎn)化為對端口的操作。52第五十二頁，共84頁。I/O端口單獨編址優(yōu)點：I/O端口的地址空間獨立控制和地址譯碼電路相對簡單專門的I/O指令使程序清晰易讀缺點：I/O指令沒有存儲器指令豐富內(nèi)存空間I/O空間FFFFF0FFFF53第五十三頁，共84頁。I/O端口與存儲器統(tǒng)一編址優(yōu)點：不需要專門的I/O指令I(lǐng)/O數(shù)據(jù)存取與存儲器數(shù)據(jù)存取一樣靈活缺點：I/O端口要占去部分存儲器地址空間程序不易閱讀（不易分清訪存和訪問外設(shè)）內(nèi)存部分I/O部分存儲器空間00000FFFFF54第五十四頁，共84頁。CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式程序方式（無條件、條件傳送）中斷方式DMA方式55第五十五頁，共84頁。一程序方式1.無條件傳送方式（1）定義：確認計算機外設(shè)已經(jīng)準備好，就不必查詢外設(shè)狀態(tài)而直接進行數(shù)據(jù)傳輸。（2）適用條件：傳送不能太頻繁，外設(shè)通常比較簡單，如開關(guān)、數(shù)碼LED顯示器等56第五十六頁，共84頁。2.條件傳送方式（1）條件傳送的概念： 又叫查詢方式傳送，CPU通過程序不斷讀取并檢測外設(shè)狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)輸入設(shè)備處于準備好或輸出設(shè)備空閑狀態(tài)時，就執(zhí)行輸入/輸出指令完成信息交換。57第五十七頁，共84頁。二中斷方式中斷方式傳送是指當外設(shè)向CPU發(fā)出中斷請求時，才能進行數(shù)據(jù)傳送，此時CPU終止當前程序執(zhí)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行進行數(shù)據(jù)傳送任務(wù)的中斷服務(wù)子程序，完成后返回斷點處繼續(xù)執(zhí)行。

58第五十八頁，共84頁。三DMA方式定義：直接存儲器存取方式特點：外設(shè)利用專用的DMA接口電路直接與存儲器進行高速數(shù)據(jù)交換，而不經(jīng)過CPU，完全不需要一些額外的操作，只決定于存儲器和外設(shè)的速度。59第五十九頁，共84頁。復習可編程并口芯片8255A并口定義：一個字符的各位數(shù)用幾條線同時進行傳輸。特點：優(yōu)點：傳輸速度快，信息率高缺點：用電纜多，不適應(yīng)遠距離傳輸60第六十頁，共84頁。8255A的芯片引腳信號61第六十一頁，共84頁。1.和外設(shè)一邊相連的信號PA7～PA0——端口A數(shù)據(jù)信號；PB7～PB0——端口B數(shù)據(jù)信號；PC7～PC0——端口C數(shù)據(jù)信號。62第六十二頁，共84頁。2.和CPU一邊相連的信號RESET 復位信號，高電平有效。D7～D0 數(shù)據(jù)線。CS# 片選信號。RD# 讀出信號。WR# 寫入信號。A1、A0 端口選擇信號注意：A1、A0的接法是由8086的A2、A1分別接A1、A0

63第六十三頁，共84頁。某應(yīng)用系統(tǒng)以8255A作為接口，采集一組開關(guān)S7～S0

的狀態(tài)，然后通過一組發(fā)光二極管LED7～LED0顯示開關(guān)狀態(tài)(Si閉合，則對應(yīng)LEDi亮，Si斷開，則對應(yīng)的LEDi滅），已知8255A、B兩組均工作在方式0，電路連線圖如圖所示。分析8255A四個端口的地址。寫出8255工作方式控制字。寫出實現(xiàn)給定功能的匯編語言程序。方式0同步傳送的例子64第六十四頁，共84頁。LED7LED0PA7PA08255AD7~D0D7~D0WRRDIOWIORY4G1G2BG2ACBA74LS138CSA10&A9A8A7A6A5A4A3A1A0A2A1S7S0PB7PB0RSTRESET65第六十五頁，共84頁。1)端口地址A口、B口、C口和控制口的地址分別是660H、662H、664H和666H。66第六十六頁，共84頁。

2)方式控制字A口工作在方式0輸出，B口工作在方式0輸入，C口空閑，所以其控制字是1000x01xB＝82H（83H/8AH/8BH）67第六十七頁，共84頁。方式選擇控制字68第六十八頁，共84頁。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 ;讀開關(guān)狀態(tài)（1斷，0通）

MOV DX,660H ;置A口地址

OUT DX,AL ;輸出（1滅，0亮）

JMP L169第六十九頁，共84頁。8086/8088的中斷分類：70第七十頁，共84頁。說明硬件中斷：（1）非屏蔽中斷，NMI引入 （2）可屏蔽中斷，INTR引入軟件中斷： （1）內(nèi)部中斷，如單步、除法錯、斷點和溢出中斷； （2）軟件中斷：中斷指令I(lǐng)NTn引入。71第七十一頁，共84頁。例：中斷類型號為10的中斷處理子程序存放在1234H：5678H開始的內(nèi)存區(qū)域中，求中斷向量地址及其每個單元中所存放的數(shù)值。10×4＝40＝28H求得中斷向量物理地址是00028H～0002BH按8086存儲原則，從00028H～0002BH的每個單元中分別存放78H、56H、34H、12H72第七十二頁，共84頁。復習計數(shù)器/定時器8253①計數(shù)器通道0，1，2(16位、減1計數(shù))特點：結(jié)構(gòu)相同，引腳相同，功能獨立②