第一章 微機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

第一章微機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第1頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、二進(jìn)制數(shù)——B運(yùn)算規(guī)則是“逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二”。

例：二進(jìn)制數(shù)1011.1表示如下：(1011.1)B=1×23+0×22+1×

21+1×

20+1×

2-13、八進(jìn)制數(shù)——O例：(467.6)O=4×82+6×81+7×

80+6×

8-14、十六進(jìn)制數(shù)——H

用0-9、A-F十五個(gè)字符來(lái)數(shù)值，逢十六進(jìn)一。各位的權(quán)值為第2頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制十進(jìn)制

(1)

B、O、HD

按二進(jìn)制的位權(quán)展開(kāi)相加即可

(2)

D

B、O、H（以二進(jìn)制為例）整數(shù)轉(zhuǎn)換采用除2取余法、小數(shù)轉(zhuǎn)換采用乘2取整法（八進(jìn)制、十六進(jìn)制同理可得）例：(11101.101)B=1×24+1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=16+8+4+0+1+0.5+0.25+0.125=29.875第3頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三例：136.625轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制。(136.625)D=(10001000.101)B

二進(jìn)制八進(jìn)制、十六進(jìn)制(1)BO“三位化一體”從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始向兩邊分別進(jìn)行每三位分一組，向左不足三位的，從左邊補(bǔ)0；向右不足三位的，從右邊補(bǔ)0。

(2)BH“四位化一體”從小數(shù)點(diǎn)開(kāi)始向兩邊分別進(jìn)行每四位分一組，向左不足四位的，從左邊補(bǔ)0；向右不足四位的，從右邊補(bǔ)0。第4頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

例：將(1000110.01)B

轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。001

000

110

.01001000110.0100(106.2)O(46.4)H(3)O、HB采用“一位化三位（四位）”的方法。例：將(352.6)O轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。352.6011101010110=(11101010.11)B第5頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三符號(hào)數(shù)的表示法機(jī)器數(shù)與真值

機(jī)器數(shù)：機(jī)器中編碼表示的數(shù)。符號(hào)位(0正1負(fù))+數(shù)值位真值：書寫時(shí)實(shí)際表示的數(shù)。原碼X1=123=+1111011BX2=-123=-1111011B[X1]原=01111011B[X2]原=11111011B8位原碼數(shù)值范圍：(-)1111111B～(+)1111111B

FFH(-127)～7FH(127)其中，00H=80H=016位原碼數(shù)值范圍：FFFFH～7FFFH第6頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三反碼：正數(shù)：反碼=原碼負(fù)數(shù)：原碼除符號(hào)位按位取反[X1]反=01111011B[X2]反=10000100B補(bǔ)碼：正數(shù)：補(bǔ)碼=原碼負(fù)數(shù)：原碼除符號(hào)位按位取反再加1[X1]補(bǔ)=[X1]原=[X1]反[X2]補(bǔ)=10000101B=[X1]反+1

“掃描法”：從最低位→最高位掃描，保留第一個(gè)“1”前的所有位，以后的取反。符號(hào)位依然是“0正1負(fù)”。例：[-123]補(bǔ)=第7頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三機(jī)器數(shù)（補(bǔ)碼）：若最高位=0，則數(shù)為正，其余位即為此數(shù)絕對(duì)值若最高位=1，則數(shù)為負(fù)，其余位求補(bǔ)才為此數(shù)絕對(duì)值。8位補(bǔ)碼數(shù)范圍：80H～7FH（-128～+127）16位補(bǔ)碼數(shù)范圍：8000H～7FFFH（-32768～+32767）補(bǔ)碼數(shù)的擴(kuò)展：符號(hào)位向左擴(kuò)展正數(shù)補(bǔ)0，負(fù)數(shù)補(bǔ)1例：68用8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示：44H用16位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示：0044H第8頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三-68用8位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示：BCH用16位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示：FFBCH補(bǔ)碼的運(yùn)算：

看書上的例子∴在微機(jī)中，凡是符號(hào)數(shù)都用補(bǔ)碼表示，并且運(yùn)算結(jié)果也是補(bǔ)碼（故要換算成真值）。二進(jìn)制的加減運(yùn)算無(wú)符號(hào)數(shù)的運(yùn)算：第9頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三符號(hào)數(shù)的運(yùn)算：∵和數(shù)超出8位符號(hào)數(shù)所能表示補(bǔ)碼數(shù)的范圍?！鄶?shù)值部分占據(jù)了符號(hào)位，產(chǎn)生溢出。判斷溢出：OF==0無(wú)溢出1有溢出例：72+98－83－80邏輯運(yùn)算與電路正邏輯與負(fù)邏輯CY⊕CS第10頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二進(jìn)制編碼BCD碼BCD碼是一種用二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示一位十進(jìn)制數(shù)的編碼，也稱為二進(jìn)制編碼表示的十進(jìn)制數(shù)。8421BCD碼（用4位二進(jìn)制數(shù)表示1位十進(jìn)制數(shù)）BCD碼有兩種格式壓縮4位表示1個(gè)D非壓縮8位表示1個(gè)D例：82用壓縮BCD表示：10000010B非壓縮BCD表示：0000100000000010B75.4用BCD表示第11頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三BCD碼的加減運(yùn)算看例：38+49錯(cuò)誤原因：十進(jìn)制數(shù)相加“逢十進(jìn)一”，而計(jì)算機(jī)按二進(jìn)制運(yùn)算，每4位為一組，低4位向高4位進(jìn)位等同于十六進(jìn)制數(shù)低位向高位進(jìn)位“逢十六進(jìn)一”。所以，當(dāng)相加結(jié)果超過(guò)9時(shí)將比正確結(jié)果少。解決方法：兩個(gè)BCD數(shù)相加，各位分別相加，若結(jié)果在0～9之間，則正確；若結(jié)果大于9，則對(duì)其“加6調(diào)整”。減法：若低位向高位有借位時(shí)，低位要“減6調(diào)整”。ASCII碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）第12頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§1－2

自學(xué)加復(fù)習(xí)第13頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§1－3微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理一、術(shù)語(yǔ)位字、字長(zhǎng)字節(jié)指令程序第14頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三ABDBCBCPU存儲(chǔ)器I/O接口外設(shè)（微型計(jì)算機(jī)組成框圖）二、微機(jī)的基本組成第15頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1、CPU（核心）

按照程序指令的要求控制計(jì)算機(jī)各功能部件協(xié)調(diào)工作。因此，其決定了整個(gè)微型機(jī)的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。功能：可進(jìn)行算術(shù)邏輯運(yùn)算；具有接收或發(fā)送數(shù)據(jù)給存儲(chǔ)器和外設(shè)的能力；可暫存少量數(shù)據(jù)；可對(duì)指令進(jìn)行譯碼并執(zhí)行指令；提供整個(gè)系統(tǒng)所需的定時(shí)和控制信號(hào)；可響應(yīng)其它部件發(fā)出的中斷請(qǐng)求。組成：

ALU（算術(shù)邏輯單元）：完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算等。寄存器控制器（定時(shí)與控制邏輯）第16頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、總線

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件之間傳送信息的公共通道，是由若干條通信線和起隔離、驅(qū)動(dòng)作用的各種三態(tài)門器件組成。分類（按功能）地址總線（AB）：傳送地址。CPU在地址總線上輸出將要訪問(wèn)的內(nèi)存單元或I/O端口的地址(單向)。AB的位數(shù)決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存空間的大小。例：數(shù)據(jù)總線（DB）：傳送數(shù)據(jù)信息。CPU的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器/IO接口字長(zhǎng)：DB的位數(shù)控制總線（CB）：傳送控制信號(hào)和時(shí)序信號(hào)。第17頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8位機(jī)的地址總線為16位，其最大可尋址空間為

。

=65536=64KB

內(nèi)存容量的計(jì)算：16條地址線可訪問(wèn)：64KB。另：1K=1024B1M=1024KB1G=1024MB20條地址線可訪問(wèn)：=1MB第18頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、存儲(chǔ)器

用來(lái)存放當(dāng)前正在使用的或經(jīng)常使用的程序和數(shù)據(jù)。4、I/O接口是保證數(shù)據(jù)、控制與狀態(tài)信息在CPU和I/O設(shè)備之間正常傳送的電路。連接外設(shè)備和系統(tǒng)總線，完成信號(hào)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)緩沖、與CPU進(jìn)行信號(hào)聯(lián)絡(luò)等工作。例：顯示器卡：完成顯示器與總線的連接。聲卡：完成聲音的輸入/輸出。網(wǎng)卡：完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。掃描卡：連接掃描儀到計(jì)算機(jī)。調(diào)制解調(diào)器卡：模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換。鍵盤接口、打印機(jī)接口等。232接口：串行數(shù)據(jù)接口。USB接口：通用串行接口。第19頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5、I/O設(shè)備統(tǒng)稱外部設(shè)備，簡(jiǎn)稱外設(shè)。

輸入設(shè)備（Input）鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)

輸出設(shè)備

（Output）

顯示器、打印機(jī)、繪圖儀輔助存儲(chǔ)器：磁盤、光盤、U盤、移動(dòng)硬盤……可I可O。三、計(jì)算機(jī)的工作原理逐條地從存儲(chǔ)器中取出程序中的指令，并執(zhí)行指令規(guī)定的操作?？刂破?、ALU將指令碼變成控制信號(hào)序列，控制信號(hào)發(fā)向關(guān)的部件，控制完成指令規(guī)定的操作。第20頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三讀出指令存儲(chǔ)器控制器外設(shè)分析指令，控制完成ALU數(shù)據(jù)讀入結(jié)果存入第21頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§1－48086/8088微處理器8086：Intel系列的16位微處理器，16條數(shù)據(jù)線、20條地址線，可尋址地址范圍=1MB，8086工作時(shí)，只要一個(gè)5V電源和一個(gè)時(shí)鐘，時(shí)鐘頻率為5MHz。8088：內(nèi)部與8086兼容，也是一個(gè)16位微處理器，只是外部數(shù)據(jù)總線為8位，所以稱為準(zhǔn)16位微處理器。它具有包括乘法和除法的16位運(yùn)算指令，所以能處理16位數(shù)據(jù)，還能處理8位數(shù)據(jù)。8088有20根地址線，所以可尋址的地址空間達(dá)即1M字節(jié)。一、8086/8088的功能結(jié)構(gòu)第22頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三AHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器運(yùn)算寄存器ALUFLAGSEU控制系統(tǒng)123456CSDSSSESIP內(nèi)部寄存器總線控制邏輯地址加法器20位16位指令隊(duì)列寄存器外總線執(zhí)行單元（EU）總線接口單元（BIU）8086CPU結(jié)構(gòu)圖∑第23頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1、總線接口單元（BIU）功能：負(fù)責(zé)CPU與存儲(chǔ)器和I/O接口之間的信息傳送。

（1）從取指令送到指令隊(duì)列。（2）CPU執(zhí)行指令時(shí)，到指定的位置取操作數(shù)，并將其送至要求的位置單元中。組成：由寄存器、指令指針寄存器（指示器）、地址加法器以及總線控制邏輯組成。2、執(zhí)行單元（EU）功能：負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行。（1）從指令隊(duì)列中取出指令。（2）對(duì)指令進(jìn)行譯碼，發(fā)出相應(yīng)相應(yīng)的控制信號(hào)。（3）接收由總線接口送來(lái)的數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)至接口。（4）進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算。組成：由ALU、通用寄存器、標(biāo)志寄存器和EU控制電路組成。第24頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、8086/8088的寄存器1、通用寄存器14個(gè)寄存器8個(gè)通用寄存器2個(gè)控制寄存器4個(gè)段寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI數(shù)據(jù)寄存器地址指針寄存器第25頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2、指令指示器IPIP指向的是指令地址的段內(nèi)地址偏移量。在開(kāi)始執(zhí)行程序時(shí)，給IP賦以第1條指令的地址，然后每取一條指令I(lǐng)P的值就自動(dòng)加1，指向下一條指令的地址。3、狀態(tài)標(biāo)志寄存器Flags16位寄存器，有9個(gè)標(biāo)志位（6個(gè)是狀態(tài)標(biāo)志、3個(gè)是控制標(biāo)志），其中有7位未用。4、段寄存器86/88內(nèi)存中通常存放三種信息堆棧信息（保存返回地址和中間結(jié)果）數(shù)據(jù)信息（字符、數(shù)值）代碼信息（指令）CSDSSSES段寄存器第26頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三D15D0OFDFIFTFSFZFAFPFCF1-低4位向高4位有進(jìn)、借位0-低4位向高4位無(wú)進(jìn)、借位進(jìn)借位標(biāo)志奇偶標(biāo)志輔助進(jìn)位標(biāo)志零標(biāo)志符號(hào)標(biāo)志單步中斷中斷允許方向標(biāo)志溢出標(biāo)志1-有進(jìn)、借位0-無(wú)進(jìn)、借位1-結(jié)果為00-結(jié)果不為01-低8位有偶數(shù)個(gè)10-低8位有奇數(shù)個(gè)1第27頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§1－58086/8088的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)一、存儲(chǔ)器組織存儲(chǔ)空間按字節(jié)來(lái)組織，每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)CPU可識(shí)別的地址，每個(gè)存儲(chǔ)單元中可保存8位二進(jìn)制數(shù)，也就是一個(gè)字節(jié)。地址線20位,尋址=1M字節(jié)，地址編號(hào)：00000H～FFFFFH若存放一個(gè)字（16bit），則存放在兩個(gè)存儲(chǔ)單元中，高字節(jié)存放在高地址單元中，低字節(jié)存放在低地址單元中。指令、字節(jié)數(shù)據(jù)和字?jǐn)?shù)據(jù)可以自動(dòng)地存放在任何地址字節(jié)中。二、存儲(chǔ)器分段∵

8086/8088內(nèi)部寄存器、總線等均為16位∴尋址范圍僅為=65536=64K字節(jié)故引入“分段”概念，以獲得20位地址。第28頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8086/8088CPU把1M字節(jié)的存儲(chǔ)器空間劃分為任意的一些存儲(chǔ)段，一個(gè)存儲(chǔ)段是存儲(chǔ)器中可獨(dú)立尋址的一個(gè)邏輯單位，也稱邏輯段，每個(gè)段的長(zhǎng)度為64K字節(jié)。01M64K一個(gè)段是存儲(chǔ)器的一個(gè)邏輯單位。其長(zhǎng)度可達(dá)64KB，每個(gè)段都由連續(xù)的存儲(chǔ)單元構(gòu)成，是存儲(chǔ)器中獨(dú)立的可分別尋址的單位。每段第一個(gè)字節(jié)的位置稱為“段起始地址”。段起始地址必須能被16整除。段可以互相重疊，也可指向同一個(gè)空間。

最多可分個(gè)段第29頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、邏輯地址和物理地址物理地址：信息在存儲(chǔ)器中實(shí)際存放的地址。

是用唯一的20位二進(jìn)制數(shù)所表示的地址，規(guī)定了1M字節(jié)存儲(chǔ)體中某個(gè)具體單元的地址。邏輯地址：允許在程序中編排的地址。

表示形式即段基址：偏移地址段基址：該段第一個(gè)字節(jié)的位置。偏移地址（段內(nèi)偏移量）：該存儲(chǔ)單元相對(duì)于該段起點(diǎn)字節(jié)的距離。四、物理地址的生成存儲(chǔ)單元的20位物理地址是通過(guò)將16位的段基址左移4位再加上16位的偏移地址而生成的。即：物理地址=段基址×10H+偏移地址由BIU中的地址加法器完成。第30頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三段基址：存放在CS、DS、SS、ES。偏移地址：由SP、BP、SI、DI、IP以及相應(yīng)寄存器的組合而構(gòu)成。段寄存器值偏移量+物理地址16位4位16位20位存儲(chǔ)器物理地址的計(jì)算方法例：邏輯地址=2000H：1234H物理地址=？物理地址=2000H×10H(16)+1234H=21234H邏輯地址=2100H：0234H物理地址=？物理地址=2100H×10H(16)+0234H=21234H可見(jiàn)：一個(gè)單元的物理地址是唯一的，而邏輯地址不同。編程時(shí)要注意。第31頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三五、段寄存器的使用約定內(nèi)存訪問(wèn)類型默認(rèn)段寄存器段內(nèi)偏移地址來(lái)源邏輯地址取指令CSIPCS：IP堆棧操作SSSPSS：SP一般數(shù)據(jù)存取DS(也可CS、ES、SS)按尋址方式計(jì)算得到的有效地址源串DS(也可CS、ES、SS)SIDS：SI目的串ESDIES：DI第32頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三CS0000

IP代碼段DS或ES0000SI、DI或BXSS0000SP或BP數(shù)據(jù)段堆棧段存儲(chǔ)器段寄存器和偏移地址寄存器組合關(guān)系第33頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三§1－68086/8088的堆棧一、堆棧1、定義：在存儲(chǔ)器中開(kāi)辟的一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，用來(lái)存放需要暫時(shí)保存的數(shù)據(jù)。2、堆棧的存儲(chǔ)方式：一端固定（固定端），另一端活動(dòng)的方式（活動(dòng)端），即只允許在活動(dòng)端進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入或刪除。所以，堆棧中數(shù)據(jù)的存取采用“先進(jìn)后出”的方式。3、堆棧的組織：

由段定義語(yǔ)句在存儲(chǔ)器中定義的一個(gè)段，叫堆棧段?？稍诖鎯?chǔ)器的1MB空間內(nèi)任意浮動(dòng)，容量≦64KB。第34頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三從硬件的角度來(lái)看，堆棧必須由一片存儲(chǔ)單元和一個(gè)棧指針SP（堆棧指示器）組成，固定端又叫棧底，棧指針SP用來(lái)指示棧元素進(jìn)棧和出棧的偏移地址的變化，棧指針?biāo)甘镜淖詈蟠嫒霐?shù)據(jù)的單元叫棧頂，所有信息的存取都在棧頂進(jìn)行?！郤P只是指向棧頂?shù)?。段基址由堆棧寄存器SS指定。8086/8088的堆棧的伸展方向是由高地址→低地址。二、棧操作指令

8086/8088的堆棧操作都是字操作。1、進(jìn)棧指令

PUSH源功能：將通用寄存器、段寄存器或存儲(chǔ)器中的一個(gè)字壓入棧頂。

第35頁(yè)，共40頁(yè)，2023年，2月20日，星期三0022HSP→12H

34H0022HSP→34H12HAX0020H例：PUSHAX指令的堆棧操作示意圖2、出棧指令