1微机系统与接口课程总结基本内容1微机系统基础（数制、系统、P/MPU（FPU）、IA-16/32）2指令和用途 系统硬件相关3汇编语言程序设计（伪指令-数据-程序流）4半导体存储器（概念、MPU接口电路）5接口技术数字接口及应用编程6. 接口技术模拟接口及应用编程7IA-32原理概念 2第一章、微机系统基础 重点： 数制、补码的概念与运算 8086/8088 CPU硬件结构 微机系统组成及各部分之间关系 8086/8088工作方式3第一章、微机系统基础 1. 数制、补码的概念与运算也决定通用寄存器的位数4(1) 数制、补码的概念与运算p带符号数的表示把符号数码化：第一位：符号位 （0=正数；1=负数）p带符号数：原码和反码是人为定义，补码是机器特 性! 补码计算机擅长做加法！A-B=A+(-B) p掌握原码、反码、补码在特定字长内（n=8/16/32） 表示范围，相互转换 p十进制数的二进制编码表示 压缩/非压缩BCD码 输入输出符合习惯!5(1) 数制、补码的概念与运算在微机系统中，数值以补码表示和存储的例： -4 八位100H-4=0FCH, 16位10000H-4=0FFFCH例：汇编指令 MOV AX, -3 (AX)=? 数据定义伪指令(人工输入形式)物理存储(二进制数) DB -20H（100H-20H=E0H）, 1(0FFH),-20(ECH),81H(-127)DW 200,-200,0FFF0H,1, -200H, 200HMAX=? Min=? 根据实际物理存储内容判别6(1) 数制、补码的概念与运算p非数值（字母与符号）的二进制编码表示ASCII码: 00-7FH 字符(美国标准信息交换代码 ) 0DH CR 回车0AH LF 换行 字符：0-930-39H; A41H, a61H无符号数CF进位/有符号数OF溢出：运算结果超出范围 3AH和7CH无符号数相加，和是B6H（182没超过0255范围 ，CF=0） 3AH和7CH有符号数相加，和是B6H 182超过了-128+127范围，OF=1； -74，当两个相同符号数相加（含两个不同符号数相减 ），而运算结果的符号与原数符号相反时，产生溢出。7（2）8086/8088 CPU硬件结构 CPU基本构成： p执行单元EU：执行指令，含ALU和通用寄存器； p总线接口单元BIU：与存储器或I/O端口之间进行数据传送， 并能形成物理地址，含段寄存器和指令指针寄存器； 预取-指令队列，并行-流水线p FLAGS各位定义IF， DF， TF，CF，ZF，OF/SF，AF CLI/STI；CLD/STD；单步运行（中断） p 重要信号：ALE，WR，RD，IOR/W，AEN，NMI，INTR ，RESET，DENp结合寻址方式掌握寄存器及用途 数据寄存器、段寄存器CS/DS/ES/SS（用于存放段起始地址） 、 基址指针BP/堆栈指针SP、变址SI/DI、控制：IP/FLAGS8（2）8086/8088 CPU硬件结构 p 有效地址EA（偏移量地址） p 逻辑地址=段基址S和偏移地址 p 物理地址=S*16+EA (得到20位物理地址，A19-A0 )存储单元/堆栈/中断矢量表p 存储器：高字节高地址，低字节低地址。p 堆栈段：SS表示堆栈段的段基，SP指向栈顶 PUSH AX ;(SP)(SP-2);(SP+1)(AH);(SP)AL POP AX;(AL)(SP); (AH)(SP+1); (SP)(SP+2) 并不改变堆栈里单元内容，以字为单位操作，SP值总是偶数， 先进后出（FILO）。p 中断矢量表：中断类型号n=0255，256*4=1K (00000- 003FFH )，连续存放，高字节IP，低字节CS。9Intel 8086/8088 微处理器基本结构AH AL BH BL CH CL DH DL SP BP DI SI通 用 寄 存 器AX BX CX DXALU数据总线（16位）运算寄存器ALU标志寄存器EU 控 制系统执行单元 EUCS DS SS ES IP 内部暂存器1 2 3 4 5 6数据总线 8088:8位 8086:16 位总线控 制逻辑地址总线 20位指令队列80888086Q总线 （8位）指令指针段寄存器外部 总线总线接口 单元BIU图1.9 功能结构10（3）微机系统组成及各部分之间关系存 储 器I/O 接 口输 入 设 备I/O 接 口数据总线 DB控制总线 CB地址总线 AB输 出 设 备CPUp总线：地址,数据,控制根据传送相关内容区分 pI/O编址方式概念，区分8086访问存储器和/IO： 单独编址：A19A0 220=1M存储空间；A15-A0 216=I/O空间 100H以上需用DX间址: MOV DX,2F8H IN AL,DX OUT DX,AL11(4)8086/8088工作过程p CPU收到RESET信号后： 各寄存器的状态=0000H，CS=0FFFFH 启动地址FFFF0H（ FFFFH：0H）p 理解软硬件对应关系：指令总线及其控制（三态） 时钟周期T=晶振频率的倒数，最小的单位；指令周期：指令从取出到执行完毕时间； 机器周期：取指、译指、运算、存储器读写、 I/O读写、中断 响应、等待Tw、空闲周期每一项基本操作;p 总线周期一次访存储器或I/O端口操作所用的时间 BIU完成总线接口操作，理解总线时序图与指令相关12(4)8086/8088工作过程MOV DS, AX；不访问总线周期 MOV AX,SI ；DS为默认段寄存器产生/RD信号，总线读操作MOV BX+20,BX ；总线写SUB BX,AL ；总线读，总线写，两次总线周期ADD AL, BX ；一次总线周期OUT DX,AL ；DX间址，产生/IOWR，总线I/O 写操作最小/最大模式 单/多处理器一个指令周期可能包含零个或多个总线周期：13例题(2001). 8086/8088 系统中管理CPU与存储器或与I/O设备之间 数据传送的单元是_.A. EU B. MMU C. BIU D. PU(2006). 8086/8088段寄存器的功能是_, 某一时刻 程序最多可以指定访问_个存储段。 A1.用于计算有效地址 B1. 用于存放段起始地址及计算物理地址 C1.分段兼容8080/8085指令 D1. 方便分段执行各种数据传送操作 A2. 3 B2. 4 C2. 6 D2. 64K E2.初始化时程序 指定14例题(2006)8086/8088系统中复位信号RESET的作用是使_ A. 处理器总线休眠 B.处理器总线清零 C. 处理器和协处理器工作同步 D. MPU恢复到机器的起始状 态并重新启动(2011B)在独立I/O编址方式下，下面的说法_是对的。 A一个具体地址只能对应输入/输出设备 B一个具体地址只能对应内存单元 C一个具体地址既可对应输入/输出设备又可对应内存单元 D只对应I/O设备或者只对应内存单元15第二章、指令系统重点：1、寻址方式2、掌握重要指令/伪指令转移控制（转移指令、过程调用、中断）3、结合指令/伪指令，分析内存/堆栈内容变化、 指针变化（程序阅读题）指令实现微机算术、逻辑运算和控制功能16寻址方式p 寻址方式（寻找操作数地址的方式）： 立即、寄存器 直接、寄存器间址、变址、基址、基+变址 掌握默认寄存器，段超越ES：CS：SS：DS：指令 前缀p指令=操作码+目标，源操作数 CMP AX, BP ；源操作数在堆栈段中 ADD AX, WORD PTR BX+SI ；源操作数在数据段中 ADD AX，DATA1；直接寻址17基本指令集p 掌握基本指令 数据传输：MOV, LEA, PUSH, POP, 算术运算：ADD, SUB, INC, DEC, CMP, MUL, DIV 逻辑位移：AND, OR, TEST, XOR，SHL, SHR, SAR, ROL, ROR, RCL, RCR 判断跳转：JMP, JZ, JNZ, JC, JNC, JA, JB, LOOP, LOOPZ 过程调用：CALL, RET, INT n, IRET CPU控制：CLD, STD, STI, CLI 输入输出：IN, OUTp了解指令 ADDC, SBB, NEG, IMUL, IDIV, PUSHF, POPF，REP MOVSB(W) 串指令18基本指令集错误指令： MOV BX，ALCMP BX，SIMOV AX, BXBP ADD AL, BX+DX+10HMOV ES，DS MOV ES，1000 ADD DS，AX POP CS MOV CS, AX错误指令： MOV SI，OFFSET WORD2BX OUT 298H，ALMUL BX JMP ES：3000H JMP DATA2DIJNZ DATA1CMP 39, AL19基本伪指令集p掌握伪指令 DB, DW, DD; ORG, OFFSET/ SEG, $, （WORD/BYTE/FAR/NEAR）PTR.data data1 DB 03H,02H,01H,00H data2 DB 08H data3 DB 09HMOV AH,data1 ;AH=03H。 MOV AL,data1+2*2 ;AH=08H。标号或变量加/减某个整型常;量时仍表示标号或变量。 MOV AL,data2-data1 ;AL=04H。同一段内的两个标号或变量;相减，得到的是数值。立即寻址。 MOV AH,data2+data3 ;错,两个变量不能相加。 INC data2 ;data2所代表的内存单元里的值加1。20基本伪指令集例：已知数据段段基 =2100HORG 2000H BV1 DB2 DUP(1,2) BV2 DBAB WV1 DW BV2+2000H DWV1 DD WV12100H： 2000H01H 2100H： 2001H02H 2100H： 2002H01H 2100H： 2003H02H 2100H： 2004H41H 2100H： 2005H42H 2100H： 2006H04H 2100H： 2007H40H 2100H： 2008H06H 2100H： 2009H00H 2100H： 200AH00H 2100H： 200BH21H用变量名来间接定义变量指针：指针变量(近2/远4)21基本伪指令集DP1 DD PRC1,PRC2CODE SEGMENT ；设CS为8B00H PRC1 PROC FAR ；8B00:1000 : PRC1 ENDP PRC2 PROC FAR ；8B00:2C20 : PRC2 ENDP00H 10H 00H 8BH 20H 2CH 00H 8BHDP1用过程名来间接定义变量(PRC1) 8B00:1000H指针：指针变量(近2/远4)22存储