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1、微型计算机原理与应用,复习课,第一章 计算机基础, 1 数和数制 2 计算机的码制 机器数 真值 原码 反码 补码 BCD码 3 运算 有符号数 + - 无符号数 + - SF CF OV,计算机系统,系统软件：DOS、Windows 95/98/2000/xp/win7 应用软件：Word、Photoshop、Matlab,微 处 理 器 CPU 存储器(RAM,ROM) I/O接口 总线(数据、地址和控制总线),硬件 软件,微 型 计算机 系 统,微 型 计算机 (主机),外 设,键盘、鼠标 显示器 软驱、硬盘、光驱 打印机、扫描仪,第2章 80X86微处理器,2.1 8086/8088C
2、PU内部结构,5,执行部件（EU）,总线接口部件（BIU）,暂存寄存器,EU 控制 系统,指令队列,8086/8088 外部 总线,数据总线,地址总线（20位）,ALU数据总线,总 线 控 制 逻 辑,8086(16位),8088(8位),8088,8086,6,通用寄存器,段寄存器,8086/8088寄存器结构,7,OF 溢出标志：计算结果溢出时，OF=1，否则 OF=0。,SF 符号标志：计算结果小于0时，SF=1，否则 SF=0。,ZF 零标志：计算结果等于0时，ZF=1，否则 ZF=0。,CF 进位/借位标志：最高有效位有进位或借位时，CF=1，否则 CF=0。,AF 辅助进位/借位标
3、志，半字节进位/借位标志,PF 奇偶标志,DF 方向标志，控制串操作中的地址增减。DF=0地址增；DF=1地址减,IF 中断标志，IF=1，开中断；IF=0，关中断。,TF 陷阱标志，TF=1，CPU单步方式下执行程序，TF=0，CPU正常工作,3个控制标志位：,6个条件码标志位：,0 0 0 0 0 0 1 1,PF=1,0 0 0 0 1 0 1 1,PF=0,2.2.1 8088CPU引脚功能,8088CPU是双列直插式芯片，共有40条引脚; 引脚33 MN/MX决定工作模式: 接地，最大模式 接+5V, 最小模式 在两种模式下引脚2431 有不同的名称和意义,1 40 2 39 3 3
4、8 4 37 5 36 6 35 7 34 8 33 9 32 10 31 11 30 12 29 13 28 14 27 15 26 16 25 17 24 18 23 19 22 20 21,GND A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI INTR CLK GND,最大组态(最小组态),VCC A15 A16/S3 A17/S4 A18/S5 A19/S6 SS0 MN/MX RD HOLD HLDA WR IO/M DT/R DEN ALE INTA TEST READY RESET,8088,9,2.2
5、.2 8086的引脚功能,8086CPU是双列直插式芯片， 共有40条引脚; 引脚33 MN/MX决定工作模式: 接地，最大模式 接+5V, 最小模式 在两种模式下引脚2431 有不同的名称和意义 奇地址、偶地址,2.3 8086/8088 系统配置 8086/8088 CPU 必须加上必要的支持芯片，如时钟电路 、地址锁存器、双向总线驱动器及存储器和I/O接口电路及基本外围设备等构成一个完整的微机系统。根据不同的要求可设计成最大模式系统和最小模式系统。两种系统的配置有相同的基本组成部分，但也有不同。 一、系统支持芯片 （1）时钟发生器芯片8284 14.318/3=4.77MHz （2）三态
6、输出锁存器8282 （3）双向总线驱动器8286 （4）8288 总线控制器,11,二、最小模式（单CPU模式）系统配置, 系统规模小，只含有一个8086/8088CPU 系统中的总线控制逻辑电路被减少到最少： 20位地址总线 采用三态锁存器8282/74LS373进行 锁存和驱动 8/16位数据总线 可采用数据收发器8286 /74LS245进行驱动 系统控制信号 由8086/8088引脚直接提供最小模式的总线形成,12,8088 在最小模式下 典型配置硬件图,地址锁存器 8282(2/3片) STB OE,数据收发器 OE 8286 T,A15A8 S6S3/A19A16 AD7AD0 A
7、LE,CLK RESET READY MN/MX VCC GND GND,DEN DT/R IO/M SS0 WR RD INTR INTA HOLD HLDA NMI TEST,8088CPU,地址总线,数据总线,控制总线,8284 CLK,RES RDY,+5V,存储器,I/O 接口,13,2、8086 最小模式系统配置 和8088最小模式系统配置基本相同 即有CPU、时钟发生 器、地址锁存器、总线驱动器、存储器和I/O 接口等组成。 区别在于： 必须采用3片8282芯片，锁存AD15AD0 和A19/S6A16/S3 分时复用线上的地址信息 若采用总线驱动器，必须采用2片8286芯片，增
8、强16位数 据线的负载能力 存储器分为奇存储体和偶存储体两部分： 偶存储体的8位数据线接CPU的低8位数据线D7D0， A0作偶存储体片选的一个信号； 奇存储体的8位数据线接CPU的高8位数据线D15D8， BHE作奇存储体片选的一个信号,14,8086 在最小模式下的典型配置硬件图,8282 (3片) STB OE,8286 (2片) T OE,3.1 寻址方式 立即寻址： MOV AX, 3064H 寄存器寻址方式： MOV SS, AX 直接寻址： MOV AX, 3100H 寄存器间接寻址方式： MOV BX, DI ;BX SI DI BP 相对寻址方式 基址寻址： MOV AX,
9、BP+5 ;BX 变址寻址： MOV DI, STRINGSI ;DI 基址加变址寻址方式： MOV AX, BXSI 相对基址加变址寻址方式： MOV AX, MASKBXDI,第三章 8086/8088指令系统,3.2 8086/8088的指令系统,1数据传送(Data transfer) 2算术运算（Arithmetic） 3逻辑运算和移位指令(Logic& Shift) 4串操作(String manipulation) 5控制转移（Control Transfer） 6处理器控制（Processor Control）,17,一数据传送指令 功能： 负责把数据、地址或立即数传 送到寄存
10、器或存储单元。 特点： 它是计算机最基本、最重要的一种操作，使用比例最高。 种类(分四种)： 通用传送指令包括： MOV， PUSH， POP ，XCHG, XLAT 输入输出指令指令包括: IN, OUT。 目的地址传送指令包括: LEA, LDS, LES 标志传送指令包括 : LAHF, SAHF, PUSHF, POPF 除 SAHF和POPF指令外，对标志位没有影响。,二算术运算指令（Arithmetic) （一）加法指令（Arithmetic) ADD INC （二）减法指令（Subtraction) SUB DEC CMP 无符号数CMP: CF=0 则 oprd1oprd2 有
11、符号数CMP: SF OF=0 则oprd1oprd2 （三）乘法指令（Multiplication) MUL / IMUL （四）除法指令（Division) DIV / IDIV,19,三、逻辑运算和移位指令 （一）逻辑运算指令 1、AND（Logical and ) 逻辑“与”指令 2、 TEST（Test or non-destructive logical and ) 测试指令 3、OR（Lgical inclusive or ) 逻辑“或”指令 4、XOR（Logical exclusive or) 逻辑“异或”指令 5、NOT（Logical not ) 逻辑“非”指令 特点：
12、8088可以对8位，或16位操作数执行逻辑操作。 逻辑运算是按位操作，操作数应该是位串而不是数。 影响条件码： （NOT指令除外，其他指令同） CFOF=0， A未定义 ， SF ZF PF,20,（二）移位指令 (8088有8条移位指令) 1、 算逻移位指令（ 4条 ）: （1）、 SHL (Shift logical left) 逻辑左移指令 （2）、 SAL (Shift arithmetic left) 算术左移指令 （3）、 SHR (Shift logical right ) 逻辑右移指令 （4）、 SAR (Shift arithmetic right )算术右移指令 2、循环移
13、位（ 4条）: ROL, ROR , RCL, RCR。 （1）、ROL (Rotate left ) 不含CF循环左移指令 （2）、ROR (Rotate right ) 不含CF循环右移指令 （3）、RCL (Rotate left through carry )含CF循环左移指令 （4）、RCR (Rotate right through carry )含CF循环右移指令,21,五控制传送指令,22,22,六、处理器控制指令 （一）标志处理指令 1、CLC （Clear carry flag ) 清CF标志 2、STC（Set carry flag ) 置CF标志 3、CMC（Compl
14、ement carry flag ） 对CF求反 4、CLD（Clear direction flag ) 清DF标志 5、STD（Set direction flag ) 置DF标志 6、CLI（Clear interrupt flag ) 清IF标志 7、STI （Set interrupt enable flag ) 置IF标志 （二）其他处理机控制指令 1、 NOP（No operation ) 空操作 2、 HLT（Halt ) CPU暂停状态 3、 WAIT （Wait while pin not asserted ) CPU等待状态 4、 ESC（Escape ) 交权 5、 L
15、OCK（Lock bus ) 总线锁定,23,第四章 汇编语言程序设计,伪指令语句 1. 符号定义伪指令：EQU 2. 数据定义伪指令: 数据定义符：DB DW DD DQ DT 数据定义语句的具体形式和功能 PORT_VAL DB 25H,32H IN_PORT DB PORT_VAL ALL_ZERO DB 6DUP(0) STRING DB AB STRING1 DW AB,CD,分析操作符与合成操作符 (1) SEG, OFFSET, TYPE, LENGTH, SIZE (2) PTR, LABEL, THIS,3. 程序分段伪指令语句 (1) 段定义伪指令：SEGMENG /END
16、S 定位类型： PARA, PAGE, WORD, BYTE 组合类型：NONE, PUBLIC, STACK, COMMON, MEMORY, AT 类别名 (2) 段寄存器说明伪指令：ASSUME (3) 组定义伪指令 (4) 指定地址伪指令： ORG 过程定义伪指令 PROC/ENDP,方法一：调用20H类型的中断程序 采用下面的程序框架， 可保证执行INT 20H时， 当前的CS值为程序段前缀在内存的段值。 code SEGMENT ASSUME CS:code main PROC FAR ;使RET为远返回 start: PUSH DS ;入栈保存地址 MOV AX, 0 ;程序段前
17、缀的首地址 PUSH AX ;程序主体部分 RET ;取程序段前缀首地址 main ENDP code ENDS END start,code SEGMENT ASSUME CS: code start: MOV AH, 4CH INT 21H code ENDS END start,方法二：用户程序执行后自动返回返回DOS,26,编程： 求缓冲区TABLE开始 的100个字节的2进制 数的平均值。,流程图,LEA BX , TABLE MOV CL, 100 XOR AX , AX LOOPER: ADD AL, BX JNC GOON INC AH GOON: INC BX DEC CL
18、JNZ LOOPER MOV BL,100 DIV BL MOV QUOT , AL MOV RES, AH HLT,第5章 半导体存储器,5.1 存储器及其分类 5.2 存储器连接与扩充,扩充连接图,习题5 6： 3片 2K x 8 的EPROM 和 4片1K x 8的RAM,第6章 输入/输出 和中断技术,输入输出 及接口,接口 端口 端口编址 常用接口：缓冲器 锁存器 程序控制传送：无条件传送 查询传送中断 中断控制的输入输出 直接数据通道传送,80X86中断系统,硬件中断： 非屏蔽 中断 可屏蔽中断 中断过程 软中断 中断类型码 中断向量 中断向量表 中断响应过程 软、硬,8259A可
19、编程中断控制器,(1)外部设备在中断请求输入线（IR7IR0）上发了中断请求，使中断请求寄存器IRR的相应位置位。 (2)若中断请求线中至少有一条是中断允许的，则8259A由INT引脚向CPU发出中断请求信号INTR。 (3)若CPU是处在开中断状态，则在当前指令执行完以后，输出INTA信号作为响应。 (4)8259A在接收到CPU发出的第一个INTA负脉冲信号，就将最高优先级的ISR位置1，并将对应的IRR位复位。 (5)CPU在第二个中断响应周期输出第二个INTA脉冲后，8259A向数据总线输出一个8位的中断类型码。 (6)CPU读取该中断类型码，把它乘以4，得到中断服务程序入口地址，转入
20、该中断服务程序。这样一个中断响应周期就完成了。 (7)若8259A工作在自动结束中断AEOI模式，在第二个INTA脉冲结束时，使中断源在ISR中的相应位复位，否则，直到中断服务程序结束，发出EOI命令，才使ISR中的相应位复位。,微型计算机原理与应用第6章 输入/输出和中断技术 35,1.中断嵌套方式(ICW4) （1）普通完全嵌套（固定优先级方式） （2）特殊完全嵌套（对同级优先级的中断也响应） 2. 优先权循环方式 (OCW2) （1）自动循环方式 （2）特殊循环方式通过来设置 3. 结束中断处理方式 (ICW4) （1）自动EOI方式（AEOI：不能用于嵌套） （2）普通EOI方式 （3
21、）特殊EOI方式（SEOI） 4. 屏蔽中断源方式 （1）普通屏蔽方式 （2）特殊屏蔽方式 5. 中断触发：边沿触发 电平触发 (ICW1),8259A的初始化命令字ICW,OCW1（屏蔽控制字） OCW2（中断结束和优先权循环控制字） OCW3（屏蔽和读状态控制字）,二. 8259A的操作命令字OCW,8259A初始化编程,对主片8259A 的初始化 MOV AL, 11H ;边沿触发级联有ICW4 OUT 20H, AL JMP INTR1 INTR1: MOV AL, 08H ;中断类型码08H OUT 21H, AL JMP INTR2 INTR2: MOV AL, 04H ;主片IR
22、Q2级联 OUT 21H, AL JMP INTR3 INTR3: MOV AL, 11H ;特殊全嵌套普通EOI OUT 21H, AL,对从片8259A 的初始化 MOV AL, 11H OUT 0A0H, AL JMP INTR5 INTR5: MOV AL, 70H OUT 0A1H, AL JMP INTR6 INTR6: MOV AL, 02H OUT 0A1H, AL JMP INTR7 INTR7: MOV AL, 01H OUT 0A1H, AL,主片端口地址为20H, 21H,中断类型码为08H0FH, 从片为A0HA1H,中断类型码为70H, 77H。,读ISR的内容 M
23、OV AL, 0BH OUT 0A0H, AL ;写入OCW3 NOP IN AL, 0A0H ;读ISR命令 从片发EOI命令： MOV AL, 20H OUT 0A0H, AL ;写从片EOI命令 主片发EOI命令 MOV AL, 20H OUT 20H, AL ;写主片EOI命令,(2) 级联工作编程,中断程序设计 1. 设置中断向量表 2. 设置中断控制器 3. 设置CPU的中断允许标志 4. 设计中断服务程序,第7章微型机接口技术,可编程定时/计数器8253 3个独立的16位计数器通道 每个计数器有6种工作方式 按二进制或十进制（BCD码）计数,GATE 高电平有效 上升沿触发 高电
24、平有效 高电平有效 高电平有效 上升沿触发,计数结束中断 可编程单稳脉冲 频率发生器 方波发生器 软件触发选通信号 硬件触发选通信号,四. 8253应用举例,MOV DX, 2A3H ;控制端口为2A3H MOV AL, 32H ;00110010B OUT DX, AL ;送方式控制字 MOV DX, 2A0H ;计数器0端口地址为2A0H MOV AL, 80H OUT DX, AL ;先写低8位计数值到计数器0 MOV AL, 50H OUT DX, AL ;再写高8位计数值到计数器0,7.2.2 可编程定时器 /计数器8253,1. 初始化编程（写入控制字和写入计数值）,例：某8253
25、计数器端口地址为2A0H2A3H，其对计数器0初始化，使其工作于方式0，按二进制计数，计数值为5080H,(二)8253的定时功能及其应用 将8253的计数器1作为5ms定时器,设输入时钟频率为200kHz，试编写8253的初始化程序 (1)计数初值N计算 已知输入时钟CLK频率为200kHz，则时钟周期为T=1/200kHZ=5us， 于是计数初值N为： N=5ms/T=5ms/5s=1000 (2)确定控制字 按题意选计数器1，按BCD码计数，工作于方式0，由于计数初值N=1000，控制字D5D4应为11，8253的控制字为： 01110001B=71H,(3) 选择8253各端口地址 设计数器1的端口地址为281H，控制口地址为283H。 (4) 初始化程序如下 MOV AL，71H ;控制字 MOV DX，283H ;控制口地址 OUT DX，AL ;控制字送8253 ;控制寄存器 MOV DX，281H ;计数器1地址 MOV AL，00 ;计数初值 ;N=1000的低8位写入计数器1 OUT DX，AL MOV AL，10H ;将N的高8位写 ;入计数器1 OUT DX，AL2,