吉林大学 微机原理及接口技术

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1、微型计算机原理 与接口技术 1总 结主要内容：l概述微型计算机发展史l微型计算机的工作过程 l计算机中的常用计数制、编码及它们相互间的转换 l二进制数的算术运算和逻辑运算l符号数的表示及补码运算 l基本逻辑门及译码器第1章 基础知识23微机系统的构成运算器CPU 控制器存储器 寄存器 主机 输入/输出接口硬件系统 总线外设 微机系统 系统软件软件系统 应用软件图1-4 微型计算机系统的组成 4存 储 器I/O 接 口输 入 设 备I/O 接 口地址总线 AB输 出 设 备C P U数据总线 DB控制总线 CBI/O 接 口AB: Address Bus DB: Data Bus CB: Con

2、trol Bus微型计算机的系统结构图1.2 计算机中的数制l了解：各种计数制的特点及表示方法l掌握：各种计数制之间的相互转换51.3 二进制数的运算无符号数 算术运算有符号数 逻辑运算6译码器l74LS138译码器：G1G2A G2BC BAY0Y77掌握 74LS138译码器：l各引脚功能l输入端与输出端关系（真值表见 P28 表1-9）81.4 符号数的表示：原码反码补码9计算机中的二进制编码BCD码ASCII码10BCD码-二进制编码的十进制数l压缩BCD码8421码用4位二进制码表示一位十进制数l扩展BCD码用8位二进制码表示一位十进制数11BCD码与十、二进制数之间的转换lBCD十

3、进制例: (0010 0011 0100.0001 0101)BCD= (234.15）10lBCD 二进制先转换为十进制数，再转换二进制数；反之同样。例：（0001 0001 .0010 0101）BCD=（11 .25）10=（1011 .01）B12ASCII码-美国国家标准信息交换码l字符的编码，一般用7位二进制码表示。 在需要时可在D7位加校验位。l熟悉0F的ASCII码1314ASCII表16进制高位 01234567 16进制低位0NULDLESP0P/p1SOHDC1!1AQaq2STXDC2“2BRbr3ETXDC3#3CScs4EOTDC4$4DTdt5ENQNAK%5EU

4、eu6ACKSYNKkCFFFS,NNFSTUS/?O-oDEL教学目的 ：第2章 微处理器与总线l了解微处理器的一般结构和功能；l理解8088 CPU的外部引线及主要引线功能；l深入理解8088 CPU的结构特点、内部寄存器功能 及工作时序；l理解总线的一般概念、分类方法及主要功能；l了解现代微机系统的总线结构；l了解常用的系统总线和外设总线标准。15168088/8086微处理器概述8086 CPU是Intel系列的16位微处 理器，它有16根数据线和20根地址线， 所以可寻址的地址空间是2201MB。8088 CPU是准16位微处理器，它 的内部寄存器、内部运算部件以及内部 操作都是按1

5、6位设计的，但对外的数据 总线只有8位，在处理一个16位数据时 ，8088需要两步操作，因而称8088是准 16位微处理器。17图2-12 8086处理器内部结构8088/808618物理地址 8088/8086：20根地址线，可寻址 220(1MB)个存储单元 CPU送到AB上的20位的地址称为物 理地址 2.2.4 8088/8086的存储器组织19逻辑地址段基地址和段内偏移组成了逻辑地址段基址 偏移地址(偏移量)格式为：段地址:偏移地址 物理地址=段基地址16+偏移地址60002H00H 12H60000H0 0 0 0段基地址（16位）段首地址 偏移地址 =0002H因为8088/80

6、86CPU中有4个段寄存器，所以 它同时可以访问4个存储段。段与段之间可以 重合、重叠、紧密连接或间隔分开。分段寻址的好处就是允许程序在存储器内重 定位。20堆栈及堆栈段的使用l内存中一个按FILO方式操作的特殊区域l每次压栈和退栈均以WORD为单位（16位）lSS存放堆栈段地址，SP存放段内偏移，SS:SP 构成了堆栈指针l堆栈用于存放返回地址、过程参数或需要保护 的数据l常用于响应中断或子程序调用21总线总线按信息类型分地址总线（AB ）数据总线（DB ）控制总线（CB ） 22232.3.3 8088系统总线 1.最小模式下的系统总线(1)系统总线的控制 信号是8088CPU直接 产生的

7、。若8088CPU 的驱动能力不够，可 以加上总线驱动器 74LS244进行驱动。(2)按此构成的系统 总线上不能进行DMA 传送，因为未对系统 总线形成器件做进一 步控制242.IBM PC的系统总线和最大模式下的系统总线作业252.1 微处理器主要有几部分构成？运算器、控制器和寄存器组2.2说明8088CPU中EU和BIU的主要功能。在 执行指令时，BIU能直接访问存储器吗？EU:执行指令，分析指令，暂存中间运 算结果并保留结果的特征。BIU：负责CPU与存储器、I/O接口之间 的信息传送。262.52.8 8088/8086系统中，存储器为什么要分段 ？一个段最大为多少字节？最小为多少字

8、节？因为8088/8086是20条地址线，而CPU内部 地址寄存器为16位，。最大64KB，最小16B2.9 2.10 80000H-8FFFFH操作读存储器00001写存储器01010读I/O接口10001写I/O接口11010数据 允许第3章 8088/8086 指令系统（1）主要内容：l指令系统的一般概念l对操作数的寻址方式l六大类指令的功能，包括：操作码的含义指令对操作数的要求指令执行的结果298086/8088CPU的指令系统共包含92种基本指令 ，按照功能可将它们分为6大类：1. 数据传送类2. 算数运算类3. 逻辑运算和移位4. 串操作5. 控制转移类6. 处理器控制类寻址方式

9、寻址方式寻找操作数的方法l 寻找操作数的地址（一般指源操作数）l 寻找要执行的下一条指令的地址在8086指令系统中，说明操作数所在地址 的寻址方式可分为8种：立即寻址 寄存器相对寻址直接寻址 基址-变址寻址寄存器寻址 相对的基址-变址寻址寄存器间接寻址 隐含寻址31指令格式：说明要执行的 是什么操作操作对象，可以 有0个、1个或2个目的源指令的长度会影响指令的执行时间。8086指令的长度在1-7个字节之间。32IN、OUT 直接、间接寻址JMP 段内直接寻址段内间接寻址如：JMP LEBAL ；IP+地址位移量JMP BXJMP WORD PTRBX+DI ；间接寻址操作数必须是16位；寄存器

10、或存储器地址作业P146l3.1l3.2l3.4l3.5l3.93334第4章 汇编语言程序设计主要内容：l了解汇编语言源程序的结构l汇编语言语句格式l伪指令l功能调用l掌握汇编语言程序设计3435二、汇编语言源程序结构数据段名 SEGMENT 数据段名 ENDS附加段名 SEGMENT 附加段名 ENDS堆栈段名 SEGMENT 堆栈段名 ENDS代码段名 SEGMENT 代码段名 ENDS36一个基本的汇编语言程序框架如下：stack SEGMENT PARA stackDB 100 DUP(stack)stack ENDSdata SEGMENTdata ENDScode SEGMENT

11、ASSUME CS:code, DS:data, ES:datastart: MOV AX, dataMOV DS, AXMOV ES, AXMOV AL, 4CHINT 21Hcode ENDSEND start 堆栈段数据段代码段一个源程序中可以有多个代 码段，也可以有多个数据段 、附加段及堆栈段，但一个但一个 源程序模块只可以有一个代源程序模块只可以有一个代 码段、一个数据段、一个附码段、一个数据段、一个附 加段和一个堆栈段。加段和一个堆栈段。作业：P1894.3,4.10,4.154.710H34H07H09H42H00H42H00HCDHABH00H00H第5章 存储系统主要内容：l

12、了解存储器系统的基本概念及不同类型半 导体存储器的特点；l熟练掌握典型半导体存储芯片与系统的连 接；l掌握存储器扩展技术；l了解高速缓冲存储器的概念及其一般工作 原理。存储器的分类地址译码输入的一组转换为一个特定的输出信 号，即：将输入的一组高位地址信号通过转 换，产生一个有效的输出信号，用于选 中某一个存储器芯片，从而确定了该存 储器芯片在内存中的地址范围。A20Ai 用于确定芯片的地址范围Ai-1A0 用于片内寻址5.6 答： 32000H33FFFH5.7 答：8BFFFH-20000H+1=6C000H/400H=432K5.8 答：432K/8K=54片5.12答：A19 A18 A

13、17 A16 A15 A14 A13 A12 A11 A0Y0 0 0 0 0 , 0 0 0 0 , 0 00 0 0 0 , 0 0 0 1 , 1 1 0 0 1 0 , 0 0 0 0 , 0 00 0 1 0 , 0 0 0 1 , 1 1 00000H01FFFH，20000H21FFFH5.13第6章 输入输出及中断技术主要内容：lI/O端口及其编址方式l简单接口芯片及其应用l基本输入输出方法l中断的基本概念及工作过程6.1 输入输出接口主要内容：lI/O接口与I/O端口的概念lI/O端口的编址方式l端口地址译码l数据传送方式6.2 简单接口电路掌握：l接口电路的分类及特点l两类

14、简单接口芯片的应用6.3 基本输入/输出方法无条件传送查询式传送中断方式传送直接存储器存取(DMA)6.4 中断技术掌握：l中断的基本概念l中断响应的一般过程l中断向量表及其初始化l8088/8086中断系统外部中断响应的一般过程l中断请求l中断源识别（中断判优）l中断响应l中断处理（服务）l中断返回作业506.2 答：(1) I/O地址译码与设备选择(2) 信息的输入输出(3) 命令、数据和状态的缓冲与锁存(4)信息转换I/O端口与内存单元统一编址，I/O端口独 立编址8088/8086系统采用I/O端口独立编址A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A00 0 0 0 ,1 1 1 0 , 0 1 0 1, 0 1 0 0 0E54H0 0 0 0 ,0 0 0 1 , 1 1 1 1 , 1 0 1 1 01FBH6.5LEA SI, DATA MOV CX,20CLD NEXT2: MOV DX, 0E54HIN AL, DXNOT ALAND AL, 10010010HJZ NEXT1JMP NEXT2. NEXT1: MOV DX, 1FBH NEXT3: LODSBOUT