微機(jī)原理 課程考前總復(fù)習(xí)

CH1基礎(chǔ)知識(shí)：系統(tǒng)概述、預(yù)備知識(shí)CH2CH5CH6等：分述CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口電路知識(shí)CH3CH4軟件知識(shí)：尋址方式、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)等存儲(chǔ)器CPUI/O接口地址總線(xiàn)AB數(shù)據(jù)總線(xiàn)DB控制總線(xiàn)CBI/O設(shè)備I/O總線(xiàn)控制總體框架難點(diǎn)：軟硬件結(jié)合一、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成二、相關(guān)術(shù)語(yǔ)三、常用數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換四、碼制五、溢出判斷六、BCD編碼及常用字符的ASCII碼第一章緒論微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個(gè)層次：微處理器(Microprocessor)

微型計(jì)算機(jī)(Microcomputer)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(MicrocomputerSystem)一、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成微處理器存儲(chǔ)器I/O接口總線(xiàn)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)(主板)外設(shè)ALU寄存器控制器鍵盤(pán)、鼠標(biāo)顯示器軟驅(qū)、硬盤(pán)、光驅(qū)打印機(jī)、掃描儀系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件存儲(chǔ)器存放程序和數(shù)據(jù)的記憶裝置內(nèi)存：ROM、RAM外存：磁盤(pán)、光盤(pán)、半導(dǎo)體盤(pán)總線(xiàn)根據(jù)傳送信息的類(lèi)型不同分為三種：1）地址總線(xiàn)AB：傳送CPU輸出的地址信號(hào)，地址線(xiàn)的根數(shù)決定了CPU的尋址范圍。CPU的尋址范圍=2n

，n-地址線(xiàn)根數(shù)8086CPU尋址范圍=

220

=1MB2）數(shù)據(jù)總線(xiàn)DB：決定CPU一次最多傳送數(shù)據(jù)寬度。

8086CPUDB16位

3）控制總線(xiàn)CB：用來(lái)傳送各種控制信號(hào)內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容地址：內(nèi)存單元唯一的編號(hào)內(nèi)容：內(nèi)存單元存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)項(xiàng)1011011038F04H內(nèi)存單元地址內(nèi)存單元內(nèi)容......76543210二、相關(guān)術(shù)語(yǔ)內(nèi)容容量及常用單位內(nèi)存容量：內(nèi)存單元的個(gè)數(shù)（或存儲(chǔ)的信息量）通常：512MB

常用單位：位(bit)－b字節(jié)(Byte)－B字(Word)－W

KBMBGB轉(zhuǎn)換關(guān)系：b：一位二進(jìn)制數(shù)字1B=8b1W=2B1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB一個(gè)字（16位）由兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)來(lái)組成。存儲(chǔ)格式通常有：小地址格式、大地址格式內(nèi)存中字?jǐn)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式

例如：1234H以不同格式的存儲(chǔ)時(shí)的情況。2FFFH3000H3001H3002H3003H3412小地址格式12342FFFH3000H3001H3002H3003H大地址格式為了表示方便，使用后綴表明數(shù)的進(jìn)制十進(jìn)制，后綴D或省略—符合人們習(xí)慣例：17.34二進(jìn)制，后綴B—便于物理實(shí)現(xiàn)例：1101.1010B十六進(jìn)制，后綴H—便于識(shí)別書(shū)寫(xiě)例：3A.B2H常用數(shù)制三、常用數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換非十→

十每位上的數(shù)字與其對(duì)應(yīng)的權(quán)值相乘，再按十進(jìn)制求和即：按權(quán)展開(kāi)，再按十進(jìn)制求和十→非十整數(shù)部分：除以基數(shù)，取余，至商為0；最先得最低位小數(shù)部分：乘以基數(shù)，取整；至小數(shù)為0，最先得高位二←→十六用4位二進(jìn)制數(shù)表示1位十六進(jìn)制數(shù)注意：位數(shù)不夠時(shí)要補(bǔ)0各進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換n位二進(jìn)制數(shù)均用于表示數(shù)值本身大小。一個(gè)n位的無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)X，其表示范圍為：

0≤

X≤2n-1如：n＝8

則：0≤X≤28-1即：0≤X≤255四、碼制無(wú)符號(hào)數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示連同符號(hào)位一起數(shù)值化了的數(shù)，稱(chēng)為機(jī)器數(shù)。符號(hào)位為0

表示正數(shù)，符號(hào)位為1表示負(fù)數(shù)機(jī)器數(shù)所表示的真實(shí)的數(shù)值，稱(chēng)為真值。

機(jī)器數(shù)常用的表示方法有三種：

原碼、反碼和補(bǔ)碼，分別記作[X]原、[X]反、[X]補(bǔ)

注：對(duì)正數(shù)，三種表示法均相同，差別在于對(duì)負(fù)數(shù)的表示。

有符號(hào)數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示原碼[X]原的定義最高位是符號(hào)位，其余各位表示數(shù)值本身。反碼[X]反定義正數(shù)的反碼與其原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼：對(duì)應(yīng)原碼的符號(hào)位不變，數(shù)值部分按位求反。補(bǔ)碼[X]補(bǔ)定義正數(shù)的補(bǔ)碼與其原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼則為它的反碼加一。8位二進(jìn)制數(shù)的表示范圍無(wú)符號(hào)數(shù)：0~255原碼：-127~+127反碼：-127~+127補(bǔ)碼：-128~+127溢出：運(yùn)算結(jié)果超出運(yùn)算器所能表示的范圍。五、溢出判斷1、無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算溢出判斷溢出判別方法：當(dāng)最高位向更高位有進(jìn)位（或借位）時(shí)則產(chǎn)生溢出。方法１：異號(hào)相加—不會(huì)溢出。同號(hào)相加—可能溢出：同號(hào)相加時(shí)，結(jié)果符號(hào)與加數(shù)符號(hào)相反則溢出；方法２：雙高位判別法兩個(gè)帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)相加或相減時(shí)，若

C7

C6＝1則結(jié)果產(chǎn)生溢出。C7為最高位的進(jìn)(借)位；C６為次高位的進(jìn)(借)位。2、有符號(hào)數(shù)運(yùn)算溢出判斷壓縮BCD碼：一個(gè)字節(jié)表示兩位十進(jìn)制數(shù)；

例：12＝00010010BCD非壓縮BCD碼：用一個(gè)字節(jié)表示一位十進(jìn)制數(shù)，高4位總是0000；

例：12＝0000000100000010BCD用4位二進(jìn)制數(shù)編碼一位十進(jìn)制數(shù)。六、BCD編碼及常用字符的ASCII碼

1、BCD碼2、常用字符的ASCII碼第二章8086系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、8086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)二、寄存器結(jié)構(gòu)三、狀態(tài)標(biāo)志位的名稱(chēng)和含義四、常用引腳及兩種工作模式五、8086存儲(chǔ)器組織六、堆棧的概念及操作過(guò)程一、8086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8086CPU內(nèi)部按功能可分為兩部分：1、BIU（總線(xiàn)接口部件）功能：地址形成、取指令、指令排隊(duì)、讀/寫(xiě)操作數(shù)、總線(xiàn)控制2、EU（執(zhí)行部件）功能：指令譯碼、指令執(zhí)行工作過(guò)程動(dòng)畫(huà)演示目的變址寄存器

DestinationIndexSIDIBPSPAX

累加器

AccumulatorBX基數(shù)寄存器BaseCX計(jì)數(shù)寄存器CountDX數(shù)據(jù)寄存器DataAHBHCHDHALBLCLDLIPPSW(或flags)DSESSSCS數(shù)據(jù)段寄存器DataSegment附加段寄存器ExtraSegment堆棧段寄存器StackSegment代碼段寄存器CodeSegment狀態(tài)標(biāo)志寄存器ProgramStatusWord指令指針寄存器InstructionPointer變址寄存器段寄存器控制寄存器通用寄存器源變址寄存器

SourceIndex基址指針寄存器

BasePointer堆棧指針寄存器

StackPointer指針寄存器數(shù)據(jù)寄存器8086CPU

寄存器組二、寄存器結(jié)構(gòu)狀態(tài)標(biāo)志：存放運(yùn)算結(jié)果的特征6個(gè)狀態(tài)標(biāo)志位(CF、PF、AF、ZF、SF、OF)控制標(biāo)志：控制某些特殊操作3個(gè)控制標(biāo)志位(TF、IF、DF)標(biāo)志位寄存器PSW(或flags)具體格式：三、狀態(tài)標(biāo)志位的名稱(chēng)和含義CF(進(jìn)位標(biāo)志)：保存加法的進(jìn)位和減法的借位，有進(jìn)位或借位時(shí)CF=1，否則CF=0PF(奇偶標(biāo)志)：表示計(jì)算結(jié)果低8位‘1’的個(gè)數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù).偶數(shù)個(gè)PF＝1，否則，PF＝0AF(輔助進(jìn)位)：保存加法或減法結(jié)果第4、5位之間的進(jìn)位或借位。有則AF=1,否則，AF=0狀態(tài)標(biāo)志位的名稱(chēng)和定義如下：ZF(零標(biāo)志)：表示運(yùn)算結(jié)果是否為零,為零則ZF＝1SF(符號(hào)標(biāo)志)：保存運(yùn)算結(jié)果的算術(shù)符號(hào)。SF＝1，表示本次運(yùn)算結(jié)果的最高位(第8位或第16位)為“1”，否則SF＝0。OF(溢出標(biāo)志)：溢出是在兩個(gè)帶符號(hào)數(shù)相加、減時(shí)可能產(chǎn)生的。溢出則OF＝1，否則OF=0

對(duì)無(wú)符號(hào)數(shù)操作則不用考慮溢出標(biāo)志。例：P28例2.21、8086CPU芯片：40引腳、雙列直插式封裝、由于工藝限制，部分引腳采用分時(shí)復(fù)用技術(shù)；2、8086CPU有兩種工作模式：最小模式：只有8086CPU一個(gè)處理器（單機(jī)系統(tǒng)）最大模式：有兩個(gè)或多個(gè)微處理器，系統(tǒng)中所需要的控制信號(hào)由總線(xiàn)控制器8288提供（多機(jī)系統(tǒng)）3、常用引腳信號(hào)A19～A16、AD15～AD0、M/IO#、ALE、BHE#RD#、WR#、MN/MX#、NMI、INTR、INTA#四、常用引腳及兩種工作模式五、8086存儲(chǔ)器組織1、存儲(chǔ)器地址的分段管理分段管理的原因：8086系統(tǒng)有20根地址線(xiàn)可尋址1MB內(nèi)存空間，即需要20位的物理地址，但CPU內(nèi)部寄存器只有16位（只能尋址64K字節(jié)）。為擴(kuò)大尋址范圍，所以采取存儲(chǔ)器的分段管理。分段方法：

1MB的存儲(chǔ)器空間分成許多邏輯空間，每個(gè)段的長(zhǎng)度最大64K字節(jié)。2、物理地址和邏輯地址邏輯地址：軟件設(shè)計(jì)時(shí)采用的地址；

由段基址和偏移地址構(gòu)成，段地址：偏移地址物理地址：CPU送到地址總線(xiàn)上的20位地址存儲(chǔ)器的絕對(duì)地址，從00000~FFFFFH，由邏輯地址變換而來(lái)。即：物理地址=段基址×16+偏移地址。物理地址的實(shí)現(xiàn)：用BIU中的地址加法器來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換；CPU訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存時(shí)，段寄存器的內(nèi)容(段基址)自動(dòng)左移4位(二進(jìn)制)，與段內(nèi)16位地址偏移量相加，形成20位的物理地址；過(guò)程如右圖所示：

0000段基址16位偏移地址16位地址加法器物理地址20位邏輯地址的來(lái)源：段寄存器與其他寄存器組合尋址存儲(chǔ)單元的示意圖段基址CS偏移地址IP段基址DS或ESSI，DI或BX段基址SSSP或BP代碼段數(shù)據(jù)段堆棧段8086系統(tǒng)中，1MB的存儲(chǔ)器空間分成兩個(gè)存儲(chǔ)體：偶地址和奇地址存儲(chǔ)體，各512KB，偶地址存儲(chǔ)體與8086數(shù)據(jù)線(xiàn)低8位相連，由A0控制；奇地址存儲(chǔ)體與數(shù)據(jù)線(xiàn)高8位相連，由BHE#控制；3、8086存儲(chǔ)器的分體結(jié)構(gòu)1、堆棧的概念內(nèi)存中按LIFO方式操作的特殊存儲(chǔ)區(qū)域用于中斷或子程序調(diào)用,存放返回地址、過(guò)程參數(shù)等需要暫時(shí)保護(hù)的數(shù)據(jù)專(zhuān)用指令PUSH、POP每次壓棧和出棧均以WORD為單位SS存放堆棧段基址，SP存放段內(nèi)偏移地址，

SS:SP構(gòu)成了堆棧指針CPU自動(dòng)管理SP的變化六、堆棧的概念及操作過(guò)程2、堆棧操作入棧：執(zhí)行PUSH指令，CPU自動(dòng)修改指針SP-2→SP，使SP指向新棧頂；然后將低位數(shù)據(jù)壓入(SP)單元，高位數(shù)據(jù)壓入(SP+1)單元。出棧：當(dāng)執(zhí)行POP指令時(shí)，CPU先將當(dāng)前棧頂SP(低位數(shù)據(jù))和SP+1(高位數(shù)據(jù))中的內(nèi)容彈出，然后再自動(dòng)修改指針，使SP+2→SP，SP指向新棧頂。

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例2.3、例2.4堆棧指令執(zhí)行過(guò)程動(dòng)畫(huà)演示8086的尋址方式和指令系統(tǒng)3.18086的尋址方式3.38086的指令系統(tǒng)第三章操作碼[操作數(shù)]，[操作數(shù)]說(shuō)明要執(zhí)行的是什么操作操作對(duì)象，可以有0個(gè)、1個(gè)或2個(gè)目的源一、指令構(gòu)成3.18086的尋址方式1、立即尋址方式2、寄存器尋址方式3、直接尋址方式4、寄存器間接尋址方式5、寄存器相對(duì)尋址方式6、基址變址尋址方式7、相對(duì)基址變址尋址方式二、與數(shù)據(jù)有關(guān)的七種尋址方式如：MOVAX,0100H如：MOVAX,DX如：MOVAX,[0100H]如：MOVAX,[BX]如：MOVAX,[BX+0100H]如：MOVAX,[BX+SI]如：MOVAX,[BX+SI+20H]直接端口尋址當(dāng)端口號(hào)小于FFH(255)時(shí)，直接給出間接端口尋址端口號(hào)大于FFH(255)時(shí)，必須放在DX中給出三、I/O端口尋址方式（IN/OUT）例：INAL,80HINAX,82HMOVDX,3FFHINAL,DXINAX,DX例：OUT80H,AL