微机原理与应用复习课.pptx

第一章第一章 概述概述计算机的组成计算机的组成-冯冯诺依曼结构诺依曼结构内存储器内存储器输入设备输入设备控制器控制器计算机组成结构输出设备输出设备运算器运算器微型计算机硬件系统组成微型计算机硬件系统组成微处理器微处理器：进行算数：进行算数运算和逻辑运算。运算和逻辑运算。存储器存储器：存储程序、：存储程序、数据、符号等数据、符号等I/O接口接口：使外设：使外设与微机相连。与微机相连。提问：提问：计算机计算机 由哪几部分组成？由哪几部分组成？微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同？之间有什么不同？CPU结构结构 控制单元控制单元 I/O控制逻辑控制逻辑 工作寄存器组工作寄存器组 ALU暂存数据和结果暂存数据和结果算术和算术和逻辑运算逻辑运算分析和分析和执行指令执行指令可以进行算数与逻辑运算可以进行算数与逻辑运算可以保存少量数据可以保存少量数据能对指令进行译码并执行指令能对指令进行译码并执行指令能与存储器、外设交换信息能与存储器、外设交换信息提供系统所需的定时和控制提供系统所需的定时和控制可响应其它部件发来的中断请求可响应其它部件发来的中断请求CPU功能功能：提问：提问：CPU在内部结构上由哪几部分组成在内部结构上由哪几部分组成?CPU应具应具备什么功能备什么功能?累加器和其他通用寄存器相比有何不同累加器和其他通用寄存器相比有何不同?第二章第二章 8086/80888086/8088处理器处理器Intel 8086微处理器结构微处理器结构（重点）（重点）8086808680868086的内部结构的内部结构的内部结构的内部结构成两部分成两部分:总线接口部件总线接口部件BIU:BIU:总线接口单元总线接口单元BIUBIU，负责控制存贮器读写。，负责控制存贮器读写。执行部件执行部件EU:EU:执行单元执行单元EUEU从指令队列中取出指令并执行。从指令队列中取出指令并执行。特点特点特点特点：BIUBIU与与EUEU两个单元相互独立，分别完成各自操作，还可两个单元相互独立，分别完成各自操作，还可以以并行执行并行执行，实现指令预取（指令读取和执行的流水实现指令预取（指令读取和执行的流水线操作）取指令和执行指令分开进行，提高了速度。线操作）取指令和执行指令分开进行，提高了速度。2.2.1 Intel 8086微处理器结构：微处理器结构：8086808680868086的内部结构的内部结构的内部结构的内部结构16位标志寄存器位标志寄存器标志标志（Flag）用于反映指令执行结果）用于反映指令执行结果16位字利用了位字利用了9位位 标志分两类：标志分两类：状态标志（状态标志（6位）：反映刚刚完成的操作结果情况。位）：反映刚刚完成的操作结果情况。控制标志（控制标志（3位）：在某些指令操作中起控制作用。位）：在某些指令操作中起控制作用。OFDF IF TFZFAFSFPFCF15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 程序设计需要利用标志的状态！程序设计需要利用标志的状态！2.2.1 Intel 8086微处理器结构：微处理器结构：执行部件执行部件执行部件执行部件EUEUEUEU 提问：提问：8086的总线接口部件有那几部分组成的总线接口部件有那几部分组成?8086的执行部件有什么功能的执行部件有什么功能?由那几部分组成由那几部分组成?8086/8088内部有哪些通用寄存器？内部有哪些通用寄存器？总线接口单元和执行单元的动作管理总线接口单元和执行单元的动作管理当当8086的指令队列有两个空字节，的指令队列有两个空字节，BIU自动取指令到指令自动取指令到指令队列中；队列中；执行部件执行部件EU准备执行一条指令时，它从准备执行一条指令时，它从BIU的指令队列取的指令队列取指令，然后执行；指令，然后执行；指令队列已满，指令队列已满，BIU与与EU又无总线请求时又无总线请求时,总线接口部件进总线接口部件进入空闲状态。入空闲状态。执行转移指令、调用指令、返回指令时，执行转移指令、调用指令、返回指令时，BIU自动清除指令自动清除指令队队 列，然后从新地址取指令，并立即送给列，然后从新地址取指令，并立即送给EU，然后再从新，然后再从新单元开始，从新填满队列机构。单元开始，从新填满队列机构。8086CPU的特点：的特点：BIU与与EU是分开的，取指令与执行指令是分开的，取指令与执行指令可以重叠。提高执行速度。可以重叠。提高执行速度。2.2.1 Intel 8086微处理器结构：微处理器结构：BIUBIUBIUBIU和和和和EUEUEUEU单元的动作管理单元的动作管理单元的动作管理单元的动作管理提问：提问：8086/8088和传统的计算机相比在执行指令方面有和传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同什么不同?这样的设计思想有什么优点这样的设计思想有什么优点?8086CPU执行转移指令时，指令队列寄存器内容执行转移指令时，指令队列寄存器内容如何变化？如何变化？8088CPU8088CPU有有2020条地址线条地址线最大可寻址空间为最大可寻址空间为2 220201MB1MB物理地址范围从物理地址范围从00000H00000HFFFFFHFFFFFH8088CPU8088CPU将将1MB1MB空间分成许多逻辑段（空间分成许多逻辑段（SegmentSegment）每个段最大限制为每个段最大限制为64KB64KB段地址的低段地址的低4 4位为位为0000B0000B这样，一个存储单元除具有一个唯一的物理地址这样，一个存储单元除具有一个唯一的物理地址外，还具有多个逻辑地址外，还具有多个逻辑地址2.2.1 Intel 8086微处理器结构：微处理器结构：存储器的分段管理存储器的分段管理存储器的分段管理存储器的分段管理8088CPU8088CPU存储系统中，对应每个物理存储单元都有存储系统中，对应每个物理存储单元都有一个唯一的一个唯一的2020位编号，就是物理地址，从位编号，就是物理地址，从00000H 00000H FFFFFH FFFFFH分段后在用户编程时，采用逻辑地址，形式为分段后在用户编程时，采用逻辑地址，形式为 段基地址段基地址 :段内偏移地址段内偏移地址分隔符分隔符物理地址物理地址 14700H逻辑地址逻辑地址 1460H:100H2.2.1 Intel 8086微处理器结构：微处理器结构：存储器的分段管理存储器的分段管理存储器的分段管理存储器的分段管理一个物理地址可以有多个逻辑地址一个物理地址可以有多个逻辑地址将逻辑地址中的段地址左移将逻辑地址中的段地址左移4位，加上偏移地址位，加上偏移地址就得到就得到20位物理地址位物理地址物理地址物理地址=16d段地址段地址+偏移地址偏移地址例例5：逻辑地址逻辑地址 1460:0100H1460:0100H 物理地址物理地址 14700H14700H2.2.1 Intel 8086微处理器结构：微处理器结构：存储器的逻辑地址存储器的逻辑地址存储器的逻辑地址存储器的逻辑地址提问：提问：8088CPU8088CPU最大可寻址空间为多少？最大可寻址空间为多少？存储器的物理地址是唯一的，用逻辑地址表示一存储器的物理地址是唯一的，用逻辑地址表示一个物理地址，逻辑地址是唯一的吗？个物理地址，逻辑地址是唯一的吗？一个段最大寻址空间为多少？一个段最大寻址空间为多少？提问提问存储器的逻辑地址由哪几部分组成？存储器的物存储器的逻辑地址由哪几部分组成？存储器的物理地址是怎样形成的？理地址是怎样形成的？一个具有一个具有20位地址线的位地址线的CPU，其最大物理地址为，其最大物理地址为多少？多少？存储器分段小节：存储器分段小节：程序的程序的指令指令序列必须安排在代码段序列必须安排在代码段程序使用的程序使用的堆栈堆栈一定在堆栈段一定在堆栈段程序中的程序中的数据数据默认默认是安排在数据段，也经常安排是安排在数据段，也经常安排在附加段，尤其是串操作的目的区必须是附加段在附加段，尤其是串操作的目的区必须是附加段数据的存放比较灵活，实际上可以存放在任何一数据的存放比较灵活，实际上可以存放在任何一种逻辑段中种逻辑段中2.2.1 Intel 8086微处理器结构：微处理器结构：如何分配各个逻辑段如何分配各个逻辑段如何分配各个逻辑段如何分配各个逻辑段提问：提问：代码段地址由代码段地址由CPU的哪两个寄存器确定？的哪两个寄存器确定？堆栈段地址由堆栈段地址由CPU的哪两个寄存器确定？的哪两个寄存器确定？第第3章章 8086指令系统指令系统了解微处理器基本结构、了解微处理器基本结构、8088/8086的功能结构的功能结构掌握掌握8088/8086的寄存器结构、存储器结构和寻址方式的寄存器结构、存储器结构和寻址方式熟悉汇编语言的语句格式，掌握熟悉汇编语言的语句格式，掌握8088/8086基本指令：基本指令：数据传送：数据传送：MOVXCHGXLAT、PUSHPOP、LEA加减运算：加减运算：ADDSUB、ADCSBB、CMP、INCDEC AAA/DAA、AAS/DAS位位 操操 作：作：ANDORXORNOTTEST、SHLSHRSAR、ROLRORRCLRCR串串 操操 作：作：MOVSB、CMPSB、SCASB控制转移：控制转移：JMP、JZ/JNZ、JC/JNC、JA/JNA、JB/JNB、JG/JL、LOOP、CALLRET、INT n例例1 1、请指出下列指令源操作数是什么寻址方式？、请指出下列指令源操作数是什么寻址方式？（l l）MOV MOV CL CL，20H 20H（2 2）MOV MOV BPDI BPDI，CXCX（3 3）LEALEA BX BX，20H20HBXBXSISI 2 2、解释下列指令的含义：、解释下列指令的含义：LEA AX,2344H LEA AX,2344H LDS DI,2344H LDS DI,2344H 假设：假设：DS=1000H,(12344H)=082CH,DS=1000H,(12344H)=082CH,(12346H)=6F78H (12346H)=6F78H 执行上面两条指令后，执行上面两条指令后，DS=DS=DI=DI=AX=AX=例例3、下下面面这这些些指指令令哪哪些些是是正正确确的的？哪哪些些是是错错误误的的？如如是是错错误的，请说明原因。误的，请说明原因。1)MOV DS,AX ()2)MOVBX，1000 ()3)PUSHCS ()4)POP CS ()5)IN BX，DX ()6)MOV 1000H,AX ()7)MOV AX,BL ()8)OUT 300H,AX ()9)OUT 20H,AL ()例例4:89+75=164 MOV AL，89H MOV BL，75H ADD AL，BL ；（AL）=0FEH，AF=0,CF=0 DAA ；（ALAL）=64H=64H，CF=1CF=1例例5：假定：假定DL=10111001BDL=10111001B，CF=1CF=1，试确定下列各条指令单独，试确定下列各条指令单独执行后执行后DHDH的值。的值。（1 1）SHLSHL DH DH，1 1（2 2）SARSAR DH DH，1 1（3 3）ROLROL DH DH，1 1第第4章章 汇编语言程序设计汇编语言程序设计熟悉常见程序设计问题熟悉常见程序设计问题多精度运算多精度运算查表（查代码、特定值等）、查表（查代码、特定值等）、ASCII和和BCD代码转换；数据范围判断（代码转换；数据范围判断（09、AZ、az）、）、字母大小写转换字母大小写转换字符串传送、比较等操作字符串传送、比较等操作求最小最大值求最小最大值数据求和、数据求和、统计字符个数统计字符个数伪指令伪指令OFFSETSEG/ORGDB/DW/DDPTR SEGMENT/ENDS/END/ASSUMEFAR/NEAR例：例：ORG 1000H BUF DB 12H,56H,78H N EQU$-BUF MOV BX,OFFSET MOV AL,BUF+1 MOV DX,WORD PTR BX MOV CX,N例例1：将将DAT1开始的开始的10个字节传送到个字节传送到DAT2开始单元。开始单元。MOV SI,OFFSET DAT1 ;SI指向源串地址指向源串地址MOV DI,OFFSET DAT2 ;DI指向源串地址指向源串地址MOV CX,10 ;置计数器置计数器 CLD ;清方向标志清方向标志 REP MOVSB ;将源地址的将源地址的10个字传送到目的地址单元个字传送到目的地址单元例例2：假设将：假设将1000H：2000H开始的开始的10个数据传送到个数据传送到1000H:2005H开始单元，编程。开始单元，编程。MOV SI,2000HMOV DI,2005HADD SI,10-1ADD DI,10-1MOV CX,10STD REP MOVSB例例3.从地址为从地址为BLOCK开始单元开始单元,存放存放100个字节的字符串个字节的字符串,找找出第一个字符出第一个字符$(ASCII码码24H),将将$的第一个地址存入的第一个地址存入BX中中,否则将否则将BX清零清零.MOV DI,1000H ;送目标串首地址送目标串首地址 MOV CX,256 CLD ;清方向标志清方向标志 MOV AL,$REPNZ SCANB ;AL-DI JZ FOUND ;找到找到$,转转 MOV BX,0 JMP STOPFOUND:DEC DI ;退回到退回到$所在地址所在地址 MOV BX,DI ;$所在地址送所在地址送BXSTOP:HLT 例例4:求和求和Y=A1+A2+.+A100Ai是字变量。是字变量。设设CX:计数器，循环次数计数器，循环次数BX:数据指针数据指针DX,AX:存和存和XOR AX,AX ;清清AXMOV BX,OFFSET TABLE MOV CX,4 CLC LP:ADD AX,BX ;求和求和 JNC DON INC DX CLC DON:INC BX INC BX ;指向下一个数指向下一个数 LOOP LP ;未加完未加完,继续继续 MOV YAL,AX ;存和存和 MOV YAH,DX处理器总线时序处理器总线时序80868088 CPU的地址总线有多少位？其寻址范围是的地址总线有多少位？其寻址范围是多少？多少？8086/8088 有两种工作方式，它们是通过什么方法来实有两种工作方式，它们是通过什么方法来实现？现？80868086和和80888088是怎样解决地址线和数据线的复用问题的是怎样解决地址线和数据线的复用问题的?ALEALE信号何时处于有效电平信号何时处于有效电平?总线周期的含义是什么总线周期的含义是什么?8086/8088的基本总线的基本总线周期由几个时钟组成周期由几个时钟组成?CPU与外设的输入输出方式与外设的输入输出方式CPUCPU和输入和输入/输出设备之间传送的信息有哪几类？输出设备之间传送的信息有哪几类？一般的一般的IOIO接口电路安排有哪三类寄存器？它们各接口电路安排有哪三类寄存器？它们各自的作用是什么？自的作用是什么？在在8086/80888086/8088系统中，用哪种方法对系统中，用哪种方法对I/OI/O端口进行端口进行编址？编址？条件传送方式的工作原理是怎样的？主要用在什条件传送方式的工作原理是怎样的？主要用在什么场合？么场合？画出条件传送（查询）方式输出过程的流程图。画出条件传送（查询）方式输出过程的流程图。查询式传送方式有什么优缺点？查询式传送方式有什么优缺点？中断中断CPUCPU响应可屏蔽中断的条件响应可屏蔽中断的条件响应可屏蔽中断的条件响应可屏蔽中断的条件 （1）、无总线请求）、无总线请求（2）、）、CPU允许中断：允许中断：IF=1（3）、）、CPU执行完当前指令执行完当前指令CPUCPU响应中断要响应中断要响应中断要响应中断要自动完成自动完成的任务的任务的任务的任务 （1）关中断）关中断（2）保护断点）保护断点(IP,CS,FLAG入栈入栈)（3）给中断服务程序的入口地址）给中断服务程序的入口地址可屏蔽中断的响应过程：可屏蔽中断的响应过程：响应条件响应条件:TF=1,无总线请求无总线请求,当前指令结束当前指令结束（1）读中断类型码）读中断类型码（2）将标志寄存器）将标志寄存器FLAG的值推入堆栈的值推入堆栈（3）清中断允许标志）清中断允许标志IF和单步中断和单步中断TF（4）保护断点，将）保护断点，将CS、IP推入堆栈推入堆栈（5）得到中断向量）得到中断向量（6）执行中断服务程序）执行中断服务程序8086中断中断共共256个类型号个类型号一个中断源对应一个类型号一个中断源对应一个类型号中断向量中断向量:中断服务程序的入口地址中断服务程序的入口地址(cs,ip)中断向量表中断向量表:将所有中断向量集中放在一起将所有中断向量集中放在一起.中断向量表中断向量表:放在放在内存地址内存地址0单元开始的单元单元开始的单元:00000H 03FFFH中断向量中断向量指针指针:中断类型号中断类型号*4=中断向量最低字节指针中断向量最低字节指针中断向量的装入中断向量的装入例例:类型号为类型号为20H的中断服务程序入口符号地址为的中断服务程序入口符号地址为INT-5,中断向量的装入中断向量的装入:CLIPUSH DSXOR AX,AX MOV DS,AXMOV AX,OFFSET INT-5MOV WORD PTR 080H,AXMOV AX,SEG INT-5MOV WORD PTR 082H,AXPOP DSSTI中断处理器中断处理器8259A8259A的工作方式的工作方式主要工作方式主要工作方式：（1）中断请求触发方式）中断请求触发方式（2）屏蔽中断源方式）屏蔽中断源方式（3）中断优先权设置方式中断优先权设置方式（4）中断结束（中断结束（EOI）方式）方式（5）连接系统总线方式）连接系统总线方式（6）中断查询方式中断查询方式（7）级联方式级联方式 2024/4/22 周一周一微机原理及应用微机原理及应用38ICW1格式格式D41，A00表示设置的是表示设置的是ICW1注意：注意：A00，表示输入，表示输入8259A低地址端口；低地址端口；2024/4/22 周一周一微机原理及应用微机原理及应用39ICW2格式格式ICW2用于设置中断类型码。用于设置中断类型码。注意：注意：A01，表示输入，表示输入8259A高地址端口。高地址端口。2024/4/22 周一周一微机原理及应用微机原理及应用40ICW3格式格式ICW3是在级联方式下设置的初始化命令字。是在级联方式下设置的初始化命令字。当当ICW1中中D11，单片使用，不需要单片使用，不需要ICW3；当当ICW1中中D10，表示，表示8259A工作于级联方式，工作于级联方式，必须设置必须设置ICW3。2024/4/22 周一周一微机原理及应用微机原理及应用41ICW4格式格式当当ICW1的的D0=1，需要设置，需要设置ICW4。D7 D6 D5=000 ICW4的标志的标志SFNM1，用于指明是否选择特殊全嵌套方式，一般在使用，用于指明是否选择特殊全嵌套方式，一般在使用多片多片8259A中使用，主片即选用特殊全嵌套方式。中使用，主片即选用特殊全嵌套方式。2024/4/22 周一周一微机原理及应用微机原理及应用42OCW1OCW1的功能的功能用来动态地设置中断源的屏蔽状态。用来动态地设置中断源的屏蔽状态。CPU也可以从也可以从8259A的高地址端口读取中断屏蔽寄存的高地址端口读取中断屏蔽寄存器器IMR的内容。的内容。2024/4/22 周一周一微机原理及应用微机原理及应用43OCW2D4D300：可作为：可作为OCW2的标志位。的标志位。D5：即即EOI，中断结束命令位。，中断结束命令位。OCW2的功能的功能 就是就是用于控制中断结束，优先权循环等操作方式。用于控制中断结束，优先权循环等操作方式。2024/4/22 周一周一微机原理及应用微机原理及应用44OCW3OCW3用于控制用于控制8259A的运行方式。的运行方式。包括设置或撤销特殊屏蔽方式和查询方式，包括设置或撤销特殊屏蔽方式和查询方式，可读出可读出8259A的中断请求寄存器的中断请求寄存器IRR，中断服务寄存器，中断服务寄存器ISR等。等。P1，查询D4D301OCW3的标志的标志8253定时定时/计数计数8253与与CPU相连的信号相连的信号:8253GATE0 OUT0 CLK05V8088CPU1KHzD078253运行原理图运行原理图译码译码地址地址M/IOCSWRRDA0A1A0A1WRRD SC1 SC0 RW1 RW0 M2 M1 M0 BCD1-计数值为BCD码格式0-计数值为二进制格式M2 M1 M0 模式选择 0 0 0 模式0 0 0 1 模式1 /1 0 模式2/1 1 模式3 1 0 0 模式4 1 0 1 模式50 0-对计数器进行锁存0 1-只读/写低8位字节 1 0-只读/写高8位字节1 1-先读/写低8位字节,再读/写高8位字节.0 0-选计数器00 1-选计数器11 0-选计数器21 1-无意义82538253控制字格式控制字格式82538253的工作模式的工作模式:6:6种种82538253初始化方法初始化方法控制字控制字计数初值计数初值:8253每个计数通道与外设接口有哪些信号线，每每个计数通道与外设接口有哪些信号线，每个信号的用途是什么？个信号的用途是什么？定时定时/计数器芯片计数器芯片Intel 8253占用几个端口地址？占用几个端口地址？各个端口分别对应什么？各个端口分别对应什么？例题：例题：使使0号定时器号定时器,工作在方式工作在方式3,计数初值计数初值N=1000,二进二进制计数制计数.试写出试写出8253初始化程序段初始化程序段.8253端口地址端口地址:340H,341H,342H,343HMOV AL,10000110B ;2号定时器号定时器,方式方式3MOV DX,343HOUT DX,ALMOV AX,1000 MOV DX,340H OUT DX,AL ;0号数据口号数据口 MOV AL,AHOUT DX,AL可编程并行接口可编程并行接口8255A并行接口芯片并行接口芯片8255与与CPU接口有哪些信号线，每接口有哪些信号线，每个信号的用途是什么？个信号的用途是什么？8255占用几个端口地址？各个端口分别对应什么占用几个端口地址？各个端口分别对应什么？端口端口C可以分为两组吗？可以分为两组吗？1.1.方式控制字方式控制字2.2.端口端口C C置置1/01/0控制字控制字1=置置10=置置00 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0端口端口C置置1/0控制字控制字标志标志0 0 0 PC00 0 1 PC10 1 0 PC20 1 1 PC31 0 0 PC41 0 1 PC51 1 0 PC61 1 1 PC7图、端口图、端口C置置1/0控制字控制字8255A8255A的的3 3种基本工作方式：种基本工作方式：n方式方式0 0：基本的输入：基本的输入/输出方式输出方式n方式方式1 1：选通的输入：选通的输入/输出方式输出方式n方式方式2 2：双向的传输方式：双向的传输方式