微機(jī)原理及接口技術(shù)總結(jié)

1、微微型計(jì)算型計(jì)算機(jī)原理機(jī)原理與接口技術(shù)與接口技術(shù) 總總 結(jié)結(jié)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：l概述概述微型計(jì)算機(jī)發(fā)展史微型計(jì)算機(jī)發(fā)展史l微型計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程微型計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程l計(jì)算機(jī)中的常用計(jì)算機(jī)中的常用計(jì)數(shù)制、編碼計(jì)數(shù)制、編碼及它們及它們 相互間的相互間的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換l二進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算和和邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算l符號(hào)數(shù)的表示符號(hào)數(shù)的表示及及補(bǔ)碼運(yùn)算補(bǔ)碼運(yùn)算l基本基本邏輯門邏輯門及及譯碼器譯碼器第1章 基礎(chǔ)知識(shí)微機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成 運(yùn)算器運(yùn)算器 CPU 控制器控制器 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 寄存器寄存器 主機(jī)主機(jī) 輸入輸入/輸出接口輸出接口 硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng) 總線總線 外設(shè)外設(shè)微機(jī)系統(tǒng)微機(jī)系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟

2、件 軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng) 應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件 圖圖1-4 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 存儲(chǔ)器I/O接口輸入設(shè)備I/O接口地址總線地址總線 ABAB輸出設(shè)備C CP PU U數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 DBDB控制總線控制總線 CBCBI/O接口AB: Address Bus DB: Data Bus CB: Control Bus微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖圖1.2 計(jì)算機(jī)中的數(shù)制計(jì)算機(jī)中的數(shù)制l了解：了解：各種計(jì)數(shù)制的特點(diǎn)及表示方法各種計(jì)數(shù)制的特點(diǎn)及表示方法 l掌握：掌握：各種計(jì)數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換各種計(jì)數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換61.3 二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算 無(wú)符號(hào)數(shù)無(wú)符號(hào)數(shù) 算

3、術(shù)運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算 有符號(hào)數(shù)有符號(hào)數(shù) 邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算譯碼器譯碼器l74LS138譯碼器：譯碼器：G1G2AG2BCBAY0Y7 掌握掌握74LS138譯碼器：譯碼器：l各引腳功能各引腳功能l輸入端與輸出端輸入端與輸出端 關(guān)系（真值表見(jiàn)關(guān)系（真值表見(jiàn)P28 表表1-9）1.4 符號(hào)數(shù)的表示：符號(hào)數(shù)的表示： 原碼原碼 反碼反碼 補(bǔ)碼補(bǔ)碼計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制編碼計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制編碼 BCD碼碼ASCII碼碼BCD碼碼-二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)l壓縮壓縮BCD碼碼8421碼碼 用用4 4位二進(jìn)制碼表示一位十進(jìn)制數(shù)位二進(jìn)制碼表示一位十進(jìn)制數(shù)l擴(kuò)展擴(kuò)展BCD碼碼 用用8 8位二進(jìn)制碼表示一位十進(jìn)

4、制數(shù)位二進(jìn)制碼表示一位十進(jìn)制數(shù)BCD碼與十、二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換碼與十、二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換lBCD十進(jìn)制十進(jìn)制 例例: (0010 0011 0100.0001 0101)BCD= (234.15）10lBCD 二進(jìn)制二進(jìn)制 先轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，再轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)先轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，再轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)；反之同樣。；反之同樣。 例例：（：（0001 0001 .0010 0101）BCD =（11 .25）10 =（1011 .01）BASCII碼碼-美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼l字符的編碼，一般用字符的編碼，一般用7位二進(jìn)制碼表示。位二進(jìn)制碼表示。在需要時(shí)可在在需要時(shí)可在D7位加校驗(yàn)位。位加

5、校驗(yàn)位。l熟悉熟悉0F的的ASCII碼碼ASCII表16進(jìn)制高位進(jìn)制高位0123456716進(jìn)制低位進(jìn)制低位0NULDLESP0P/p1SOHDC1!1AQaq2STXDC22BRbr3ETXDC3#3CScs4EOTDC4$4DTdt5ENQNAK%5EUeu6ACKSYN&6FVfv7BELETB7GWgw8BSCAN(8HXhx9HTEM)9IYiyALFSUB*:JZjzBVTESC+;KkCFFFS,NNFSTUS/?O-oDEL15 教學(xué)目的：第2章 微處理器與總線l了解微處理器的一般結(jié)構(gòu)和功能；了解微處理器的一般結(jié)構(gòu)和功能；l理解理解80888088 CPUCPU的外部引

6、線及主要引線功能；的外部引線及主要引線功能；l深入理解深入理解80888088 CPUCPU的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、內(nèi)部寄存器功能的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、內(nèi)部寄存器功能及工作時(shí)序；及工作時(shí)序；l理解總線的一般概念、分類方法及主要功能；理解總線的一般概念、分類方法及主要功能；l了解現(xiàn)代微機(jī)系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)；了解現(xiàn)代微機(jī)系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)；l了解常用的系統(tǒng)總線和外設(shè)總線標(biāo)準(zhǔn)。了解常用的系統(tǒng)總線和外設(shè)總線標(biāo)準(zhǔn)。168088/80868088/8086微處理器概述微處理器概述 8086 8086 CPUCPU是是IntelIntel系列的系列的1616位微處位微處理器，它有理器，它有1616根數(shù)據(jù)線和根數(shù)據(jù)線和2020根地址線，根

7、地址線，所以可尋址的地址空間是所以可尋址的地址空間是2 220201 1MBMB。 8088 CPU 8088 CPU是準(zhǔn)是準(zhǔn)1616位微處理器，它位微處理器，它的內(nèi)部寄存器、內(nèi)部運(yùn)算部件以及內(nèi)部的內(nèi)部寄存器、內(nèi)部運(yùn)算部件以及內(nèi)部操作都是按操作都是按1616位設(shè)計(jì)的，但對(duì)外的數(shù)據(jù)位設(shè)計(jì)的，但對(duì)外的數(shù)據(jù)總線只有總線只有8 8位，在處理一個(gè)位，在處理一個(gè)1616位數(shù)據(jù)時(shí)，位數(shù)據(jù)時(shí)，80888088需要兩步操作，因而稱需要兩步操作，因而稱80888088是準(zhǔn)是準(zhǔn)1616位微處理器。位微處理器。178086 總線 地址總線（20 位） ALU 數(shù)據(jù)總線（16 位） 地址加法器 隊(duì)列總線 指令隊(duì)列 總線

8、接口部件（BIU） 1 2 3 4 5 6 C S I P 內(nèi)部通信寄存器 總線 控制 邏輯 數(shù)據(jù)總線 暫 存 器 A L U 標(biāo)志寄存器 E U 控制器 指令執(zhí)行部件（EU） （16 位） （8 位） 通 用 寄 存 器 E S D S S S AX BX CX DX B P S P S I D I AH AL BH BL CH CL DH DL 圖圖2-12 8086處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)8088/808618物理地址 8088/8086：20根地址線，可尋址220(1MB)個(gè)存儲(chǔ)單元 CPU送到AB上的20位的地址稱為物理地址 2.2.4 8088/80862.2.4 8088/8

9、086的存儲(chǔ)器組織的存儲(chǔ)器組織19邏輯地址邏輯地址段基地址和段內(nèi)偏移組成了邏輯地址 段基址 偏移地址(偏移量) 格式為：段地址:偏移地址 物理地址=段基地址16+偏移地址60002H00H12H60000H0 0 0 0段基地址（16位）段首地址 偏移地址=0002H20因?yàn)橐驗(yàn)?088/8086CPU中有中有4個(gè)段寄存器，所以個(gè)段寄存器，所以 它同時(shí)可以訪問(wèn)它同時(shí)可以訪問(wèn)4個(gè)存儲(chǔ)段。段與段之間可以個(gè)存儲(chǔ)段。段與段之間可以重合、重疊、緊密重合、重疊、緊密連接或間隔分開。連接或間隔分開。分段尋址的好處就是允許程序在存儲(chǔ)器內(nèi)重分段尋址的好處就是允許程序在存儲(chǔ)器內(nèi)重定位。定位。21堆棧及堆棧段的使用

10、l內(nèi)存中一個(gè)按內(nèi)存中一個(gè)按FILOFILO方式操作的特殊區(qū)域方式操作的特殊區(qū)域l每次壓棧和退棧均以每次壓棧和退棧均以WORDWORD為單位（為單位（1616位）位）lSS存放堆棧段地址，存放堆棧段地址，SPSP存放段內(nèi)偏移，存放段內(nèi)偏移，SS:SP構(gòu)成了堆棧指針構(gòu)成了堆棧指針l堆棧用于存放返回地址、過(guò)程參數(shù)或需要保護(hù)堆棧用于存放返回地址、過(guò)程參數(shù)或需要保護(hù)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)l常用于響應(yīng)中斷或子程序調(diào)用常用于響應(yīng)中斷或子程序調(diào)用222 總線分類片內(nèi)總線片內(nèi)總線片外總線片外總線 按相對(duì)按相對(duì)CPU的位置的位置按層按層次結(jié)構(gòu)次結(jié)構(gòu)CPUCPU總線：總線：CPU CPU 其他部件其他部件系統(tǒng)總線：主機(jī)系統(tǒng)總

11、線：主機(jī)I/OI/O接口接口( (如如ISAISA等等) )外設(shè)總線：微機(jī)外設(shè)總線：微機(jī)外設(shè)（如外設(shè)（如IDEIDE、USBUSB）地址總線（地址總線（ABAB）數(shù)據(jù)總線（數(shù)據(jù)總線（DBDB）控制總線（控制總線（CBCB）按傳送信按傳送信息的類型息的類型22232.3.3 80882.3.3 8088系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線1.1.最小模式下的系統(tǒng)總線最小模式下的系統(tǒng)總線(1)1)系統(tǒng)總線的控制系統(tǒng)總線的控制信號(hào)是信號(hào)是8088CPU8088CPU直接直接產(chǎn)生的。若產(chǎn)生的。若8088CPU8088CPU的驅(qū)動(dòng)能力不夠，可的驅(qū)動(dòng)能力不夠，可以加上總線驅(qū)動(dòng)器以加上總線驅(qū)動(dòng)器74LS24474LS244進(jìn)行

12、驅(qū)動(dòng)。進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。(2)(2)按此構(gòu)成的系統(tǒng)按此構(gòu)成的系統(tǒng)總線上不能進(jìn)行總線上不能進(jìn)行DMADMA傳送，因?yàn)槲磳?duì)系統(tǒng)傳送，因?yàn)槲磳?duì)系統(tǒng)總線形成器件做進(jìn)一總線形成器件做進(jìn)一步控制步控制242.IBM PC2.IBM PC的系統(tǒng)總線和最大模式下的系統(tǒng)總線的系統(tǒng)總線和最大模式下的系統(tǒng)總線25第第3 3章章 8088/80868088/8086指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)（1）26主要內(nèi)容主要內(nèi)容：l指令系統(tǒng)的一般概念指令系統(tǒng)的一般概念l對(duì)操作數(shù)的尋址方式對(duì)操作數(shù)的尋址方式l六大類指令的功能，包括：六大類指令的功能，包括：操作碼的含義指令對(duì)操作數(shù)的要求指令執(zhí)行的結(jié)果278086/8088CPU的指令系統(tǒng)共包含92種

13、基本指令，按照功能可將它們分為6大類：1. 數(shù)據(jù)傳送類2. 算數(shù)運(yùn)算類3. 邏輯運(yùn)算和移位4. 串操作5. 控制轉(zhuǎn)移類6. 處理器控制類28操作數(shù)：操作數(shù)：立即數(shù)操作數(shù)立即數(shù)操作數(shù)寄存器操作數(shù)寄存器操作數(shù)存儲(chǔ)器操作數(shù)存儲(chǔ)器操作數(shù)29尋址方式尋址方式尋址方式尋址方式尋找操作數(shù)的方法尋找操作數(shù)的方法l 尋找操作數(shù)的地址尋找操作數(shù)的地址（一般指源操作數(shù)一般指源操作數(shù)）l 尋找要執(zhí)行的下一條指令的地址尋找要執(zhí)行的下一條指令的地址在在8086指令系統(tǒng)中，說(shuō)明操作數(shù)所在地址的尋址指令系統(tǒng)中，說(shuō)明操作數(shù)所在地址的尋址方式可分為方式可分為8種種： 立即尋址立即尋址 寄存器相對(duì)尋址寄存器相對(duì)尋址 直接尋址直接尋

14、址 基址基址- -變址尋址變址尋址 寄存器尋址寄存器尋址 相對(duì)的基址相對(duì)的基址- -變址尋址變址尋址 寄存器間接尋址寄存器間接尋址 隱含尋址隱含尋址30指令格式：指令格式：說(shuō)明要執(zhí)行的是什么操作操作對(duì)象，可以有0個(gè)、1個(gè)或2個(gè)目的源指令的長(zhǎng)度會(huì)影響指令的執(zhí)行時(shí)間。8086指令的長(zhǎng)度在1-7個(gè)字節(jié)之間。31IN、OUT 直接、間接尋址直接、間接尋址JMP 段內(nèi)直接尋址段內(nèi)直接尋址 段內(nèi)間接尋址段內(nèi)間接尋址如：如：JMP LEBAL ；IP+地址位移量地址位移量 JMP BX JMP WORD PTRBX+DI ；間接尋址操作數(shù)必須是；間接尋址操作數(shù)必須是16位位 ；寄存器或存儲(chǔ)器地址；寄存器或存

15、儲(chǔ)器地址32第第4 4章章 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：l了解匯編語(yǔ)言源程序的結(jié)構(gòu)了解匯編語(yǔ)言源程序的結(jié)構(gòu)l匯編語(yǔ)言語(yǔ)句格式匯編語(yǔ)言語(yǔ)句格式l偽指令偽指令l功能調(diào)用功能調(diào)用l掌握匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)掌握匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)3233二、匯編語(yǔ)言源程序結(jié)構(gòu)二、匯編語(yǔ)言源程序結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)段名數(shù)據(jù)段名 SEGMENT 數(shù)據(jù)段名數(shù)據(jù)段名 ENDS附加段名附加段名 SEGMENT 附加段名附加段名 ENDS堆棧段名堆棧段名 SEGMENT 堆棧段名堆棧段名 ENDS代碼段名代碼段名 SEGMENT 代碼段名代碼段名 ENDS34一個(gè)基本的匯編語(yǔ)言程序框架如下： stack SEGMENT PA

16、RA 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 堆棧段數(shù)據(jù)段代碼段一個(gè)源程序中可以有多個(gè)代碼段，也可以有多個(gè)數(shù)據(jù)段、附加段及堆棧段，35 第5章 存儲(chǔ)系統(tǒng)主要內(nèi)容：l了解存儲(chǔ)器系統(tǒng)的基本概念及不同類型半了解存儲(chǔ)器系統(tǒng)的基本概念及不同類型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的特點(diǎn)；導(dǎo)體存儲(chǔ)器的特

17、點(diǎn)；l熟練掌握典型半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片與系統(tǒng)的連熟練掌握典型半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片與系統(tǒng)的連接；接；l掌握存儲(chǔ)器擴(kuò)展技術(shù)；掌握存儲(chǔ)器擴(kuò)展技術(shù)；l了解高速緩沖存儲(chǔ)器的概念及其一般工作了解高速緩沖存儲(chǔ)器的概念及其一般工作原理。原理。36存儲(chǔ)器的分類存儲(chǔ)器的分類3737靜態(tài)存儲(chǔ)器靜態(tài)存儲(chǔ)器SRAMSRAM是由是由6個(gè)個(gè)MOS管組成的管組成的雙穩(wěn)態(tài)點(diǎn)電路雙穩(wěn)態(tài)點(diǎn)電路3838動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器DRAM字選線(地址選擇線)存儲(chǔ)電容 C位線D(數(shù)據(jù)線)分布電容CD39地址譯碼地址譯碼 輸入的一組轉(zhuǎn)換為一個(gè)特定的輸出信輸入的一組轉(zhuǎn)換為一個(gè)特定的輸出信號(hào)，即：號(hào)，即： 將輸入的一組將輸入的一組高位高位地址信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)

18、地址信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生一個(gè)有效的輸出信號(hào)，用于選換，產(chǎn)生一個(gè)有效的輸出信號(hào)，用于選中某一個(gè)存儲(chǔ)器芯片，從而確定了該存中某一個(gè)存儲(chǔ)器芯片，從而確定了該存儲(chǔ)器芯片在內(nèi)存中的地址范圍。儲(chǔ)器芯片在內(nèi)存中的地址范圍。 A20Ai 用于確定芯片的地址范圍用于確定芯片的地址范圍 Ai-1A0 用于片內(nèi)尋址用于片內(nèi)尋址40第6章 輸入輸出及中斷技術(shù)主要內(nèi)容：lI/O端口及其編址方式端口及其編址方式l簡(jiǎn)單接口芯片及其應(yīng)用簡(jiǎn)單接口芯片及其應(yīng)用l基本輸入輸出方法基本輸入輸出方法l中斷的基本概念及工作過(guò)程中斷的基本概念及工作過(guò)程416.1 輸入輸出接口輸入輸出接口主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：lI/O接口與接口與I/O端口的概

19、念端口的概念lI/O端口的編址方式端口的編址方式l端口地址譯碼端口地址譯碼l數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式426.2 6.2 簡(jiǎn)單接口電路簡(jiǎn)單接口電路掌握掌握：l接口電路的分類及特點(diǎn)接口電路的分類及特點(diǎn)l兩類簡(jiǎn)單接口芯片的應(yīng)用兩類簡(jiǎn)單接口芯片的應(yīng)用436.3 6.3 基本輸入基本輸入/ /輸出方法輸出方法無(wú)條件傳送無(wú)條件傳送查詢式傳送查詢式傳送中斷方式傳送中斷方式傳送直接存儲(chǔ)器存取直接存儲(chǔ)器存取(DMA)(DMA)446.4 6.4 中斷技術(shù)中斷技術(shù)掌握：掌握：l中斷的基本概念中斷的基本概念l中斷響應(yīng)的一般過(guò)程中斷響應(yīng)的一般過(guò)程l中斷向量表及其初始化中斷向量表及其初始化l8088/8086中斷系統(tǒng)中

20、斷系統(tǒng)45外部中斷響應(yīng)的一般過(guò)程外部中斷響應(yīng)的一般過(guò)程l中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求l中斷源識(shí)別（中斷判優(yōu)）中斷源識(shí)別（中斷判優(yōu)）l中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)l中斷處理（服務(wù)）中斷處理（服務(wù)）l中斷返回中斷返回46 第7章 常用數(shù)字接口電路了解串行通信的一般概念了解串行通信的一般概念掌握兩種可編程接口芯片的應(yīng)用掌握兩種可編程接口芯片的應(yīng)用 8253、8255477.2 7.2 可編程定時(shí)可編程定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器82538253掌握掌握: :l引線功能及計(jì)數(shù)啟動(dòng)方法引線功能及計(jì)數(shù)啟動(dòng)方法l6 6種工作方式及其輸出波形種工作方式及其輸出波形l82538253的使用的使用: : 芯片與系統(tǒng)的連接芯片與系統(tǒng)的連接 芯片的初始化編程芯片的初始化編程487.3 可編程并行接口芯片可編程并行接口芯片8255A掌握掌握: :l引線功能及控制方式引線功能及控制方