微机原理及接口技术复习.docx

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微机原理及接口技术复习

微机原理及接口技术

第1章复习数制转换

二——十六进制数互相转换

11111001B=F9H

二——十进制数互相转换

10110111B=（183）D

12.125D=（1100.001）B

逻辑运算

例：

A=11110000

B=10001011

则Y=A+B=11111011

Y=AB=10000000

Y=AB=01111011

习题（二进制加法/减法电路）P17

1.9做出101011

（2）+011110

（2）的门电路图并求其相加的结果

1.10做出1.9题中两数相减的门电路图并求其相减的结果。

第2章复习触发器

触发器是计算机记忆装置的基本单元。

触发器可以组成寄存器，存储器。

常有的三种触发器：

RS触发器、D触发器、JK触发器

三态输出电路（P29图2—25）

三态门具有单向导通和三态的特性

第3章复习习题P70

3.3指令寄存器IR从PROM接收到指令字（8位）后的运行过程如何，起什么作用？

3.7控制部件包括哪些主要环节？

各有何用处？

第4章复习8086CPU内部结构

从功能上，8086分为两部分，即

1.执行部件（executionunit，EU）

2.总线接口部件（businterfaceunit，BIU）

执行部件:

负责指令的执行，由下列4部分组成：

①4个通用寄存器，即AX、BX、CX、DX；

②4个指针和变址寄存器，即

基数指针寄存器BP（basepointer）

堆栈指针寄存器SP（stackpointer）

源变址寄存器SI（sourceindex）

目的变址寄存器DI（destinationindex）；

③标志寄存器；

④算术逻辑部件ALU（arithmeticlogicunit）。

总线接口部件:

负责与存储器、I/O端口传送数据，由下列4部分组成：

①4个段地址寄存器（CS、DS、ES、SS）

②16位的指令指针寄存器

IP（InstructionPointer）

③20位的地址加法器

④6字节的指令队列缓冲器

存储器中的逻辑地址和物理地址

任何一个逻辑地址由段基址和偏移地址两个部分构成，它们都是无符号的16位二进制数。

逻辑地址的表示——段地址：

偏移地址

任何一个存储单元对应一个20位的物理地址，也可称为绝对地址

物理地址=段地址×16+偏移地址

例：

已知某存储单元所在的段地址为1900H，偏移地址为8000H，试求出该单元所在的物理地址？

指令周期、总线周期、时钟周期：

时钟周期:

8086动作的最小单位，即一个时钟周期。

当CLK为10MHz，T=100ns。

指令周期:

执行一条指令所需要的时间。

8086的指令周期是不等长的。

总线周期:

CPU为了要与存储器及I/O端口交换数据所需执行的操作时间，一个基本的总线周期包含4个T。

基本的总线周期有存储器读/写，I/O端口读/写。

如从存储器中取出一个字节就是一个总线周期。

最小模式和最大模式的概念

（1）最小模式:

在系统中只有一个微处理器。

（2）最大模式:

两个或多个微处理器（主处理器、协处理器）

8086／8088的主要操作功能

一个微型机系统要完成各种任务，其中有一些操作是最基本的。

8086的主要的基本操作有：

①系统的复位和启动操作；

②总线操作；

③中断操作；

④最小模式下的总线保持；

⑤最大模式下的总线请求/允许。

习题P108

习题4.48086系统中的物理地址是如何得到的？

假如CS=2000H，IP=2100H，其物理地址应是多少？

习题4.6什么是最大模式？

什么是最小模式？

用什么方法将8086/8088置为最大模式或最小模式？

系统4.108086最基本的操作是什么？

第5章复习

1.立即数寻址

8086CPU指令系统中，有一部分指令所用的8位或16位操作数就在指令中提供，这种方式叫立即数寻址方式。

例如：

MOVAL，80H

MOVAX，1090H

立即数寻址方式的显著特点就是。

2.寄存器寻址

如果操作数就在CPU的内部寄存器中，那么寄存器名可在指令中指出。

这种寻址方式就叫寄存器寻址方式。

执行速度快。

对16位操作数来说，寄存器可以为？

所有16位寄存器

而对8位操作数来说，寄存器可为？

AH/AL/BH/BL/CH/CL/DH/DL

例如：

INC　CX　　　

　ROL　AH，1　

PUSHIP

3.直接寻址

使用直接寻址方式时，数据总是在存储器中，存储单元的有效地址由指令直接指出，所以直接寻址是对存储器进行访问时可采用的最简单的方式。

例如：

MOVAX，［1070H］

默认为段寄存器是数据段寄存器DS。

例如，上一条指令执行时，设DS＝2000H，则执行过程是将绝对地址为21070H和21071H两单元的内容取出送AX。

4.寄存器间接寻址

采用寄存器间接寻址方式时，操作数一定在存储器中，存储单元的有效地址由寄存器指出，这些寄存器可以为BX，BP，SI和DI之一，即有效地址等于其中某一个寄存器的值：

例如：

MOVAX，［BX］

MOV［BP］,BX

MOVCL,［SI］

MOV［DI］,DH

5.寄存器相对寻址

采用寄存器间接寻址方式时，允许在指令中指定一个位移量，有效地址就通过寄存器内容加上一个位移量来得到，这种寻址方式叫寄存器相对寻址：

　　　　　　［BX］

　　　　　　［BP］+8位位移量

　　　EA＝［SI］16位位移量

　　　　　　［DI］

例如：

MOVAX,0003[BX]

MOV[BP+0050],BL

6基址加变址寻址

例如：

MOVAX，［BX+SI］

设DS＝1000H，BX＝5000H，SI＝2000H，则上面指令在执行时，有效地址为7000H，本指令将17000H和17001H两单元的内容取到AX中。

MOV［BP+SI］,AL

设SS＝2000H，BP＝6000H，SI＝2000H，则上面指令在执行时，有效地址为8000H，本指令将AL中的内容送到内存堆栈区的28000H地址单元中。

7相对的基址加变址寻址

在基址加变址寻址方式中，也允许带一个8位或16位的偏移量，其和值构成有效地址，这种寻址方式叫相对的基址加变址寻址。

即：

　　　EA＝［BX］［SI］8位偏移量

　　　　　［BP］+［DI］+16位偏移量

例如：

MOVAX,0003[BX][DI]

MOV[BP+SI+0050],BL

MOV指令的几点说明：

（1）MOVDS，CS；错误

MOV[16H]，[20H]；错误

（2）MOVSS，2000H；错误

MOVSS,[2000H]；正确

（3）MOVCS,AX；错误

（4）MOVIP,5000H；错误

（5）MOVBX,AL；错误

直接IN指令（端口地址只能8位）

INAL，50H

INAX，80H

间接IN指令（端口地址是16位，也可8位。

）

MOVDX，0FFF2H

INAL，DX

直接OUT指令（端口地址只能8位）

OUT44H，AL

OUT70H，AX

间接OUT指令（端口地址是16位，也可8位。

）

MOVDX，87FEHMOVDX，80H

MOVAL，40HOUTDX，AL

OUTDX，AL

练习：

试编写程序实现两个4字节的无符号数相加，这两个数分别存放在2000H和3000H开始的存储单元中，低位在前，高位在后，进行加法运算后得到的和存放在2000H开始的内存单元中。

程序如下：

CLC　　　　　　　

MOV　SI，2000H　

MOV　AX，［SI］　

MOV　DI，3000H　　

ADD　AX，［DI］

MOV　［SI］，AX　

MOV　AX，［SI+2］　

ADC　AX，［DI+2］　

MOV　［SI+2］，AX　

例，分析下面的程序段所实现的功能

SAL　AL，1　　

MOV　BL，AL　

MOV　CL，2　

SAL　AL，CL　

ADD　AL，BL　

例如：

设2000H开始的区域中，存放着20个数据，要求找出其中最大的数，并存到2000H单元。

MOVBX,2000H

MOVAL,[BX]

MOVCX,14H

L1:

INCBX

CMPAL,[BX]

JGEL2

MOVAL,[BX]

L2：

LOOPL1（DECCX;JNZL1）

MOVBX,2000H

MOV[BX],AL

习题P135、136

习题5.1说明寻址方式（源/目标操作数均说明）

习题5.4判断指令正误并说明原因

习题5.5堆栈相关

第6章复习

【例】要求设计一个软件延时子程序，延时时间约1ms左右。

DELAY：

PUSHCX

MOV　CX，110H　

LP1：

　PUSHF　　

　　　　POPF

　　　　LOOP　LP1

POPCX　　　

　　　　RET　　

习题P151

习题6.1读程序题

习题6.2读程序题

习题6.4用逻辑运算指令完成相应操作的编程题

第7章复习分析运算——SEG、OFFSET

SEG：

取变量/标号的段地址

OFFSET：

取变量/标号的偏移地址

例：

VARDB12H

……

MOVBX，OFFSETVAR；取变量VAR的偏移地址

MOVAX，SEGVAR；取变量VAR的段地址

关于PTR运算符的说明

目标存储单元不需要说明类型的场合：

MOV[2000H],AX

MOV[2000H],AL

需要PTR运算符说明目标存储类型的场合：

MOVWORDPTR[2000H],30H

INCBYTEPTR[1000H]

ROLBYTEPTR[100H],CL

当形式参数代换指令中的符号时，在其前面需加一个宏代换符＆。

例2：

AHHMACROY,REG,X

　　　　MOVCL，X

　　　　RO&YREG,CL

　　　　ENDM

宏调用时，形式参数要用实际参数取代，顺序也应与形式参数顺序相同。

例如：

AHHR,BX,4

第8章复习CPU和外设之间的数据传送方式

程序方式（无条件、条件传送）

中断方式

DMA方式

输入/输出处理机方式

并行通信和并行接口

定义：

一个字符的各位数用几条线同时进行传输。

优点：

传输速度快，信息率高

缺点：

用电缆多，不适应远距离传输

8255端口C置1/清0控制字

例题：

要求对8255端口C的PC7位置1，PC3位清0，设控制口地址为002EH

MOVAL,0FH；PC7置1控制字

MOVDX,002EH；控制口地址送DX

OUTDX,AL；输出控制字

MOVAL,06H；PC3清0控制字

OUTDX,AL；输出控制字

方式0同步传送的例子

某应用系统以8255A作为接口，采集一组开关S7～S0的状态，然后通过一组发光二极管LED7～LED0显示开关状态（Si闭合，则对应LEDi亮，Si断开，则对应的LEDi灭），已知8255A、B两组均工作在方式0，A口、B口、C口和控制口的地址分别是330H、331H、332H和333H。

1）画出电路连线图。

2）写出8255工作方式控制字。

3）写出实现给定功能的汇编语言程序。

2）方式控制字

A口工作在方式0输入，B口工作在方式0输出，C口空闲，所以其控制字是1001x00xB＝90H（91H/98H/99H）

3）程序如下：

MOVAL,90H;置方式字

MOVDX,333H;置控制端口地址

OUTDX,AL

L1:

MOVDX,330H;置A口地址

INAL,DX;读开关状态（1断，0通）

NOTAL;状态取反

MOVDX,331H;置A口地址

OUTDX,AL;输出（1亮，0灭）

JMPL1

习题：

利用8255在方式0下工作，令其在PB1和PB2产生如图所示的波形。

设定8255各端口地址分别为90H、91H、92H、93H。

已知8088CPU主频为14.7MHz。

（1）用1片74ls138作为译码器，地址线如何连接？

试画图说明。

（2）试编写程序实现。

习题：

由8255的PA口控制发光二极管顺序循环点亮，即“流水灯”过程，该如何编程？

发光二极管为共阳极接法。

每个发光二极管亮0.1s，用软件延时（8088CPU主频为14.7MHz）。

8255PA口设置为方式0输出。

8255端口地址：

FF28H~FF2BH

串行接口

串行通信定义：

数据是一位一位的传送，在传送过程中，每位数据占据一个固定的时间长度

优点：

节省线路、适合远距离传输

缺点：

速度较慢

串行通信线路制式

单工方式：

其中一边发送另一边接收，只能用在单向传输的场合

半双工方式：

接收和发送使用同一通路。

（不能同时收发）

全双工方式：

接收和发送用不同的通路。

（可同时收发）

串行数据的传送方式

（1）同步通信：

多个字符组成一个信息块，开始处加上同步字符，结尾处加上CRC字符后作为一帧数据传输。

通信双方以相同的时钟频率进行，而且准确协调。

（2）异步通信：

通常以一个字符加上起始和终止位后作为一帧数据传输。

不要求双方同步，收发方可采用各自的时钟源。

习题P225

8.2设8251A的控制和状态端口地址为52H，数据输入/输出口地址为50H（输出端口未用），输入50个字符，将字符放在BUFFER所指的内存缓冲区中。

请写出这段的程序。

第9章复习中断定义

所谓中断，是指CPU在运行程序时，由于内部/外部事件或由程序事先安排引起CPU中断当前正在运行的程序，而转到预先安排的事件处理程序中去。

服务完毕，再返回继续执行被暂时中止的程序。

中断技术的优点：

提高CPU效率、提高微机系统实时处理与控制能力、提高系统可靠性

8086中断系统特点

8086的中断系统采用向量中断机制

能够处理256个中断

用中断类型号0～255区别

8086/8088的中断分类

硬件中断（非屏蔽中断和可屏蔽中断）

软件中断（中断指令和内部中断）

例：

中断类型号为10的中断处理子程序存放在1234H：

5678H开始的内存区域中，求中断向量地址及其每个单元中所存放的数值。

10×4＝40＝28H

求得中断向量物理地址是00028H～0002BH

按8086存储原则，从00028H～0002BH的每个单元中分别存放78H、56H、34H、12H

编程实现中断向量初始化

XORAX,AX

MOVES,AX

CLD

MOVDI,28H

MOVAX,5678H

STOSW

MOVAX,1234H

STOSW

8259控制部件（7个寄存器）

ICW1～ICW4（用于初始化，一般工作过程中不再改变）

OCW1～OCW3（用于中断处理的动态控制，可多次修改）

设置优先级的方式

（1）全嵌套方式：

（默认方式）

0级最高，只进行高级中断嵌套。

PR比较ISR与IRR中优先级高低决定是否中断嵌套。

（2）特殊全嵌套方式：

（级联系统）

0级最高，但同级中断也会响应、嵌套。

级联系统中的主片必须使用该方式，保证来自同一从片但不同优先级的中断请求能被响应；但该方式又不适合在中断请求频繁的场合下使用。

（3）普通循环方式：

（优先级相同的系统）

设备中断请求被响应并执行中断服务程序后，其优先级自动降为最低，原先低一级中断成为最高优先级。

但该方式开始总是IR0优先级最高。

（4）特殊循环方式：

（优先级相同的系统）

与普通循环方式唯一不同是一开始的最低、最高优先级由程序确定，而非IR0。

习题P262

9.3中断入口地址表的功能是什么?

已知中断类型码分别为84H和FAH，它们的中断入口在中断入口地址表的什么位置上?

9.68259A对中断优先权的管理方式有哪几种?

各是什么含义?

习题（11班不看）P262

9.7某系统中设置三片8259A级联使用，一片为主8259A；两片为从8259A；它们分别接入主8259A的IR2和IR6端。

若已知当前主8259A和从8259A的IR3上各接有一个外部中断源，它们的中断类型码分别为A3H，B3H和C3H，已知它们的中断入口均在同一段中，其段基址为2050H，偏移地址分别为11A0H，22B0H和33C0H，所有中断都采用电平触发方式、完全嵌套、普通EOI结束。

（1）画出它们的硬件连接图；

（2）编写全部初始化程序。

定时信号的获得：

（1）软件方法：

使用延时程序

优点：

省硬件

缺点：

降低CPU效率、凑时间繁琐且不一定准确

（2）硬件方法：

使用计数器/定时器

优点：

独立运行不占CPU时间、可建立多作业环境、硬件开销不大

可编程计数/定时器的工作原理

1.定时

定义：

提供时间基准。

分类：

内部定时、外部定时。

2.计数

定时与计数本质上是一致的。

计数的信号随机，定时的信号具有稳定和准确的周期性。

3.计数器/定时器的用处：

①作为中断信号

②输出精确的定时信号

③作为波特率发生器

④实现延迟

应用举例

利用8253芯片对8255并行输入数据的过程进行延时读取控制，即开关按后延时1s才能读取数据，而非立即读取。

题目分析：

设定8255PA口工作在方式1输入，此时PC4为STBA#。

设定8253用定时通道0，设定为方式5

CLK0输入信号为1KHz频率的方波信号

GATE0由按钮控制，产生上升沿信号

OUT0输出由按钮控制的选通信号送8255的PC4（STBA#）。

端口地址按图分析。

初始化程序

MOVAL,0B0H

MOVDX,323H

OUTDX,AL

MOVAL,3BH

MOVDX,327H

OUTDX,AL

MOVAX,1000H

MOVDX,324H

OUTDX,AL

MOVAL,AH

OUTDX,AL

习题：

某系统中8253芯片的通道0~通道2和控制字端口地址分别为308H~30BH。

定义通道0工作在工作方式3，CLK0=2MHz，要求OUT0=1KHz方波；定义通道1工作在方式4，用OUT0作计数脉冲，计数值为1000，计数器到0，向CPU发出中断请求，CPU响应这一中断后继续写入计数值1000，重新开始计数，保持每一秒向CPU发出一次中断请求。

要求：

1）试画出硬件连接图

2）编写8253初始化程序

DMA传送方式

定义：

外设利用专用的DMA接口电路直接与存储器进行高速数据交换，而不经过CPU，完全不需要一些额外的操作，只决定于存储器和外设的速度。

方法：

由专用的DMA控制器完成，如8237，要进行DMA传送时，只需向CPU发总线请求信号，CPU让出总线后即可进行。

DMA控制器8237A的特点：

既可以作为总线从模块（类似一般接口）

也可以作为总线主模块使用（控制系统总线）

8237A的工作方式和方式寄存器的格式（每个通道均要设定）

（1）4种工作方式：

（区别在于结束DMA传输的条件不同）

1）单字节传输方式：

传输完一个字节即释放总线，若DREQ有DMA请求则又会发总线请求

2）块传输方式：

直到字节计数器完成计数才释放总线；

3）请求传输方式：

与2类似，只是传输一个字节后检查DREQ，若无效则暂停，否则继续

4）级联传输方式：

多片8237级联时使用，主片设定该模式（1主4从）第二级8237的HRQ和HLDA信号连到第一级8237某个通道的DREQ和DACK上

习题

1.什么是DMA传送方式？

2.DMA控制器8237A有哪几种工作方式？

各通道又可完成哪几种数据传送操作？

第10章复习数/模转换的过程

DAC0832工作方式

（1）单缓冲方式：

控制输入寄存器和DAC寄存器同时接收数据，或者只用输入寄存器或DAC寄存器，另一个接成直通方式。

（2）双缓冲方式：

先分别使这些DAC0832的输入寄存器接收数据，再控制这些DAC0832同时传送数据到DAC寄存器以实现多个D/A转换同步输出。

（3）直通方式：

数据直接进行DA转换而不锁存，即WR1，WR2，XFER，CS均接地，ILE接高电平。

可变周期的锯齿（三角、方波）信号

MOVDX，PORTA；PORTA为D/A端口号

MOVAL，0FFH；初值为0FFH

ROTATE：

INCAL

OUTDX，AL；往D/A输出数据

MOVCX,DATA；送延时常数

CALLDELAY；调用延时

JMPROTATE

DELAY：

LOOPDELAY；延时子程序

RET

模/数转换的方法和原理

1.计数式A/D转换

2.双积分式A/D转换

3.逐次逼近式A/D转换

4.电压频率式A/D转换

采样保持电路

什么是采样？

对连续变化的模拟量要按一定的规律和周期取出其中的某一瞬时值，这个过程就是将模拟量离散化，称之为采样

习题P285、286

10.2A/D和D/A转换器在微型计算机应用中起什么作用?

10.6DAC0832有哪几种工作方式?

每种工作方式适用于什么场合?

每种方式用什么方法产生的?

10.10如果0809与微机接口采用中断方式，EOC应如何与微处理器连接?

程序又有什么改进?

微机预测

1、触发器是计算机记忆基本单元。

触发器——寄存器——存储器

2、三态输出电路——􀂙输出有三种状态，即0、1和高阻态。

􀂙当E为高电平时，三态门导通，允许B端输出；

􀂙当E为低电平时，三态门关闭，输出高阻（或叫浮空状态）。

3、8086有三种总线：

按照功能划分，大体上可以分为控制总线、地址总线和数据总线。

4、存储器分为：

只读存储器（ROM）

读写存储器（RAM）又分为：

静态RAM和动态RAM

5、8086是本课的重点，它主要分为两个独立的功能模块，总线接口模块BIU和执行部件EU

执行部件EU功能:

执行指令

从指令队列中取指令代码译码在ALU中完成数据的运算运算结果的特征保存在标志寄存器FLAGS中。

总线接口模块BIU：

BIU负责与存储器、I/O端口传送数据，由段寄存器、IP、地址加法器和指令队列缓冲器等组成。

6、8086CPU芯片的引脚：

AD15-AD0：

分时复用的地址/数据总线

A19/S6-A16/S3：

分时复用的地址/状态线

BHE/S7：

总线高位有效信号

7、中断分类：

硬件中断：

非屏蔽中断:

NMI引脚输入，不受中断标志位IF控制。

可屏蔽中断:

INTR引脚输入，由标志寄存器中的IF位控

软件中断：

主要来自CPU内部的软件中断，软件中断信号受TF（单步中断标志）的影响，只有TF为1时，才能执行单步中断

8、中断向量表：

中断类型号×4=中断向量指针的低地址

中断类型号×4+2=中断向量指针的高地址

（中断向量指针的低地址）→（IP）

（中断向量指针的高地