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I、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，熟练掌握原码和补码之

2、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 nW 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）；II、 CPU在内部结构上由哪几部分组成（算术逻辑

3、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 BIU、EU两大部件组成）；2、总线

4、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） 个存放在8086计算 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

5、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1 1为多少（T6 =41666.67US ）?在什么情况下需要插入等待周期Tw（READY=0 ）?在什f 24灯0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

6、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: 0A0 0,表示段基地址为1000H，段内偏移地址为 0A00H ;物理地址就是 CPU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=

7、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10端口的编制方式有几种（独立编址和

8、统一编址2种），每种编址方式的特点？8086采用10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夕卜，其他寄存器=0000H），8086系统复位后，第一条执行 的指令的地址（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

9、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A0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？19、 Ti状态下，数据/地址复用总线上是什么信息（存储器或10端口的地址信号）？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

10、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808

11、6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、 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

12、？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、过程定义伪

13、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Z= X+Y程序，其中X和Y都是用4字节

14、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（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 CXMOVCX, 30000DELAY1 :LOOP DELAY1

15、POP CXRET请说明该子程序的功能（是延时子程序）（3） 段8086汇编语言编写的程序如下MOVAX , 1000HMOVDS, AXMOVDI, 0200HMOVCX,100XORAL,ALMOV_DATA:MOVDI, ALINCDIDEC JNZCXMOV 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0 12 3 40 12 3 D D D D4D7O

16、_POTIOWE管极一光发4 Q3 Q5 QO 1 2 Q Q Q0(3加假设端口地址为 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_OUTDLYXMS :PUSH CXMOVCX, 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?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

17、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

18、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；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

19、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

20、件和软件配合共同实现对辅助存储器或虚拟存储器的管理）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。D15D8D7D0D15D80#D7D0A16AocsA17A1.1 V?A18OJ00RDWR1#D7D0A16A0CS2#D7D0A16A0CS3#D7D0A16A0CSRDWR2 例如某个使用8086的微机系统有二 十位地址信号： A19A0,十六位 数据信号：D15DO,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

21、所示128K*8位静态RAM 芯 片设计256KB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/IO _-WF-RD-BHEA0 -A1 -A15A16A仃A18A19RDRDWRA0I I .1 I I IA A AAA A A AAWRBHEA9a a a A AA A O|W|Ca aaa aaa a aA9A a a a a a a(2)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择。需要2片

22、，选择全译码方式;原理图应该如下表示2-4译码器D 8dDDD-8 -D5D1-D8MD1D0统系no线总据数aaaaaaaaaaAAA AAA A 關总O,WCAAAAAAAAAAA A AAAAA1D1R7a6a5a4a3a7aJz61AA L50FF80m/15RD讣辅HI说帚寢门输人设帑16、80x86处理器实现输入输出的指令？输入输出端口指的是什么？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？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

23、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

24、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。）内容地址200006F000006E400006D000006C200006B000006A20000690000068200006700000661000065po00064七、常用可编程接口芯片主要要求掌握8255、8253、8251、AD/DA 的应用（一）8255 1.8255有几个10端口？各端口的特点?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

25、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,实现流水灯功能。XDO8086-XTP4il统XA1 XA?n总 线-jnuO-gCS-A=OPAOD7AOAlBDPAIPA2PA7g 255单元O-ocLEDOLED1LED2LED7开关理rsic见示单元(2)如图利用8255的接口D7

26、D0ii5 4 3 2 1011111198 7AAAAA AAA AIORIOWA2A1RESETD7PA0PA1D0PA2/RDPA3/WRPA4A1PA5A0PA6RESETPA78255PBOPB1PB2CSPB31K*8请编写程序，利用IORIOWA6A5A4A3AOLED数码管通过显示G1G2AY6G2BCD10 9, AF来表GND1+5VGNDPB0PB3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？3、 编程将8253计数器0设置为模式1,计数初值为3000H ;计数器1设置为模式2,计数初

27、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。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4OUT76H，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OUTO（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、串行通信中，全双工、半双工、单工通信方式的概念、各自的