微机原理知识点

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1、微型计算机及其接口技术是计算机应用专业（专科）非常重要的一门 专业课，也是难度较大的一门课。考生不但要熟悉计算机硬件的功能特点， 还要熟练的编制、调试软件，对考生的综合能力要求比较高。 本课程 的先修课程为：1. 模拟电路与数字电路2. 计算机组成原理3. 汇编语言程序设计微型计算机及其接口技术复习大纲是我根据教科书内容反复整理 与总结的，剔除了教材上的冗余，精简了基本理论。若考生在读懂、读通 教科书的基础上，能全部掌握此大纲的内容（一定要全部掌握，本大纲已 经很精简了），那么通过考试会很有把握的。另外，希望考生准备一本南京大学出版的微型计算机及其接口技术 应试指导在手边，以便查阅。微型计算机

2、及其接口技术复习大纲第 1 章 微型计算机概论微处理器由运算器、控制器、寄存器阵列组成 微型计算机以微处理器为基础，配以内存以及输入输出接口电路 和相应的辅助电路而构成的裸机微型计算机系统由微型计算机配以相应的外围设备及其它软件 而构成的系统单片机又称为“微控制器”和“嵌入式计算机”，是单片微型计 算机单板机属于计算机系统总线是CPU、内存、I/O接口之间相互交换信息的公共通路，由数据总线（双向）、地址总线和控制总线组成微机系统中的三种总线：1. 片总线，元件级总线2. 内总线（I-BUS），系统总线3外总线（E-BUS），通信总线第 2 章 80X86 处理器8086CPU 两个独立的功能部

3、件：1执行部件（EU），由通用计算器、运算器和EU控制系统等组成，EU从BIU的指令队列获得指令并执行2总线接口部件(BIU)，由段寄存器、指令指针、地址形成逻辑、总线控制逻辑和指令队列等组成，负责从内存中取指令和取操作数8086CPU 的两种工作方式：1最小方式，MN/MX接+5V (MX为低电平)，用于构成小型单处理机系统支持系统工作的器件：( 1)时钟发生器， 8284A(2)总线锁存器， 74LS373( 3)总线收发器， 74LS245控制信号由 CPU 提供2最大方式，MN/MX接地(MX为低电平)，用于构成多处理机和协处 理机系统支持系统工作的器件：( 1)时钟发生器， 8284

4、A(2)总线锁存器， 74LS373( 3)总线收发器， 74LS245( 4)总线控制芯片， 8288控制信号由 8288 提供指令周期、总线周期、时钟周期的概念及其相互关系：1. 执行一条指令所需要的时间称为指令周期2. 一个CPU同外部设备和内存储器之间进行信息交换过程所需要的 时间称为总线周期3. 时钟脉冲的重复周期称为时钟周期4. 一个指令周期由若干个总线周期组成，一个总线周期又由若干个时 钟周期组成5. 8086CPU的总线周期至少由4个时钟周期组成6. 总线周期完成一次数据传输包括：传送地址，传送数据等待周期在等待周期期间，总线上的状态一直保持不变 空闲周期总线上无数据传输操作M

5、MX多媒体扩展SEC单边接口，PENTIUM2的封装技术SSE数据流单指令多数据扩展，PENTIUM3的指令集乱序执行不完全按程序规定的指令顺序执行(PENTIUM PRO)推测执行遇到转移指令时，不等结果出来便先推测可能往哪里转移以便提前执行(PENTIUM PRO)8086CPU 逻辑地址与物理地址的关系：1. CPU 与存储器交换信息，使用 20位物理地址2. 程序中所涉及的都是 16 位逻辑地址3. 物理地址=段基值* 16 +偏移地址4. 20 条地址线= 1M，(00000H FFFFFH)；16 条数据线= 64K，( 0000H FFFFH )5. 段起始地址必须能被 16 整

6、除8086 的结构，各引脚功能，全部要掌握(教科书 P14 P18)复位(RESET)时CPU内寄存器状态：1. PSW (FR)、IP、DS、SS、ES 清零2. CS 置 FFFFH3. 指令队列变空8086CPU外部总线16位，8088CPU外部总线8位80286CPU：1. 16 位 CPU2. 两种工作方式：(1) 实地址方式，使用20条地址线，兼容8086全部功能(2) 保护虚地址方式，使用24条地址线，有16M的寻址能力80386CPU：1. 32 位 CPU2. 数据线 32 位3. 地址线 32 位，直接寻址 4GB4. 内部寄存器 32 位5. 三种存储器地址空间：逻辑地址

7、，线性地址，物理地址6. 三种工作方式：实方式，保护方式，虚拟8086方式80486CPU：1. 采用 RISC2. 集成 FPU 和 CACHE第 3 章 存储器及其接口半导体存储器分类：1随机存取存储器，RAM(1)静态 RAM， SRAM (HM6116， 2K * 8)(2)动态RAM, DRAM，需要刷新电路(2164, 64K * 1)2只读存储器，ROM(1) PROM，可编程ROM, 一次性写入ROM(2) EPROM，可擦除可编程 ROM (INTEL2732A, 4K * 8)(3) EEPROM，电可擦除可编程ROM半导体存储器的性能指标：1. 存储容量2存取速度(用两个

8、时间参数表示：存取时间，存取周期)3. 可靠性4性能/价格比内存条及其特点：内存条是一个以小型板卡形式出现的存储器产品，它的特点是：安装 容易，便于用户进行更换，也便于扩充内存容量HM6116、2164、INTEL2732A 的外特性INTEL2732A的6种工作方式：1读2. 输出禁止3待用4. 编程5. 编程禁止6. INTEL标识符实现片选控制的三种方法：1. 全译码2. 部分译码(可能会产生地址重叠)3. 线选法地址重叠多个地址指向同一存储单元存储器芯片同 CPU 连接时应注意的问题：1. CPU 总线的负载能力问题2. CPU 的时序同存储器芯片的存取速度的配合问题16 位微机系统中

9、，内存储器芯片的奇偶分体：1. 1M 字节分成两个 512K 字节（偶存储体，奇存储体）2偶存储体同低8位数据总线（D7 DO）相连接，奇存储体同高8 位数据总线（D15 D8）相连接3. CPU的地址总线A19 A1同两个存储体中的地址线A18 A0相 连接，CPU地址总线的最低位A0和BHE （低电平）用来选择存储体4. 要访问的16位字的低8位字节存放在偶存储体中，称为对准字， 访存只需要一个总线周期；要访问的16位字的低8位字节存放在奇存储 体中，称为未对准字，访存需要两个总线周期5. 8088CPU数据总线是8位，若进行字操作，则需要两个总线周期，第一个周期访问低位，第二个周期访问高

10、位存储器的字位扩展，考试必考（教科书P71习题2、习题6）74LS138的综合应用必须熟练掌握，考试必考：（教科书P55 P58；P71 P72习题7、习题8； P231第五。2题）1. 存储器芯片的地址范围2. 地址线的连接（片内地址，片外地址）3. 数据线的连接4控制线的连接（片选信号CE,写信号WE,输出信号OE等，以上信号都为低电平）第 4 章 输入输出与中断I/O接口把外围设备同微型计算机连接起来实现数据传送的控制 电路称为“外设接口电路”，即I/O接口I/O端口I/O接口中可以由CPU进行读或写的寄存器被称为“端 口”外设接口与 CPU 的信息传送：1外设接口通过微机总线（片总线、

11、内总线、外总线）与CPU连接2. CPU 同外设接*换的三种 信息：（1）数据信息，包括数字量、模拟量和开关量（2）状态信息，表示外设当前所处的工作状态（3）控制信息用于控制外设接口的工作3. 数据信息、状态信息、控制信息都是通过数据总线来传送的I/O 端口的编址方式及其特点：1独立编址(专用的I/O端口编址)存储器和I/O端口在两个独 立的地址空间中(1) 优点：I/O端口的地址码较短，译码电路简单，存储器同I/O 端口的操作指令不同，程序比较清晰；存储器和I/O端口的控制结构相互 独立，可以分别设计(2) 缺点：需要有专用的I/O指令，程序设计的灵活性较差2. 统一编址(存储器映像编址)存

12、储器和I/O端口共用统一的地 址空间，当一个地址空间分配给I/O端口以后，存储器就不能再占有这一 部分的地址空间(1) 优点：不需要专用的I/O指令，任何对存储器数据进行操作的 指令都可用于I/O端口的数据操作，程序设计比较灵活；由于I/O端口的 地址空间是内存空间的一部分，这样，I/O端口的地址空间可大可小，从 而使外设的数量几乎不受限制(2) 缺点：I/O端口占用了内存空间的一部分，影响了系统的内存 容量；访问I/O端口也要同访问内存一样，由于内存地址较长，导致执行 时间增加微机系统中，数据传送的控制方式：1程序控制方式，以CPU为中心，数据传送的控制来自CPU，通过预 先编制好的程序实现

13、数据的传送2. DMA方式，直接存储器访问，不需要CPU干预，也不需要软件介 入的高速传送方式程序控制传送方式分为三种：1. 无条件传送方式，又称“同步传送方式”，用于外设的定时是固定 的而且是已知的场合，外设必须在微处理器限定的指令时间内准备就绪， 并完成数据的接收或发送2. 查询传送方式，当 CPU 同外设工作不同步时，为保证数据传送的正 确而提出的，CPU必须先对外设进行状态检测，若外设已“准备好”，才 进行数据传送3. 中断传送方式，解决了“无条件传送方式”和“查询传送方式”只 能串行工作的缺点，为了使CPU和外设之间可以并行工作，提出中断传送 方式，采用中断方式传送数据时，CPU从启

14、动外设到外设就绪这段时间， 仍在执行主程序，当“中断服务程序”执行完毕后，则重新返回主程序DMA 操作的基本方法：1周期挪用，DMA乘存储器空闲时访问存储器，周期挪用不减慢CPU 的操作2周期扩展，CPU与DMA交替访问存储器，这种方法会使CPU处理速 度减慢，一次只能传送一个字节3. CPU停机方式，CPU等待DMA的操作，这是最常用的DMA方式，由 于CPU处于空闲状态，所以会降低CPU的利用率DMAC 及其传送方式：1. 在DMA传送方式中，对数据传送过程进行控制的硬件称为DMA控制 器，即：DMAC2. DMAC 的三种传送方式：（1）单字节传送方式（2）成组传送方式（3）请求传送方式

15、DMAC 的基本功能：1. 能接收外设的DMA请求信号，并能向外设发出DMA响应信号2能向CPU发出总线请求信号，当CPU发出总线响应信号后，能接管对总线的控制权，进入DMA方式3. 能发出地址信息，对存储器寻址并修改地址指针4能发出读、写等控制信号，包括存储器访问信号和I/O访问信号5.能决定传送的字节数，并能判断DMA传送是否结束6能发出DMA结束信号，释放总线，使CPU恢复正常工作8086 中断的特点：1. 最多可处理256种不同的中断类型，每个中断都有一个中断类型码2. 外部中断（硬件中断）；内部中断（软件中断）8086 内部中断的特点：1. 中断类型码或者包含在指令中，或者是预先规定的2. 不执行INTA总线周期3. 除单步