微机原理与接口技术总复习

微型计算机原理与接口技术总复习佘青山86919130 qsshe@3/3/20241考试安排一、填空题（每空1分，共20分）二、选择题（每空1分，共20分）三、程序阅读题（每题5分，共10分）四、简答题（每题5分，共25分）五、综合题（2题，共25分）08:022第一章绪论微型计算机系统运算器寄存器组控制器内部总线

内部存储器系统总线输入/输出接口电路

外部输入/输出设备系统软件微处理器微型计算机08:023第二章8086系统结构08:024

8086CPU结构CSDSSSESAXBXCXDXSPBPSIDIAHBHCHDHALBLCLDL累加器基址寄存器计数寄存器数据寄存器代码段寄存器数据段寄存器堆栈段寄存器附加段寄存器堆栈指针寄存器基址指针寄存器源变址寄存器目的变址寄存器IPPSW指令指针寄存器标志寄存器指令指针和标志寄存器指令和变址寄存器段寄存器通用寄存器158701501501501511109876543210OFDFIFTFSFZFAFPFCF08:025存储器地址的分段1．存储器地址的分段0段000000FFFF100001FFFF

F0000FFFFF1段…15段64KB64KB64KB存储器的要求：以字节为单位存储信息，每个存储单元有唯一的地址。分段管理的原因：

8086／8088系统的存储空间1M字节(即220，要20位物理地址)，CPU内部寄存器只有16位（只能寻址64K字节）。整个存储中间分成许多逻辑段。08:026存储器地址的分段物理地址形成段基址00001503210偏移地址150地址加法器物理地址190IPCSSI,DI或BXDSSP或BPSS代码段数据段堆栈段08:027（1）8086CPU中的指令队列可存储

个字节的指令代码，当指令队列至少空出

个字节时，BIU单元便自动将指令取到指令队列中；8088CPU中的指令队列可存储

个字节的指令代码，当指令队列空出

个字节时，BIU单元便自动将指令取到指令队列中。（2）当前SP=0800H，连续执行PUSHAX，PUSHBX两条指令后，SP＝

；再执行POPAX，POPBX两条指令后，AX与BX中的内容

。（3）已知CS:IP分别为8100H和0400H，此IP所指单元的物理地址是

。则当前代码段在存储器中的物理地址范是

。举例07FCH互相交换81400H(CS*10H+IP)81000H～90FFFH(CS*10H+0000H～CS*10H+0FFFFH)624108:0288086存储器的分体结构分体结构概念BHEA0操作总线使用情况00从偶地址开始读/写一个字AD15~AD001从奇地址单元读/写一个字节AD15~AD810从偶地址单元读/写一个字节AD7~AD011无效01从奇地址开始读/写一个字AD15~AD810AD7~AD0BHE、A0编码含义08:0298086存储器的分体结构分体结构读写操作00000FF10000100011000200103100041122333322从偶地址读一个字若字单元地址从偶地址开始，只需访问一次存储器

从奇地址读一个字00000FF10000100011000200103100041122332211若字单元地址从奇地址开始，要访问两次存储器

08:02108086存储器的分体结构D7~D0数据总线D7~D01M×8位存储体A19~A0A19~A0地址总线8088系统0000000001FFFFFD7~D0

数据总线D15~D8

数据总线D7~D0奇地址存储体SELA18~A0D7~D0偶地址存储体SELA18~A0A0BHEA19~A1地址总线8086系统8086CPU的数据总线宽16位，其中高8位数据线与

奇地址

存储体连接，低8位数据线与

偶地址

存储体连接。3.存储器与总线连接08:0211堆栈C0000

C1000sp向上增长栈底1、堆栈的工作方式及特点堆栈：按“先进后出（FILO）”或“后进先出（LIFO）”的方式组织的存储空间（栈）。操作特点：每次压栈和退栈均以字为单位。低字节在偶地址，高字节在奇地址。地址增长方式：一般是向上增长即，栈底设在存储器的高地址区，堆栈地址由高向低增长。2、堆栈操作注意事项：每次压栈和退栈均以字为单位先进入的内容后弹出PUSH和POP的指令要成对3/3/202412时钟发生器RESVccCLKREADYRESETRDWRM/IOALE8086CPUA19~A16AD15~AD0DENDT/RMN/MXVccSTB8282/8283OE8286/8287T地址/数据地址存储器DATAI/O芯片DATABHEOEBHE20位16位地址总线数据总线最小模式系统3/3/202413最大模式系统OE时钟发生器RESVccCLKREADYRESET8086CPUA19~A16AD15~AD0MN/MXSTB8282/8283OE8286/8287T地址/数据地址存储器DATAI/O芯片DATABHES0S1S2地址总线数据总线S1CLKS0S2DENDT/RALEIORCIOWCMWTCMRDCINTAAENCLKS2S1S0AEN82898288多主控者系统总线3/3/202414指令周期（InstructionCycle）：执行一条指令所需的时间称为指令周期。不同指令的指令周期的长短是不同的．一个指令周期由几个总线周期组成。总线周期（BusCycle）：BIU完成一次访问存储器或I/O端口操作所需要的时间，称作一个总线周期。一个总线周期至少由4个T状态组成。时钟周期(ClockCycle)：CPU的时钟频率的倒数，也称T状态。8086CPU时序

复位信号：通过RESET引脚上的触发信号来引起8086系统复位和启动，RESET至少维持4个时钟周期的高电平。复位操作：当RESET信导变成高电平时，8086/8088CPU结束现行操作，各个内部寄存器复位成初值。3/3/2024158086CPU时序

复位信号：通过RESET引脚上的触发信号来引起8086系统复位和启动，RESET至少维持4个时钟周期的高电平。复位操作：当RESET信导变成高电平时，8086/8088CPU结束现行操作，各个内部寄存器复位成初值。标志寄存器清零指令寄存器0000HCS寄存器FFFFHDS寄存器0000HSS寄存器0000HES寄存器0000H指令队列变空其它寄存器0000H3/3/2024168086指令的寻址方式类型：一、立即寻址方式二、寄存器寻址方式三、直接寻址方式四、寄存器间接寻址方式五、寄存器相对寻址方式六、基址变址寻址方式七、相对基址变址寻址方式八、其它第三章8086的寻址方式和指令系统3/3/202417（1）在8086寻址方式中，不可以同时出现在[]中的寄存器是

。A）BP、SIB）BX、SIC）DI、BPD）DI、SI（2）指令“MOVAL，[400H]”的源操作数的物理地址是

。A）16×DS＋400H B）16×ES＋400H C）16×SS＋400H D）16×CS＋400H（3）在8086CPU中，执行指令PUSHAX后，

寄存器的内容有变化。A）SSB）SPC）PSWD）AX举例08:0218通用数据传送指令MOV字节或字的传送PUSH入栈指令POP出栈指令输入输出指令IN输入OUT输出数据传送指令3/3/202419加法减法ADD加法SUB减法ADC带进位的加法SBB带借位的减法INC增量DEC减量AAA加法的ASCII调整NEG取负DAA加法的十进制调整CMP比较AAS减法的ASCII调整DAS减法的十进制调整算术运算指令3/3/202420逻辑运算NOT取反AND逻辑乘（与）OR逻辑加（或）XOR异或算术逻辑移位SHL/SAL逻辑/算术左移SHR逻辑右移SAR算术右移逻辑运算和移位指令3/3/202421指令名称字节/字操作字节操作字操作字符串传送字符串比较字符串扫描字符串装入字符串存储MOVS目的串，源串CMPS目的串，源串SCAS目的串LODS源串STOS目的串MOVSBCMPSBSCASBLODSBSTOSBMOVSWCMPSWSCASWLODSWSTOSW字符串处理指令3/3/202422无条件转移和过程调用指令JMPCALLRET无条件转移过程调用过程返回条件循环控制LOOPCX≠0则循环中断INTIRET中断中断返回控制转移指令指令助记符测试条件指令功能JCJNCJZ/JEJNZ/JNECF=1CF=0ZF=1ZF=0有进位转移无进位转移结果为零/相等转移不为零/相等转移直接标志条件转移指令3/3/202423指令助记符操作指令名称CLCSTCCLDSTDCLISTICF←0CF←1DF←0DF←1IF←0IF←1进位标志清0（ClearCarry）进位标志置1（SetCarry）方向标志清0（ClearDirection）方向标志置1（SetDirection）中断标志清0（ClearInterrupt）中断标志置1（SetInterrupt）

标志操作指令3/3/202424（1）循环指令LOOP中的循环次数应事先放在

寄存器中。A）AX；B）BX；C）CX；D）DX。（2）中断向量表中，地址为0082H的单元里存放2000H，0080H单元里存放1000H，则这些单元对应的中断类型是

。A）21H；B）20H；C）2000H；D）1000H。举例08:0225数据定义语句格式1：变量名助记符操作数，操作数… ；注释格式2：变量名助记符nDUP(操作数，操作数…) ；注释功能：指定的存储单元，以分配存储空间或存入操作数。变量名——用符号表示，可以省略，后面不跟冒号。汇编时将变量助记符后的第一个字节的偏移地址作为它的符号地址。助记符——所用伪指令助记符主要有：DB：用来定义字节； DW：用来定义字；DD：用来定义双字； DQ：用来定义四个字；DT：用来定义十个字节.操作数——操作数可以是常数，字符串，变量，标号，表达式等。多个操作数之间必须用逗号分开；格式2中，n必须是正整数。注释——说明伪指令的功能，可以省略，注释前必须带分号“;”。第四章汇编语言程序设计3/3/202426表达式赋值语句格式：符号名EQU表达式功能：给变量、标号、常数、指令、表达式等定义一个符号名，一经定义在同一个程序模块中不能重新定义。PURGE语句可以解除对某一个标号的赋值。等号语句＝段定义语句SEGMENT……ENDS格式：段名SEGMENT定位类型组合类型‘分类名’

·逻辑段内容段名ENDS过程定义语句格式：过程名PROC属性；过程内容

RETN

过程名ENDP3/3/202427例3-47：算术运算指令(1) MOV AL,88H MOV BL,49H ADD AL,BL请问:AL=?(2) MOV AL,88H MOV BL,49H ADD AL,BL DAA请问:AL=?3/3/202428例4-60：循环结构

MOV AX,1230H MOV CL,0 START: AND AX,AX JZ STOP SAL AX,1 JNC GOGO INC CL GOGO: JMP START STOP: HLT请问:CL=?,AX=?3/3/202429例4-63：子程序结构

MOV AL, 66H CALL BCD2BINBCD2BIN PROC NEAR PUSHCX MOV CH, AL AND CH, 0FH ；存个位

MOV CL, 4 SHR AL, CL ；高4位右移4位后乘10，即十位乘10 MOV CL, 10 MUL CL ADD AL, CH ；高4位乘10后加低4位

POP CX RETBCD2BIN ENDP请问:AL=?3/3/202430第五章存储器FlashROM3/3/202431CPU与存储器的连接时要考虑以下几个问题：

⑴CPU总线的负载能力⑵CPU的时序和存储器存取速度之间的配合

⑶存储器的地址分配和片选⑷控制信号的连接存储器的地址选择1．线性选择方式2．全译码选择方式

3.部分译码选择方式

3/3/202432若已有存储芯片的容量为L×K，要构成容量为M×N的存储器，需要的芯片数为：进行位扩展(多片并连)以满足字长要求的“存储模块”。对“存储模块”进行字扩展以满足容量要求。位扩展：位扩展方法：将每片的地址线、控制线并联，数据线分别引出位扩展特点：存储器的单元数不变，位数增加字扩展：扩展原则：每个芯片的地址线、数据线、控制线并联，仅片选端分别引出，以实现每个芯片占据不同的地址范围。M×NL×K字位扩展：存储容量的扩展技术3/3/202433举例：用2164（64K×1

）芯片构成128KB的存储子系统。则：所需芯片数:（128×8）/（64×1）=16片 总共所需地址线根数:217=128→→17根 其中，16根地址线进行片内寻址:28×28=64K

1根地址线作为片选P231：7、答：由于所用的芯片为1024×1位，构成1024×8位（即1K×8位）的存储器需要8片，因此组成16K×8位的存储器需要16×8=128片。片内有1024个单元，需要10根地址线。

16组（每组8片）存储器需要16根片选信号，至少需要4根地址线经译码器输出。3/3/202434一、I/O接口的功能二、I/O端口及其寻址方式1.I/O端口的定义2.I/O端口的种类：数据端口、状态端口、命令端口3.I/O端口的编址方式：存储器映象寻址方式、I/O单独编址方式三、CPU与外设间的数据传送方式程序控制方式(包括无条件传送方式和条件传送）中断方式DMA方式第六章I/O接口和总线1.I/O接口的必要性；2.I/O接口的功能。3/3/202435总线的概念3/3/202436P259：8、答：

（1）将用于各部件之间传送信息的公共通路称为总线。（2）①根据总线中信息传送的类型可分为地址总线、数据总线和控制总线，此外还有电源线和地线。②若按总线的规模、用途和应用场合，则可以分成：

片级总线也叫做元件级总线，是由芯片内部通过引脚引出的总线，用于芯片一级的互连线。它实现CPU主板或其它插件板上的各种芯片间的互连。

系统总线也叫内总线或板级总线，用于微型计算机中各插件板之间的连线，也就是通常所说的微机总线。

外部总线也称为通信总线，用于微型计算机系统之间，或微型计算机系统与其它电子仪器或设备之间的通信。3/3/202437一、中断概念

1.中断源2.中断响应3.中断向量表

4.中断优先级5.中断屏蔽二、中断分类

NMIINTR可屏蔽中断请求图7-18086/8088中断源第七章微型机算计中断系统3/3/2024381、CPU响应可屏蔽中断的几个条件外设提出中断申请本中断位未被屏蔽本中断优先级最高CPU允许中断三、可屏蔽中断处理过程

2、可屏蔽中断的处理过程

CPU执行两个连续的中断响应INTA周期，在第二个INTA周期的T4前沿，从数据总线DB上读取中断类型号，将其存入内部暂存器。将标志寄存器flags的值入栈。将flags中的中断允许标志IF和单步标志TF清0，以屏蔽外部其它中断请求，避免CPU以单步方式执行中断处理子程字。

保护断点，将当前指令下面一条指令的段地址CS和指令指针IP的值入栈。

根据中断类型号在中断向量表中找到中断向量，转入相应中断服务子程序。中断处理程序结束以后，从堆栈中依次弹出IP、CS和flags，然后返回主程序断点处，继续执行原来的程序。

3/3/202439类型255中断入口

……类型32中断入口类型31中断入口

……类型5中断入口类型4中断入口（溢出中断）类型3中断入口（断点中断）类型2中断入口（NMI）类型1中断入口（单步中断）类型0中断入口（除法出错）IPCSIPCSIPCS03FC07C08000000400800C010014专用中断系统使用供用户使用（224个）（5个）（27个）图7-48086/8088中断向量表

各个中断处理程序的段地址和段内偏移地址按中断类型号顺序存放在中断向量表中。

因此由中断类型号n×4即可得到相应中断向量的地址，取4n和4n+1单元中的内容(中断入口段内偏移地址)装入指令指针寄存器IP，取4n+2和4n+3单元中内容(中断入口段地址)装入代码段寄存器CS，即可转入中断处理程序。3/3/202440举例：中断向量表中，地址为0082H的单元里存放2000H，0080H单元里存放1000H，则这些单元对应的中断类型是

。A）21H；B）20H；

C）2000H；D）1000H。

中断向量表:低2字节存放中断服务程序入口地址的偏移量IP;高2字节存放中断服务程序入口地址的段地址

CS;中断服务程序入口地址=中断类型×4；中断入口地址段地址中断入口地址偏移地址150IPCS3/3/2024418259A内部结构

3/3/202442IRR、IMR、ISR寄存器各有何功能？（1）中断请求寄存器IRR：（2）中断屏蔽寄存器IMR：（3）中断服务寄存器ISR：用于存放外部输入的中断请求信号IR7～IR0用来存放对各级中断请求的屏蔽信息用来保存正在处理的中断请求信号3/3/2024438259A的中断管理方式

优先级设置方式完全嵌套方式特殊全嵌套方式优先级自动循环方式优先级特殊循环方式中断结束方式普通EOI结束方式特殊EOI结束方式自动EOI结束方式循环优先级的循环方式普通EOI循环方式特殊EOI循环方式自动EOI循环方式中断源屏蔽方式普通屏蔽方式特殊屏蔽方式中断请求引入方式边沿触发方式电平触发方式中断查询方式3/3/2024448259A的编程方法

对8259的编程有两类命令字：初始化命令字ICW

操作命令字OCW系统复位后，初始化程序对8259A置入初始化命令字ICW。初始化后可通过发出操作命令字OCW来定义8259A的操作方式，实现对8259A的状态、中断方式和优先级管理的控制。初始化命令字只发一次，操作命令字允许重置，以动态改变8259A的操作与控制方式。注意：对8259A编程初始化命令字，共预置4个命令字：ICW1、ICW2、ICW3、ICW4。初始化命令字必须顺序填写，但并不是任何情况下都要置4个命令字，用户根据具体使用情况而定。

3/3/202445根据8259A与系统的硬件连接图，确定其端口地址，并编写初始化程序。如例题7.21，习题P303:16等SP/ENCAS0CAS1CAS2CAS0CAS1CAS2CAS0CAS1CAS2CSA0D7~D0INTARDWRINTA1D7~D0INTARDWRINTRGNDGNDSP/ENSP/ENIR4IR5IR3IR2IR4INTINT2#从8259A1#从8259A主8259AVCC硬件连接图3/3/2024468253的内部结构和引脚信号第八章可编程计数器/定时器8253及其应用3/3/202447读/写控制逻辑CSRDWRA1A0

功能01000写入计数器001001写入计数器101010写入计数器201011写入控制字寄存器00100读计数器000101读计数器100110读计数器200111无操作1××××禁止使用011××无操作8253输入信号组合的功能表3/3/202448控制字寄存器BCDM2M1M0RL1RL0SC1SC0D7D6D5D4D3D2D1D01BCD码计数0二进制计数000方式0001方式1X10方式2X11方式3100方式4101方式500计数器锁存，供CPU读01只读/写计数器低字节10只读/写计数器高字节11先读/写计数器低字节，后读/写高字节00选择通道001选择通道110选择通道211无效

图8－38253控制字格式3/3/2024498253的应用1、8253的初始化步骤：写入控制字写入计数初值用输出指令向控制字寄存器写入一个控制字，以选定计数器通道，规定该计数器的工作方式和计数格式。写入控制字还起到复位作用，使输出端OUT变为规定的初始状态，并使计数器清0。用输出指令向选中的计数器端口地址中写入一个计数初值，初值可以是8位数据，也可以是16位数据。若是8位数，只要用一条输出指令就可完成初值的设置。如果是16位数，则必须用两条输出指令来完成，且先送低8位数据，后送高8位数据。3/3/202450工作方式GATE为低电平或下降沿GATE为上升沿GATE为高电平计数器减为0后的特点方式0：计数结束中断方式禁止计数无影响允许计数不自动重装计数初值，也不自动重复计数方式1：可编程单稳态输出方式无影响

(1)启动计数(2)下一个CLK脉冲使输出变低无影响不自动重装计数初值，也不自动重复计数方式2：比率发生器(1)禁止计数(2)立即使输出为高启动计数允许计数自动重装计数初值，自动重复计数方式3：方波发生器(1)禁止计数(2)立即使输出为高启动计数允许计数自动重装计数初值，自动重复计数方式4：软件触发选通禁止计数无影响允许计数不自动重装计数初值，也不自动重复计数方式5：硬件触发选通无影响

从初值开始计数无影响自动重装计数初值，但不开始计数2、8253六种工作方式比较3/3/2024