第28講微機(jī)原理與接口技術(shù)

1、l8080分比分比9090分差的是方法分差的是方法60分以下差的是什么呢？分以下差的是什么呢？l9999分比分比100100分差的是境界分差的是境界l9090分比分比9999分差的是運(yùn)氣分差的是運(yùn)氣l6060分比分比7070分差的是細(xì)節(jié)分差的是細(xì)節(jié)l7070分比分比8080分差的是勤奮分差的是勤奮Attitude determines everything Attitude determines everything Attitude is Everything以微機(jī)原理最基本的、重要的概念及方法,以及教學(xué)大綱的要求為線索，組織復(fù)習(xí)內(nèi)容，舉例、擴(kuò)充到實(shí)踐應(yīng)用l80X86系列微處理器l宏指令及功

2、能程序設(shè)計(jì)lA/D & D/AlDMAl 以上內(nèi)容不作考試要求;教材其他章節(jié)均為考試范圍。重點(diǎn)如下重點(diǎn)如下單選題單選題填空題填空題問答題問答題閱讀題閱讀題編程題編程題讀圖題讀圖題綜合題綜合題小計(jì)小計(jì)第第1章章22第第2章章4101024第第3章章628第第4章章251017第第5章章1010第第6章章21012第第7章章21012第第8章章224第第9章章24511小計(jì)小計(jì)2020255101010100分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)單選題單選題填空題填空題問答題問答題閱讀題閱讀題編程題編程題讀圖題讀圖題綜合題綜合題小計(jì)小計(jì)第第1章章22第第2章章410519第第3章章62513第第4章章251017第第5

3、章章1010第第6章章257第第7章章21012第第8章章22511第第9章章2459小計(jì)小計(jì)20202551010101001.計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)數(shù)制、編碼數(shù)制二、十、十六 數(shù)的表示約定（帶約定符號(hào)：B,D或不帶,H） 數(shù)制間的轉(zhuǎn)換常用按權(quán)展開多項(xiàng)式 帶符號(hào)數(shù)/無符號(hào)數(shù) 數(shù)的類型（8位字節(jié),16位字,32位雙字）例：MOV AX，10HAX0010H MOV AX，10AX000AH特別要注意特別要注意10進(jìn)制與進(jìn)制與16進(jìn)制進(jìn)制l 微機(jī)中約定，不加申明、凡帶符號(hào)數(shù)一律用補(bǔ)碼表示。l求真值先判正負(fù)。l只有最高位為符號(hào)位，如8位補(bǔ)碼，D7為符號(hào)位，其余為數(shù)值位；如16位補(bǔ)碼，D15為符號(hào)位，其余

4、為數(shù)值位。例：FFH8位數(shù)，若視為無符號(hào)數(shù)255 若視為原碼7FH=127 若視為補(bǔ)碼1已知已知8位補(bǔ)碼數(shù)位補(bǔ)碼數(shù)9CH1001 1100B64H=100一個(gè)數(shù)在機(jī)一個(gè)數(shù)在機(jī)器中的表示器中的表示是唯一的，是唯一的，但代表的含但代表的含義不是唯一義不是唯一的，取決于的，取決于你怎么看它。你怎么看它。常用的ASCII碼字符0 9 30H39H， A Z 41H5AH，0DHENTER， 0AH換行，20H空格。計(jì)算機(jī)的常用輸入/輸出設(shè)備都是ASCII碼。區(qū)分字符與數(shù)值字符與數(shù)值的轉(zhuǎn)換： 如： 0 9 減30H或AND AL，0FH 可得其數(shù)值 ； A Z 減37H。 如：09加30H； AF加37

5、H。l 存放規(guī)律： 壓縮型BCD一個(gè)字節(jié)存放2位十進(jìn)制數(shù)；非壓縮型BCD一個(gè)字節(jié)存放1位十進(jìn)制數(shù)，又稱ASCII BCD。 如： 12壓縮BCD 12H； 非壓縮BCD0102H。l 運(yùn)算BCD“逢十進(jìn)一”，而4位二進(jìn)制數(shù)“逢十六進(jìn)一”，必須調(diào)整，為此提供了調(diào)整指令。lBCD數(shù)二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換的基本方法:十進(jìn)制數(shù)的十進(jìn)制數(shù)的BCD碼表示與十進(jìn)制本身是碼表示與十進(jìn)制本身是一樣的，如一樣的，如55的的BCD碼就是碼就是55H。弄清除壓縮弄清除壓縮BCD碼與非壓縮碼與非壓縮BCD碼碼如：鍵入：12AB可視為ASCII字符，也可視為十六進(jìn)制數(shù)。但在內(nèi)存中存放的都是ASCII碼值：31H，32H，41H，

6、42H。8個(gè)通用RegAX，BX，CX，DX，SP，BP，SI，DI。4 個(gè)段Reg CS，DS，ES，SS。2個(gè)控制Reg IP，F(xiàn)。IP跟蹤程序的執(zhí)行，F(xiàn)判斷智能功能?；居猛?，專門特殊用途，基本用途，專門特殊用途，AX為乘除指令的累加器，為乘除指令的累加器，即目的操作數(shù)即目的操作數(shù)Reg 。BX訪問存儲(chǔ)器作間址或基址訪問存儲(chǔ)器作間址或基址Reg 。CX在循環(huán)、字符串、移位中作計(jì)數(shù)在循環(huán)、字符串、移位中作計(jì)數(shù)Reg 。DX訪問訪問I/O端口時(shí)作間址端口時(shí)作間址Reg 。BP訪問存儲(chǔ)器時(shí)作基址或間址訪問存儲(chǔ)器時(shí)作基址或間址Reg 。SP堆棧指針。堆棧指針。注意：注意：BP及及SS都是對(duì)堆棧操

7、作，所都是對(duì)堆棧操作，所以默認(rèn)的段寄存器是以默認(rèn)的段寄存器是SSl作用子程序調(diào)用、中斷、保護(hù)斷點(diǎn)、保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、暫存中間結(jié)果、傳遞參數(shù)。l影響堆棧內(nèi)容及SP指針的操作PUSH，POP，CALL，RET，INT，中斷，IRET BP或SS：XX，改變內(nèi)容。注意：執(zhí)行這類指令時(shí)，注意：執(zhí)行這類指令時(shí)，堆棧指針堆棧指針SP內(nèi)容如何變內(nèi)容如何變化，堆棧本身的內(nèi)容如化，堆棧本身的內(nèi)容如何變化，它們?cè)趦?nèi)存中何變化，它們?cè)趦?nèi)存中的地址分配的地址分配l中斷的概念CPU暫停當(dāng)前程序的運(yùn)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行某些臨時(shí)發(fā)生的事件，即中斷服務(wù)，服務(wù)后返回到原來地方繼續(xù)運(yùn)行的過程中斷。l中斷源中斷來源的識(shí)別軟件查詢或硬件識(shí)別向量中斷

8、，即對(duì)每個(gè)外設(shè)固定編號(hào)N即中斷類型碼N（中斷向量） N*4得到中斷向量表的地址中斷向量（中斷程序本身的地址）響應(yīng)中斷的條件是什么響應(yīng)中斷的條件是什么中斷響應(yīng)的全過程？中斷響應(yīng)的全過程？CPU響應(yīng)中斷條件？響應(yīng)中斷條件？l中斷響應(yīng)過程保護(hù)FR、CS、IP、軟件保護(hù)Reg，影響堆棧內(nèi)容及SP。l中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)填寫向量表（不作要求）。l中斷類型內(nèi)部，外部，軟中斷，硬中斷。任何一個(gè)子程序或一段操作都可用INT N實(shí)現(xiàn)。VERY IMPORTANT!響應(yīng)中斷的過程是什么？響應(yīng)中斷的過程是什么？l總線BUS傳送信息的公共通道，即把計(jì)算機(jī)各部件連在一起的一組并行導(dǎo)線。l總線的寬度能并行傳送的二進(jìn)制信息的

9、位數(shù)，如：16位DB，20位AB。l傳送特點(diǎn)分時(shí)傳送，方能實(shí)現(xiàn)不同來源的信息在一組統(tǒng)一的傳輸線上傳送，為控制在某一特定時(shí)刻，總線上只能傳送一種信息，所以對(duì)總線的發(fā)送/接收必須進(jìn)行控制常用的控制器三態(tài)門，即微機(jī)中：存儲(chǔ)器、I/O接口都是通過三態(tài)門掛接在總線上，不使用時(shí)，呈高阻（開路），需交換信息時(shí)選通三態(tài)門和總線接通，連接接口。為什么要用總線？總為什么要用總線？總線的作用是什么？線的作用是什么？為什么要分時(shí)復(fù)用？為什么要分時(shí)復(fù)用？如何實(shí)現(xiàn)分時(shí)復(fù)用？如何實(shí)現(xiàn)分時(shí)復(fù)用？l時(shí)序在時(shí)鐘CLK的控制下一步一步的操作，CPU時(shí)序告訴人們?cè)谀骋惶囟〞r(shí)刻（T狀態(tài)）究竟執(zhí)行什么操作。l時(shí)間T狀態(tài)CPU動(dòng)作的最小單

10、位，一個(gè)CLK周期；l總線周期與總線打交道的時(shí)間，如存儲(chǔ)器讀/寫（4T），I/O讀/寫（4T）。幾個(gè)周期的關(guān)系，幾個(gè)周期的關(guān)系，T1T4總線上的變化總線上的變化如： INAL, DX AB,DB,IOR 有效； OUT DX, ALAB ,DB,IOW 有效； 用以上信號(hào)控制接口。體現(xiàn)在端口譯碼體現(xiàn)在端口譯碼信號(hào)信號(hào)CS1、指令機(jī)器能識(shí)別的基本命令，指令的集合指令系統(tǒng)，取決于硬件CPU。l指令的組成 說明指令的功能及操作的對(duì)象。l機(jī)器指令一組二進(jìn)制代碼機(jī)器碼，如：BA0300HMOV DX，OFFSET IBUF。l符號(hào)指令操作碼、操作數(shù)均用特定符號(hào)表示。l匯編將匯編源程序（符號(hào)語(yǔ)言指令）翻譯

11、成機(jī)器語(yǔ)言程序。如：MASM程序。操作碼占多少字節(jié)，操操作碼占多少字節(jié)，操作數(shù)占多少字節(jié)。作數(shù)占多少字節(jié)。l定義尋找操作數(shù)（地址）的方式，操作數(shù)可存放在Reg或Mem。l7種尋址方式立即、寄存器、直接、間接、基址、變址、基址加變址；熟悉尋址方式，方能理解指令的功能。* *3 3、默認(rèn)段、默認(rèn)段存儲(chǔ)器尋址中段地址的確定問題，一般遵守約定段：超越（跨段）操作，DS：BP，顯示說明高于默認(rèn)段。操作數(shù)的存在形式操作數(shù)的存在形式1.立即數(shù)立即數(shù)2.寄存器寄存器3.存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器l格式符號(hào)指令的書寫規(guī)則。l功能由操作碼決定，由助記符號(hào)體現(xiàn)。 如： SAR DX ，1 RCR AX，1兩指令完成DX：AX雙字

12、右移一位，帶符號(hào)數(shù)2。 l應(yīng)用注意事項(xiàng)如MOV的合法/非法傳送： 如： MOV AX，DATA MOV DS， AX 而： MOV DS，DATA l重點(diǎn)指令編程時(shí)常用（上機(jī)、作業(yè)常用），包括傳送（交換、棧操作、IO）、算術(shù)（主要是加、減）、調(diào)整（BCD碼）、移位、條件轉(zhuǎn)移（JC/JNC/JZ/LNZ/JB/JNB/JA/JNA、 LOOP、CALL）、CMP。CMP指令執(zhí)行后，結(jié)指令執(zhí)行后，結(jié)果及狀態(tài)如何？果及狀態(tài)如何？l算術(shù)；l邏輯；l移位；l 標(biāo)志操作。從編程的應(yīng)用角度看，主從編程的應(yīng)用角度看，主要的標(biāo)志位是要的標(biāo)志位是CF,ZF,PF; OF,AF現(xiàn)在基本不用了，現(xiàn)在基本不用了，但也要

13、知道其含義及求法。但也要知道其含義及求法。1 、程序結(jié)構(gòu)分段定義與組織2、 常用偽指令與常用算符：l 段定義 SEGMENTENDSl 子程序 PROCENDPl 常量定義 EQUl 變量定義 DB，DW，(DD，DQ，DT)l PTR（類型屬性運(yùn)算符）l：（跨段前綴符）l OFFSET（取偏移地址）lSEG（取段地址）lORG （地址定位）lDUP （重復(fù)定義）lPC專為匯編提供的兩個(gè)程序接口DOS，BIOS。l重點(diǎn)常用輸入/輸出（1#鍵入一個(gè)字符，2#顯示一個(gè)字符，9#顯示一串字符，10#鍵入一串字符，11#檢查有無鍵入，以控制程序是否結(jié)束）。這部分考試時(shí)只需要用到這部分考試時(shí)只需要用到返

14、回返回DOS的中斷調(diào)用。的中斷調(diào)用。l順序順序算術(shù)運(yùn)算（加，減，乘，除），算術(shù)運(yùn)算（加，減，乘，除），BCD運(yùn)算運(yùn)算（調(diào)整），查表技術(shù)，拆字拼字。（調(diào)整），查表技術(shù)，拆字拼字。 例、 用查表法將 AL 中的16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為字符。 TAB DB 0123456789ABCDEF方法1：LEA BX，TAB XLAT TAB ；（BX+AL）AL法二 XOR方法2：XOR BH，BH MOV BL，AL MOV AL，TABBX；（BX+TAB）AL 以上為表地址加偏移量作為訪問單元。 如：CMP AL，KEYTABBX鍵盤中獲取鍵值 如：MOV AL，SEGTABBX在7 段顯示器中獲取段碼，本

15、質(zhì)上都是采用了查表技術(shù)。如：CMP AX，SI JNB NEXT 無符號(hào)數(shù)比較AXSI XCHG AX，SIAX中存放較大值l循環(huán)循環(huán)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)，條件控制，雙重控制，單，條件控制，雙重控制，單重，多重重，多重；常用LOOP。l串操作串操作可簡(jiǎn)化循環(huán)程序的設(shè)計(jì)，約定初始化。l結(jié)構(gòu)PROCENDPl調(diào)用與返回（CALL，RET）斷點(diǎn)保護(hù)，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，恢復(fù)保護(hù)進(jìn)棧。影響SP及堆棧內(nèi)容。*子程序參數(shù)傳遞：約定REG法，約定單元法，堆棧法，參數(shù)賦值法相應(yīng)單元在CPU，DS，SS，CS。l保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)解決主子程序公用REG的保護(hù)問題。l加減運(yùn)算，BCD運(yùn)算，雙字操作（運(yùn)算），帶符號(hào)數(shù)運(yùn)算，數(shù)制轉(zhuǎn)換，碼制轉(zhuǎn)換，排序

16、，查表，求MAX，求MIN。請(qǐng)大家閱讀教材及課件中的例題。l內(nèi)存映象圖（即存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容 如：數(shù)據(jù)段定義（輸入）后的映象圖，程序執(zhí)行的堆棧映象圖CALL，中斷）。偽指令分配的存儲(chǔ)空間及初始化數(shù)偽指令分配的存儲(chǔ)空間及初始化數(shù)據(jù)（注意：負(fù)數(shù)存儲(chǔ)方式）據(jù)（注意：負(fù)數(shù)存儲(chǔ)方式）l基本命令lT，P單步執(zhí)行l(wèi)指針I(yè)P，SP，REG，F(xiàn)標(biāo)志，MEM單元內(nèi)容的變化。1、 微機(jī)的基本結(jié)構(gòu) l 三總線結(jié)構(gòu)AB，DB，CB。l 基本組成CPU系統(tǒng)，存儲(chǔ)器（RAM，ROM），I/O接口，I/O設(shè)備，通過總線連在一起。l 工作原理程序存儲(chǔ)，程序控制，即馮諾依曼原理。為什么要分段為什么要分段什么是什么是VAN.NEUM

17、ANN結(jié)構(gòu)？什么結(jié)構(gòu)？什么是是HARVARD結(jié)構(gòu)？用圖表示。結(jié)構(gòu)？用圖表示。l 如8088/8086結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（EU，BIU并行工作流水線作業(yè)）l 芯片級(jí)總線三總線芯片引線。EU及及BIU分別起什么作用分別起什么作用基本總線周期長(zhǎng)度（基本總線周期長(zhǎng)度（T1、T2、T3、TW*、T4）l 最小系統(tǒng)8086工作在最小組態(tài)，單一處理器系統(tǒng)，擴(kuò)展的存儲(chǔ)器外設(shè)較少，系統(tǒng)控制總線（如：IOM，RD，WR）由CPU直接提供由8086，8284，3733，245組成。l最大系統(tǒng)8086工作在最大組態(tài)，多處理器系統(tǒng)，擴(kuò)展的存儲(chǔ)器外設(shè)較多，系統(tǒng)控制總線不能由CPU直接提供，外加控制器對(duì)CPU的三狀信號(hào)S2，S1，S

18、0進(jìn)行譯碼控制形成系統(tǒng)控制信號(hào)（如MEMR，MEMW，IOR，IOW）由8088，8284，3733，245， 8288組成。最小系統(tǒng)與最大系統(tǒng)的組成及區(qū)別最小系統(tǒng)與最大系統(tǒng)的組成及區(qū)別l 存儲(chǔ)器的種類與特點(diǎn)l分級(jí)結(jié)構(gòu)為解決存儲(chǔ)容量與速度之間的矛盾，常用三級(jí)結(jié)構(gòu)：高速緩沖存儲(chǔ)器CACHE，主存（內(nèi)存），輔存（外存）。l 內(nèi)存字節(jié)結(jié)構(gòu)每一個(gè)字節(jié)單元編號(hào)地址存儲(chǔ)器空間與AB有關(guān)。l 分段管理CPU內(nèi)部Reg均為16位，而地址20位。l單元地址有兩種表示：邏輯地址邏輯地址段地址：偏移地址（程序中使用）段地址：偏移地址（程序中使用）物理地址物理地址CPU訪問單元的實(shí)際地址。訪問單元的實(shí)際地址。各個(gè)不同

19、位置的存儲(chǔ)器各有什么作用各個(gè)不同位置的存儲(chǔ)器各有什么作用8086中內(nèi)存為中內(nèi)存為什么要分段？什么要分段？是如何分段的？是如何分段的？物理地址、邏物理地址、邏輯地址、有效輯地址、有效地址、段地址、地址、段地址、偏移地址之間偏移地址之間的關(guān)系？的關(guān)系？l常用芯片EPROM 2716(2K8), 2732(4k8), 2764(8k8)； SRAM 6116(2K8), 6264(8K8)。l 擴(kuò)展連線 EPROMAB，DB，輸出允許 OEMEMR，片選CE 譯碼輸出。 SRAMAB，DB，輸出允許OEMEMR，片選CE譯碼輸出，寫允許 WEMEMW。如何計(jì)算存儲(chǔ)器如何計(jì)算存儲(chǔ)器的地址與容量。的地址

20、與容量。地址譯碼的問題地址譯碼的問題l 8086的I/O尋址I/O單獨(dú)編址與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址。lI/O單獨(dú)編址使用專用 IN/OUT 指令傳送數(shù)據(jù)。l IN/OUT指令功能、應(yīng)用、時(shí)序信號(hào)低16位AB，DB，IOR/IOW，接口設(shè)計(jì)中必須正確利用這些信號(hào)控制接口電路。注意：注意：DX在在IN/OUT指令中做地指令中做地址用，所以它的內(nèi)容出現(xiàn)在地址址用，所以它的內(nèi)容出現(xiàn)在地址總線；總線；AL/AX做轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)用，它做轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)用，它的內(nèi)容出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上。的內(nèi)容出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上。注意：各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么注意：各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么lI/O擴(kuò)展槽(I/O通道) 為方便用戶擴(kuò)展各種功能而引進(jìn)擴(kuò)展槽,即PC機(jī)采

21、用了開放式結(jié)構(gòu),實(shí)質(zhì)為PC總線后發(fā)展為ISA總線,即有62位信號(hào)線,擴(kuò)展接口常用信號(hào)：AB,DB,MEMR/MEMW,IOR/IOW,IRQ9, AEN(地址允許),CLK。CPU與與I/O設(shè)備通信的方式有哪些？各自的特點(diǎn)與通途？設(shè)備通信的方式有哪些？各自的特點(diǎn)與通途？l譯碼目的在擴(kuò)展存儲(chǔ)器,I/O接口時(shí)都有尋址問題,即地址分配和片選,尋址時(shí)有片內(nèi)尋址,片間尋址(片選),片內(nèi)尋址由存儲(chǔ)器或I/O接口芯片內(nèi)部譯碼完成,而片選一般由用戶對(duì)高位地址譯碼完成。l常用譯碼電路：多輸入與非門74LS30輸出一個(gè)片選端；74LS138譯碼器輸出8個(gè)片選端。根據(jù)圖分析地址或根據(jù)地址作圖根據(jù)圖分析地址或根據(jù)地址作圖l 譯碼器的開啟控制應(yīng)視具體情況：如I/O譯碼一定要用地址允許