微型计算机原理及应用基本学习要求2017-2课案

1、微型计算机原理及应用基本学习要求注：以下基本要求按内容排列，而不是按章节排列一、微型计算机基础与概念1、计算机中信息的表示方式？为何要用二进制表示方式？2冯诺依曼结构计算机的特点是什么？3、掌握二进制数、八进制数、十进制数、十六进制数的概念（数码符号、进位、展开式）；4、掌握二进制、十进制、十六进制数间的相互转换，要熟练掌握将8 位二进制数转换为相应的十进制数，能熟练的将 0255 范围内的十进制数转换为二进制数， 能将十六进制数转换成二进制形式， 能将二进制转换成十 六进制表示形式；5、机器数与真值的概念，熟练掌握真值与机器数之间的相互转换；6、带符号数的原码、反码和补码表示，熟练掌握原码和

2、补码之间的相互转换（已知一个数的原码求它的补码， 已知一个数的补码求出它的原码） ，原码、反码和补码表示范围，在 8086 和 8088 汇编语言中，一个字能表 示的有符号数的范围是 -32768 n 327677、已知一个数的补码，会求它的真值，掌握补码的加减法运算，掌握机器负数的求法；8、掌握 ASCII 码和 BCD 码的概念，在机器中的存储格式，掌握压缩 BCD 码与非压缩 BCD 码的概念，在即其 中的存放格式；9、能简述微型计算机系统的组成（由硬件、软件两大部分）；10、能简述微型计算机系统硬件的组成（微处理器、存储器、输入及输入设备、输出接口及输出设备、总线）；11、CPU 在内

3、部结构上由哪几部分组成（算术逻辑运算单元ALU 、控制器、寄存器） ，简要说明各部分的作用？12、能简要叙述 CPU 应具备哪些主要功能（算术运算功能、逻辑运算功能、控制操作功能）？13、掌握微型计算机的基本工作过程：不断重复地进行取指令、指令译码、执行指令规定的操作的过程；14、总线的概念（计算机系统中各功能部件之间传输信息的公共通路）。总线的基本分类（按层次划分：；按传输信号划分：） ；15、地址总线、数据总线、控制总线的作用？它们各自是双向还是单向？16、溢出、进位（借位）的概念，如何判断是否溢出（最高进位位与次搞进位位异或）。二、80x86 微处理器1、8086微处理器的功能结构（由

4、BIU 、EU 两大部件组成） ；2、总线接口部件 BIU 有哪些功能？由哪些部件组成？3、8086的执行部件 EU 有什么功能？由哪几部分组成？4、8086处理器物理地址的生成：段基地址左移4 位+段内偏移地址。会计算类似条件下的物理地址：（1）段寄存器 CS=1200H，指令指针寄存器 IP=2000H，此时，指令的物理地址为多少？（2）一个存放在 8086 计算第 1 页 共 14 页机系统内存中的数据， 它以 DS 作为段基址寄存器且设 （DS）=1000H ，段内偏移地址为 2300H，会计算该数据 的物理地址（同样是：段基地址左移4位+段内偏移地址） ，指向这一物理地址的 DS 值

5、和段内偏移地址值是唯一的吗（不是唯一的）？5、总线周期的含义是什么 （完成一次基本总线读 /写操作所需要的时间） ？8086 的基本总线周期有几个基本时钟 周期（ T1，T2，T3，T4 四个基本时钟周期）？如一个 CPU 的时钟频率为 24MHz ，那么它的一个时钟周期 11为多少（ T 6 41666 . 67uS ）？在什么情况下需要插入等待周期TW（READY=0 ）？在什f 24 10 6 么地方插入等待周期 （T 3 后 T4 前 ）？6、8086 的最小工作方式和最大工作方式的概念，它们之间的主要区别在那里？如何选择工作在最小模式下？8、8086 为何在外部对地址信号进行锁存（地

6、址/数据、地址 /状态信号分时复用，地址信号要在整个总线周期有效，而 8086 处理器只在 T1 内输出地址信号，因此需要在外部锁存地址信号）？ ALE 信号的作用（地址锁 存允许信号，复用总线上输出地址信号， ALE=1 ，送到地址锁存器锁存输出，其他时刻 ALE=0 ，复用总线 上的信号不印象地址锁存器的输出）？9、8086 的存储器分段组织，简述逻辑地址、物理地址、偏移地址的概念，段寄存器的作用（8086 的逻辑地址由段基地址与偏移地址两部分构成， 格式为 段基地址： 偏移地址， 例如 1000：0A00 ，表示段基地址为 1000H， 段内偏移地址为 0A00H ；物理地址就是 CPU

7、 通过地址线输出的地址信号；偏移地址是相对于段基地址的偏 移量； 8086 的段寄存器保存段基地址） 。10、掌握物理地址的生成方法（ 8086 只有实地址模式，物理地址 =段寄存器的内容左移 4 位+偏移地址）；注意向 段寄存器传送数据的方法（ CS 位代码段基地址寄存器，不能做目的地址，立即数不能直接传送给段基地址 寄存器），注意代码段寄存器 CS 不能作为目的寄存器；11、掌握 8086 的寄存器及其使用方法，注意 AX 、BX 、CX、DX 可以作为 8位寄存器使用；12、8086 的标志寄存器有哪些状态标志位？各个标志位在什么情况下置位？注意数据传送指令不影响标志寄存 器（除了向标志

8、寄存器传送指令） ；掌握标志寄存器中各个控制标志位的作用？如何设置这些控制位？注意 标志寄存器的传送指令、压栈与弹出指令，修改标志寄存器的方法；13、能描述计算机中 IO 端口的编制方式有几种（独立编址和统一编址 2 种），每种编址方式的特点？ 8086 采用 IO 独立编址方式， 注意 X86 中 IO 接口的寻址方式， X86 的 IO 操作指令，IN 和 OUT 指令的端口地址、 IN/OUT 指令只能是端口与累加寄存器 AX（ 或 AL） 进行传送；14、系统的复位后内部寄存器的状态（出CS=0FFFFH 外，其他寄存器 =0000H ）， 8086 系统复位后，第一条执行的指令的地址

9、（ 0FFFF0H ）；15、8086 的中断系统，向量中断的概念，中断向量表和结构，中断向量表和中断向量的存放位置，对一个中断 类型号为 n 的中断，会计算它的中断向量的存放地址；16、8086 存储器物理地址的计算：段基地址左移四位+偏移地址；17、在 8086微机系统中，为什么用 A0作为低 8 位数据的选通信号？18、BHE信号和 A 0信号是通过怎样的组合解决存储器和外设端口的读/写的？这种组合决定了 8086 系统中存储器偶地址体及奇地址体之间应该用什么信号来区分？怎样区分？第 2 页 共 14 页19、T1 状态下，数据 /地址复用总线上是什么信息（存储器或IO 端口的地址信号）

10、？用哪个信号将此信息锁存起来？数据信息是在什么时候给出的？20、非屏蔽中断有什么特点？可屏蔽中断有什么特点？分别用在什么场合？21、什么叫中断类型号？什么是中断向量？中断向量放在那里？对应于中断类型号为20H 的中断其中断向量存放在哪里？如果 20H 的中断处理子程序从 3000H:1000H 开始，则中断向量应怎样存放（ 00080H 开始存放： 00H， 10H，00H，30H）？22、8086 存储空间最大为多少？怎样用 16 位寄存器实现对 20 位地址的寻址？23、Pentium 处理器的工作模式（实地址模式、保护模式、虚拟8086 模式）；24、掌握保护模式下线性地址的形成方法（利

11、用段寄存器在描述符表中选择一个描述符，从描述符中获得32 位段基地址，与指令中给出的 32 位偏移地址相加，得到存储器的线性地址）25、线性地址与物理地址的关系（如果没有使用分页机制，则线性地址就是物理地址，如果使用了分页机制，线 性地址经过页表转换机制后得到物理地址） 。三、指令系统及汇编语言程序设计主要要求掌握 8086 的寻址方式与指令系统1、寻址方式的概念；2、8086CPU 的寻址方式，不同寻址方式的特点，如何在指令中表示；3、输入输出端口的寻址方式，有何特点？如何应用；4、数据传送指令的特点、 对标志寄存器的影响 （除了向标志寄存器的传送指令外， 其它传送指令不影响标志位） ；5、

12、对段寄存器赋值应该注意的问题，注意代码段基址寄存器CS 不能作为目的操作数，不能将立即数直接送段寄存器；6、堆栈的概念， 8086 系统的堆栈是向上增长还是向下增长？堆栈段基址寄存器是哪个寄存器？7、80x86 处理器能对 8位寄存器进行压栈与弹出操作吗？8、算术运算指令的功能，它们对标志寄存器的影响？对于BCD 码运算，为何要使用调整指令？9、逻辑运算指令的功能，它们对标志寄存器的影响，掌握利用逻辑运算指令清除某个寄存器的某些指定位（使 某些指定位变为 0）或置位（使某些指定位变为1）的方法；10、汇编语言伪指令的作用？11、掌握汇编语言程序基本结构， 数据段、堆栈段、 代码段各自的作用以及

13、定义方法， 程序代码存放在那一段中？ 哪一个段是必须有的？12、汇编语言的基本程序结构：有几种（顺序程序、分支程序、循环程序）；13、标号的作用，命名标号时应该注意的问题；14、汇编语言源程序中，指令性语句、指示性语句的概念，它们有什么不同？15、掌握段定义伪指令、字节定义伪指令、字定义伪指令、双字定义伪指令、结束伪指令、符号定义伪指令、过第 3 页 共 14 页 3程定义伪指令等伪指令的作用，如何使用？16、汇编语言程序设计的基本步骤，掌握流程图的画法（各种不同功能框的规范符号，程序流向符号） 17、程序设计（1）编写汇编语言程序实现如下功能：已知一数组STRING中存放的 20个 8位二进

14、制数编写程序实现统计该数组中正数、负数和零的个数，结果分别存放到P、M、Z 三个单元中。（ 2）将内存一个从符号地址 DATA1开始连续 m个存储单元的内容复制到内存中从DATA2开始的另一个区域 DATA1和 DATA2在同一个数据段；（ 3）对于内存中从地址 DATA1开始连续存放的一组字节型数据，寻找最大值和最小值程序；（4）请编写计算 ZX+Y程序，其中 X和 Y都是用 4字节存放的压缩 BCD数据，且 X+Y仍然不超过 4字节压缩 BCD数据。18、给出一段程序，能够读懂，说明它的功能，说明程序执行后的结果（寄存器的值，存储单元的值、标记位的 状态）。例如：能阅读分析类似以下的程序（

15、1）设一个字节数据 X 存放 AL寄存器中，试说明下列程序的功能：MOV AH， 0SAL AX ， 1MOV BX， AXMOV CL， 2SAL AX ， CLADD AX， BX请阅读该段程序，说明这段程序的功能。 （字节数据 X扩大 10 倍结果存放在 AX中）2） 一个有 80x86 汇编语言编写的子程序如下DELAY ：PUSH CXMOV CX, 30000DELAY1 ：LOOP DELAY1POP CXRET请说明该子程序的功能（是延时子程序）3）一段 8086 汇编语言编写的程序如下MOVAX ， 1000HMOVDS, AXMOVDI, 0200HMOVCX,100XOR

16、AL,ALMOV_DATA:MOVDI, ALINCDI第 4 页 共 14 页DECJNZCXMOV_DATA请阅读该段程序，说明这段程序的功能（把 1000H:0200H 开始的 100 个存储单元清 0）（ 4） MOVAH,12HMOVAL,34HMOVCL,04HSALAX,CLMOVCL,04HSHRAL,CL执行程序段后，AX=_5）例如以下程序：一个输出接口电路如图。线总据数DDDD0123012DDDD7O_POTIOW管极二光发4Q3Q01QQQ6 Q假设端口地址为 O_POT=80H ，数据锁存器锁存控制信号 LE=1 时， 将数据输入端 D7D0 的数据锁存到锁存器内

17、并通过 Q7Q0 输出。请阅读下列程序，说明该端程序的功能。MOVAL, 01HLED_OUT: OUTO_POT, ALROLAL,1CALLDLYXMSJMPLED_OUTDL YXMS ：PUSH CXMOV CX, 30000LOOP $POP CXRET（流水灯）四、 存储器1、存储器的作用？2、存储器的分类？3、对计算机存储器系统的基本要求？第 5 页 共 14 页4、存储器芯片为何使用行列地址译码结构？ 5、静态存储器的基本特点？存储数据的基本原理？静态存储器的主要引脚以及与系统的连接；6、动态存储器的基本特点？存储数据的基本原理？动态存储器为何需要定时刷新？基本刷新方法；7、动

18、态存储器控制器的基本功能？8、存储器与 CPU 连接的基本方法，片选信号的作用？9、地址译码方法有几种？各自的特点；10、存储器的扩展技术：位扩展、字扩展的概念与方法；11、掌握奇地址存储体（高字节存储体）和偶地址存储体（低字节存储体）的概念，对于字节访问指令，如何访 问低字节存储体 （ D7D0 数据总线上的存储器） 的存储单元？如何访问高字节 （ D15D8 数据总线上的存储 器）的存储单元？14、在 8086 中，对于一个字，它的存放地址指的是该字高字节存放地址还是低字节存放地址？字地址是偶数地 址与奇数地址有何不同？15、掌握 8086 计算机系统中， A0， BHE 两个信号的作用；

19、16、掌握 SRAM 的扩展技术，对于给定的存储器芯片和容量要求，能确定所需存储器芯片数量，选择合适的译 码方式，完成存储器系统的原理框图设计（地址信号、数据信号、读写控制信号的连接、片选信号的产生和 连接，注意 M/IO 信号的使用） ；17、存储器系统层次化结构 （分级结构 ）的含义，为何要使用层次化结构？（对存储器系统的要求：高速度、大容 量、低价格，当前任何单一的存储技术都无法完全满足这些要求，于是采用层次化的分级结构，当前通常采 用由高速缓冲存储器、主存储器（又叫内存储器）和辅助存储器的三级结构，由利用高速缓冲存储器解决存 储器系统的速度问题， 利用辅助存储器的低价格大容量特点解决存

20、储器系统的容量问题。 高速缓存由硬件管 理，辅助存储器由硬件和软件共同管理）18、逻辑地址、线性地址、物理地址的概念，它们的相互关系（逻辑地址如何转换为线性地址，线性地址如何转 换为物理地址？） ；19、高速缓存的作用（解决存储器系统的速度问题，由硬件管理）22、高速缓存的管理是由硬件完成、还是由软件完成、还是由硬件与软件配合完成？（完全由硬件进行管理）23、辅助存储器的作用？（增加存储器的容量，解决存储器系统容量问题）。辅助存储器的管理是由硬件完成、还是由软件完成、 还是由硬件与软件配合完成？ （由硬件和软件配合共同实现对辅助存储器的管理）24、给出一个存储器系统原理图，根据它的译码电路，确

21、定A0 、 BHE* 的作用及确定存储器所在的地址空间？例如下图，计算出每片存储器的地址空间。第 6 页 共 14 页D15D8D7D0D15D80# D7D0 A16A0 CSA17A1A18A19RDWR11#D7D0A16A0CS2#D7D0A16A0CS3#D7D0A16A0CSRDWR12 例如某个使用 8086 的微机系统有二 十位地址信号： A19 A0 ，十六位 数据信号： D15D0 ，写控制信号 WR 、读控制信号 RD ，存储器 /输 入输出控制信号 M/IO, 在 M/IO=1 时是进行存储器访问。现要求使用 如下图所示 128K*8 位静态 RAM 芯 片设计 256

22、KB 内存系统，要求既能 够进行字节访问又能够进行十六位 访问。（1）需要多少片存储器芯片？D15线 总 据 数号信 制 控D8D7D1D0M/IOWRRDBHEA0A1A15A16A17A18A19RD RDWR1A00A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8AWR1BHE5D 6D 7DA91A1A1A1A1A1A1AEOWSC0A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8AA901A 11A 12A 31A 14A 15A 16A2）要求存贮器空间为 00000H 开始的连续地址空间，选择地址译码方法3）画出存储器系统电路原理图。注：除下图给出的芯片外，所需的其它电路可自由选

23、择。需要 2片，选择全译码方式；原理图应该如下表示2-4 译码器第 7 页 共 14 页线总据数D8 D7DD 统系680DD8号信制控0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A1A21A31A14A15A16A2A7A6A5A4A3A71A61A51A41A31A21A1A01AEO EW SC0A1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A9A10A1A21A31A14A15A16AEOEWSC1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A21A13A14A51A61A71A线总址地56781111AAAAAA1156A19BHEAA10AA01A19A18M/IODR RWA Y

24、0B Y1E Y2Y3DR RWEH2-4 译码器五、微型计算机和外设的数据传送1、为什么要用接口？2、CPU 与输入输出设备之间传送信号的类型有几种？它们各自的功能是什么？3、接口的基本功能；4、接口部件的端口是什么？5、计算机系统中接口的编址方式有几种？各自特点？6、IO 端口的译码方式中直接译码方式的特点？简介译码方式的特点？7、8086系统 IO 接口的编制方式， 8086系统接口的寻址方式，访问接口的指令；8、接口与计算机系统的连接 （数据线、地址线、片选信号、读写控制信号、如果使用中断还需要链接中断请求和 中断响应信号 ）；9、CPU 与外设之间的数据传送方式有几种（串行传送、并行

25、传送两种）？各自特点？10、CPU 与外设间数据传送的控制方式有几种 （程序直接控制方式 （程序无条件和程序查询） 、中断方式、 DMA 方式、 IO 处理器方式四种）？各自的特点？11、无条件传送控制方式的输出接口和输入接口电路（ 1）与 CPU 的连接：地址译码 注意 M/IO* 信号 、数据信号、地址信号、读写控制信号、时钟信号等；（2）与外设的连接，依据不同外设确定） ，数据传送程序，应用在什么地方？（ 3）下图所示的接口工作原理？如何编写程序进行输入输出操作？12、程序查询传送方式的特点，接口电路，数据传送程序，应用领域？13、如下图的地址译码电路，试回答： （1）74LS30 的输

26、入端信号各为什么电平时，两片 74LS138 被使能？（ 2）两片 74LS138 每个管脚输出的地址分别是多少？两片 74LS138 有何区别？14、程序实现如： 有一输出设备， 8 位状态端口地址 62H,最高位为 BUSY信号，当 BUSY=0时， CPU可以向该设 备的 8 位数据端口（地址为 60H）发送数据，否则，等待。根据题意，请在空格处填写正确的指令WAIT: _IN_ AL, 62HTEST AL, _80_JNZ WAITOUT _60H_ , AL15、掌握中断的概念，中断的作用和优点，中断服务程序的基本结构？0FF8016、80x86 处理器实现输入输出的指令？输入输出

27、端口指的是什么？输入输出端口的寻址方式有几种？进行输入 输出操作的指令？17、对数字信号输入接口为何需要利用三态门接到数据总线上？数字信号输出接口为何需要锁存？第 9 页 共 14 页六、中断概念及中断控制器1、中断的概念2、中断源、中断允许与中断屏蔽、中断请求、中断源识别、中断优先级的概念；3、中断源识别的方法有几种（独立中断请求输入线、向量中断的中断类型号）？ 80x86 的中断源识别使用什么 方法（向量中断方法）？4、掌握 80x86 的中断类型号、中断向量、中断向量表的概念？5、掌握 80x86 实地址模式下，中断类型号为 n 的中断向量的存放地址？6、中断系统的功能？7、CPU 对外

28、部可屏蔽中断的响应及中断过程；8、单片 8259 可管理多少级中断？级联情况下最多可管理多少个中断请求？2 片 8259 级联方式工作，可管理多少级中断？9、某微机系统使用单片中断控制器 8259，它的 ICW2 设置值为 18H（ 0001 1000B），微型计算机的中断向量表如 下图所示。现有一外部中断源连接到 8259 的 IR2 脚上，请依据 IR2 对应的中断类型号，确定该外部中断源服务 程序地址，并给出计算过程。 （提示： 8259 中 ICW2 的设置值为中断类型号基值。 ）七、常用可编程接口芯片主要要求掌握8255、8253、8251、 AD/DA 的应用一） 8255101.

29、 8255 有几个 IO 端口？各端口的特点？第 10 页 共 14 页2. 8255 的工作方式有几种？3. 8255 的方式控制字？会利用方式控制字选择8255 的工作方式；4. 8255 的 PC 端口按位操作控制字？会利用该控制字编写程序对PCn（n=07） 进行置“ 1”和清“ 0”操作5. 一个使用 8255 的接口电路如图（参考实验）（1）8255的接口电路如下图所示，其端口地址为：60H，62H，64H，66H，在 PA端口连接 8个LED 信号灯，PA 端口输出 =1 时对应 LED 信号灯亮。请编写程序实现 8 个接在 PA 口上的 LED 信号灯每次一个亮不断循环显 示,

30、实现流水灯功能。2）如图利用 8255 的接口D7D054321011111198AAAAAAAAIORIOWA2A1 RESETD7PA0PA1D0PA2/RDPA3/WRPA4A1PA5A0PA6RESETPA78255PB0PB1PB2 CS PB31K*8ab请编写程序，利用IORIOWA6A5A4A3A0LED 数码管通过显示G1G2AY6G2BC1bGNDGND+5V0 9，AF来表PB0 PB3 上四位开关的状态。二） 82531. 可编程 8253 接口芯片是什么功能接口芯片？2、8253 有几种工作方式？各种工作方式的名称和特点？113、编程将 8253计数器 0 设置为模式

31、 1，计数初值为 3000H；计数器 1设置为模式 2，计数初值为 2010H；计数 器 2 设置为模式 4，计数初值为 4030H；地址设为 0070H、0072H、0074H、0076H 。第 11 页 共 14 页答： MOVAL ， 32H;设置计数器 0 为模式 1OUT76H，ALMOVAX ， 3000H ;写计数初值OUT70H，ALMOVAL，AHOUT70H，ALMOVAL，74H;设置计数器 1 为模式 2OUT76H，ALMOVAX ，2010H ; 写计数初值OUT72H，ALMOVAL，AHOUT72H，ALMOVAL，0B8H ;设置计数器 2 为模式 4OUT7

32、6H，ALMOVAX ，4030H ;写计数初值OUT74H，ALMOVAL，AHOUT74H，AL4 、假设 8253 的输入信号CLK0CLK 2 的频率为 1MHz ，会编写程序，选择 8253 的工作方式，在输出端OUTn（n=1,2,3） 产生 10KHz 的方波脉冲信号。5. 假设 8253的输入信号 CLK0CLK 2 的频率为 1MHz ，会编写程序， 选择 8253的工作方式， 在输出端 OUT0（或 OUT1 ， OUT2 端口）产生间隔为 200us，宽度为 1个 CLK 周期的窄脉冲信号。（三） 串行通信接口1、串行通信的概念、特点、应用场合；2、并行通信的概念、特点、应用场合；3、串行