微机原理复习

1,微机原理及接口技术,复习课,2,考试题型,1、填空 （30分）15 2、说明 （10分）5 3、问答 （10分）5 4、计算 （15分）3 5、编程 （10分）1 6、程序分析（10分）1 7、综合应用（15分）1,3,第1章复习 数制转换,二十六进制数互相转换 1111 1001B = F9H 二十进制数互相转换 1011 0111B=（183）D 12.125D=（1100.001）B,4,微型计算机,定义： 以微处理器（CPU）为核心，配上大规模集成电路的存储器（ROM/RAM）、输入/输出接口电路及系统总线等所组成的计算机。,5,微处理器,组成： 运算器：四则运算和逻辑运算等 控制器：取指令、译码、发控制信号和时序等 寄存器组：存放运算数据、中间结果或地址,6,三组总线,地址总线AB 单向，位数n决定CPU可寻址的内存容量 数据总线DB 双向，CPU与存储器、外设交换数据的通路 控制总线CB 双向，传输控制信号和状态信号,7,总线分类,内部总线（CPU内部） 元件级总线（CPU与其他外围芯片之间） 系统总线（底板插件，如PCI、PCI-E等） 外部总线（系统与系统之间，或连接外设，如USB、RS232等）,8,复习 8086CPU内部结构,1979年推出，内含2.9万晶体管 数据总线宽度16位，地址总线宽度20位； 采用单一的+5V电源，一相时钟，时钟频率为 5MHz（8086），10MHz（80861），8MHz（80862） 133条指令，指令长度16字节，指令最短执行时间为0.4us（平均0.5us）,9,8086/8088 CPU的结构,8086为16位机（数据总线16位）,8086与8088的比较,8088为准16位机，数据总线内部16位，外部8位,两者的软件完全兼容，程序的执行也完全相同。 8088对相同的程序，它将执行得比8086慢。,10,从功能上，8086分为两部分，即1.执行部件(execution unit，EU) 2.总线接口部件(bus interface unit，BIU),11,执行部件,执行部件负责指令的执行 ，由下列4部分组成： 4个通用寄存器，即AX、BX、CX、DX； 4个指针和变址寄存器，即 基数指针寄存器BP（base pointer） 堆栈指针寄存器SP(stack pointer) 源变址寄存器SI(source index) 目的变址寄存器DI(destination index)； 标志寄存器； 算术逻辑部件(arithmetic logic unit)。,12,总线接口部件,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： 4个段地址寄存器（CS、DS、ES、SS）16位的指令指针寄存器 IP(Instruction Pointer) 20位的地址加法器 6字节的指令队列缓冲器,13,分为四类： 通用寄存器组 指针和变址寄存器 2) 段寄存器 3) 指令指针和标志寄存器,8086的寄存器结构,段寄存器,通用寄存器组,指针和 变址寄存器,指令指针和 标志寄存器,SS,ES,DS,CS,FLAGS,IP,DI,SI,BP,SP,DL,CL,BL,AL,DH,CH,BH,AH,0,DX,CX,BX,AX,15,8 7,14,（一）通用寄存器,AX、BX、CX和DX 一般用来存放8位或者16位操作数 AX/AL还可用于乘除法指令和I/O指令中 BX查表转换和间接寻址时存放访问存储单元的地址（基址）,15,（二）指针和变址寄存器 1) SP 存放的是访问堆栈所需的“堆栈指针” 。 2) BP访问堆栈段的一个数据区的“基地址”（偏移量）。 3) SI用于寻址串操作指令的源数据串。 4) DI用于寻址串操作指令的目的数据串。,16,（三）段寄存器（Segment Register）,8086有4个16位的段寄存器，每个用来确定一个存储区(段)的起点，与其它寄存器联合生成存储器地址： （1）代码段寄存器CS （2）数据段寄存器DS （3）堆栈段寄存器SS （4）附加段寄存器ES,17,（四）指令指针和状态标志寄存器,16位指令指针IP保存了下一条要执行的指令的地址偏移量 标志寄存器FLAGS存放微处理器当前状态信息。,18,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？,19,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）,20,复习指令系统 1. 立即数寻址,8086 CPU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：MOV AL，80HMOV AX，1090H 立即数寻址方式的显著特点就是速度快。,21,2. 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。,对16位操作数来说，寄存器可以为？ 而对8位操作数来说，寄存器可为？。 例如：INC CX ROL AH，1 PUSH IP,执行速度快。,所有16位寄存器,AH/AL/BH/BL/CH/CL/DH/DL,22,3. 直接寻址,默认为段寄存器是数据段寄存器DS。,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：MOV AX，1070H,例如，上一条指令执行时，设DS2000H，则执行过程是将绝对地址为 和 两单元的内容取出送AX。,23,4. 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： MOV AX，BX MOV BP,BX MOV CL, SI MOV DI, DH,24,5. 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：,例如： MOV AX, 0003 BX MOV BP + 0050 , BL,BXBP+ 8位位移量EA SI 16位位移量DI,25,例如：MOV AX，BX+SI 设DS1000H，BX5000H，SI2000H，则上面指令在执行时，有效地址为7000H，本指令将 和两单元的内容取到AX中。MOV BP+SI, AL 设SS2000H，BP6000H，SI2000H，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 地址单元中。,28000H,6 基址加变址寻址,26,7 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： MOV AX, 0003 BX DI MOV BP + SI + 0050 , BL,27,MOV指令的几点说明：,（1）MOV DS ，CS ；错误MOV 16H ，20H ；错误,（2） MOV SS ，2000H ；错误MOV SS , 2000H ；正确MOV SS , AX ；正确,（3）MOV CS, AX ；错误,（4）MOV IP, 5000H ；错误,（5）MOV BX, AL ；错误,28,堆栈作用： 在调用一个过程时，保存返回地址； 暂时存放寄存器或存储器单元操作数的内容。,堆栈操作指令,进栈 PUSH 源 操作：（SP） （SP）-2（SP）+1，（SP） （源）出栈 POP 目标 操作：（目标）（SP）+1，（SP）（SP） （SP）+2,29,例如，将16位通用寄存器CX的内容压入堆栈，然后，弹出栈顶至CX中,已知：(SS)0200H，(SP)0008H，(CX)12FAH。,PUSH CX,30,POP CX,31,输入/输出指令,直接IN指令（端口地址只能 8 位）IN AL ，50HIN AX ，80H,间接IN指令（端口地址是16 位，也可8 位。）MOV DX，0FFF2HIN AL ，DX,32,直接OUT指令（端口地址只能 8 位）OUT 44H ， ALOUT 70H ， AX,间接OUT指令（端口地址是16 位，也可8 位。）MOV DX，87FEH MOV DX ，80HMOV AL ，40H OUT DX ，ALOUT DX ，AL,33,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。,34,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,程序如下：,35,SAL AL，1 MOV BL，AL MOV CL，2 SAL AL，CL ADD AL，BL,例，分析下面的程序段所实现的功能,36,例如,AL寄存器中的8位二进制数拆分成高四位和第四位，分别存放在AH寄存器的低四位和AL寄存器的低四位中,37,MOV BL,ALMOV CL,4ROL AL,CLAND AL,0FHMOV AH,ALMOV AL,BLAND AL,0FH,38,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。,39,MOV BX, 2000HMOV AL, BXMOV CX, 14H L1: INC BXCMP AL, BXJGE L2MOV AL, BXMOV BX, 2000HMOV BX, AL,L2: DEC CXJNZ L1,L2: LOOP L1,40,指令性语句由8086指令助记符构成的语句 由CPU执行，每一条指令性语句都有一条机器码指令与其对应； 指示性语句由伪指令构成的语句 由汇编程序(MASM)执行。指示性语句无机器码指令与其相对应。,复习 汇编语言的两种语句,41,复习 存储器,1. 存储器和CPU的连接考虑 高速CPU和较低速度存储器之间的速度匹配问题。（插入 ） CPU总线的负载能力问题。（加总线驱动器 等） 片选信号和行地址、列地址的产生机制。 （ ）,8286,等待状态Tw,片选选芯片，地址选单元,42,存储器的地址选择：,全译码法 适用于组合容量较大的存储器 结构复杂 部分译码法 线选法 适用于容量较小的存储器 结构简单,