微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用教案

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》授課地點(diǎn)：3教樓201

第一講計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

本講目的：了解計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示

本講要求：掌握二進(jìn)制、十六進(jìn)制和帶符號(hào)數(shù)的表示以及BCD碼、ASCH碼

本講重點(diǎn)：十六進(jìn)制數(shù)和補(bǔ)碼

本講難點(diǎn)：負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼表示

授課內(nèi)容

一、數(shù)與數(shù)制

1、十進(jìn)制記數(shù)法

在十進(jìn)制記數(shù)中，用0,1,2,…，9這10個(gè)符號(hào)來表示數(shù)量，無論多大的數(shù)，都是用

這10個(gè)符號(hào)的組合來表示的。

例如，十進(jìn)制數(shù)3758可用上面的法則來表示：

(3758)10=3X103+7X102+5X101+8X100

根據(jù)同樣的法則，也可以表示十進(jìn)制小數(shù)，小數(shù)點(diǎn)的右邊各位的權(quán)為10-1,10-2,10-3,

例如，十進(jìn)制數(shù)275.368可以用上述法則寫成：

(275.368)10=2X102+7X101+5X100+3X10-1+6X10-2+8X10-3

2、二進(jìn)制記數(shù)法

二進(jìn)制記數(shù)法用來表示數(shù)量的符號(hào)只有兩個(gè)，就是。和1。二進(jìn)制數(shù)中的任何一個(gè)0或

1稱為比特(bit)。

例如，二進(jìn)制數(shù)110101可以表示為

(110101)2=1X25+1X24+OX23+1X22+OX21+1X2°

3、二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換

①二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)

如上所述，只要將二進(jìn)制數(shù)的每一位乘上它的權(quán)然后加起來就可以求得二進(jìn)制數(shù)的十進(jìn)

制數(shù)值。例如，二進(jìn)制數(shù)10H0L11換算成十進(jìn)制數(shù)為：

(101101.11)2=1x25+0X24+1X23+1X22+0X2^1X2°+1X2-1+1X2-2

=(45.75)10

②十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)

卜進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的方法分兩步進(jìn)行。

例如，欲將十進(jìn)制數(shù)175.71875轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，其過程如下：

第一步：175+2=87余數(shù)為1

87+2=431

434-2=211

214-2=101

10+2=50

5+2=21

2+2=10

14-2=01

得到結(jié)果:(175)10=(10101111)2o

第二步：將十進(jìn)制小數(shù)0.71875轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)，其過程如下：

0.71875X2=1.4375——取整數(shù)部分1

0.4375X2=0.8750

0.875X2=1.751

0.75X2=1.51

0.5X2=1.01

1

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》授課地點(diǎn)：3教樓201

得到結(jié)果:(0.71875)10=(0.10111)2o

綜上所述，一個(gè)十進(jìn)制整數(shù)的二進(jìn)制轉(zhuǎn)換方法就是“除2取余”；而一個(gè)十進(jìn)制小數(shù)的

二進(jìn)制轉(zhuǎn)換方法就是“乘2取整”。若一個(gè)十進(jìn)制數(shù)既包含整數(shù)部分又包含小數(shù)部分，它的

二進(jìn)制轉(zhuǎn)換就是將它的整數(shù)部分和小數(shù)部分用上述方法分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后將轉(zhuǎn)換好的兩部

分結(jié)合在一起形成要轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制數(shù)，例如，

(175.71875)10=(10101111.10111)2

4、八進(jìn)制記數(shù)法

例如，八進(jìn)制數(shù)372.01,根據(jù)各位的權(quán)不同可以寫成：

(372.01)8=3X82+7X81+2X80+0X+1X

將上式中各位與其權(quán)相乘而后加到一起，就可以得到八進(jìn)制數(shù)372.01的卜進(jìn)制數(shù)為：

(372.O1)8=(25O.O15625)IO

這也表明了八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為卜進(jìn)制數(shù)的過程。

十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)的方法是:對(duì)于十進(jìn)制整數(shù)采用“除8取余”的方法轉(zhuǎn)換為八

進(jìn)制整數(shù)；對(duì)于十進(jìn)制小數(shù)則采用“乘8取整”的方法轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制小數(shù)。例如，將十進(jìn)制

數(shù)194.46875轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)時(shí)，應(yīng)將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換，最后再合到一起就得

到要轉(zhuǎn)換的八進(jìn)制數(shù)：

1944-8=24余數(shù)為20.46875X8=3.75整數(shù)部分3

244-8=300.75X8=6.06

3+8=03

所以，(194.46875)IO=(3O2.36)8二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)的方法就是從小數(shù)點(diǎn)起，把二進(jìn)

制數(shù)每三位分成一組，然后寫出每一組的等值八進(jìn)制數(shù)，順序排列起來就得到所要求的八進(jìn)

制數(shù)。例如，將二進(jìn)制數(shù)11101111010.1011轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)：

(011101111010.101100)2

(3572.54)8

依據(jù)同樣的思想，即一位八進(jìn)制數(shù)用三位二進(jìn)制數(shù)表示，就可以直接將八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成

二進(jìn)制數(shù)。例如，將八進(jìn)制數(shù)712.46轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，其過程如下：

(712.46)8

(111001010.100110)2

5、十六進(jìn)制記數(shù)法

十六進(jìn)制記數(shù)法中，0-9的表示與十進(jìn)制相同，用A表示10、B表示11、C表示12、D

表示13、E表示14、F表示15o“逢16進(jìn)1”。

例如,十六進(jìn)制數(shù)E5D7.A3可以表示為:

22

(E5D7.A3)16=EX163+5X16+DX161+7X160+AX16->+3X16-

又如，將(47632.78125)io轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)，其過程如下:

整數(shù)部分：47632+16=2977余數(shù)Of16進(jìn)制數(shù)0

29774-16=1861一1

184-16=11lO-A

114-16=0ll-B

小數(shù)部分:0.78125X16=12.5整數(shù)12-C

0.5X16=8.08一8

最后得到(47632.78125)10=(BA10.C8)16。

2

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》授課地點(diǎn)：3教樓201

由于一位十六進(jìn)制數(shù)可以用四位二進(jìn)制數(shù)來表示，因此二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)

換就比較容易。二進(jìn)制數(shù)到十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換是由小數(shù)點(diǎn)開始，每四位二進(jìn)制數(shù)為一組，將

每一組用相應(yīng)的一位十六進(jìn)制數(shù)來表示，即可得到正確的十六進(jìn)制數(shù)，例如：

(11101010010110111.010111101010)2

(1D4B7.5EA),6

二、十進(jìn)制數(shù)與字符的編碼表示

1、BCD碼

把十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為其等值的二進(jìn)制數(shù)稱之為BCD編碼(如表1.1所示)。

表1.1BCD碼與其它數(shù)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系

十進(jìn)制數(shù)842BCD碼純二進(jìn)制數(shù)

UUUUUUUUU

100010001

200100010

300110011

401000100

501010101

601100110

701110111

810001000

910011001

10000100001010

11000100011011

12000100101100

13000100111101

14000101001110

15000101011111

根據(jù)上述說明，一個(gè)十進(jìn)制數(shù)，能夠很方便地用BCD碼來表示。例如，十進(jìn)制數(shù)859

用BCD碼表示為：(859)10=(100001011001)BCD

只要熟記十進(jìn)制數(shù)0~9與BCD碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系，則它們之間的相互轉(zhuǎn)換是十分方便的。例

如:(011010010101.001001111001)BCD=(695.279)10

2、ASCII碼

ASCII碼是美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼的簡稱，現(xiàn)在為各國所廣泛采用。

通常，ASCH碼山7位二進(jìn)制編碼來表示，用于微處理機(jī)與它的外部設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)

交換以及通過無線或有線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。

代表上述字符或控制功能的ASCII碼是由一個(gè)4位組和一個(gè)3位組構(gòu)成的，形成7位二

進(jìn)制編碼，其格式為：

4位組

6543210

3位組

根據(jù)ASCII碼的構(gòu)成格式,可以很方便地從附錄A中ASCII表查出每一個(gè)字符或特殊控

制功能的編碼。例如，大寫英文字母A,從表中查出其3位組為(100)2,4位組為(0001)2，

故構(gòu)成字母A的ASCH編碼為(1000001)2或(41)16。

3

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》授課地點(diǎn)：3教樓201

三、二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算

1、二進(jìn)制加法

二進(jìn)制加法與十進(jìn)制加法相類似，所不同的是，二進(jìn)制加法中是“逢二進(jìn)一”，其法則

為：

0+0=0；1+0=1；0+1=1；1+1=0并進(jìn)位

例如，兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)相加：

10110101

+10001110

101000011

2、二進(jìn)制減法

在二進(jìn)制減法中，同樣有如下法則：

0-0=0；1-0=1；1-1=0；0-1=1有借位

當(dāng)不夠減時(shí)需要借位，高位的1等于下一位的2,即“借一當(dāng)二”。

例如，兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)相減：

10110100

01010111

01011101

3、二進(jìn)制乘法

二進(jìn)制乘法與十進(jìn)制乘法是一樣的。但因?yàn)槎M(jìn)制數(shù)只由。和1構(gòu)成，因此，二進(jìn)制乘

法更簡單。其法則如下：

0X0=0；1X0=0；0X1=0；1X1=1

例如，二進(jìn)制數(shù)1101.1與101.1相乘：

1101.1被乘數(shù)(13.5)10

X101.1乘數(shù)(5.5)10

11011

11011

00000

+11011

1001010.01乘積(74.25)10

再看下面的例子:(1011)2X(1101)2

1011被乘數(shù)(11)io

X1101乘數(shù)(13)io

1011

0000

1011

+1011

10001111乘積（143）

4、二進(jìn)制除法

二進(jìn)制除法是乘法的逆運(yùn)算，其方法與十進(jìn)制除法是一樣的，而且二進(jìn)制數(shù)僅由0,1

構(gòu)成，做起來更簡單。

例如，求二進(jìn)制數(shù)100111除以110的商的方法如下:

4

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》授課地點(diǎn)：3教樓201

110/100111

110

111

110

110

110

~~0

四、符號(hào)數(shù)的表示及其運(yùn)算

1、符號(hào)數(shù)的表示方法

表示一個(gè)帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)有3種方法。

①原碼法

例如，8位二進(jìn)制符號(hào)數(shù)(+45)io和(-45)io,可以按如下寫出:

(+45)io=(00101101)

符號(hào)位數(shù)值位

(-45)10=(10101101)

符號(hào)位數(shù)值位

②反碼法

在計(jì)算機(jī)的早期，曾采用反碼法來表示帶符號(hào)的數(shù)。對(duì)于正數(shù)，其反碼與其原碼相同。

例如，(+45)io=(OOl如101)2

也就是說正數(shù)用符號(hào)位與數(shù)值湊到一起來表示。對(duì)于負(fù)數(shù)，用相應(yīng)正數(shù)的原碼各位取反來表

示，包括將符號(hào)位取反，取反的含義就是將0變?yōu)?,將1變?yōu)?。例如，(-45)10的反碼

表示就是將上面(+45)io的二進(jìn)制數(shù)各位取反：

(-45)IO=(11O1OO1O)2

同樣，可以寫出如下幾個(gè)數(shù)的反碼表示，以便讀者對(duì)照:

(+4)10=(00000100)2

(-4)10=(11111011)2

10=(00000111)

(-7)i0=(11111000)2

(+122)10=(01111010)

(-122)10=(10000101)

③補(bǔ)碼法

在微處理機(jī)中，符號(hào)數(shù)是用補(bǔ)碼(對(duì)2的補(bǔ)碼)來表示的。用補(bǔ)碼法表示帶符號(hào)數(shù)的法則

是：正數(shù)的表示方法與原碼法和反碼法一樣；負(fù)數(shù)的表示方法為該負(fù)數(shù)的反碼表示加1。例

如，(+4)io的補(bǔ)碼表示為(00000100)2,而(-4)io用補(bǔ)碼表示時(shí)，可先求其反碼表示

(11111011)2，而后再在其最低位加1,變?yōu)?11111100)2。這就是(-4)io的補(bǔ)碼表示,即

(-4)10=(1口11100)2。

同樣，我們把前面提到的幾個(gè)數(shù)的補(bǔ)碼表示如下：

(+7)io=(OOOOOlll)2

(-7),0=(11111001)2

(+122)IO=(O1U1O1O)2

(-122)IO=(1OOOO11O)2

5

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》授課地點(diǎn)：3教樓201

2、補(bǔ)碼的運(yùn)算

例如，有兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)10000100和00001110,當(dāng)規(guī)定它們是不帶符號(hào)的數(shù)時(shí)，則它們

分別表示（132）io和（14）io。將這兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)相加：

10000100

+00001110

10010010

當(dāng)遇到兩個(gè)數(shù)相減時(shí)，處理器就自動(dòng)地將減數(shù)取補(bǔ)，而后將被減數(shù)和減數(shù)的補(bǔ)碼相加來

完成減法運(yùn)算。例如（69）10—（26）10=?可以寫成（69）10+（-26）10o利用（69）10的原碼和（26）10

的補(bǔ)碼相加，即可以得到正確的結(jié)果。例如，兩個(gè)帶符號(hào)的數(shù)（01000001）2（十進(jìn)制數(shù)+65）

與（01000011）2（十進(jìn)制數(shù)+67）相加:

01000001

+01000011

looooioo一春果有溢出）

再來看兩個(gè)負(fù)數(shù)（10001000）2和（11101110）2的相加情況。

10001000

+11101110

1-onioiio（結(jié)果有溢出）

此外，在微處理機(jī)中還會(huì)遇到不帶符號(hào)數(shù)的運(yùn)算。例如，兩個(gè)無符號(hào)數(shù)（11111101）2和

（00000011）2相加：

11111101

+00000011

—1-00000000（最高位有進(jìn)位）

五、數(shù)的定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示

1、數(shù)的定點(diǎn)表示法

當(dāng)小數(shù)點(diǎn)固定在最高有效位的前面時(shí)，定點(diǎn)數(shù)為純小數(shù)，其格式為：

符號(hào)MSB...LSB

當(dāng)小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)的末尾時(shí)，定點(diǎn)數(shù)為整數(shù)。

2、數(shù)的浮點(diǎn)表示法

在十進(jìn)制中,一個(gè)數(shù)可以寫成多種表示形式。例如，83.125可寫成：102X0.83125,

103x0.083125,104x0.0083125等等。同樣，一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，也可以寫成多種表示形式。

例如，二進(jìn)制數(shù)1011.10101可以寫成：24X0.101110101,25X0.0101110101,26X

0.00101110101等等。

可以看出，一個(gè)二進(jìn)制數(shù)能夠用一種普遍的形式來表示：

2XF

其中E稱為階碼，F(xiàn)叫做尾數(shù)。我們把用階碼和尾數(shù)表示的數(shù)叫做浮點(diǎn)數(shù)，這種表示數(shù)的方

法稱為浮點(diǎn)表示法。

在浮點(diǎn)表示法中，階碼通常為帶符號(hào)的整數(shù)，尾數(shù)為帶符號(hào)的純小數(shù)。浮點(diǎn)數(shù)的表示格

式如下：

符號(hào)階碼符號(hào)尾數(shù)

小數(shù)點(diǎn)

6

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》授課地點(diǎn)：3教樓201

很明顯，浮點(diǎn)數(shù)的表示不是唯一的。當(dāng)小數(shù)點(diǎn)的位置改變時(shí)I階碼也隨著相應(yīng)改變，可

以用多種形式來表示同一數(shù)。

若浮點(diǎn)數(shù)的表示格式為：

嗥假御立號(hào)

則可以看到，用這種編碼所能表示的數(shù)的數(shù)值范圍為：

2-P.2-3T）《|數(shù)值|＜（1-2-/＞）.2-（28-1）

前面的二進(jìn)制數(shù)1011.10101可以用包括符號(hào)在內(nèi)的8位階碼，16位尾數(shù)的規(guī)格化形式

表示如下：

000001000101110101000000

t階碼,尾數(shù)

階符尾符

—小數(shù)點(diǎn)

六、小結(jié)

1、數(shù)制、BCD碼和ASCII碼。

2、補(bǔ)碼表示法及其運(yùn)算。

七、習(xí)題

P171.1,1.2,1.6,1.8

第二講微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述（一）

本講目的：了解微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及各部分的功能

本講要求：掌握微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

本講重點(diǎn)：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)

本講難點(diǎn)：最小模式、最大模式及微型計(jì)算機(jī)的工作過程

授課內(nèi)容

一、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

1、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及各部分的功能

1.1硬件系統(tǒng)

微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)如圖2.1所示。

7

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》授課地點(diǎn)：3教樓201

外設(shè)

外設(shè)外設(shè)外設(shè)

圖2.1微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)

微型計(jì)算機(jī)主要山如下幾個(gè)部分組成：微處理器或稱中央處理單元(CPU)、內(nèi)部存貯器

(簡稱內(nèi)存)、輸入輸出接口(簡稱接口)及系統(tǒng)總線。

(1)CPU

CPU是一個(gè)復(fù)雜的電子邏輯元件，它包含了早期計(jì)算機(jī)中的運(yùn)算器、控制器及其他功能,

能進(jìn)行算術(shù)、邏輯及控制操作。

(2)內(nèi)存

顧名思義，所謂內(nèi)存就是指微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的存貯器。

(3)系統(tǒng)總線

所謂總線就是用來傳送信息的一組通信線。山圖2.1可以看到系統(tǒng)總線將構(gòu)成微型機(jī)的

各個(gè)部件連接到一起，實(shí)現(xiàn)了微型機(jī)內(nèi)部各部件間的信息交換。

(4)接口

連接主機(jī)(CPU+內(nèi)存)與外設(shè)間的通道。由于微型計(jì)算機(jī)廣泛地應(yīng)用于各個(gè)部門和領(lǐng)

域，所以連接的外部設(shè)備是各式各樣的。

1.2軟件系統(tǒng)

微型計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。

(1)系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件用來對(duì)構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)的各部分硬件，如CPU、內(nèi)存、各種外設(shè)進(jìn)行管理和協(xié)

調(diào)，使它們有條不紊高效率地工作。

(2)應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件是針對(duì)不同應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)用戶要求的功能軟件，例如，Internet網(wǎng)點(diǎn)上的Web

頁、各部門的MIS程序、CIMS中的應(yīng)用軟件以及生產(chǎn)過程中的監(jiān)測控制程序等等。

2、微型計(jì)算機(jī)的工作過程

CPU進(jìn)行簡單的算術(shù)運(yùn)算或邏輯運(yùn)算，或從存貯器取數(shù)，將數(shù)據(jù)存放于存貯器，或由接

口取數(shù)或向接口送數(shù)，這些都是一些基本動(dòng)作，也稱為CPU的操作。

用微型計(jì)算機(jī)求解“7+10=?”這樣一個(gè)極為簡單的問題，必須利用指令告訴計(jì)算機(jī)該做

的每一個(gè)步驟，先做什么，后做什么。具體步驟就是：

7-AL

AL+10-AL其含義就是把7這個(gè)數(shù)送到AL里面，然后將AL

中的7和10相加，把要獲得的結(jié)果存放在AL里。把它們變成計(jì)算機(jī)能夠直接識(shí)別并執(zhí)行的

8

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》授課地點(diǎn)：3教樓201

程序如下:

10110000

00000111第一條指令

00000100

00001010第二條指令

11110100第三條指令

利用助記符加上操作數(shù)來表示指令就方便得多了。上面的程序可寫成：

MOVAL,7

ADDAL,10

HLT

程序中第一條指令將7放在AL中；第二條指令將AL中7加上10并將相加之和放在AL中；

第三條指令是停機(jī)指令。當(dāng)順序執(zhí)行完上述指令時(shí)，AL中就存放著要求的結(jié)果。

二、8088(8086)CPU

1、概述

8088是8080和8085的改進(jìn)型。像8080和8085一樣，它的指令是以字節(jié)為基礎(chǔ)構(gòu)成

的，它的性能的提高，主要依賴于采取了以下一些特殊措施。

?建立4字節(jié)的指令預(yù)取隊(duì)列；

?設(shè)立地址段寄存器；

?在結(jié)構(gòu)上和指令設(shè)置方面支持多微處理器系統(tǒng)。

圖2.2為一般8位處理器與8088處理器指令執(zhí)行過程對(duì)比。

2、8088CPU引線及其功能

8088CPU是一塊具有40條引出線的集成電路芯片，其各引出線的定義如圖2.3所示。

為了減少芯片的引線，有許多引線具有雙重定義和功能，采用分時(shí)復(fù)用方式工作，即在不同

時(shí)刻，這些引線上的信號(hào)是不相同的。

2.1最小模式下的引線

在最小模式下，8088CPU的引線如圖2.3所示(不包括括號(hào)內(nèi)的信號(hào))。

取指執(zhí)行取指執(zhí)行

(?)

取指執(zhí)行

*取指執(zhí)行

取指執(zhí)行

⑹

圖2.2?般8位處理器與8088處理器指令執(zhí)行過程對(duì)比

(a)一般8位處理器的指令執(zhí)行過程；(b)8088處理器的指令執(zhí)行過程

9

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》授課地點(diǎn)：3教樓201

GND匚140□Vee

A”匚239A”

A；,E338JA^/Sj

A“C?37□A?/S.

A”匚536□Au/S,

A1.匚635□A..ZS.

A.匚7343gSD(HIGH)

A,C833JMN/MX

AD,匚9323RD

AD.匚1031□HOLD(RQ/(

AD,匚ii303HLDA(RQ/<

AD.匚1229口由EC國

AD，U13283IO/M(S1)

Ad匚14

27□DT/R(S1)

AD,C1526ODENCS,)

AD。匚1625Z)ALE(QSO)

NM1匚17242INTX(QSl)

INTRC18233TEST

CLKC19223READY

GNDC2021□RESET

圖2.38088處理器芯片引線圖

表2.1S%S3的狀態(tài)編碼

所代表段寄存器

s4S3

00數(shù)據(jù)段寄存器

01堆棧段寄存器

10代碼段寄存器或不使用

11附加段寄存器

8088CPU的引線信號(hào)分別是：

A16?A19/S3?S6：這是4條時(shí)間復(fù)用、三態(tài)輸出的引線。

A8-A15:它們是三態(tài)輸出引線。在CPU尋址內(nèi)存或接口時(shí)，由這些引線送出地址A8?

A15。在某種特殊情況下，這些引線也可以處于高阻狀態(tài)。

AD。?AD7：它們是地址、數(shù)據(jù)時(shí)分復(fù)用的輸入輸出信號(hào)線。其信號(hào)是經(jīng)三態(tài)門輸出的。

I0/M：它是CPU的輸出（三態(tài)）控制信號(hào)，用來區(qū)分當(dāng)前操作是訪問存貯器還是訪問

I/O端口。

麻：它是CPU的輸出控制信號(hào)（三態(tài)）。該引腳輸出為低電平時(shí)，表示CPU正處于寫存

貯器或?qū)慖/O端口的狀態(tài)。

DT/斤：該引腳是CPU的輸出控制信號(hào)（三態(tài)），用于確定數(shù)據(jù)傳送的方向。

DEN-.這是CPU經(jīng)三態(tài)門輸出的控制信號(hào)。

ALE：三態(tài)輸出控制信號(hào)，高電平有效。

RD

10

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》授課地點(diǎn)：3教樓201

：它是讀選通輸出信號(hào)（三態(tài)），低電平有效。

READY：它是準(zhǔn)備就緒輸入信號(hào)，高電平有效。

INTR：它是可屏蔽中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)，高電平有效。

荏不：它是可用MIT指令對(duì)該引腳進(jìn)行測試的輸入信號(hào)，低電平有效。

NMI：它是非屏蔽中斷輸入信號(hào)，邊沿觸發(fā)，正跳變有效。

RESET：它是CPU的復(fù)位輸入信號(hào)，高電平有效。

INTA:它是CPU輸出的中斷響應(yīng)信號(hào)，是CPU對(duì)外部輸入的INTR中斷請(qǐng)求信號(hào)的響

應(yīng)。

HOLD：它是高電平有效的輸入信號(hào)，用于向CPU提出保持請(qǐng)求。

SSO：是一條狀態(tài)輸出線。

CLK：這個(gè)是時(shí)鐘信號(hào)輸入端。

VCC：它是5V電源輸入引腳。

GND：它是接地端。

表2.2復(fù)位后的內(nèi)部寄存器狀態(tài)

內(nèi)部寄存器內(nèi)容內(nèi)部寄存器內(nèi)容

狀態(tài)寄存器清除SS寄存器0000H

IP0000HES寄存器0000H

CS寄存器FFFFH指令隊(duì)列寄存器清除

DS寄存器0000H

表2.3復(fù)位后各引腳的狀態(tài)

引腳名,狀態(tài)引腳名狀態(tài)

ADLAD?浮動(dòng)RD輸出高電平后浮動(dòng)

A.~Ai5浮動(dòng)INTA輸出高電平后浮動(dòng)

浮動(dòng)低電平

Aie/Sj-Alf/S1(ALE)

H1GH/(SSO)高電平HLDA低電平

§?/（麗）輸出高電平后浮動(dòng)RQ/GTO高電平

S)/(DT/R)輸出高電平后浮動(dòng)RQ/GT1高電平

Sj/CIO/M)輸出高電平后浮動(dòng)QSO低電平

EGCK/(WR)輸出高電平后浮動(dòng)QS1低電平

2.2最大模式下的引線

當(dāng)MN/旗加上低電平時(shí)，8088CPU工作在最大模式之下。此時(shí)，除引線24到34之外,

其他引線與最小模式完全相同。

11

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》授課地點(diǎn)：3教樓201

S2StSo：這是最大模式下由8088CPU經(jīng)三態(tài)門輸出的狀態(tài)信號(hào).

題/西、而/西：它們是總線請(qǐng)求允許引腳。

LOCK-.它是一個(gè)總線封鎖信號(hào)，低電平有效。

QS1、QSO：它是CPU輸出的隊(duì)列狀態(tài)信號(hào)。

HIGH：在最大模式時(shí)始終為高電平輸出。

表2.1為S%S3的狀態(tài)編碼，表2.2為復(fù)位后的CPU內(nèi)部寄存器的狀態(tài)，表2.3為復(fù)

位后各引腳的狀態(tài)

三、小結(jié)

微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)、微型計(jì)算機(jī)的工作過程以及8088(8086)CPU的最小

工作模式和最大工作模式

四、習(xí)題

P1084.6,4.12

第三講微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述(二)

本講目的：了解8088(8086)CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和存貯器尋址

本講要求：掌握8088(8086)處理器中的內(nèi)部寄存器和存貯器物理地址的計(jì)算

本講重點(diǎn)：內(nèi)部寄存器的使用和物理地址的形成

本講難點(diǎn)：存貯器的分段和段寄存器的使用約定及標(biāo)志寄存器

授課內(nèi)容

一、8088(8086)CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1、8088CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

8088微處理器內(nèi)部分為兩個(gè)部分：執(zhí)行單元(EU)和總線接口單元(BIU),如圖3.1所示。

EU單元負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行.它包括ALU(運(yùn)算器)、通用寄存器和狀態(tài)寄存器等，主要進(jìn)行

16位的各種運(yùn)算及有效地址的計(jì)算。

2、8088處理器中的內(nèi)部寄存器

在8088處理器中，用戶能用指令改變其內(nèi)容的，主要是一組內(nèi)部寄存器，其結(jié)構(gòu)如圖

3.2所示。

(1)數(shù)據(jù)寄存器

(2)指針寄存器

(3)變址寄存器

(4)控制(標(biāo)志位)寄存器(如圖3.3所示)

?C——進(jìn)位標(biāo)志位

?Z--零標(biāo)志位

?I——中斷允許標(biāo)志位

?P——奇偶標(biāo)志位

?A--半加標(biāo)志位

-S——符號(hào)標(biāo)志位

,D--方向標(biāo)志位

,0--溢出標(biāo)志位

12

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》授課地點(diǎn)：3教樓201

?T——陷阱標(biāo)志位（單步標(biāo)志位）

（5）段寄存器

表3.1為內(nèi)部寄存器的主要用途。

二、存貯器尋址

1、由段寄存器、段偏移地址確定物理地址

20位的物理地址是這樣產(chǎn)生的（如圖3.4所示）：

物理地址=段寄存器的內(nèi)容X16+偏移地址

在第二講的表2.2中已經(jīng)表明，復(fù)位時(shí)CS的內(nèi)容為FFFFH,IP的內(nèi)容為0000H。復(fù)位

后的啟動(dòng)地址由CS段寄存器和IP的內(nèi)容（作為偏移量）共同決定，即：

啟動(dòng)地址=CSX16+IP

=FFFFOH+0000H

=FFFFOH

2、段寄存器的使用

段寄存器的設(shè)立不僅使8088的存貯空間擴(kuò)大到1MB,而且為信息按特征分段存貯帶來

了方便。在存貯器中，信息按特征可分為程序代碼、數(shù)據(jù)、微處理器狀態(tài)等。如圖3.5所示。

q」

-1!

輸

入,

5

輸

、

制

部

控

如

線

路

電

總

，

「L

.-

圖3.18088微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

13

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》授課地點(diǎn)：3教樓201

AHALAX

BHBLBX

＞數(shù)據(jù)寄存器

CHCLCX

DHDLDX

SP堆棧指針

"指針寄存器

BP基數(shù)指針

SI源變址/

，指針寄存器

DI目的變址

IP指令指針

?控制音存H

PSWHPSWL狀態(tài)標(biāo)志

CS代碼改

DS數(shù)據(jù)段

，段寄存器

SS堆貨段

ES附加段

圖3.28088CPU的內(nèi)部寄存器

150

ODITSZAPC

圖3.3狀態(tài)寄存器

14一]160-

Ig程?

I皿咻存**

|-20-tft

圖3.4物理地址的形成

下面對(duì)表3.2中的內(nèi)容做簡要說明如下：

①在各種類型的存貯器訪問中，其段地址要么由“默認(rèn)”的段寄存器提供，要么由“指

定”的段寄存器提供。

14

《微機(jī)原理及接口技術(shù)》