南京邮电大学微机原理与接口技术复习提纲答案整理版

汇编语言程序设计一、基本概念2、真值数和补码数之间的转换方法及定字长表示不同数的范围字长为n，无符号数0-（），原码数—（）-（），反码数—（（），补码数—（）-（）3、实地址模式下，物理地址的形成物理地址计算公式:物理地址=段基址*16+偏移地址4、80486的寻址方式：486有3类7种寻址方式（段约定的概念）立即寻址方式：获得立即数寄存器寻址方式：获得寄存器操作数存储器寻址方式：获得存储器操作数（内存操作数）内存寻址方式16位寻址规定可使用的寄存器6、计算机系统的基本组成，存储器的扩展硬件：运算器、控制器、存储器、输入/输出设备、电源系统7、X86微处理器的工作模式及特点实地址模式、保护虚拟地址模式、虚拟8086模式I/O接口概念1．什么是接口？接口电路中的端口是什么？端口如何分类？分别传递那些信息？接口是CPU与外部设备之间的连接部件，是CPU与外部设备进行信息交换的中转站；端口是输入/输出接口电路中能与CPU交换信息的寄存器，按端口寄存器存放信息的物理意义来分，分为数据端口、状态端口、控制端口。数据端口：存放数据信息，存放CPU向外设输出或外设输入的数据；控制端口：存放控制信息—控制接口电路、外设的工作；状态端口：存放状态信息—反映外设状态。2．总线基本概念与分类总线是指计算机中多个部件之间共用的一组连线，由它构成系统插件间、插件的芯片间或系统间的标准信息通路,是连接CPU与存储器、I/O接口的公共导线，是各部件信息传输的公用通道。通过总线可以传输数据信息、地址信息、各种控制命令和状态信息。分类：按传输信号的性质：地址总线、数据总线、控制总线；按连接对象和所处层次：芯片级总线、系统总线、局部总线、外部总线；按方向：单向传输、双向传输，双向分为半双工、全双工；按用法：专用总线、非专用总线。3．掌握CPU对外设（I/O设备）的寻址有哪两种（统一编址和独立编址）。统一编址：把I/O端口作文存储器的一个单元来看待，故每个I/O端口占用存储器的一个地址。从输入端口输入一个数据，作为一次存储器的读操作，向输出端口输出一个数据，作为一次存储器的写操作。特点：CPU对外设的操作可以使用存储器操作指令，不需要专门的输入/输出指令；端口地址占用内存空间，使内存容量减少；执行存储器指令往往要比那些为独立的I/O而专门设计的指令慢。独立编址：在这种方式中，I/O端口和存储器分别建立两个地址空间，单独编址。特点：对于I/O端口，CPU须有专门的I/O指令访问；端口地址不占用内存空间。（PC系列机中，I/O端口采用独立编址方式。）4．CPU的输入，输出指令。5．微机系统与I/O之间有哪些传送方式？各自的特点及电路设置无条件传送方式、查询方式、中断方式、存储器直接存取（DMA）方式无条件：直接用IN或OUT指令完成与外设之间的数据传送，主要用于对简单I/O设备的控制或CPU明确知道外设所处状态的情况下。输入传送成功的前提是外设数据已经准备好，输出传送成功的前提是外设空闲，因此传送成功率无法保证。查询：主要用于CPU不太忙且传送速度不高的情况下，接收数据前，CPU要查询输入数据是否准备好；输出数据前，CPU要查询输出设备是否空闲。只有确认外设已经具备了输入或输出条件后，才能用IN或OUT指令完成数据传送。程序段：查询式输入核心程序设状态口地址=200H，数据口地址=201HRSCAN:MOVDX，200HINAL,DXTESTAL,80H（D7=1准备好）JZRSCANMOVDX,201HINAL,DX查询式数据输出核心程序设状态口地址=200H=数据口地址TSCAN:MOVDX,200HINAL,DXTESTAL,1（D0=0设备空闲）JNZTSCANMOVDX,200HMOVAL,某数OUTDX,AL中断：主要用于CPU的任务比较忙的情况下，尤其适合实时控制和紧急事件的处理。在外设没有作好数据传送准备时，CPU可执行与传送数据无关的其它指令；当外设作好传送准备后，主动向CPU请求中断；若CPU响应这一请求，则暂停正在运行的程序，转入中断服务程序，完成数据传送；待服务完毕后，自动返回原来运行的程序继续执行。DMA：主要用于高速外设进行大批量的数据传送的场合，用硬件实现外设与内存之间直接进行数据交换，不通过CPU，数据传送速度的上限就取决于存储器的工作速度，信息传送速度较快。计数器/定时器8254掌握可编程芯片8254定时器/计数器的基本结构（三个16位计数器，最高频率10MHz；数据缓冲模块、读写控制模块和内部控制寄存器）和相关外部引脚功能。D7—D0为数据线，为片选信号输入端，A1A0为内部寄存器选择信号，接收来自CPU的输入、输出读/写命令，GATE0—GATE2、CLK0—CLK2、OUT0—OUT2是三个计数器的外部引脚。2．掌握8254的三个计数器工作在方式2和方式3时的基本特点和应用。方式2：（脉冲发生器）软件启动，减1计数，减到1时OUT从1→0,下一CLK初值；自动重装；所以OUT为周期性波形,输出负脉冲的宽度为一个TCLK,周期=N×TCLK方式3：（方波发生器）软件启动,减2计数,有初值自动重装功能；N=偶数时,计数值减到0时初值重装,输出1:1连续波形；N=奇数时，装入的及重新装入的初值均为写入的初值-1，输出正脉冲期间,减到-2时重新装初值；输出负脉冲期间,减到0时重新装初值。输出正脉冲宽度=TCLK×(N+1)/2，输出负脉冲宽度=TCLK×(N–1)/23．掌握怎样确定8254的端口地址、根据工作要求确定控制字和计数初值，熟练掌握初始化编程。4个口地址：第一个0号，第二个1号，第三个2号，第四个是控制口地址计数初值：N=fclk/fout例:设8254的口地址为40H~43H,要求2#计数器工作在方式3,计数初值=4000,写出2#的初始化程序段解1:设初值为二进制,初值写入顺序为先低8位后高8位。MOVAL,10110110BOUT43H,ALMOVAX,4000OUT42H,ALMOVAL,AH解2:设初值为BCD码,写入顺序为先低后高。MOVAL,10110111BOUT43H,ALMOVAL,0OUT42H,ALMOVAL,40HOUT42H,AL解3:设初值为BCD码,仅写高8位。MOVAL,10100111BOUT43H,ALMOVAL,40HOUT42H,ALOUT42H,AL中断与8259控制器什么是中断？什么是中断源？系统根据中断级别的不同常见的中断分类。中断：CPU暂停执行现行程序,转而处理随机事件,处理完毕后再返回被中断的程序,这一全过程称为中断。中断源：能够引发CPU中断的信息源。按中断源划分：CPU中断，硬件中断，软件中断。硬件中断分为可屏蔽中断和非屏蔽中断，软件中断分为BIOS中断和DOS中断（DOS分为DOS专用中断，DOS保留中断，用户可用DOS中断，用户可开发的中断。什么是中断向量？中断类型码和80X86的中断向量表的关系。中断向量是实模式下，中断服务子程序的入口地址，它由2部分组成：服务程序所在代码段的段基址2个字节；服务程序入口的偏移地址2个字节。关系：4n和4n+1存放n型服务程序入口的偏移地址；4n+2和4n+3存放n型服务程序入口的段基址。CPU响应可屏蔽中断和非屏蔽中断的条件。DMA请求级别>非屏蔽中断>可屏蔽中断可屏蔽：INTR引脚有中断请求，NMI引脚没有中断请求，系统没有DMA请求；CPU当前执行指令完毕；CPU处于开中断状态(I标志=1)非屏蔽：NMI引脚有中断请求，系统没有DMA请求；CPU当前指令执行完毕。4．8259A芯片的作用。管理众多的外部中断源。5.CPU响应可屏蔽中断的全过程。=1\*GB3①首先由中断请求寄存器寄存加到引脚IR0～IR7上的中断请求②在中断屏蔽寄存器的管理下,没有被屏蔽的中断请求被送到优先权电路判优③经过优先权电路的判别,选中当前级别最高的中断源,然后从引脚INT向CPU发出中断请求信号④CPU满足一定条件后,向8259A发出2个中断响应信号(负脉冲)⑤8259A从引脚INTA收到第1个中断响应信号之后,立即使中断服务寄存器中与被选中的中断源对应的那一位置1,同时把中断请求寄存器中的相应位清0⑥从引脚INTA收到第2个中断响应信号后,8259A把选中的中断源类型码n,通过数据线送往CPU⑦在实模式下,CPU从4×n～4×n＋3单元取出该中断源的中断向量→IP、CS,从而引导CPU执行该中断源的中断服务程序。6．硬件中断和软件中断的区别①中断的引发方式不同=2\*GB3②CPU获取中断类型码的方式不同③CPU响应的条件不同=4\*GB3④中断处理程序的结束方式不同7．掌握可屏蔽中断中日时钟中断，用户中断的中断类型码和中断处理过程；重点掌握中断向量的置换和用户中断的设计。#把用户程序中以“TIMER”命名的中断服务子程序的入口地址→4×1CH～4×1CH+3单元OLD1CDD?MOVAH,35HMOVAL,1CHINT21HMOVWORDPTROLD1C,BXMOVWORDPTROLD1C+2,ESPUSHDSMOVAX,CS MOVDS,AXMOVDX,OFFSETTIMERMOVAH,25HMOVAL,1CHINT21HPOPDS#实现用户中断必须对主、从8259应用编程,保证中断申请由8259中断控制器提向CPUIN AL，0A1HANDAL，11111101BOUT0A1H，AL;开放用户中断INAL，21HANDAL，11111011BOUT21H,AL;开放从8259中段BIOS为“71H型”设计的服务程序如下：PUSH AXMOV AL，20HOUT0A0H，ALPOP AXINT 0AH串行接口1.掌握异步通信的特点及数据帧的格式及波特率（通信速率）的定义；异步通信是指通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的，而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。异步串行通信并不要求发送方和接收方的时钟完全一样，字符与字符间的传输是异步的。采用异步通信时，每一个字符的前后都要加上一些标志位（分隔位）组成一帧信息，然后才能被发送。接收方再去掉这些分隔位就可以得到原始数据信息，完成传输。这些标志位用作帧与帧之间的分隔位。因此，异步通信两个字符之间的传输间隔是任意的。数据帧格式：起始位：一位逻辑0，数据位：5~8位逻辑0/1，奇偶校验位：1位逻辑0/1，停止位：1~2位逻辑1通信速率：包括起始、停止、数据、校验位在内每秒传送的0、1代码个数。单位：bps2．掌握单工，半双工，全双工通信的含义；单工通信：双方单线对地传输，一方只发，另一方只收。半双工通信：双方只有一条信道对地传输，同一时间只能进行A→B或B→A。全双工通信：双方双线对地传输，同一时间可进行A→B、B→A的传输3.掌握RS-232C接口标准信号标准：32TXD输出发送数据；23RXD输入接收数据；74输入请求发送；85输入允许发送；66输入数据设备准备好；57GND信号地；18输入载波检测；420输出数据终端准备好；922RI输入振铃指示。电平标准：常用负逻辑，“1”=3V~15V，“0”=3V~15V，与计算机采用TTL电平范围相差很远（相反），所以连接时需要用到电平转换器：MC1488：TTL电平→RS232电平，MC1489：RS232电平→TTL电平掌握8250在异步串行通信中的具体使用（根据具体的通信环境进行初始化和查询方式通信程序设计）。【例】编写子程序，对PC系列机主串口进行初始化，要求：通信速率=1200bps，一帧数据包括：8个数据位，1个停止位，无校验，查询方式，完成内环自检分析：速率=1200bps分频系数=1.8432M/（16*1200）=0060H一帧数据结构命令字：00000011B=03H中断允许命令字=0MODEM控制字：00010000H=10HI8250PROCMOVDX，3FBHMOVAL，80H（不变）OUTDX，ALMOVDX，3F9HMOVAL，0（分频高八OUTDX，ALMOVDX，3F8HMOVAL，60H（分频低八位）OUTDX，ALMOVDX，3FBHMOVAL，03H（数据格式）OUTDX，ALMOVDX，3F9HMOVAL，0（中断允许）OUTDX，ALMOVDX，3FCHMOVAL，10H（MODEM控制字，D3查询0中断1，D2有pc是0，无是1，D1D0有联络11，无联络00）OUTDX，ALRETI8250ENDP并行接口8255了解8255A的组成结构；对外设一侧有3个并行端口：A口、B口、C口，每个端口对外设有8根端口数据线；内部有二个控制模块：A组控制模块：控制A口和C口上半部(PC7~PC4)，B组控制