微機(jī)系統(tǒng)與接口課程總結(jié)

微機(jī)系統(tǒng)與接口課程總結(jié)2１．基本概念

（1）數(shù)制—

整數(shù)/小數(shù)—小數(shù)點(diǎn)；不同進(jìn)制的概念BIN/DEC/OCT/HEX；表示（DEC/BIN/BCD）左移/右移一位=*2/210011B23(D)67Q1234H奇數(shù)：Bit0=1偶數(shù)：Bit0=0--計(jì)算處理（結(jié)果）；

來(lái)源：.相對(duì)偏移量（Displacement）（地址）;JG/JL比較（=JNLE/JNGE—JNG/JLE；JNL/JGE）(跳轉(zhuǎn),調(diào)用)CS：8100JMP0103E90080；IP+Disp

00~FF(-128~+127)----80H(-128)~FF(-1)~0(0)~7FH(127)匯編語(yǔ)言偽指令-數(shù)據(jù)定義–人工輸入形式-物理存儲(chǔ)(二進(jìn)制數(shù))DB–20H（100H-20H=E0H）,–1(0FFH),-20(ECH),81H(-127)0FFE0H,00C8H,..3１．基本概念--數(shù)制補(bǔ)碼的概念？字長(zhǎng)的概念（溢出JO）；符號(hào)位（JS）.宏匯編語(yǔ)言MOVAX,-3(AX)=?-4八位100H-4=0FCH,16位10000H-4=0FFFCHMYDATADW200,-200,0FFF0H,1,-200H,200H MAX=?Min=?判斷指令：JG（E）（Greater）/JL（E）(Less)數(shù)值比較無(wú)符號(hào)數(shù)—正整數(shù)（0~FFH（255）；0~65535（FFFFH）判斷指令：JA(bove）/JL(ow)—更多為JNC/JC：時(shí)間常數(shù)，絕對(duì)地址（指針大小）溢出：運(yùn)算結(jié)果超出范圍CF/OF(AX)=A000H,ADDAX,7000HADDAX,-7000H根據(jù)物理存儲(chǔ)內(nèi)容判別：兩組結(jié)果4１．基本概念--數(shù)制

編碼信息ASCII碼:00-7FH字符(美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼)30H-39H‘0’—’9’41H—’A’,42H—’B’…..61H—’a’,62H—’b’…..漢字:內(nèi)碼,ISO….5（2）8086/8088硬件結(jié)構(gòu)

（16位實(shí)地址模式）通用寄存器及用途（IP，SP，段寄存器的功能--用于存放段起始地址+計(jì)算物理地址；有效地址EA的概念（偏移量地址）；段基址S和偏移地址=邏輯地址；物理地址=S*16+EAFLAGS各位定義IF，TF，（CF，DF，ZF，OF/SF，AF）

CLI/STI；CLD/STD；單步運(yùn)行（中斷） 重要信號(hào)：DEN，ALE，/WR，/RD，/IOR/W，AEN信號(hào)有效性的一般表示

/#基本構(gòu)成：執(zhí)行單元EU+總線(xiàn)接口單元BIU（并行-流水線(xiàn)，預(yù)取-指令隊(duì)列）用途執(zhí)行指令/與存貯器或I/O端口之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，并能形成物理地址。8086物理地址(A19--A0)；

6(3)8086/8088工作過(guò)程.RESET后:各寄存器的狀態(tài)（0000H）啟動(dòng)地址FFFF0H;（CS：IP=FFFF：0H）ROM/EPROM/FLASHROM.軟硬件的關(guān)系：指令總線(xiàn)操作:(BUS---目標(biāo)單元）總線(xiàn)周期:T周期--地址,數(shù)據(jù)讀寫(xiě)(與指令相關(guān))指令執(zhí)行—時(shí)間=指令周期；基本時(shí)鐘T=系統(tǒng)時(shí)鐘(時(shí)鐘周期,T周期)操作運(yùn)算(機(jī)器周期)其中總線(xiàn)操作由BIU完成(總線(xiàn)周期)----存儲(chǔ)器讀/寫(xiě)、I/O讀/寫(xiě)（中斷響應(yīng)、等待Tw、空閑周期7(3)8086/8088工作過(guò)程總線(xiàn):地址,數(shù)據(jù),控制-傳送相關(guān)內(nèi)容IO/MDT/R區(qū)分存儲(chǔ)器/IO：8086A19—A0220=1M-存儲(chǔ)器(00000~FFFFFH)；最小/最大模式單/多處理器(標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn))I/O編址64K*2I/O（00000~FFFFH（PC：000~3FFA9-A0)OUT40H,AL;INAL,40H100H以上需用DX間址:MOVDX,2F8HINAL,DXOUTDX,AL8(3)8086/8088工作過(guò)程----總線(xiàn)及其控制（三態(tài)）e.g.MOVAX,[SI]DS為默認(rèn)段寄存器產(chǎn)生/RD信號(hào)---總線(xiàn)讀操作

MOV[BX+20],BX總線(xiàn)寫(xiě)

ADD[SI+BX+100],AX總線(xiàn)讀，總線(xiàn)寫(xiě)

OUTDX,AL;DX間址，產(chǎn)生/IOWR總線(xiàn)I/O寫(xiě)操作*.（AL）=55H時(shí)

MOVAL,[55AAH]/MOV[55AAH],AL存儲(chǔ)器讀寫(xiě)周期波形圖

9(4)協(xié)處理器與IA-328087FPU的作用（不考）--硬件浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算—定點(diǎn)數(shù)

高速緩存cache的作用(命中算法)*80386(IA-32)與8086的主要差別（EAX,虛地址保護(hù)模式，虛擬存儲(chǔ)器）虛地址保護(hù)模式段寄存器段選擇子：描述表地址，獲得段基地址、段限和訪(fǎng)問(wèn)屬性80386:實(shí)地址模式分段結(jié)構(gòu)段寄存器段基地址：計(jì)算物理地址10２．指令系統(tǒng)

尋址方式（尋找操作數(shù)地址（位置）的方式）；分清各種方式的含義立即數(shù)/直接,寄存器,寄存器間址

MOV指令，BYTE/WORD(NEAR)/DWORD(FAR)PTR---指定存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)方式字節(jié)/字/雙字?jǐn)?shù)據(jù):DECBYTE/WORDPTR[SI];MOVWORD/BYTEPTR[2000],20;CMPBYTEPTR[SI],100MOVAX,BX,MOVDL,CL可以PUSHES,POPDS但不可MOVES,DS或MOVES，1000代碼(指令地址):JMPFARPTR[BX]JMPNEARPTR[BX]=DWORD/WORDPTRJMPSHORTxxxx;JMPBXJMP2000HJMP2000:8000H--短/段內(nèi)/段間8位16位偏移20位空間段超越ES：/CS：/FS：/DS：指令前綴11堆棧及其工作方式SS：SPPUSH/POP堆棧內(nèi)容和SP變化----先進(jìn)后出（FILO）棧底（定義256B時(shí)100H=初SP）—棧頂（LASTinLow）以字為單位操作影響堆棧的指令PUSHAX;(SP)(SP-2);(SP+1)(AH);(SP)ALPOPAX;(AL)(SP);(AH)(SP+1);(SP)(SP+2) CALL(FAR)/RET(F);

（CS）IP入棧

RET2n---斷點(diǎn)

ADDSP,4RET4 INTn;(PUSHF,IF=TF=0;IP,CS入棧)IRET（帶FLAGS）CALL/RET改變程序流

(CS)12基本指令集—操作碼目標(biāo)，源操作數(shù)MOV,LEA,PUSH,POP,PUSHF,POPFADD,SUB,INC,DEC,CMP,MULAND,OR,TEST,XOR(SHL,ROL)JMP,JZ,JNZ,JC,JNC,LOOPCALL,RET,INTn,IRETCLD,STD,STI,CLIREPMOVSB(W)IN,OUTDB,DW,DD;ORG,OFFSET/SEG,$,（WORD/BYTE/FAR/NEAR）PTR--偽指令：13３.匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

--數(shù)據(jù)-定義 DATASAMPLSEGEMNTATA800H(段的地址) ORG1000H;起始偏移量地址變量：DB'ABC';存放在1000H41H，42H，43HDW'34'，‘56’；1003H=DW3334H，3635H;存放:34H，33H，36H，35HBUFFER1DB-20

;A800:1007HDW-120H–存儲(chǔ)變量:FEE0HBUFFER2DB33,22, ;A800:100AHBUFFER3DB 55H ;A800:100CHLENGTH1 EQU(=)BUFFER2-BUFFER1=?14３.匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

ORG2000H ；存放在A800：2000H開(kāi)始NPT1DWBUFFER1…;07,10HA800:2000H.NPT2DWBUFFER2;0AH,10H,A800:2002HNPT3DWBUFFER3 ; A800:2004HFPT1DDBUFFER1 ;2006HFPT2DDBUFFER2 ;200AHNPTPT1DWNPT1,NPT2,NPT3….；

;00,20H,02,20H,04,20H.. FPTPT2DWFPT1,FPT2,FPT3,….;;(2006H,A800H,2008H,A800H實(shí)際存儲(chǔ):06H,20H,00H,A8H,08H,20H,00,A8H,…指針：指針變量(近2/遠(yuǎn)4)15３.匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

MOVSI,OFFSETNPTPT1 MOVSI,[SI+2] ;NPT2(SI)=2002H

（鏈表：結(jié)構(gòu)MOVSI,[SI].NEXT）$:當(dāng)前地址(可移動(dòng))NEXT:JMP$(EBFE)；

LENGTH1EQU$-NEXT16３.匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

模塊化:注釋?zhuān)唤Y(jié)構(gòu)分枝（比較--散轉(zhuǎn)）/循環(huán)（條件）流程框圖

條件轉(zhuǎn)移Jccshort-label---程序流的控制;JZ/JE，JNZ/JNE，JS，JNS，JO，JP/JPE，JNP/JPO---LOOP計(jì)數(shù)循環(huán)（CX次）；條件循環(huán)（計(jì)數(shù)）JCXZ，LOOPE/Z，

DEC/INCCOUNTER;JCC或CMP---JCCJMP(NEAR)/(FAR)

JMPxxxx/JMPFARPTR過(guò)程/子程序利用----目的？？CALLBX;CALL2000H;CALL200:40A8H17３.匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

INC/DECBX/SI/DI—指針修改（字節(jié)±１，字±２，雙字±４）ADDSI/BX/DI,10MOVSI(BX/DI),OFFSET;初始指針MOVCX,300;(COUNTER,COUNTEREQU300)MOVAL/AX,[SI+2]；MOV[BX+100],AL/AX(數(shù)據(jù))MOVAL,DH,MOVAX,SI(寄存器交換)ADDAL,BH(ADDDX,SI)ADD[SI],ALSUBSI,6ANDAL,100,ORXORTESTCMPAL,10,CMPDX,[SI]JZ/JE(JNZ)JC/JNC(無(wú)符號(hào))JG-JNLE/JNG-JLE18３.匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

--編程（例）從數(shù)據(jù)段以DAT為首地址的字符串中尋找’A’字符（’A’=41H,該字符串以‘$’結(jié)尾，‘$’=24H），并將它們的偏移地址依次存放于ADDR為首的存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)，并以0結(jié)束。要求寫(xiě)出程序主要片斷(不必用偽指令定義變量，可直接用指令性語(yǔ)句編寫(xiě))。DATAADDR12H,33H,55H,41H,41H,55H,42H.41H,…….’$’0003,0004H,0007H,0000SIDI忠實(shí)理解題意-要求-建模分析19３.匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

--參考程序

MOVSI,0 MOVDI,OFFSETADDRMYLOOP:MOVAL,[SI]DAT CMPAL,’A’ ;或CMPAL,41H JNZNEXT ;非’A’字符

MOV[DI],SI;是’A’字符,保存偏移地址

INCDI;修改當(dāng)前偏移地址存儲(chǔ)表指針

INCDI ;占兩個(gè)字節(jié)

INCSI;修改數(shù)據(jù)偏移指針,指向下一字符

JMPMYLOOPNEXT: CMPAL,’$’ JZFINISH ;遇到串結(jié)束符’$’ INCSI JMPMYLOOP ;繼續(xù)處理FINISH: XORAX,AXMOV[DI],AX ;00結(jié)束20３.匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

--參考程序變化:如果要求在規(guī)定的字串長(zhǎng)度范圍內(nèi)(如不超過(guò)1000個(gè)),找到結(jié)束符’$’,將單元FLAG清零,否則寫(xiě)入0FFH;加條件循環(huán)語(yǔ)句

MOVSI,OFFSETDAT MOVDI,OFFSETADDR MOVCX,1000 ;循環(huán)初值MYLOOP:MOVAL,[SI] CMPAL,’A’ ;或CMPAL,41H JNZNEXT ;非’A’字符

MOV[DI],SI;是’A’字符,保存偏移量地址

INCDI;修改當(dāng)前偏移量地址存儲(chǔ)表指針

INCDI ;占兩個(gè)字節(jié)

JMPNEXT1 ;繼續(xù)循環(huán)NEXT: CMPAL,’$’ JZFINISH ;遇到串結(jié)束符’$21３.匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

--參考程序變化:如果要求在規(guī)定的字串長(zhǎng)度范圍內(nèi)(如不超過(guò)1000個(gè)),找到結(jié)束符’$’,將單元FLAG清零,否則寫(xiě)入0FFH;加條件循環(huán)語(yǔ)句

NEXT1:INCSI ;修改數(shù)據(jù)指針,偏移指向下一數(shù)據(jù)

LOOPMYLOOP ;1000個(gè)數(shù)未到,繼續(xù)處理

MOVAL,0FFH ;未遇到’A’,錯(cuò)誤標(biāo)志

JMPPEXIT ;出口FINISH:XORAL,AL;MOVAL,0MOV[DI],AL;0結(jié)束,接著將00寫(xiě)入FLAG單元PNEXT:MOVFLAG,AL ;程序出口,寫(xiě)FLAG標(biāo)志224．半導(dǎo)體存儲(chǔ)器分類(lèi)：內(nèi)外寸RAM---SRAM；DRAM;數(shù)據(jù),堆棧,速度(SRAM-Cache)ROM---EPROM，EEPROM，NVRAM特點(diǎn);程序,固化數(shù)據(jù),電子盤(pán)關(guān)鍵:與處理器的接口—正確讀寫(xiě)單元,概念,三態(tài),使能,選中單元：譯碼與譯碼器---邏輯關(guān)系，真值表MOV[55AAH],ALA19-A16=?(DS)=8000H物理地址：

855AAH時(shí)/CS=0(/CS=!A19&A18&A17&A16&A15&!A14&A13&!A12&A11&!A10&A9&!A8&!A7容量計(jì)算：n根地址線(xiàn)＝２n個(gè)單元A0—An-1

I/O相同:(DX)=3F8HINAL,DXINCDX,OUTDX,AL234．半導(dǎo)體存儲(chǔ)器全譯碼和部分譯碼（線(xiàn)選）常規(guī)時(shí)序（了解）片選-片內(nèi)兩級(jí)譯碼2-43-84-16譯碼74LS138真值表244．半導(dǎo)體存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器擴(kuò)展(作業(yè)4-4)單元數(shù)—地址線(xiàn)數(shù)關(guān)系2K*42K*42K*42K*4A10A0A10A0A10A0A10A0/CSA114K*8D0D3D4D7D0D3D4D7255．接口技術(shù)—數(shù)字/模擬接口輸入指令I(lǐng)NAL,DX;INAL,80H時(shí)序/IORD-AB譯碼選中輸出指令OUTDX,AL;OUT81H,AL時(shí)序/IOWR譯碼選中所有接口電路的譯碼、指令操作（讀圖）。簡(jiǎn)單互連，74LS138譯碼器多種選擇設(shè)計(jì)：可選常規(guī)，易實(shí)現(xiàn)265．接口技術(shù)—數(shù)字/模擬接口MPU(i8255)簡(jiǎn)單I/O：開(kāi)關(guān)電平變換連接簡(jiǎn)單I/O指令控制:輸入三態(tài)使能275．接口技術(shù)—數(shù)字/模擬接口簡(jiǎn)單I/O：LED/八段數(shù)碼管的連接(i8255)簡(jiǎn)單I/O控制:輸出使能/鎖存285．接口技術(shù)—數(shù)字/模擬接口I/O三種方式:程序I/O（查詢(xún)）--三種端口數(shù)據(jù)/狀態(tài)/控制及作用,中斷,DMA及各自特點(diǎn)DMA數(shù)據(jù)傳送控制方式可以實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備和存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)高速傳送，不需要處理器。總線(xiàn)時(shí)序：+中斷響應(yīng)；總線(xiàn)請(qǐng)求（DMA)

可編程接口芯片:獨(dú)立/CS,/OE,/WR信號(hào)295．接口技術(shù)—數(shù)字/模擬接口并行I/Oi8255：作用,三種方式方式０基本(直接)I/O;方式1選通I/O(A/B組);方式2雙向I/O方式(PA口)；中斷:方式1,2方式0的使用:簡(jiǎn)單I/O,鎖存；應(yīng)用方式1中IBF/OBF信號(hào)的作用(輸入/輸出緩沖區(qū)滿(mǎn))特殊：可編程并行接口芯片的PC口具有位控功能，允許CPU用輸出指令單獨(dú)對(duì)C口的某一位寫(xiě)入“1”或“0”，正確的方法是通過(guò)寫(xiě)8255的控制寄存器方式寫(xiě)入；

脈沖的產(chǎn)生:位0-1-0305．接口技術(shù)—數(shù)字/模擬接口T/C8253：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為BIN/BCD計(jì)數(shù)器(減法)計(jì)數(shù)值最大時(shí)應(yīng)置時(shí)間常數(shù)(計(jì)數(shù)初值)為0(和LOOPCX相同)。五種工作方式（數(shù)字n個(gè)脈沖--n可編程設(shè)置）定時(shí)器與計(jì)數(shù)器的差別--CLK）CLK/GATE/OUT的含義（作用）方式2使用(定時(shí)器---速率發(fā)生器---軟硬件啟動(dòng))：時(shí)間常數(shù)計(jì)算，通道定時(shí)時(shí)間的最大值計(jì)算；基于單通道的長(zhǎng)時(shí)間定時(shí)器的軟件實(shí)現(xiàn)加法/減法），硬件級(jí)連的概念---定時(shí)中斷--軟件定時(shí)器--相關(guān)軟件。

軟件觸發(fā)—初值硬件觸發(fā)–Gate315．接口技術(shù)—數(shù)字/模擬接口中斷：(概念)8259:中斷系統(tǒng)可處理多個(gè)中斷源：應(yīng)用功能

中斷:內(nèi)部中斷/外部中斷:不可屏蔽中斷NMI/可屏蔽中斷INTR8259功能;中斷向（矢）量（0000:000-03FFH,中斷服務(wù)程序的IP,CS）作用；中斷屏蔽（初始化）；中斷響應(yīng)；中斷請(qǐng)求；中斷優(yōu)先級(jí)；中斷嵌套；外部中斷的隨機(jī)性例如：INT08H對(duì)應(yīng)中斷向量存在00020H(0:20H)四個(gè)單元響應(yīng)后自動(dòng)保存CS:IP,FLAGS,TF=0,IF=0EOI信號(hào) 中斷服務(wù)程序：現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，中斷程序與其他程序的通信（共享內(nèi)存） 軟件定時(shí)器的中斷實(shí)現(xiàn)325．接口技術(shù)—數(shù)字/模擬接口DMAC直接存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)8237DMAC的作用（原理）I/O-存儲(chǔ)器交換----AB，DB，IO/MEMR/W總線(xiàn)控制實(shí)現(xiàn)直接存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)（DMA）時(shí)，總線(xiàn)使用通過(guò)控制信號(hào)AEN；外設(shè)或MEM通過(guò)AEN區(qū)分MPU/DMAC之一控制BUS335．接口技術(shù)—數(shù)字/模擬接口串行接口8250/8251在串行數(shù)據(jù)異步傳送中的傳輸格式：起始位（1固定），數(shù)據(jù)位（5-8）,奇偶校驗(yàn)*1），停止位（1-2位）。格式、波特率、傳輸字符速率的關(guān)系；RS232電平標(biāo)準(zhǔn)溢出：寄存器被覆蓋----發(fā)送(太快，沒(méi)有來(lái)得及送出)；接收(太慢,沒(méi)有及時(shí)讀取)傳輸過(guò)程:(低位在前,起始位開(kāi)始,波形

---_--_-__----雙緩沖器：數(shù)據(jù)收發(fā)，收發(fā)移位寄存器4800H,8,N,1,==〉每個(gè)字符至少10位/4800S=0.0020ms(DX)=3F8H,OUTDX,AL可能的最大延時(shí)

345．接口技術(shù)—數(shù)字/模擬接口模擬量接口A/D---D/A：接口電路同簡(jiǎn)單I/ODAC鎖存寫(xiě)/ADC啟動(dòng)―讀結(jié)果多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)MUX和采樣保持器S/H的主要作用；V/F變換／ＡＤＣ――雙積分／逐次逼近ADC0809是８位８ＣＨ逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器。AD574A為12位單通道Vref對(duì)轉(zhuǎn)換精度的影響；啟動(dòng)轉(zhuǎn)換控制----同步轉(zhuǎn)換ADC/DAC）及其實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)/轉(zhuǎn)換----讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)字濾波----平均精度:相對(duì)滿(mǎn)量程而言分辨率:對(duì)信號(hào)靈敏度模擬地-數(shù)字地:相同基準(zhǔn),單點(diǎn)相連第六章習(xí)題4:綜合設(shè)計(jì)型355．接口技術(shù)—數(shù)字/模擬接口模擬量接口A/D---D/A：第六章習(xí)題4:綜合設(shè)計(jì)型ADC0809設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用中斷方式，EOC接至8259A的IRQ2，每隔200μs采樣一個(gè)數(shù)據(jù)。試完成：

⑴

硬件設(shè)計(jì)，畫(huà)出連線(xiàn)圖（不包括8259A）；

⑵

軟件設(shè)計(jì)，包括8255A、8253的初始化及中斷服務(wù)程序。

難度>>考試(不要求初始化)365．接口技術(shù)—數(shù)字/模擬接口硬件連線(xiàn):接口電路簡(jiǎn)單互連：（1）數(shù)據(jù)線(xiàn)：D15—D0通常同名互連（