微机接口期末复习课件

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1、接口技术期末复习,2014-6-11,第一章微型计算机概述,微型计算机的特点： 体积小、重量轻。 价格低廉 可靠性高、结构灵活 应用面广,微型机的分类 按系统规模来分，可分为单片机、个人计算机、笔记本电脑和掌上电脑 按处理器字长来分，可分为4位、8位、16位和32位64位,微型计算机构成 CPU、存储器 输入/输出接口电路 系统总线,微型机的性能指标 CPU的位数和主频 内存容量和速度 硬盘容量,第二章16位和32位微处理器,Intel 8086和8088 字长16位，采用40引脚双列直插式(DIP)封装； 20位地址线，最大寻址220=1M；,8080/8088微处理器在逻辑上 由总线接口单

2、元(BIU)和执行单元(EU)组成两大部分组成。,执行部件 1. ALU(算术逻辑单元) 功能：主要进行8位或16位算术逻辑运算。 2. 寄存器组,（1）通用寄存器 AX又称为累加器 BX又称为基址寄存器 CX又称为计数寄存器 DX又称为数据寄存器,(2) 专用寄存器(均为16位) SP(堆栈指针寄存器):指向当前堆栈栈顶的偏移地址； BP(基址指针寄存器):用于对堆栈中的数据进行基址寻址； SI(源变址寄存器):用于变址寻址； DI(目的变址寄存器):用于变址寻址；,(3) 标志寄存器（FR）,总线接口部件(BIU) 1. 段寄存器（DS、CS、ES、SS）,DS数据段寄存器 CS代码段寄存

3、器 ES附加段寄存器 SS堆栈段寄存器,2. 16位指令指针寄存器IP：用于存储下一条要执行指令的偏移地址。,3. 20位地址加法器：用于产生20位的物理地址。,4.指令队列缓冲器: 8086指令队列缓冲器为6字节， 8088指令队列缓冲器为4字节。,系统复位后，使CS = 0FFFFH , IP = 0000H 计算机的第一条指令是从物理地址0FFFF0H处开始执行的。,80X86的I/O地址空间为216,80X86采用I/O独立编址方式，而像ARM则是与存储器统一编址。,8086的中断：可以处理256个中断，对应中断号为0255。 一类为硬件中断，也叫外中断，分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断

4、一类为软件中断（INT n,INTO,INT 3,单步，除零） 中断向量表，03FFH，每个中断向量占4个单元，前两个单元存放中断入口的IP，后两个单元存放中断入口的CS。比如20H号中断的向量存放在0000:0080H处（=4*20H）,第3章 Pentium的指令系统,Pentium的寻址方式 立即数寻址 寄存器寻址 I/O直接寻址 I/O间接寻址 直接寻址 寄存器间接寻址 寄存器相对寻址 基址加变址的寻址 相对的基址加变址寻址 相对的带比例因子的变址寻址 基址加比例因子的变址寻址 相对的基址加比例因子的变址寻址,指令分类： 传送指令； 串操作指令； 算术运算指令； 逻辑运算和移位指令；

5、转移和调用指令； 标志操作和处理器指令； 控制指令； 条件测试和字节设置指令； 系统管理指令； 支持高级语言的指令。,算术运算指令 进位(借位)与溢出,算术运算指令对标志位的影响：大部分运算指令执行后都会根据结果影响标志位AF、OF、PF、SF、ZF和CF，但INC和DEC指令不影响CF。,汇编语言格式,DATASEGMENT DAI DBINPUT STRING：$ BUFDMADB80HDUP (?) DATAENDS EXDATASEGMENT RESULTDW0 EXDATAENDS STACKSEGMENT ME1DB80HDUP（?） STACKENDS CODESEGMENT A

6、SSUMECS：CODE，DS：DATA，SS：STACK，ES：EXDATA START：MOVAX，DATA MOVDS，AX MOVDX，OFFSET MEI MOVAH，09H INT21H MOVDX，OFFSET BUFDMA MOVAH，0AH INT21H CODEENDS END,汇编语言一般包含代码段，数据段，堆栈段和扩展数据段,第5章微型计算机和外设的数据传输,接口的功能 寻址功能 输入/输出功能 数据转换功能 联络功能 中断管理功能 复位功能 可编程功能 错误检测功能,CPU和外设之间的数据传送方式 程序方式 中断方式 DMA方式,第6章 串并行通信和接口技术,串行通信

7、涉及的几个问题,全双工方式、半双工方式和单工方式 同步方式和异步方式 串行通信的传输率(波特率),图6.1 标准的异步通信数据格式,8251A的寄存器 发送数据寄存器 接收数据寄存器 控制寄存器(复用模式寄存器、同步字符寄存器) 状态寄存器,8251A的初始化 8251A初始化的约定： 复位后，第一次写入的值作为模式字 如为同步模式，则接着同步字符 此后不管是同步模式还是异步模式，奇地址端口写入的值作为控制字，偶地址端口写入的值为数据,图6.7 8251A的初始化流程图,模式寄存器的格式,图6.8 8251A模式寄存器的格式 (a) 异步模式；(b) 同步模式,异步方式波特率和输入频率的计算

8、波特率=输入频率/波特率因子,例如：输入频率=1.84318MHz，波特率=115200，求波特率因子。 波特率因子=1843180/11520016,例如：波特率因子=16，波特率=9600，求输入时钟频率。 输入时钟频率=9600*16 = 153600Hz,字节传输率与波特率和传输格式的关系计算 字节传输率=波特率/(数据位数目+停止位数目+校验位+起始位),例如：波特率=19200，数据位=8，停止位=1，求每秒能传输的最大字节数B。 B=19200/(8+1+0+1)=1920(字符/每秒),控制寄存器的格式,状态寄存器的格式,编程示例：8251A的输入频率为153600Hz，请初始

9、化该芯片为9600波特率，8个数据位，偶校验，2个停止位的异步通信模式。,CODESEGMENT CTRLPORTEQU 71H DATAPORTEQU70H ASSUME CS:CODE START: MOV AL, 0FEH ; 2个停止位，偶校验，允许校验，8位数据，波特率因子16。 MOV DX, CTRLPORT;8251控制口地址（模式寄存器） MOV AL, 05H;允许发送，允许接收 MOV DX,AL CODE ENDS END START,8255A的内部结构,数据端口A、B、C 端口A 端口B 端口C A组控制和B组控制 读/写控制逻辑电路 数据总线缓冲器,图6.17 8

10、255A的内部结构框图,8255A有三种基本工作方式： 方式0：基本输入/输出方式 方式1：选通的输入/输出方式 方式2：双向传输方式,8255A的控制字,图6.15 8255A的方式选择控制字,方式1输入端口对应的控制信号,第7章 中断控制器,中断 CPU接到请求，暂停正在执行的程序而转向请求的处理程序，处理结束后又回到被中止的程序继续执行，这一过程称中断； 中断源的分类； 内部中断：由处理器内部产生的中断； 外部中断：外部设备在中断申请引脚上产生的中断； 可屏蔽中断与不可屏蔽中断 可屏蔽中断：能被处理器屏蔽掉而不被响应的中断 (INTR)。 不可屏蔽中断：不能被处理器屏蔽掉的中断(NMI)

11、。,中断向量 每一中断类型码对应一个中断向量，该中断向量指明了该类型码所对应的中断服务程序的入口地址 中断向量表 8086/8088系统将内存前1024个单元作为中断向量表，存放256个中断向量，每一中断向量占4个单元，前二字节是中断服务程序入口地址的偏移地址，后二字节是段地址。 中断向量表地址：4*中断类型码n。 中断向量表的中断源识别方法 （1）CPU收到中断请求 获取中断类型码 查中断向量表 得到该中断源的中断服务子程序入口地址 转向服务子程序进行中断服务,可编程中断控制器8259A,二、中断处理过程,(1)中断外设在IR0IR7上产生n条中断请求8259,8259将相应的IRR位置1；

12、 (2)IRR中断请求 + 设定的IMR屏蔽 优先级分析器,最高优先级的请求送到INT CPU ； (3)CPU收到INT响应：发送连续二个总线周期的/INTA；8259在第一个/INTA,该中断源对应的IRR位复位,ISR位置位，从而禁止较低优先级的中断。8259在第二个/INTA：送出8位的中断类型码 D0D7。 (4)8259中断结束 自动结束方式：第二个/INTA结束时ISR复位相应位； 非自动方式：收到EOI命令才复位，以开放低级中断申请 (5)CPU读取中断类型码查中断向量表转服务子程序,8259A可以进行级联，9片8259A最大可实现64个中断管理，2片级联可管理15个外部中断。

13、,三、中断优先级管理方式,优先级管理 (1)固定优先级 (完全嵌套排序方式):IR0 IR1 IR7 (2)自动循环优先级 (等优先级方式 )：优先级循环，刚服务过的 最低，下一个变为最高。如5级刚服务过，6级变为最高，7级次之。 (3)特殊循环优先级:优先级循环，通过命令字指定最低优先级。 屏蔽方式 (1) 一般屏蔽方式：一个中断请求被响应 8259禁止所有同级、低级的请求 (2) 特殊屏蔽方式：解除这种禁止，允许同级、低级的请求，即 IRi被响应 ISR、IMR设置的位对应的IR禁止请求，其他所有级别的IR允许请求,中断结束方式 (1)非自动EOI：软件发EOI命令字结束 普通EOI：清除

14、ISR中已置位的优先级最高的位，适用于固定优先级、自动循环优先级； 特殊EOI：清除命令字指定的ISR位，适用于所有优先级方式，特别是特殊循环优先级 (2)自动EOI：硬件自动EOI CPU响应中断请求后，向8259发连续2个/INTA周期，在第二个/INTA结束时8259自动执行普通EOI的工作(复位ISRi). 中断触发方式 （1）电平触发方式 （2）边沿触发方式,第8章 DMA控制器,8237A的对外连接信号,CLK CS RESET READY ADSTB AEN MEMR MEMW IOR,IOW EOP DREQ DACK HRQ HLDA A3A0 A7A4 DB7DB0,823

15、7A 的工作模式 字节传输模式 块传输模式 请求传输模式 级联传输模式(五片级联，最大可构成16个DMA通道),8237A模式寄存器的格式,写传输与读传输是相对内存来说的。,第9章(1) 8253计数器/定时器,8253/8254的编程结构 有三个计数器 共用1个控制寄存器和1个状态寄存器（只有8254有状态寄存器） 每个计数器通过3个引脚(CLK,OUT,GATE)与外部相连 执行部件实际上是1个16位的减法计数器,8253的控制字格式,模式0计数到零产生中断请求 模式1可重触发的单稳态触发器 模式2分频器 模式3方波发生器 模式4软件触发的选通信号发生器 模式5硬件触发的选通信号发生器,G

16、ATE门控信号的作用 一般情况下，GATE信号为低电平时禁止计数，为高电平时允许计数，方式1和方式5则需要有由低变高的上升沿触发脉冲来启动计数。GATE信号对各种工作方式的影响如表所示。,CODESEGMENT CTRLPORTEQU 43H PORT0EQU40H PORT1EQU41H PORT3EQU42H COUNTEQU1234H ASSUME CS:CODE START: MOV AL, 36H ; 计数器0, 16位二进制,方式3（方波）。 MOV DX, CTRLPORT;定时器控制口地址 MOV AX，COUNT MOV DX, PORT0;定时器0端口地址 OUT DX, AL ;写时间常数低八位 MOV AL, AH ;写时间常数高八位 OUT DX, AL CODE ENDS END START,编程示列：要求计数器0工作在模式3，并对其16位进行读写，计数初值由16进制格式提供，写出其模式设置字。,第10章 模/数和数/模转换,模/数转换的方法 计数式A/D转换 双积分式