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1、第5章 微型计算机与外设的数据传输,2,先验知识：存储器编址、IO编址和IO指令,3,10101011,11110001,01001101,在存储器里以字节为单位存取信息，系统为每个字节编一个地址（二进制数表示，书写格式为十六进制），称为存储器地址，存储的内容即为数据。,地址,内容,20位地址信息及存储的内容可以用十六进制简化书写,00000H,00001H,00002H,FFFFFH,8位二进制信息称一个字节,1. 8086的存储器编址,4,存储器地址的分段管理,8086/8088CPU有20条地址线，所以它可以在1MB的存储区内寻址，即可从00000HFFFFFH中任一地址中取出所需要的指
2、令和操作数。 存储器中数据的存储形式 存储器地址的分段,5,(1) 存储器中数据的存储形式,存储器以字节为单位编址，但存储区域的大小是不同的，可以是一个字节、二个字节（字）、四个字节（双字）、八个字节（4字）、十字节等。,比如：64H、5000H、40FF0002H、 2500889912345678H。,6,64H、5000H、40FF0002H、 2500889912345678H,这些数据的地址是什么？ 它们在内存中如何存储？,7,64H、5000H、40FF0002H、 2500889912345678H,分别用它们的首字节地址作为数据的地址。 8位数据存储时，直接将字节放在相应的地址
3、所 对应的存储单元； 16位数据存储时，低字节在前，高字节在后(即低字节存入低地址，高字节存入高地址); 32位数据存储时：低字在前、高字在后(字中的低字节在前，高字节在后)。,思考：以上数据存储在00000H地址的形式,8,从CPU内部结构我们已知，CPU内部运算是16位的，与地址有关的寄存器也是16位的，故对地址的运算也只能是16位的，这样的话，对各种寻址方式的寻址范围，最多只能是64KB（216）！,在1MB空间如何寻址？即在16位字长的机器中，20位地址是如何形成的呢？这是8086/8088内存寻址的一个非常特殊和重要的问题。,(2) 存储器地址的分段,9,解决的办法采用存储器分段的办
4、法。,我们在寻址一个存储单元的时候，是根据一个具体的物理地址（20位），这个物理地址唯一的对应1MB中的一个字节单元。物理地址是由一个基本地址加上一个16位的偏移地址形成的。物理地址 = 段地址左移4位（乘16）+ 偏移地址 。,10,物理地址 = 段地址左移4位（乘16）+ 偏移地址 。,11,例：物理地址01051H的形成,15 0,16 位 段 地 址,+,16 位 偏 移 地 址,19 3 2 1 0,20 位 物 理 地 址,显然：每个存储单元只有唯一的物理地址。但它却可以由不同的段地址和不同的偏移地址组成。,（0000H）,（1051H）,（01051H）,（0100H）,（005
5、1H）,12,基本地址,基本地址是指段地址，由CS，DS，SS，ES四个段寄存器之一提供。8086/8088规定，段不能起始任意地址，而必须从任一小段首址开始，小段从0址算起，每16字节为一小段，在1M的地址空间里，共有64K个小段，这些段地址的低4位均为0，所以段寄存器中的内容是物理地址的高16位。,13,偏移地址,偏移地址是根据指令的不同寻址方式给出的16位直接地址、或者由SP、BP、DI、SI等寄存器提供的、或经某种计算得到的16位地址值。这16位地址可寻址216=64KB空间。即整个内存划分为一个一个段，段内大小可达64K，偏移地址可实现段内寻址。,14,CS、DS、SS和其他寄存器组
6、合指向存储单元的示意图 ：,15,代码段：存放当前正在运行的程序； 数据段：存放当前运行程序所用的数据，若程序中使用了串处理指令，则其源操作数也存放在数据段； 堆栈段：定义了堆栈的所在区域； 附加数据段：是一个辅助的数据段，也是串处理指令的目的操作数存放区。,16,除非专门指定，否则各段在存储器中的分配是由操作系统负责的。段的分配可以是每个段独立占用64K存储区，也可以重叠（指每个段区的大小允许根据实际需要来分配，而不一定要占用64K的最大空间），在8086/8088系统中，每次需产生一个20位的地址时，一个段寄存器被自动选择（与具体操作有关）：取指令时：自动选择CS段寄存器，加上IP中偏移量
7、，计算得到存放指令的物理地址。堆栈操作时：自动选择SS段寄存器，加上SP中偏移量，计算得到栈读/写需要的物理地址。读/写操作数时：自动选择DS或ES段寄存器，加上16位偏移量，计算得到存放操作数的物理地址。,17,8086,存储空间,A19A16,AD15AD0,地址锁存器,WR、RD,ALE、BHE,D15D0,A19A0,00000H,FFFFFH,代码段,数据段,堆栈段,20000H,32000H,65400H,取指令,CS=2000H,IP=0100H,20100H,堆栈操作、读写操作数,18,2. 8086的I/O编址,端口接口中的寄存器。 端口地址接口中寄存器的地址。 一个接口中有
8、数据、状态、控制等多个寄存器，故有多个端口地址。 端口地址又叫端口号，用于寻址，不能重号，如同内存地址一样。 实际电路中可能一个寄存器有一个端口地址，也许一组寄存器对应一个端口地址。,19,80x86的I/O编址方式：I/O端口独立于内存单独编址； CPU在访问I/O端口时，即执行IN/OUT指令时，硬件上会产生RD和WR信号同时M/IO = 0； 8086CPU允许有65535（64K）个I/O端口，端口可以是8位的也可以是16位的 ； 指令系统中有访问8位、16位数据的I/O指令，端口地址也可以是8位或16位。,20,IO空间,内存空间,8086,1024K,64K,21,3.直接寻址的输
9、入/输出指令IN/OUT,格式： IN AL，n ；（n）送ALIN AX，n ；（n+1,n）送AX OUT n，AL ；AL送（n）OUT n，AX ；AX送（n+1,n） 说明：n为直接端口地址，是一个8位地址。（n）表示n号端口寄存器内容，8位。n+1,n为相邻两个端口地址，（n+1,n）表示n+1和n两端口寄存器内容，16位。,22,DX间接寻址的IN/OUT指令,格式：IN AL，DX ；（DX）送ALIN AX，DX ；（DX）+1,（DX）送AX OUT DX，AL ；AL送（DX）OUT DX，AX ；AX送（DX）+1,（DX） 说明：DX是间址寄存器，其内容是端口地址，其地址值可以是16位的。注意这里间址寄存器只能用DX，不可以用其它寄存器。 综上我们可以看到：如果端口地址是8位的，用直接寻址或DX间接寻址都可以；但如果端口地址是16位的，则必须用DX间接寻址。16位输入输出指令中的端口地址只能取偶数。,23,输入输出指令注意点： 只能用累加器作为执行输入输出的机构 寻址范围：直接输入输出指令为0255间接输入输出指令为065 535。,
