微机原理与接口技术-总复习

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1、微机原理与接口技术总复习 考查方式 闭卷考试 期末考试60，半期考试10，实验15 ，平时成绩10,考勤5 微机原理与接口技术 总复习 微机原理与接口技术总复习 学习建议与考查方式 工程类课程 重视练习与实验 经验很重要 不要钻牛角尖 考查方式 闭卷考试 期末考试60，半期考试10，实验15 ，平时成绩10,考勤5 微机原理与接口技术总复习 第一章 计算机基础知识 微型计算机系统 硬件 微型计算机 （主机） 微处理器 软件 外围设备 运算器 控制器 存储器 RAM ROM 外部设备 辅助设备 输入设备(键盘、鼠标) 输出设备(显示器、打印机、绘图仪、) 辅助存储器(磁带、磁盘、光盘) 输入/输

2、出接口 (I/O接口) 总线 (AB、DB、CB) 系统软件(操作系统，编辑、编译程序，故障诊断,监控程序) 应用软件(科学计算，工业控制，数据处理) 程序设计语言(机器语言、汇编语言、高级语言) 电源电路 时钟电路 微机原理与接口技术总复习 微型计算机组成 一台计算机有五个基本部件：输入设备、输出设 备、运算器、存储器和控制器，奠定了当代电子数 字计算机体系结构的基础。 微机原理与接口技术总复习 微处理器 CPU 存储器RAM I/O接口电路 时钟 外存I/O设备 I/O接口电路 存储器ROM 数据总线(双向) 地址总线(单向) 控制总线 计算机的结构框图 微机原理与接口技术总复习 数据表示

3、 1.十进制数转换二进制数； 整数部分不断除以2，记下每次得到的余 数，直到商为零；余数倒排，即最后得到 的余数排在最高位，第一个余数排在最低位 。例如将十进制数13转换成二进制数 小数部分转换：乘2取整，顺序排列得到 的整数。例如将0.8125转换成二进制数 微机原理与接口技术总复习 数制转换 BCD 码 2.二进制数十六进制数互相转换 1101001.101B=68.AH （68.5H） 3.BCD 码（8421码、二十进制数） v 解决十进制数在计算机内部如何表示。 BCD码 规定用四位二进制数表示一位十进 制数。 v 对多位十进制数，只要把每一位十进制数 分别表示为四位二进制数即可。

4、v 压缩BCD码和非压缩BCD码 微机原理与接口技术总复习 4.ASCII码 解决字母、符号在计算机内部如何表示。 基本ASCII码（标准ASCII码）用七位二进制数 表示一个符号（共128个）； 书写：用两位十六进制数书写，如41H-A； 种类：1）控制字符（前32个和最后一个）： 0D- 回车，0A- 换行； 2）其他为打印字符（可显示字符） ； 应记住的ASCII码：30H39H，41H，61H 扩展ASCII码用八位二进制数表示一个符号（ 共256个）。 微机原理与接口技术总复习 有符号数表示方法 5.有符号数表示方法 原码、反码、补码总结： 1）正数的原码反码补码相同；负数的原码反

5、码补码各不相同，但符号位都是1。 2）设字长为八位，原码反码的表数范围为 -127+127，补码的表数范围为-128+127。 3）已知某负数的补码，求该负数的真值，方法如 下： 符号位不动，其余位求反加一，得到的 是该负数的原码； 根据原码即可写出该负数的真值。 例：X原=11111100B X补=10000011B+1=10000100B 微机原理与接口技术总复习 第二章 8086 本章关键问题： CPU的基本工作原理或者说运行机制； 8086存储器分段的好处及物理地址与逻辑地 址的概念； 8086工作在最小与最大模式的区别。 微机原理与接口技术总复习 CPU的功能和组成 CPU是当程序装

6、入内存时，由计算机完成取出 与执行指令的部件。 CPU的功能 l指令控制（程序的顺顺序控制） 首要任务务 l操作控制（一条指令有若干操作信号实现实现 ） l时间时间 控制（指令各个操作实实施时间时间 的定时时） l数据加工（算术术运算和逻辑逻辑 运算） 根本任务务 微机原理与接口技术总复习 计算机的工作时序 时序：各个命令信号必须以严格的时间先后顺序 出现，这种严格的时间上的先后顺序就称为时序。 时钟周期：CPU的基本时间计量单位，它由计算 机的主频决定。一个时钟周期又叫一个“T状态”。 总线周期：CPU通过系统总线对外部存储器或I/O 接口进行一次访问所需的时间，也叫机器周期或 CPU周期。

7、 指令周期：一条指令从其代码被从内存单元中取 出到其所规定的操作执行完毕所用的时间。 微机原理与接口技术总复习 计算机的基本工作原理 计算机的基本原理是存贮程序和程序控制。 存储程序工作原理是指把程序存储在计算机内， 使计算机能像快速存取数据一样地快速存取组成 程序的指令。为实现控制器自动连续地执行程序 ，必须先把程序和数据送到具有记忆功能的存储 器中保存起来，然后给出程序中第一条指令的地 址，控制器就可依据存储程序中的指令顺序周而 复始地取指令、译码、执行，直到完成全部指令 操作为止，即控制器通过指令流的串行驱动实现 程序控制 微机原理与接口技术总复习 计算机的基本工作原理 微型计算机的工作

8、过程就是执行程序的过程， 而程序由指令序列组成，因此，执行程序的过 程，就是执行指令序列的过程，即逐条地从存 储器中取出指令并完成指令所指定的操作。 由于执行每一条指令，都包括取指、译码和执 行三个基本步骤，所以，微型计算机的工作过 程，也就是不断地取指令、译码和执行的过程 ，直到遇到停机指令时才结束机器的运行。 微机原理与接口技术总复习 8086CPU由两部分组成： 指令执行部件(EU，Execution Unit)： 主要由算术逻辑运算单元(ALU)、标志寄存器 FR、通用寄存器组和EU控制器等4个部件组 成。 总线接口部件(BIU，Bus Interface Unit)： 由地址加法器、

9、专用寄存器组、指令队列和 总线控制电路等4个部件组成。 8086CPU的内部结构 微机原理与接口技术总复习 8086CPU的内部结构 总线接口部件BIU主要包括：四个16位段地址寄 存器、一个16位指令指针寄存器IP，一个6字节指令队 列缓冲器20位地址加法器，总线控制电路。 1. BIU完成以下几个主要任务： （1）取指令和预取指令送到指令队列缓冲器； （2）CPU执行指令时，BIU配合EU对指令的内存单 元和 I/O端口存取数据 ； (传送数据) （3）形成物理地址 。 微机原理与接口技术总复习 执行指令所得结果或执行指令所需的数据，都 由EU向BIU发出命令，对存储器或I/O接口进行读/

10、 写操作。 EU完成以下几个主要任务： （1）指令译码 （2）执行指令 （3）向BIU传送偏移地址信息 （4）管理通用寄存器和标志寄存器 8086CPU的内部结构 微机原理与接口技术总复习 AXAHAL累加器 BXBHBL基址寄存器 CXCHCL计数寄存器 DXDHDL数据寄存器 SP堆栈指针寄存器 BP基址指针寄存器 SI源变址寄存器 DI目的变址寄存器 IP指令指针寄存器 FR标志寄存器 CS代码段寄存器 DS数据段寄存器 SS堆栈段寄存器 ES扩展段寄存器 数据寄存器 地址寄存器 段寄存器 控制寄存器 通用寄存器 8086CPU的寄存器结构 微机原理与接口技术总复习 8086CPU的寄存

11、器结构 微机原理与接口技术总复习 标志寄存器FR 标志寄存器FR中共有9个标志位，可分成两类： 状态标志 表示运算结果的特征，它们是CF、PF、 AF、ZF、SF和OF 控制标志 控制CPU的操作，它们是IF、 DF和TF。 8086CPU的寄存器结构 微机原理与接口技术总复习 和A0这两个信号的组合和对应的操作 A0操作所用数据引 脚 00从偶地址开始读读/写一个字AD15AD8 10从偶地址单单元或端口读读/写一个字节节AD7AD0 01从奇地址单单元或端口读读/写一个字节节AD15AD8 0 1 1 0 从奇地址开始读读/写一个字，分两个总总 线线周期实现实现 。 第一个总线总线 周期，

12、做奇地址字节读节读 / 写 第二个总线总线 周期，做偶地址字节读节读 / 写 AD15AD8 AD7AD0 表 2-3 和A0的组合操作表 微机原理与接口技术总复习 读/写一个字节数据： 如果BHE=1，表示要读/写偶地址存储体，发送偶地址； 此时A0=0， DB8 - DB15上的数据将被忽略 如果BHE=0，表示要读/写奇地址存储体；发送奇地址； 此时A0=1， DB0 - DB7上的数据将被忽略 读/写偶地址字节 读/写奇地址字节 8086系统的结构和配置 微机原理与接口技术总复习 读/写一个规则字数据： 该字数据的地址是从偶地址开始的；发送该字数据的地 址（一定是偶地址A0=0），同时

13、令信号BHE=0，则只须执 行一个总线读/写周期，便可一次完成对该字的读/写操作 低位数据线上读写低字节数据 高位数据线上读写高字节数据 8086系统的结构和配置 微机原理与接口技术总复习 读/写一个非规则字数据： 该字数据的地址从奇地址开始，低字节数据放在奇地址 存储体中，而到字节数据存放在偶地址存储体中 CPU需要发送两个地址，并连续地执行二个总线读/写周 期，才能分两次完成对该字的读/写 第一次读写奇地址体上数据，发送该字数据的地址 (A0一定为1)，并令信号BHE=0，通过高位数据线读写低字 节数据；偶地址体上的8位数据被忽略 第二次读写偶地址体上数据，再发送一个偶地址 (A0=0)，

14、并令信号BHE=1，通过低位数据线读写高字节数据 微机原理与接口技术总复习 物理地址的形成 015 段内偏移地址 段寄存器 19 40 0000 段地址左移4位 20位物理地址 190 5 图 8086逻辑地址与物理地址关系图 8086系统的结构和配置 微机原理与接口技术总复习 8086分段的好处 1、解决了16位地址寄存器对20位物理地址 的寻址问题，缩短了指令的长度，提高了指 令执行的速度，把复杂的程序寻址变为简单 寻址。 2、实现了程序代码的浮动装配，允许程序 重定位（当要求同一个程序能在内存的不同 区域中进行，而不改变程序自身） 注意：多在段内操作，少在段间操作 (如用 跳转指令给段地

15、址区域重新赋值) 8086复位后程序运行的起始地址为FFFF0H 8086系统的结构和配置 微机原理与接口技术总复习 图 指令格式 指令由两部分构成： 操作码（OP-Code）字段：用于描述计算机所要执行的操 作类型和性质。由一组二进制代码表示。在汇编语言中用 助记符代表。 操作数（Oprand）字段：用于描述该指令的操作对象。指 令执行的操作所需要的操作数，可以使操作数本身，或操 作数地址，或操作数地址计算方法。 第三章 8086指令系统 微机原理与接口技术总复习 8088/8086 CPU的寻址方式 固定寻址 AAA 立即数寻址 寄存器寻址 存储器寻址： 数据寻址方式： 直接寻址 间接寻址 寄存器间接寻址 寄存器相对寻址 基址变址寻址 相对基址变址 指令寻址方式： 其它寻址方式： 串操作指令寻址 I/O端口寻址 转移类指令寻址 微机原理与接口技术总复习 存储器寻址方式 寻找存储器操作数，必须经总线控制逻辑电路进行存取。 当EU单元需要读/写位于存储器的操作数时： 根据寻址方式（指令中B2字节），由EU计算出操作数地址的偏移量，即 有效地址EA； 将EA送至BIU单元，同时请求BIU执行一个总线周期； BIU 将某个段寄存器的内