微机原理与接口技术复习指导(2011)

1、2011年12月6日复习第一章第一章 微型计算机概论微型计算机概论微型计算机概述微处理器与微型计算机总线结构微处理器定义微型计算机定义微机系统定义相互关系微处理器发展微处理器结构微机基本结构总线构成的微机系统单片、单板机组成知识结构知识结构重点重点 微处理器、微型计算机和微型计算机系统的定义 微处理器结构 微型计算机的基本结构知识点知识点: 微处理器、微型计算机和微型计算机系统的定义和相互关系 微处理器发展的特点 单片机和单板机的组成和特点 个人计算机的组成和特点 微处理器结构 微型计算机的基本结构 1. 1. 微处理器和微型计算机微处理器和微型计算机 这一知识点分为四个部分: (1)微处理器

2、、微型计算机和微型计算机系统的定微处理器、微型计算机和微型计算机系统的定义和相互关系义和相互关系 （理解） 在计算机组成原理课程中，引入了由五大部分组成这一概念；从中央处理器(CPU)引出微处理器（P）的定义；在引出微型计算机定义时，强调输入/输出(I/O)接口的重要性；在引出微型计算机系统的定义时，强调计算机软件与计算机硬件的相辅相成的关系。 (2)微处理器发展的特点微处理器发展的特点 （理解） 从8080八位微处理器到高档32位微处理器Pentium 的发展历程可见：微处理器的主频越来越高，处理速度越来越快，芯片中集成的功能部件越来越多，采用的新技术越来越多，性能越来越强。 (2)单片机和

3、单板机的组成和特点单片机和单板机的组成和特点(了解) 注意掌握单片机和单板机的定义和各自的特点，着重理解：“单片机”是“单片微型计算机”， 又称“微控制器”或“嵌入式计算机”。而“单板机”是一个“微型计算机系统”。 (3)个人计算机的组成和特点个人计算机的组成和特点: : （理解） 掌握个人计算机的基本配置及其特点。理解个人计算机的迅速发展和越来越高的性能价格比对计算机的普及和提高所起的重大作用。 2. 2.微型计算机系统的总线结构微型计算机系统的总线结构 这一知识点包括三部分内容: (1) 微处理器结构微处理器结构: : （理解） 从内部结构出发，理解组成微处理器的三个主要部件运算器、控制器

4、和寄存器阵列的作用与地位,要求达到“理解”层次。 (2) 微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构: : （理解）掌握微型计算机总线结构的特点。要深刻理解数据总线、控制总线和地址总线的特点。 (3) 三类总线构成的微机系统三类总线构成的微机系统: : （理解） 弄清“片总线”、“内总线”和“外总线”的特点。 第二章第二章 80X8680X86微处理器结构微处理器结构80X86微处理器微处理器8086结构8086引脚功能8086总线时序80X86微处理器结构特点寄存器结构存储器分段与物理地址形成引脚信号基本知识分时复用的特点控制信号的功能两种工作方式80286结构特点80386结构特点80486

5、结构特点Pentium结构特点指令周期定义总线周期定义总线读周期时序总线写周期时序知识结构知识结构重点重点8086微处理器内部结构、特点8086微处理器主要引脚信号的功能和应用8086总线的基本时序关系8086的编程结构寄存器结构和指令系统难点难点 8086总线的基本时序关系 8086总线4种时序图的共同点 8086总线读周期与写周期的区别 8086总线存储器操作与I/O操作的区别 8086总线具有等待状态的读写时序知识点知识点8086微处理器的结构特点8086微处理器的寄存器结构8086系统中的存储器分段与物理地址的形成8086总线分时复用的特点8086常用控制信号的功能8086的两种工作方

6、式指令周期、总线周期和时钟周期的定义8086微处理器几种主要总线周期的时序图，各种时序图中有关信号的时序关系80286,80386与80486的结构特点 1. 8086 1. 8086微处理器的结构微处理器的结构 这一部分有三个知识点: (1)8086 (1)8086微处理器的结构特点微处理器的结构特点 （理解） 必须理解如下几点: 8086是16位微处理器。其内部的运算器是16位的，内部寄存器也是16位的。这些是区分16位处理器的主要依据。 8086内部由两大功能部件EU(执行部件)和BIU(总线接口部件)组成。使8086的取指令和执行指令可以并行进行，从而提高了指令执行的速度。 8088是

7、准16位微处理器，它与8086的差别是：BIU中的指令队列是4个字节，而8086是6个字节；8088的外部数据引脚为8条，而8086是16条数据引脚。 2.8086 2.8086微处理器的寄存器结构微处理器的寄存器结构 （掌握） 必须掌握如下几点: 8086微处理器内部有14个16位寄存器，必须领会这14个寄存器的名称及功能，并能熟练应用。 8个通用寄存器的隐含用法。有一部分通用寄存器被指定用于某一特定的功能。如,AX在字乘和字除指令中用作累加器；CX在循环操作中用作循环次数计数器;DX在I/O指令的间接寻址时作为端口地址寄存器。 在8个通用寄存器中，注意AX，BX，CX和DX这4个寄存器既可

8、作为16位寄存器操作，也可以AL，AH，BL，BH，CL，CH及DL，DH为符号进行8位操作。 3.80863.8086系统的存储器分段与物理地址的形成（系统的存储器分段与物理地址的形成（掌握） 必须掌握如下几点:(1)从两个方面说明存储器为什么要分段: 16位的ALU只能形成16位的内存地址；不同代码、数据、堆栈信息需要不同区域来存放。(2)两种逻辑地址“段基值”和“段内偏移量”以及如何以“逻辑地址”形成“物理地址”的方法：在系统中，存储段是一个长度为64K字节的连续的存储单元，是一个逻辑单位。从分段引出“段基值”和“段内偏移量”两个16位“逻辑地址”的概念，引出从“逻辑地址”形成“物理地址

9、”的方法。 4. 8086 4. 8086微处理器的引脚功能微处理器的引脚功能 (1)(1)有关引脚信号的一些基本知识有关引脚信号的一些基本知识( (掌握) ) 掌握一个引脚信号必须弄清该信号是高电平还是低电平有效。 必须了解引脚信号是输入信号、输出信号还是双向信号。 输出信号线还有是否是“三态”信号的区别。所谓“三态”信号是输出电平除“高电平”和“低电平”两种状态外,还有第三种状态“高阻态” 。 ( (2)80862)8086总线分时复用的特点（总线分时复用的特点（理解） 为了减少引脚信号线的数目，8086微处理器有21条引脚是分时复用的双重总线，即AD0AD15，A16/S3A19/S6以

10、及/S7。这21条信号线在每个总线周期开始(T1)时，用来输出所需寻址访问的内存或I/O端口的地址信号以及“高8位数据允许”信号；而在其余时间(T2T4)用来传输8086同内存或I/O端口之间所传送的数据D0D15以及输出有关状态信息S3S7。 5.8086 5.8086的两种工作方式的两种工作方式 理解最小方式与最大方式的区别。从两方面来区分：一是系统中所需要的主要控制信号的形成；二是所构成系统的规模是单处理器系统还是多处理器系统。最小方式与最大方式由第33号引脚MN/ 的电平决定。 6. 80866. 8086微处理器的总线时序微处理器的总线时序包括两个知识点: (1) (1) 领会三种周

11、期领会三种周期指令周期、总线周指令周期、总线周期和时钟周期的定义与联系期和时钟周期的定义与联系 （掌握） MX 7.读懂8086几种总线周期的时序图，弄清各种时序图中有关信号的时序关系 （掌握） 8086CPU的基本时序是存储器读、存储器写、I/O端口读以及I/O端口写以及中断响应(应答)周期。 8.从8086到Pentium 包括两个知识点: 必须掌握80286、80386与80486的结构特点以及三者的关系 必须掌握从Pentium到Pentium 的结构特点以及相互之间的关系。 (1)80286(1)80286微处理器的结构特点微处理器的结构特点 （理解） 80286是16位微处理器，片

12、内集成有存储管理和保护机构，它有两种工作方式实方式和保护方式。 实方式又称实地址方式，兼容了8086的全部功能，80286是8086向上兼容的微处理器。80286有24条地址线，在实方式下只使用20条地址线，只具有220字节即1MB的寻址能力，存储器的寻址及分段同8086。 保护方式又称保护虚地址方式，能可靠地支持多用户和多任务系统。使用24条地址线，具有224字节，即16MB的寻址能力。保护方式下的分段同实方式的分段有所不同，这时的存储空间是由可变长度的段组成，段长小于等于64KB。在保护方式下，80286采用描述子和选择子这样的数据结构来实现内存的寻址。描述子是用来描述某一存储段的特性(段

13、基址、段限和访问权字节等)的数据结构；选择子用来从相应的描述子表中选择所需要的描述子。二者配合以实现存储器的寻址。(2)80386(2)80386微处理器的结构特点微处理器的结构特点 （理解）80386是32位微处理器，数据总线是32位，内部寄存器和运算器也是32位，具有32位地址线，能寻址4GB的物理地址，虚拟存储空间为64TB。80386有8个32位通用寄存器:EAX，EBX，ECX，EDX，ESP，EBP，ESI和EDI。它们是8086的16位通用寄存器AX，BX，CX，DX，SP，BP，SI和DI的扩展 386有3种存储器地址空间逻辑地址、线性地址和物理地址。逻辑地址由段选择子和段内偏

14、移量组成，又称“虚拟地址”。内部的“分段部件”将逻辑地址空间转换为32位的线性地址。“分页部件”将线性地址转换为物理地址空间，物理地址是引脚上出现的地址。386有三种工作方式实方式、保护方式和虚拟8086方式。 (3)80486微处理器的结构特点 （理解） 80486微处理器沿用了80386的体系结构，以保持同86系列微处理器在目标码级的兼容。为了提高80486的性能，在芯片内还集成了一是8KB的高速缓存；二是高性能的浮点处理部件。因此可看成是:高性能的80386+高性能的80387+高速缓冲存储器Cache。 (4)Pentium(4)Pentium微处理器的结构特点微处理器的结构特点 （了

15、解） Pentium芯片的主要特点是: 由“U”和“V”两条流水线构成超标量流水线结构，极大地提高了指令的执行速度； 重新设计的浮点部件，采用8级流水线操作，使每个时钟周期能完成12个浮点操作； 增加片内Cache容量。片内集成有一个8KB的指令Cache和一个8KB的数据Cache，减少了数据和指令存取的冲突，提高了内存访问的速度； 增加了分支预测机制，保证流水线的指令预取步骤不会空置； 采用64位外部数据总线，提高了CPU同内存之间数据传送的速度。由于Pentium芯片内部ALU和通用寄存器仍是32位的，所以还是32位微处理器。 第三章 80X86微处理器指令系统 80X86微处理器指令系

16、统寻址方式指令系统指令格式32位存储器寻址方式操作数的寻址方式指令的寻址方式保护模式下存储器寻址方式8086微处理器指令系统80386扩充的指令80286扩充的指令80486扩充的指令Pentium扩充的指令知识结构知识结构重点重点指令的格式32位指令模式下的存储器寻址方式保护方式下的寻址方式8086微处理器指令系统难点难点32位指令模式下的存储器寻址方式保护方式下的寻址方式知识点知识点操作数的基本寻址方式32位的存储器寻址方式程序地址寻址方式80386的三种工作方式保护方式下的存储器地址方式8086微处理器指令系统80286增强和扩充的指令80386增强和扩充的指令80486和Pentium

17、增强和扩充的指令掌握常见的几种操作数寻址方式的特点。掌握80X86基本指令的格式与功能。 32位指令模式下的存储器寻址方式 3 程序地址寻址方式 (1)直接寻址(2)寄存器寻址(3)存储器寻址4 保护方式下的寻址方式 (1)80386的三种工作方式(2)保护方式下的存储器地址方式从逻辑地址到线性地址的转换从线性地址到物理地址的转换在保护方式下，段寄存器中的值为段选择子，通过段选择子中的索引描述符表中的段描述符，然后从8个字节的描述符中找段基址（32位），最后将段基址与32位的偏移地址相对得到线性地址。具体操作说明如下。 5 .8086微处理器指令系统(熟练应用)(1)数据传送指令 386/48

18、6改进的指令(领会)(1) MOV指令(2) 堆栈指令(1)PUSH、POP指令(3) XCHG指令(4)无符号乘法指令(5)除法指令(6)有符号乘法指令(7)逻辑运算指令(8)串指令7. 80486和Pentium增强和扩充的指令第4章 存储器及其接口存储器及接口基本知识RAM、ROM的特点存储器基本结构芯片性能指标数据组织典型芯片SRAM外特性EPROM的外特性DRAM外特性DRAM模块存储器接口基本门电路实现片选地址分配与片选技术CPU与存储器接口16位系统内存接口特点存储器的读写过程16位存储器系统接口知识结构知识结构重点重点三种典型的存储器芯片同微处理器的接口技术存储空间的地址分配和

19、片选技术；三种片选技术全译码、部分译码和线选； 存储器组织(位、字扩展、字位同时扩展；难点难点16位系统中存储器接口的特点8086系统中存储器的读写过程16位系统中存储器的接口技术动态存储器的连接 知识点知识点 SRAM、DRAM、EPROM和ROM的特点及区别 半导体存储器芯片的主要性能指标 半导体存储器的基本结构，半导体存储器内部各组成部分的作用。 内存储器中的数据组织16位存储字和32位存储字的存放规则。 静态RAM(SRAM) 6116的外特性 动态RAM(DRAM) 2164的外特性 EPROM 芯片2732的外特性 存储器的组织 存储空间的地址分配和片选技术半导体存储器芯片同微处理

20、器连接时应注意的问题16位系统中存储器接口的特点8086系统中存储器的读写过程16位系统中存储器的接口技术1.1.半导体存储器的基本知识半导体存储器的基本知识(1) SRAM(1) SRAM、DRAMDRAM、EPROMEPROM和和ROMROM的特点和存储的特点和存储元电路工作原理元电路工作原理 （掌握）从半导体存储芯片的分类,引出两大类基本的存储器RAM和ROM,而RAM芯片可分为SRAM和DRAM,SRAM的容量小,存取速度快，功耗较大。 (2)(2)掌握半导体存储器芯片的主要性能指标，特别是掌握半导体存储器芯片的主要性能指标，特别是存储容量的表示法以及存取速度存储容量的表示法以及存取速

21、度( (存取时间存取时间) )的意义。的意义。 （掌握） 衡量一个半导体存储器芯片性能优劣的性能指标一般有4种:存储容量、存储速度、可靠性和性能/价格比。存储容量:存储容量是反映一个半导体存储器能存放二进制位个数的指标。 存储速度:通常用“存取时间TA”表示，存取时间越小，存储速度越快，性能越好。存取时间定义为从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。在存储器接口设计中，必须考虑到CPU的时序与存储器芯片的存取时间的配合问题。(3)理解半导体存储器的基本结构，识记半导体存储器内部各组成部分的作用。特别是内部地址译码器的作用，并可由此引出并加深对片外译码器的理解。 (掌握) (4)掌握内存储

22、器中的数据组织16位存储字和32位存储字的存放规则。 （掌握） 首先要弄清“存储字”的概念。存储字是作为一个整体，一次存放或取出内存储器的数据。PC/XT机的存储字长为8位，PC/AT机的存储字长为16位，PC386以上机器(以32位微处理器为CPU)的存储字长为32位。 其次要知道在现代计算机系统中，内存都以字节编址。这样一个16位的存储字就占有两个连续的8位存储单元，32位的存储字就占有4个连续的8位存储单元。 2. 2.典型的半导体存储器芯片典型的半导体存储器芯片 关于典型的SRAM，DRAM和EPROM芯片的内部结构、工作原理等, 三种典型芯片，即SRAM 6116，DRAM 2164

23、和EPROM 2716的外特性。 (1)静态RAM(SRAM) 6116 （理解） (2)动态RAM(DRAM) 2164 （理解） (3)EPROM 芯片2732 （理解）3.存储器接口的基本技术存储器芯片同CPU的连接，首先要解决片选问题，这就是使存储器芯片的有效。实现片选的器件可有多种，用专用的译码器74LS138等。(1)典型的三八译码器芯片74LS138的应用，必须深刻理解，灵活应用。 （综合应用） (2)采用基本门电路实现内存储器的片选 （综合应用）用一个或门实现片选。或门输出同6116的片选端 相连，欲使6116工作，要求为低电平。由或门的逻辑关系可知，其输入必须全部为低电平，即

24、A19A11=000000000，由此可得该存储器芯片的地址范围为00000H007FFH。(3)存储空间的地址分配和片选技术 （综合应用）(4) 存储器芯片同微处理器连接时应注意的问题（理解） 存储器的地址分配和片选问题； 控制信号的连接问题； CPU总线的负载能力问题； CPU的时序和存储器芯片的存取速度的配合问题。 CECE 4. 16位系统中的存储器接口 16位系统中存储器接口的特点 （理解）必须深刻领会16位系统中存储器接口的特点奇偶分体。8086微处理器同字节编址的存储系统的连接，有关信号线A0A19、 及D0D15的连接。1MB内存被分为“偶存储体”(存放偶地址字节)和“奇存储体

25、”(存放奇地址字节)，偶存储体由最低位地址A0选通，奇存储体由 (总线高允许)选通。偶存储体的8位数据线同8086CPU的低8位数据线D0D7相连,奇存储体的8位数据线同8086CPU的高8位数据线D8D15相连。 BHEBHE第第5 5章章 输入输出输入输出输入输出数据传送控制方式无条件传送中断传送查询传送DMA控制传送概述接口的特性和结构I/O端口的编址方式8237A8237的结构功能DMA操作与传送8237的编程知识结构知识结构8237的编程应用重点重点: : 微机系统中数据传送的两种控制方式程序控制传送和DMA传送的区别DMA传送方式的电路组成、工作原理难点难点: : 可编程DMA控制

26、器8237A的特性、结构和工作原理DMA控制传送的特点,以及DMAC的基本功能知识点知识点: : 外设接口的特性和基本结构I/O端口的编址方式微机系统中数据传送的两种控制方式程序控制传送和DMA传送的区别无条件传送方式的原理、特点及适用场合查询传送方式的原理、特点及适用场合中断传送方式的原理、特点及适用场合DMA控制传送的特点，以及DMAC的基本功能8237A可编程DMA控制器的结构和功能8237A的应用 1. 1.输入输出概述输入输出概述 这一部分包括二个知识点: (1) (1)外设接口的特性和基本结构（外设接口的特性和基本结构（理解） 领会“接口”与“端口”的定义及关系是掌握“外设接口的特

27、性和基本结构”这一知识点的关键。 (2)I/O(2)I/O端口的编址方式端口的编址方式 （掌握） 在计算机中,CPU对外设的读、写是通过对外设接口中端口的读、写来实现的，用相应的读写指令来对端口进行读或写。因此，对这些端口指定相应的地址码，这就是I/O端口的编址。I/O端口的编址方式有两种，即独立编址和存储器映像编址。 2. 2. 数据传送的控制方式数据传送的控制方式 这一部分包括五个知识点: (1)微机系统中数据传送的两种控制方式程序控制传送和DMA传送的区别。 （综合应用） 程序控制传送和DMA传送是微机系统中数据传送的两种控制方式。程序控制的数据传送，是由CPU执行预先编写好的输入或输出

28、指令来实现数据的传送。而DMA传送是一种不需要CPU干预也不需要软件介入的高速数据传送方式，它是由一个称为“DMA控制器”的硬件来进行数据传送的控制。因此在数据传送时，无需使用输入/输出指令。(2)DMA控制传送的特点，以及DMAC的基本功能 （综合应用）(3)DMAC8237A的结构,工作原理,及编程应用 DMA直接存储器存取，是一种不需要CPU干预,也不需要软件介入的高速数据传送方式。在DMA传送中, CPU只启动传送而不干预传送，整个过程由硬件DMA控制器(DMAC)来控制传送。(应用） 第6章 中断知识结构知识结构中断8086中断系统中断分类中断响应时序中断向量表中断接口电路8259A

29、中断控制器组成8259结构功能中断优先级与中断结束8259编程及应用重点重点 中断传送方式的电路组成、工作原理及程序设计 难点难点 可编程中断控制器8259A的特性、结构和工作原理 中断向量表的定义和应用 知识点知识点 中断传送方式的原理、特点及适用场合 8086/8088系统中的中断分类 中断向量表的定义和应用 可屏蔽中断的中断响应时序 具有中断控制功能的接口电路 中断控制器的基本要求和组成 8259A可编程中断控制器的结构和功能 8259A的中断优先级管理方式及中断结束方式 8259A的中断顺序 8259A的应用1. 8086/80881. 8086/8088系统中的中断系统系统中的中断系

30、统这一部分包括三个知识点:(1)8086/8088(1)8086/8088系统中的中断分类系统中的中断分类 （理解）8086 CPU有一个简单而且灵活的中断系统，可处理256种类型的中断，每个中断都有一个中断类型码n(n=O255，为正整数)，以供CPU进行识别进入中断服务程序。8086的中断可以由CPU以外的硬设备驱动，这就是硬中断；也可由软件中断指令启动，在某些情况下，也可由CPU自身启动，这就是软中断和内部中断(称为“异常”)。在8086系统中往往把软中断和内部中断统称为“内部中断”。 (2)(2)中断向量表的定义和应用（中断向量表的定义和应用（应用）8086的中断系统采用向量中断的结构

31、,在系统内存区的最低1024字节(00000HO03FFH)区域中,存放了256种中断的中断服务程序入口地址，称为“中断向量表”,每种中断向量占4个字节,低地址存放段内偏移量IP，高地址存放段基值CS。中断向量表反映了中断类型码同中断服务程序入口地址之间的联系。从中断类型码求得中断服务程序入口地址的过程。 ( (3).3).可屏蔽中断的中断响应时序可屏蔽中断的中断响应时序 （掌握） 可屏蔽中断INTR同其他中断的区别主要在如下两方面: 当提出中断请求的外设或其他中断源通过中断接口电路向8086的INTR引脚发出有效请求时，8086是否响应，取决于8086内部的中断允许标志IF。若IF=1，80

32、86就响应该中断；若IF=0，8086不响应该中断。这就是“可屏蔽”的意义。而NMI及内部中断不受IF位的控制。 当一个可屏幕中断请求INTR被响应后，8086进入中断响应周期。8086对中断请求的响应是执行两个中断响应周期，第一个 有效，通知中断源(提出中断请求的设备)中断请求已被接受；第2个 有效，要求中断源将该中断源的中断类型码通过数据总线送给8086，8086读取这个类型后，将其乘4，然后以此为地址从中断向量表中得到该中断服务程序的入口地址(即中断向量)。 INTAINTA 2. 2.可编程中断控制器可编程中断控制器8259A8259A 这一部分有五个知识点: (1) (1)中断控制器

33、的基本要求和组成中断控制器的基本要求和组成 （掌握） 中断控制器必须具有如下功能: 控制多个中断源，能接受多个中断源的中断请求，并可对任意一个或几个中断请求进行屏蔽。须有中断屏蔽寄存器。 能进行优先级判别，把最高优先级的中断请求送到CPU。因此，控制器中判优电路也是必须有的，例如采用编码器和比较器组成的优先级排队、判别电路。 能实现中断嵌套，这可由优先级寄存器同编码器、比较器组合来实现这一功能。 当CPU响应中断时，必须能提供该中断的中断类型码，以指示该中断的中断向量。 (2)8259A (2)8259A可编程中断控制器的结构和功能可编程中断控制器的结构和功能 （掌握） 其中“数据总线缓冲器”

34、、“读写逻辑”和“控制逻辑”是同CPU一侧的连接部件;“中断请求寄存器”(IRR)是同中断源一侧的连接部件；“中断服务寄存器”(ISR)、“中断屏蔽寄存器”(IMR)和“优先级比较器”(PR),用来对多个中断请求信号进行屏蔽和判别,把最高优先级的中断请求送到CPU。“级联缓冲器/比较器” 用于多片8259A级联应用。据此8259A具有如下功能:可管理8级优先级中断源或通过9片组成级联工作，最多可管理64级优先级中断源；可对任一级中断源进行屏蔽或取消屏蔽；具有多种中断优先级管理方式；向CPU提供中断类型码,以指示转入相应的中断服务程序。 (3)8259A (3)8259A的中断优先级管理方式及中

35、断结束方式的中断优先级管理方式及中断结束方式( (应用) ) 8259A有5种中断优先级管理方式: 完全嵌套方式。按固定优先级来管理中断，若初始化未对优先级管理方式编程，则8259A自动进入“完全嵌套方式”。 自动循环方式。中断源的优先级随中断响应过程的结束而随时跟着改变的中断优先级管理方式。 特殊循环方式。通过在主程序或中断服务程序中发“特殊循环方式”操作命令，来指定某个中断源的优先级为最低级，其余中断源的优先级随之循环变化。 特殊屏蔽方式。在中断服务程序中用中断屏蔽命令来屏蔽当前正在服务的中断级别时，使中断服务寄存器中对应当前中断级的位自动清“0”，从而屏蔽本级中断，还开放了其他较低级的中

36、断请求。特殊屏蔽方式可通过OCW3来设置或取消。 查询排序方式。用软件查询方法来响应与8259A相连接的8级中断请求，CPU先用操作命令字发查询命令给8259A，再用输入指令读取IRR寄存器的状态，以识别当前有无中断请求及最高优先级的中断请求。 8259A有两种中断结束方式: EOI命令方式。在中断服务程序结束的末尾(IRET指令之前)向8259A发出中断结束命令，清除ISR中的相应位，表示该级的服务程序结束。 自动EOI方式。在第二个 有效信号的后沿由8259A自动执行EOI操作，复位ISR中已置位的中断优先级最高的位。 INTA (4)8259A (4)8259A的中断顺序的中断顺序 （应

37、用） 8259A的中断顺序可用如下实例说明。设IR0IR7中，IR0，IR2，IR3和IR5为有效高电平；IRR0，IRR2，IRR3和IRR5这4位置“1”；8259A对4个IRRi判别优先级，使最高优先级的IR0送CPU，置INTR=高电平；CPU响应中断，发出二个 信号；8259A接受第一个 ，使ISR0置1，IRR0清0，此时不驱动数据总线；CPU启动第2个 ，使数据总线上传送中断类型码；在AEOI(自动中断结束)下,在第二个 的后沿,ISR0被复位;在正常EOI下，ISR0的复位在中断服务程序末尾，IRET指令之前，由相应的EOI命令实现(写OCW2命令等)。5.8259A5.825

38、9A的应用的应用 （应用） INTAINTAINTAINTA第7章 定时器定时器/ /计数器计数器8253A8253A8253A概述定时器计数器的作用计数执行单元典型结构结构与功能8253A六种工作方式方式控制字8253初始化编程知识结构知识结构8253编程及应用初值寄存器输出锁存器控制寄存器82380组成与功能82380与CPU的连接82380重点重点 8253A8253A的工作过程的工作过程 8253A8253A的的6 6种工作方式种工作方式 8253A8253A的方式控制字和计数初值的方式控制字和计数初值 8253A8253A的硬件连接和应用程序设计的硬件连接和应用程序设计难点难点 82

39、53A8253A的的6 6种工作方式的区别及特点种工作方式的区别及特点 8253A8253A的方式控制字和计数初值的方式控制字和计数初值知识点知识点 定时器定时器/ /计数器在微机系统中的作用计数器在微机系统中的作用 可编程定时器可编程定时器/ /计数器的典型结构计数器的典型结构 8253A8253A的结构与功能的结构与功能 8253A8253A的工作过程的工作过程 8253A8253A的的6 6种工作方式种工作方式 8253A8253A的方式控制字和计数初值的方式控制字和计数初值 8253A8253A的应用的应用 1. 1.定时器定时器/ /计数器概述计数器概述 在该知识点中，必须“识记”可

40、编程定时器/计数器的典型结构。 (1)(1)定时器定时器/ /计数器在微机系统中的作用（计数器在微机系统中的作用（理解） 在微型计算机系统中,要求具有实时时钟和对外部事件计数的功能,例如在PC机中,要求产生实时时钟信号;要求每隔15s产生一次DMA请求信号以实现动态存储器的定时刷新操作;生产流水线上记录工件件数,到指定值发出指示信号。这一切都要求微机系统中配置有定时器/计数器电路。可编程定时器/计数器可以用程序来设定和改变器件的工作方式和功能,设定后在系统中与CPU并行工作,不占用CPU的时间,工作方便、灵活,在微机应用系统中得到广泛的应用。 (2) (2)可编程定时器可编程定时器/ /计数器

41、的典型结构计数器的典型结构 （理解） 通常可编程定时器/计数器芯片内包含几路计数通道，而每一个计数通道中基本上包含有5个部件:计数执行单元CE:这是一个16位减1计数器，分别以CEH、CEL表示其中的高、低8位。计数初值寄存器CR:一个16位寄存器,分别以CRH、CRL表示其中的高、低8位,用来存放计数初值,该值可由程序设定。计数输出锁存器OL:一个16位寄存器,分别以0LH、0LL表示其中的高、低8位,通常OL随CE值变化,当采用锁存方法工作时,会锁存当前计数值,供CPU读取。控制寄存器:用来控制该计数通道的工作方式，是一个6位寄存器。控制逻辑:控制计数执行单元计数, 输出的逻辑电路。 2.

42、 2.可编程定时器可编程定时器/ /计数器计数器8253A8253A 包括4个知识点。(1)8253A(1)8253A的结构与功能的结构与功能 （掌握）8253A有三个独立的16位计数通道(计数器)CNTO，CNT1，CNT2，一边通过“数据总线缓冲器”、“读写逻辑”同CPU相连，一边通过三个计数通道同外部设备相连。8253A有2条地址引脚A1，A0同 相结合,确定8253A中4个端口地址，其中3个地址对应CNTO,CNT1和CNT2,另一个为“控制字寄存器”地址(A1A0=11)。每个计数通道的结构如上述“可编程定时器/计数器的典型结构”中所示。从外特性看每个计数通道有3条引脚CLK，GAT

43、E和OUT。三条引脚的功能为:CLK(计数输入)输入定时基准脉冲，或输入计数脉冲；OUT(输出信号)以相应的信号指示定时时间到,或计数满；GATE(选通输入、门控输入)用于启动或禁止减1计数器的计数操作。 CS 8253A8253A的工作过程的工作过程: : （掌握） 将控制字写入“控制字寄存器”，先对相应的计数通道设定工作方式，然后将计数初值写入相应计数通道的“计数初值寄存器”，再将计数初值自动送入“减1计数器(计数执行单元CE)”。在满足“减1计数器”工作条件的情况下(GATE信号满足计数要求)，对CLK端输入的时钟脉冲进行减1计数；当“减1计数器”内容为“0”时,OUT端输出相应信号,表

44、示计数结束。 (2)8253A (2)8253A的的6 6种工作方式种工作方式 （应用）对8253A的6种工作方式的特点、区别要深刻理解。 方式2（速率发生器)和方式3(方波方式)产生重复波形，实质上是当减1计数器计数到0时，CR自动将计数初值送到CE，使CE在原计数初值下重新计数。 方式1(硬件可重触发单稳态方式)和方式5(硬件触发选通方式)计数器的启动只能由门控脉冲GATE的上升沿产生。而其余4种工作方式在GATE信号为高电平的条件下，当计数初值写入CR的后一个CLK开始计数。也可以这样表述:方式1和方式5只能用硬件(GATE)启动计数器；方式0和方式4只能用软件启动，每写入一次计数初值，

45、启动一次计数过程；而方式2和方式3既可用软件启动，也可用硬件启动。 方式0的输出波形是OUT在计数为0时，由“L”“H”，输出一个高电平。 方式4和方式5输出波形是一个TCLK(时钟CLK的重复周期)的负脉冲。 方式1的输出波形是一个nTCLK宽度的负脉冲，n为计数初值。 方式2的输出波形是重复周期为nTCLK的重复负脉波形，负脉冲宽度为TCLK。 方式3的输出波形是一个重复的方波，当计数初值n为偶数时，方波为对称波形，正方波和负方波的持续时间一样都是nTCLK/2；当计数初值n为奇数时，方波为非对称波形，正方波的持续时间为(n+1)/2TCLK，负方波的持续时间为(n-l)/2TCLK。 3

46、.8253A 3.8253A的方式控制字和计数初值的方式控制字和计数初值 （应用） 掌握8253A的初始化写入方式控制字和计数初值。8253A是一个可编程定时器/计数器芯片，有多种工作方式和多种接口特性，在具体使用前必须对8253A进行初始化。 8253A的初始化包括二个内容: 写入方式控制字，以确定8253A的工作方式和工作特性。 8253A的工作方式有6种，方式控制字中必须有3位代码，用来选择6种工作方式中某一种；8253A的减1计数器有两种计数制2进制计数和BCD码计数，；8253A的计数初值寄存器为16位寄存器，必须写入2次(先“L”后“H”)。 8253A内部只有一个“方式”控制寄存

47、器，即“控制字寄存器”(8位)，控制口地址只有一个。而三个计数通道都需写入方式控制字，高2位可存放三个计数通道的通道号00，01，10。这样，在用MOV AL,CW ;CW为控制字OUT PORTCTR,AL ;PORTCTR为控制口地址 指令进行初始化时，可按CW的高2位代码，把低6位内容送往对应计数通道中的“控制寄存器”，然后按这6位代码内容对该计数通道进行初始化。 如果对8253A中三个计数通道同时使用，必须对三个计数通道分别进行初始化。那么上述指令段必须写3组，PORTCTR都一样，CW有各自特定的值，但是高2位必然分别为00，01和10。 写入计数初始值(计数初值)。如果n=50H，

48、写入计数初始值是用如下指令段来实现的:MOV AL,n ;n为计数初值OUT PORTi ,AL ;PORTi为计数通道地址如果n=5000H，那么上述指令应改为MOV AL,nH ;nH=50HOUT PORTi ,AL计数初值寄存器低8位自动清“0”。如果n=5080H，那么指令段为:MOV AL,nL ;nL=80HOUT PORTi,ALMOV AL, nH ;nH=50HOUT PORTi,AL 8253A有2种计数方式二进制计数和BCD码计数,在用这两种计数方式工作时,计数初始值写入时必须注意如下问题。1)采用二进制计数时,如果n为8位二进制数,那么MOV AL,n中的n可用任何进

49、制数表示，例如n=50，则可写为50，32H,00110010B等。如果n为大于256的十进制数，那么必须把n化为二进制数,然后按先低后高分二次写入。例如n=10000，则化为2710H,先写1OH，后写27H。另外也可用下面指令写入:MOV AX,10000OUT PORTi,ALMOV AL,AHOUT PORTi,AL 2)采用BCD计数时，如果n为两位十进制数，那么MOV AL，n中的n必须写成nH，例如n=50则指令必须写成MOV AL，5OH。如果n为4位十进制数，例如n=1250，则写入计数初始值的指令为:MOV AL,50HOUT PORTi,ALMOV AL,12HOUT P

50、ORTi,AL计数初始值的范围:二进制计数时，计数范围为165536，当计数初始值n为O时，计数值为65536；十进制计数时，计数范围为110000，当计数初始值n为0时，计数值为10000。 第第8 8章章 可编程接口芯片可编程接口芯片并行接口并行接口概述片选结构与功能8255A三种工作方式方式控制字8255初始化编程知识结构知识结构8253编程及应用读写可编程联络1. 1.并行接口并行接口1.1.并行接口并行接口-8255A-8255A重点重点 可编程并行接口芯片8255A的应用难点难点 可编程并行接口芯片8255A工作方式选择及特点C口按位置位/复位控制字的使用知识点知识点 接口电路中应

51、该包含的电路单元可编程并行接口芯片8255A的结构与功能可编程并行接口芯片8255A的三种工作方式与初始化编程可编程并行接口芯片8255A的应用 (1) (1) 接口电路中应该包含的电路单元接口电路中应该包含的电路单元 （掌握） 接口电路中必须具有如下基本电路单元： 数据锁存器和缓冲器:在接口中三种寄存器是基本部件数据寄存器、控制寄存器和状态寄存器，其中数据寄存器用于对来自CPU的数据或送往CPU的数据起暂存和缓冲作用，一般由三态缓冲器和数据锁存器组成。 在微机接口电路中，一般要求输入数据端口要经过三态门和数据总线相连接，而输出数据端口可选用低输入功耗的锁存器同数据总线相连接。 控制命令和状态

52、寄存器:控制寄存器控制端口是形成控制信息通路的端口，控制端口一般用来存放CPU发出的控制命令，这些控制命令一方面是对外部设备的启动信号、停止信号和选通信号，另一方面控制命令用来选择接口芯片不同的接口功能，这就是在初始化中对控制端口写入控制字。控制端口又称命令端口。 状态寄存器状态端口用来存放外围设备的状态或接口电路本身的状态。地址译码器:用来选择接口电路中不同的端口。读写控制逻辑:用来选中的端口实现读/写操作。中断控制逻辑:提供中断传送时所必需的各种控制功能。 (2) (2) 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片 这一部分包括4个知识点。 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255

53、A的结构与功能的结构与功能 （掌握） 8255A是一种通用的可编程8位并行接口芯片，有3个8位并行的输入/输出PA，PB和PC，其中PA，PB口通常用作输入/输出的数据口，PC口通常用作控制口或状态口。8255A有2条地址线A1A0，通过片内地址译码器，用以选中内部4个端口即PA 口，PB口，PC口和控制口(分别对应于A1A0=00，01，10和11)。 在PA，PB和PC三个端口中，PA，PB端口作为8位数据端口使用，8条数据线同时设置为输入或输出，而PC端口既可作为8位数据端口，又可作为2个4位数据端口PCL和PCH。PCL和PCH可按需要分别设置为输入或输出。 8255A8255A的三种

54、工作方式与初始化编程的三种工作方式与初始化编程 （应用） 8255A的三种工作方式 8255A有三种工作方式，方式0基本输入输出；方式1选通输入输出；方式2双向选通输入输出。由方式选择控制字来选定各端口的工作方式，这就需要对8255A进行初始化编程。在对8255A进行初始化编程时，要注意如下几个问题: 方式0可以工作于无条件传送方式，此时不需要联络信号线，PA，PB和PC口都可以用作数据的输入或输出；方式0也可以工作于查询传送方式，可以由用户选择PC口中某2 条线(PCL和PCH中各1位)作为PA或PB口的联络信号线，PC口余下的信号线还可用于数据的输入或输出。方式0不能工作于中断方式。 方式

55、1可以工作于查询传送方式，芯片规定了PC口的某6位分别用作PA口和PB口的联络信号和中断请求信号。注意，PA口用于输入和输出时，所指定作为联络信号的PC引脚是不一样的。PA口作为输入口时，PC4作为 ，PC5作为IBFA，而当PA口作为输出口时，PC7作为 ，PC6作为 ，PC3在输入和输出方式中都用作INTRA；PB口工作在输入和输出时所使用的三条联络线都是PC0，PC1和PC2。这样当PA口用于方式2双向传输时，用作方式1的5条PC口信号线则作为方式2的5条联络信号线，而PC口还可用于方式1。方式1可以工作于中断方式，但必须使INTE置1，即PA口对PC4(输入时)或PC6(输出时)置1，

56、PB口对PC2置1。方式2只限于PA口使用，当PA 口工作于方式2时，PB口可以在方式0或方式1下工作。 ASTBAOBFAACK 可以用C口按位置位/复位字对PC口中任意位置0或置1，口地址为控制口地址。 8255A中三个端口PA，PB，PC在不同的工作方式中具有不同的功能和特点 8255A的初始化编程 初始化。所谓“初始化”是指对可编程接口芯片中的控制端口写入控制字(控制内容)，以设定接口芯片的工作方式和选择芯片的接口功能。接口芯片的初始化通常由如下指令完成: MOV AL，CW OUT 控制口地址，AL 式中，CWControl Word，即控制字，或Command Word，即命令字。

57、 2)控制命令字。8255A有两个控制命令字方式选择控制字和C口按位置位/复位控制字。这两个控制字分别写入8255A中两个控制寄存器，但是控制口的地址只有一个，因此用控制字的最高位用来区分。D7=1为方式选择控制字；D7=O为C口按位置位/复位控制字。3)状态字。当8255A工作于方式1或方式2时，PC口中的部分引脚或全部引脚规定为配合方式1或方式2工作的应答信号线和中断请求线。因此，PC口的内容反映了PA口或PB口以及外部设备的某些状态，称为8255A的状态字。 3. 3.可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A的应用的应用 （应用） 实例打印机接口，包括硬件连接和软件编程。

58、从这个实例可见应用中要注意如下的问题: 首先对外设的工作特性，主要是外特性要有充分了解，包括该外设是输入设备还是输出设备?需要哪些信息?除数据信息外是否还需要控制信息和状态信息? 从打印机接口看，打印机是输出设备，除要求8位数据信息供打印输出外，还需要有一对联络信号，一个是接受来自接口的控制信号 (选通信号)，另一个是送往接口的状态信号BUSY。根据工作特性，确定8255A的工作方式及连接关系。 从打印机接口看，可以用8255A的PA口作为传送打印数据的数据口，为使连接灵活可采用方式0的查询传送 . STB2.2.串行接口串行接口串行接口串行接口基本概念串行与并行通信的区别结构功能与接口825

59、1A初始化编程应用接口标准知识结构知识结构电气特性异步与同步通信的特点异步串行数据传送格式同步串行数据传送格式波特率的定义调制解调器的作用RS-232重点重点 串行通信的基本概念 8251A的特性 8251A的初始化和编程操作 8251A的应用 难点难点 8251A的初始化和编程操作 8251A的应用知识点知识点 串行通信与并行通信的区别 异步通信与同步通信的特点与区别 异步串行数据传送格式 同步串行数据传送格式 波特率的含义 单工、半双工与全双工的区别与实现 异步串行通信接口的基本结构和工作原理 串行通信系统中的DTE与DCE RS-232C接口标准 RS-232C接口的常用连接 RS-23

60、2C标准的电气特性 8251A的结构、功能及接口信号 8251A的初始化和编程操作 8251A的应用 (1) (1)串行通信的基本概念串行通信的基本概念 在这一知识点中领会如下基本概念并行通信与串行通信、异步通信与同步通信、异步串行数据传送格式、同步串行数据传送格式、波特率、调制与解调、单工与双工。 串行通信与并行通信的区别串行通信与并行通信的区别 （理解） 并行通信中，数据的各位同时传送，有多少位数据就需要有多少根传输线，数据的各位同时到达对方。 串行通信中，数据的各位通过一条传输线按时间顺序依次传送。 由于串行通信时传输线减少，可借助电话线进行远距离传送，特别适合于远程通信。串行通信中的I