微机系统与接口课程总结

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1、1微机系统与接口课程总结微机系统与接口课程总结基本内容基本内容1微机基础（数制、系统、微机基础（数制、系统、P/MPU（FPU）、）、IA-16/32）2指令和用途指令和用途 系统硬件相关系统硬件相关微机系统与接口微机系统与接口东南大学东南大学13汇编语言程序设计（伪指令汇编语言程序设计（伪指令-数据数据-程序流）程序流）4半导体存储器（概念、半导体存储器（概念、MPU接口电路接口电路5接口技术接口技术数字数字/模拟接口及应用编程6IA-32原理概念模拟接口及应用编程6IA-32原理概念基本概念基本概念（1）数制（1）数制应用：应用：整数整数/小数小数小数点；小数点；不同进制的概念不同进制的概

2、念BIN/DEC/OCT/HEX；表 示（；表 示（DEC/BIN/BCD）左移）左移/右移一位右移一位=*2 /210011B23(D) 67Q1234H奇数：Bit0=1偶数：Bit0=0奇数：Bit0=1偶数：Bit0=0有符号数-计算处理（结果）；有符号数-计算处理（结果）； 来源：来源：.相对偏移量（相对偏移量（Displacement）（地址）（地址）;JG/JL比较比较微机系统与接口微机系统与接口东南大学东南大学2（=JNLE/JNGEJNG/JLE；JNL/JGE）(跳转跳转,调用调用)CS：8100 JMP0103 E9 00 80 ；IP+Disp0000FF(-128+1

3、27)-80H(-128)FF(-1)0(0)7FH(127) 汇编语言伪指令汇编语言伪指令-数据定义数据定义 人工输入形式人工输入形式-物理存储物理存储(二进制数二进制数)DB 20H（100H-20H=E0H）, 1(0FFH),-20(ECH),81H(-127)DW -20H, 100,2000H,100000000000111B?0FFE0H,00C8H,.基本概念-数制基本概念-数制补码的概念？字长的概念（溢出JO）；符号位（JS）补码的概念？字长的概念（溢出JO）；符号位（JS）.宏汇编语言 MOV AX, -3(AX)=?-4?八位100H-4=0FCH,16位10000H-4

4、=0FFFCHMYDATADW 200,-200,0FFF0H,1, -200H, 200HMAX=?Min=?.宏汇编语言 MOV AX, -3(AX)=?-4?八位100H-4=0FCH,16位10000H-4=0FFFCHMYDATADW 200,-200,0FFF0H,1, -200H, 200HMAX=?Min=?根据物理存储内容判别根据物理存储内容判别：两组结果两组结果微机系统与接口微机系统与接口东南大学东南大学3判断指令：JG（E）（Greater）/JL（E）(Less)数值比较无符号数判断指令：JG（E）（Greater）/JL（E）(Less)数值比较无符号数正整数（0正整

5、数（0FFH（255）；0FFH（255）；065535（FFFFH）判断指令：JA(bove）/JL(ow)65535（FFFFH）判断指令：JA(bove）/JL(ow)更多为JNC/JC：时间常数，绝 对地址（指针大小）更多为JNC/JC：时间常数，绝 对地址（指针大小）溢出： 运算结果超出范围CF/OF(AX)=A000H, ADD AX,7000HADD AX,-7000H溢出： 运算结果超出范围CF/OF(AX)=A000H, ADD AX,7000HADD AX,-7000H根据物理存储内容判别根据物理存储内容判别：两组结果两组结果基本概念-数制基本概念-数制编码信息编码信息AS

6、CII码:00-7FH字符(美国标准信息交换代码 )30H-39HASCII码:00-7FH字符(美国标准信息交换代码 )30H-39H0 09 941H41HA A ,42H,42HB B.微机系统与接口微机系统与接口东南大学东南大学461H61Ha a ,62H,62Hb b.汉字:内码, ISO.汉字:内码, ISO. .（2）8086/8088硬件结构（2）8086/8088硬件结构（16位实地址模式）通用寄存器及用途（位实地址模式）通用寄存器及用途（IP，SP，段寄存器 的功能，段寄存器 的功能-用于存放段起始地址用于存放段起始地址+计算物理地址；有效地址计算物理地址；有效地址基本构

7、成：基本构成：执行单元执行单元EU+总线接口单元总线接口单元BIU（并行（并行- 流水线，预取流水线，预取-指令队列）用途执行指令指令队列）用途执行指令/与存贮器 或与存贮器 或I/O端口之间进行数据传送，并能形成物理地址。端口之间进行数据传送，并能形成物理地址。 8086物理地址物理地址(A19-A0)；微机系统与接口微机系统与接口东南大学东南大学5EA的概念（偏移量地址）；段基址的概念（偏移量地址）；段基址S和偏移地址和偏移地址=逻辑地 址；物理地址逻辑地 址；物理地址=S*16+EAFLAGS各位定义各位定义IF，TF，（，（CF，DF，ZF，OF/SF，AF）CLI/STI；CLD/S

8、TD；单步运行（中断）重要信号：；单步运行（中断）重要信号：DEN，ALE，/WR，/RD，/IOR/W，AEN信号有效性的一般表示信号有效性的一般表示/ #(3)8086/8088工作过程(3)8086/8088工作过程.RESET后后:各寄存器的状态（各寄存器的状态（0000H）?启动地址）?启动地址 FFFF0H;（CS：IP=FFFF：0H） ?） ?ROM/EPROM/FLASH ROM.软硬件的关系：指令?总线操作软硬件的关系：指令?总线操作: (BUS-目标单元）目标单元）微机系统与接口微机系统与接口东南大学东南大学6总线周期总线周期: T 周期周期-地址地址,数据读写数据读写(

9、与指令相关与指令相关)指令执行指令执行时间时间=指令周期；基本时钟指令周期；基本时钟T=系统 时钟系统 时钟(时钟周期时钟周期, T周期周期) 操作运算操作运算(机器周期机器周期)其 中总线操作由其 中总线操作由BIU完成完成(总线周期总线周期)-存储器读存储器读/ 写、写、I/O读读/写（中断响应、等待写（中断响应、等待Tw、空闲周期、空闲周期2(3)8086/8088工作过程(3)8086/8088工作过程总线总线:地址地址,数据数据,控制控制-传送相关内容传送相关内容 IO/M DT/R 区分存储器区分存储器/IO：8086 A19A0 220=1M-存储器存储器 (00000FFFFF

10、H)；编址编址微机系统与接口微机系统与接口东南大学东南大学7?最小?最小/最大模式单最大模式单/多处理器多处理器(标准总线标准总线)I/O编址编址64K*2 I/O （00000FFFFH（PC： 0003FFA9-A0 ) OUT 40H,AL; INAL,40H100H以上需用以上需用DX间址间址: MOV DX,2F8HINAL,DXOUT DX,AL(3)8086/8088工作过程(3)8086/8088工作过程-总线及其控制（三态）总线及其控制（三态）e.g. MOV AX,SI DS为默认段寄存器?产生为默认段寄存器?产生/RD信号信号-总线读操作总线读操作MOV BX+20,BX

11、总线写总线写微机系统与接口微机系统与接口东南大学东南大学8ADD SI+BX+100,AX总线读，总线写总线读，总线写OUT DX,AL ;DX间址，产生间址，产生/IOWR 总线总线I/O写操作写操作* . （ AL ） =55H 时时MOV AL,55AAH / MOV 55AAH,AL存储器读写周期波形图存储器读写周期波形图(4)协处理器与IA-32(4)协处理器与IA-328087FPU的作用（不考）的作用（不考）-硬件浮点数计算硬件浮点数计算定点数定点数*80386(IA-32)与与8086的主要差别（的主要差别（EAX, 虚地址保护模 式，虚拟存储器）虚地址保护模 式，虚拟存储器）

12、80386:实地址模式分段结构实地址模式分段结构微机系统与接口微机系统与接口东南大学东南大学9高速缓存高速缓存cache的作用的作用 (命中算法命中算法)虚地址保护模式虚地址保护模式 段寄存器 ?段选择子：描述表地址，获得段基地 址、段限和访问属性段寄存器 ?段选择子：描述表地址，获得段基地 址、段限和访问属性段寄存器 ?段基地址：计算物理地址段寄存器 ?段基地址：计算物理地址指令系统指令系统寻址方式寻址方式（寻找操作数地址（位置）的方式）；分清各种方 式的含义（寻找操作数地址（位置）的方式）；分清各种方 式的含义立即数/直接,寄存器,寄存器间址立即数/直接,寄存器,寄存器间址 MOV指令，B

13、YTE/WORD(NEAR)/DWORD(FAR)PTR-指定存储器访 问方式字节/字/双字 数 据 :DECBYTE/WORDPTRSI;MOVWORD/BYTEPTR 2000,20;CMP BYTE PTRSI,100MOV指令，BYTE/WORD(NEAR)/DWORD(FAR)PTR-指定存储器访 问方式字节/字/双字 数 据 :DECBYTE/WORDPTRSI;MOVWORD/BYTEPTR 2000,20;CMP BYTE PTRSI,100 MOVMOV AX,BX,AX,BX,MOVMOV DL,CLDL,CL微机系统与接口微机系统与接口东南大学东南大学10MOVMOV A

14、X,BX,AX,BX,MOVMOV DL,CLDL,CL 可以PUSH ES,POP DS 但不可MOV ES,DS或MOV ES，1000可以PUSH ES,POP DS 但不可MOV ES,DS或MOV ES，1000代码(指令地址): JMP FAR PTRBX JMP NEAR PTRBX =DWORD/WORD PTR JMP SHORT xxxx; JMP BX JMP 2000H JMP 2000:8000H 代码(指令地址): JMP FAR PTRBX JMP NEAR PTRBX =DWORD/WORD PTR JMP SHORT xxxx; JMP BX JMP 2000

15、H JMP 2000:8000H -短/段内/段间8位16位偏移20位空间-短/段内/段间8位16位偏移20位空间段超越ES：/CS：/FS：/DS：?指令前缀段超越ES：/CS：/FS：/DS：?指令前缀堆栈及其工作方式SS：SP堆栈及其工作方式SS：SPPUSH/POP堆栈内容和SP变化PUSH/POP堆栈内容和SP变化-先进后出（FILO） 栈底（定义256B时100H=初SP）先进后出（FILO） 栈底（定义256B时100H=初SP）栈顶（LASTinLow） 以字为单位操作 影响堆栈的指令 PUSH AX ;栈顶（LASTinLow） 以字为单位操作 影响堆栈的指令 PUSH AX ;(SP)?(SP-2);(SP+1)?(AH);(SP)?AL(SP)?(SP-2);(SP+1)?(AH);(SP)?AL POPPOP AXAX; ;(AL)(AL)?(SP)(SP); ; (AH)(AH)?(SP+(SP+1 1) ); ; (SP)(SP)?(SP+(SP+2 2) )微机系统与接口微机系统与接口东南大学东南大学11POPPOP AXAX; ;(AL)(AL)?(SP)(SP); ; (AH)(AH)?(SP+(SP+1 1) ); ; (SP)(SP)?(SP+(SP+2 2) ) CALL (FAR)/RET(F); （CS）IP入栈 RET 2n-