微机原理及接口技术期末复习资料重点归纳.docx
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1、微机重点总结第一章计算机中数的表示方法:真值、原码、反码(-127+127)、补码(-128+127)BCD码,100O的原码为-0,补码为-8,反码为-1ASCII码:7位二进制编码,空格20,回车0D,换行0A,0-9(30-39),-Z(41-5),a-z(61-7A)o模型机结构介绍3程序计数器PC:4位计数器,每次运行前先复位至OOo0,取出一条指令后PC自动加1,指向下一条指令:2.存储地址寄存器MAR:接收来HPC的二进制数,作为地址码送入存储器;3、可编程只读存储器PROM4.指令寄存器IR:从PROM接收指令字,同时将指令字分别送到限制器CON和总线上,模型机指令字长为8位,
2、高4位为操作码,低4位为地址码(操作数地址);s.限制器CON:(1)每次运行前CON先发出C1.R=1,使有关部件清零,此时PC=OOo0,1R=OOoO0000:(2)CON有一个同步时钟输出,发出脉冲信号C1.K到各部件,使它们同步运行;(3)限制矩阵CM依据IR送来的指令发出12位限制字,CON=CpEp1.mEr1.1E11.aEaSrEit1.eIo:6 .累加器A:能从总线接收数据,也能向总线送数据,其数据输出端能将数据送至A1.U进行算数运算(双态,不受E门限制);7 .算数逻辑部件A1.U:S1=O时,A+B,当S1.=I时,A-B:8 .寄存器B:将要及A相加或相减的数据暂
3、存于此寄存器,它到A1.U的输出也是双态的:g、输出寄存器0:装入累加器的结果;10.二进制显示器及中心处理器CPU:PC、IRxCON、A1.U、A、B;存储器:MAR、PROM;输入/输出系统:0、D。执行指令过程:指令周期(机器周期)包括取指周期和执行周期,两者均为3个机器节拍(模型机),其中,取指周期的3个机器节拍分别为送地址节拍、读存储节拍和增量节拍。限制器:环形计数器(RC),指令译码器(ID)、限制矩阵(CM)、其他限制电路。微型计算机硬件基本结构:算术逻辑单元A1.U、限制器、存储器、输入/输出设备。微型机工作原理:存储程序,按地址依次执行。其次章微处理器基本结构和功能:1、内
4、部寄存器阵列(通用寄存器和专用寄存器);2、算数逻辑运算单元;3、限制器(指令寄存器、指令译码器和各种定时及限制信号产生电路):4、现代微处理器中还集成了浮点运算部件及高速缓冲寄存器cacheo8086/8088微处理器结构:SS、IP段寄存器(CS.执行部件三I1、A1.U指令指针寄存器通儿敏俏那辘勒岷用寄存器(亮到B*AM、DX)或8个8位寄(Aj1省如温1.、BH、C1.、CH、D1.、DH),其中AX为累加器,BX为基址寄存器,CX为计数寄存器,DX为数据寄存(2)专用寄存器:两个16位指针寄存器SP和BP,两个16位变址寄存器S1.和D1.其中,SP是堆栈指针寄存器,由它和堆栈段2寄
5、存器SS一起来确定堆栈在内I)存中的位置,BP是基址指针寄所器,通常用于存放基地址,S1.是CF一进位标记位:做加法及高原变址寄存器,DI是目的变址寄位有进位或减法最高位有借位时存器,都用于指令变址寻址方式;为1,反之为0:;而甲虫力-F1157PF-奇偶标记位:运行结果低8位中1的个数为偶数时为1,反之为0:AF一半进位标记位:低四位有向高四位的进位或借位时为1,反之为0:ZF-零标记位:运算结果为0时置1;SF-符号标记位:及运算结果(3)标记寄存器FR:为16位寄最高位相同:存器,其中7位未运用,运用的OF-溢出标记位:字节运算结9个标记位可分为两类:状态标果范围超过T28+127或者字
6、运记(CFxPF.AFsZF、SF.OF),算结果范围超出-32768+32767限制标记(TF.IF、DF),时置1,溢出推断:同符号数相-110号位发生变更):15119876543210加,结果的符号位及之不同(符TF一陷阱标记位:置1时8086/8088进入单步工作方式,通常用于程序调试;IF中断允许标记位:置1时处理器响应可屏蔽中断;DF一方向标记位:置1时串操作指令的地址修改为自动减量方向。总线接口部件BIU的组成:1、段寄存器:4个16位段寄存器DS(数据段寄存器)、CS(代码段寄存器)、ES(附加段寄存器)、SS(堆栈段寄存器);2、16位指令寄存器IP:CPU每取一个指令字节
7、,IP自动加1,IP总是指向下一条要取出的指令代码的首地址:3、20位地址加法器:4、6字节(8088为4字节)指令队列缓冲器。BnJ及EU的动作协调原则:BIU和EU是并行工作的,按流水线技术原则管理1、当8086指令队列中有两个空字节(8088中一个)时,BW自动把指令取到队列中;2、EU从指令队列取指,执行,执行过程中如要访问存储器或I/O,而此时BIU正在取指,完成取指后响应EU的总纹恳求;3、指令队列已满,EU乂没有总线访问,BIU进入空闲状态:4、执行转移、调用和返网指令时,指令队列中的原有内容H动消退,往指令队列中装入另一程序段中的指令。存储器组织I1、物理地址:物理地址二段地址
8、X16+偏移用任何一个存储单元的20位实际地址称为物理地址,乂称肯定地址,同一物理地址可以有不同的段地址和偏移吊。2、逻辑地址:段地址:偏移地址程序中出现的地址,山段地址和段内偏移量组成,段地址和段儡移量都是16位二进制数。3、一般程序存放在代码段中,段地址来源于代码段寄存器CS,偏移地址来源于指令指针寄存器IEi当涉及一个堆栈操作时.,段地址在堆栈段寄存器SS中,偏移地址来源于栈指针寄存器SP;当涉及一个操作数时,则数据段寄存器DS或附加段寄存瑞ES作为段寄存器,而偏移地址由16位的偏移量得到,16位的偏移量取决于指令的寻址方式。4、采纳段寄存器的优点:(1)、解决了16位寄存器如何访问大于
9、64KB内存空间的问题:(2)、可以实现程序的重定位。总线:总线是传送信息的公共导线,一般由地址总线、数据总线和限制总线组成:1、地址总线(AB),一般是单向总线,传送Ct发出的地址信息:2、数据总线(DB),是双向总线,可以从CPU传送数据信息到外设和主衣,也可以从主存和外设向CPU传送数据:3、限制总线(CB),其中每根线上的方向是肯定的,它们分别传送限制信息、时序信息和状态信息。8086/8088微处理器的工作模式:,1、最小工作模式VNMX=k:(单CPU系统)系统中只有一个8086/8088微处理器,全部的总线限制信号都干脆由8088/8086产生。2、最大工作模式MN/MX=GND
10、(多CPU系统):8086/8088要通过总线限制器8288来形成各种总线周期,限制信号由8288供应。指令周期、总线周期、时钟周期:1、指令周期:执行一条指令所须要的时间,执行每一条指令的时间不同;2、总线周期:访问一次总线的时间,CPU从存储器或I/O端。存取一次所须要的时间,一个基本的总线周期由4个T状态/、T,、T、T,组成,基本总线周期包括存储器的读或写,输入/输出的读或写,中断响应,若存储器或外设速度较慢,不能刚好送上数据(T3状态数据没打算好),则通过READY线通知CPU,CPU在Ta前沿检测READY,若READY=O,则在结束后自动插入1个或几个T.,并在每个T,的前沿处检
11、测READY,等到RAEDY变高后,自动脱离TV进入T1;3、时钟周期:T状态,是微机系统工作的展小时间单位,取决于系统的主频率,系统完成任何操作所须要的时间均是时钟周期的整数倍。8086/8088引脚信号和功能:8086/8088都有16位数据线,20位地址线,干脆寻址实力为1MB.用脚数为40,其中32个引脚在两种工作模式下的名称和功能是相同的,还有8个引脚在不同的工作模式下,具有不同的名称和功能。双功能引脚的功能转换,一是通过分时复用,即同一引脚在总线的不同时钟周期内其功能不同;二是依据工作模式定义引脚的功能。两种模式下,名称和功能相同的32个引脚I1、Vcc、GND:单一+5V电源,两
12、个地;2.D,D11:地址/数据复用总线,双向,三态(8088中ASA8不复用,输出,三态):3、ASvAwA:地址/状态线复用,输出,三态;4、WI:IF屏蔽中断,输入,高电平有效,INTR:可屏蔽中断,输入,高电平有效:5、RD:读信号,输出,三态,低电平有效:6、C1.K:时钟信号,输入;7、RESET:复位信号,输入(至少保持4个时钟周期的高电平),复位信号输入后,CPU马上停止操作,清FR、DS、ES、SS、IP及指令队列,同时置CS为OFFFFH,当RESET变为低电平常,CPU从FFFFO单元起先启动:8、READY:“打第好”信号,输入;9、TEST:测试信号,输入,低电平有效
13、;10、VN/VX:圾小/地大模式限制引脚,输入,VWMX=VeC时为最小工作方式(单CPU,MNVX=GND时为最大工作方式(多CPU):IKBHES7:高8位数据线允许/状态信息第用引脚,输出。量小工作模式的2431引脚(括号中是最大工作模式下的引脚功能):kINTA(QS1):中断响应,输出,三态,低电平有效,该信号为两个连续负脉冲;2、A1.E(QS。):地址锁存允许信号,输出,三态,高电平有效:3、DEK(SJ数据允许信号,输出,三态,低电平有效;4、DT/R(S1):数据发送/接收限制,输出,三态;5-M/IO(S2):存储器/10限制,输出,三态(8088中为M/I0):6、H,
14、R(1.OCK):写信号,输出,三态,低电平行效:7、HO1.D(RQ/GTO):恳求占用总线信号,输入,高电平有效(总线保持恳求信号):8、H1.DA(RQ/GT1):同意让出总线信号,输出,高电平有效(总线保持响应信号)。最大工作模式的2431引脚:1、QS1.和QS2,指令队列状态信号,输出2、S2、SbSO:总线周期状态信号,输出,三态:3i0CK:总线封锁信号,输出,三态,低电平有效:4、RQ/GTKRQ/GTO:双向总线恳求/允许信号,双向。总线空操作ICPU及存储器或I/O端口之间没有数据传送,总线空操作并不意味着CPU不工作,只是总线接口部件BIU不工作,总线执行部件EU仍在工
15、作,实质上,总线空操作期间是BIU对EU的一种等待。地址线为什么须要做存:由于8086系统的地址的低16位及数据引脚公用,地址信号及数据信号是分时复用这些引脚的。这样先送出的地址信号可能被后送出的数据信号所代替,因此要有一个地址锁存器来保存先送出来的地址信息。锁存器主要用来锁存地址的低16位。第三章机器指令:1、操作码一表示该指令所要完成的操作(二进制代码):2、地址码一操作数或操作数的地址。8086/8088汇编语言指令:标号指令助记符操作数表;注释指令的寻址方式:1、依次寻址方式;2、跳转寻址方式。8086/8088操作数的寻址方式1、马上数寻址:MOVA1.,80HMOVX,1090H操
16、作数就包含在指令当中,紧跟在操作码之后:马上数为常量,常量可以是二进制数、十进制数、十六进制数(以AF开头则要加0).字符串(用单或双引号括起的字符,表示对应的ASCII码值,如A=41H),还可以是标识符表示的符号常量、数值表达式等:马上数可以是8位、16位;马上数只能必整数,不能是小数、变量或其它类型数据;马上数只能作原操作数。2、寄存器寻址:INCCXRO1.AH,1MOVX,BXMOVAX,1090H寄存器寻址方式的操作数存放在CPU内部的寄存器中,它可以是8位寄存器AH/A1./BH/B1./CH/C1./DH/D1.,也可以是16位寄存器AX/BX/CX/DX/SI/DI/BP/S
17、P,另外,操作数还可以存放在4个段寄存器CS/DS/SS/ES中;因为操作数存放在CPU内部,取操作数时不须要访问存储器,因而执行速度较快:在一条指令中,可以对源操作数采纳寄存器寻址,也可以对目标操作数采纳寄存器寻址,还可以两者都采纳寄存器寻址方式:在双操作数指令中,操作数之一必用是寄存器寻址,汇编语言在表达寄存器寻址时运用寄存器名。其实质就是指它存放的内容(操作数)。3、存储器寻址:操作数存放在主存储器中,指令中给出的是有关操作数所在存储器单元的地址信息。(1)干脆寻址:MOVX,DS2000H;等价于MOVAX,2000HMOVES,ES:3000H;物理地址=(ES)16+3000H操作
18、数地址的16位偏移量(有效地址)干脆包含在指令中,它及操作码一起存放在代屿段区域,操作数一般存放在数据段区域,系统默认DS为数据段寄存器;8086/8088中允许段超越,还允许操作数放在代码段、堆栈段或附加段中,此时要在指令中,指明段超越,格式为段寄存器:偏移地址及马上数寻址不同的是,干脆寻址的地址要放在方括号内。(2)寄存器间接寻址:操作数在存储器中,但是操作数的有效地址包含在SI、DkBP、BX四个寄存器中,如没有特别说明,用寄存牌SI、D1.和BX间接寻址时,对应的段寄存器是DS,如:MOVX,SI假设(SI)=2000H,原操作数物理地址=(DS)XI6+(SI)=32000H:假如用
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