微機原理 課程考前總復(fù)習(xí)

CH1基礎(chǔ)知識：系統(tǒng)概述、預(yù)備知識CH2CH5CH6等：分述CPU、存儲器、I/O接口電路知識CH3CH4軟件知識：尋址方式、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計等存儲器CPUI/O接口地址總線AB數(shù)據(jù)總線DB控制總線CBI/O設(shè)備I/O總線控制總體框架難點：軟硬件結(jié)合一、微型計算機系統(tǒng)組成二、相關(guān)術(shù)語三、常用數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換四、碼制五、溢出判斷六、BCD編碼及常用字符的ASCII碼第一章緒論微型計算機系統(tǒng)的三個層次：微處理器(Microprocessor)

微型計算機(Microcomputer)微型計算機系統(tǒng)(MicrocomputerSystem)一、微型計算機系統(tǒng)組成

微型計算機系統(tǒng)組成微處理器存儲器I/O接口總線硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)微型計算機系統(tǒng)微型計算機(主板)外設(shè)ALU寄存器控制器鍵盤、鼠標顯示器軟驅(qū)、硬盤、光驅(qū)打印機、掃描儀系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件存儲器存放程序和數(shù)據(jù)的記憶裝置內(nèi)存：ROM、RAM外存：磁盤、光盤、半導(dǎo)體盤總線根據(jù)傳送信息的類型不同分為三種：1）地址總線AB：傳送CPU輸出的地址信號，地址線的根數(shù)決定了CPU的尋址范圍。CPU的尋址范圍=2n

，n-地址線根數(shù)8086CPU尋址范圍=

220

=1MB2）數(shù)據(jù)總線DB：決定CPU一次最多傳送數(shù)據(jù)寬度。

8086CPUDB16位

3）控制總線CB：用來傳送各種控制信號內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容地址：內(nèi)存單元唯一的編號內(nèi)容：內(nèi)存單元存儲的數(shù)據(jù)項1011011038F04H內(nèi)存單元地址內(nèi)存單元內(nèi)容......76543210二、相關(guān)術(shù)語內(nèi)容容量及常用單位內(nèi)存容量：內(nèi)存單元的個數(shù)（或存儲的信息量）通常：512MB

常用單位：位(bit)－b字節(jié)(Byte)－B字(Word)－W

KBMBGB轉(zhuǎn)換關(guān)系：b：一位二進制數(shù)字1B=8b1W=2B1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB一個字（16位）由兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)來組成。存儲格式通常有：小地址格式、大地址格式內(nèi)存中字數(shù)據(jù)的存儲格式

例如：1234H以不同格式的存儲時的情況。2FFFH3000H3001H3002H3003H3412小地址格式12342FFFH3000H3001H3002H3003H大地址格式為了表示方便，使用后綴表明數(shù)的進制十進制，后綴D或省略—符合人們習(xí)慣例：17.34二進制，后綴B—便于物理實現(xiàn)例：1101.1010B十六進制，后綴H—便于識別書寫例：3A.B2H常用數(shù)制三、常用數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換非十→

十每位上的數(shù)字與其對應(yīng)的權(quán)值相乘，再按十進制求和即：按權(quán)展開，再按十進制求和十→非十整數(shù)部分：除以基數(shù)，取余，至商為0；最先得最低位小數(shù)部分：乘以基數(shù)，取整；至小數(shù)為0，最先得高位二←→十六用4位二進制數(shù)表示1位十六進制數(shù)注意：位數(shù)不夠時要補0各進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換n位二進制數(shù)均用于表示數(shù)值本身大小。一個n位的無符號二進制數(shù)X，其表示范圍為：

0≤

X≤2n-1如：n＝8

則：0≤X≤28-1即：0≤X≤255四、碼制無符號數(shù)在計算機中的表示連同符號位一起數(shù)值化了的數(shù)，稱為機器數(shù)。符號位為0

表示正數(shù)，符號位為1表示負數(shù)機器數(shù)所表示的真實的數(shù)值，稱為真值。

機器數(shù)常用的表示方法有三種：

原碼、反碼和補碼，分別記作[X]原、[X]反、[X]補

注：對正數(shù)，三種表示法均相同，差別在于對負數(shù)的表示。

有符號數(shù)在計算機中的表示原碼[X]原的定義最高位是符號位，其余各位表示數(shù)值本身。反碼[X]反定義正數(shù)的反碼與其原碼相同；負數(shù)的反碼：對應(yīng)原碼的符號位不變，數(shù)值部分按位求反。補碼[X]補定義正數(shù)的補碼與其原碼相同；負數(shù)的補碼則為它的反碼加一。8位二進制數(shù)的表示范圍無符號數(shù)：0~255原碼：-127~+127反碼：-127~+127補碼：-128~+127溢出：運算結(jié)果超出運算器所能表示的范圍。五、溢出判斷1、無符號數(shù)運算溢出判斷溢出判別方法：當最高位向更高位有進位（或借位）時則產(chǎn)生溢出。方法１：異號相加—不會溢出。同號相加—可能溢出：同號相加時，結(jié)果符號與加數(shù)符號相反則溢出；方法２：雙高位判別法兩個帶符號二進制數(shù)相加或相減時，若

C7

C6＝1則結(jié)果產(chǎn)生溢出。C7為最高位的進(借)位；C６為次高位的進(借)位。2、有符號數(shù)運算溢出判斷壓縮BCD碼：一個字節(jié)表示兩位十進制數(shù)；

例：12＝00010010BCD非壓縮BCD碼：用一個字節(jié)表示一位十進制數(shù)，高4位總是0000；

例：12＝0000000100000010BCD用4位二進制數(shù)編碼一位十進制數(shù)。六、BCD編碼及常用字符的ASCII碼

1、BCD碼2、常用字符的ASCII碼第二章8086系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一、8086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)二、寄存器結(jié)構(gòu)三、狀態(tài)標志位的名稱和含義四、常用引腳及兩種工作模式五、8086存儲器組織六、堆棧的概念及操作過程一、8086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8086CPU內(nèi)部按功能可分為兩部分：1、BIU（總線接口部件）功能：地址形成、取指令、指令排隊、讀/寫操作數(shù)、總線控制2、EU（執(zhí)行部件）功能：指令譯碼、指令執(zhí)行工作過程動畫演示目的變址寄存器

DestinationIndexSIDIBPSPAX

累加器

AccumulatorBX基數(shù)寄存器BaseCX計數(shù)寄存器CountDX數(shù)據(jù)寄存器DataAHBHCHDHALBLCLDLIPPSW(或flags)DSESSSCS數(shù)據(jù)段寄存器DataSegment附加段寄存器ExtraSegment堆棧段寄存器StackSegment代碼段寄存器CodeSegment狀態(tài)標志寄存器ProgramStatusWord指令指針寄存器InstructionPointer變址寄存器段寄存器控制寄存器通用寄存器源變址寄存器

SourceIndex基址指針寄存器

BasePointer堆棧指針寄存器

StackPointer指針寄存器數(shù)據(jù)寄存器8086CPU

寄存器組二、寄存器結(jié)構(gòu)狀態(tài)標志：存放運算結(jié)果的特征6個狀態(tài)標志位(CF、PF、AF、ZF、SF、OF)控制標志：控制某些特殊操作3個控制標志位(TF、IF、DF)標志位寄存器PSW(或flags)具體格式：三、狀態(tài)標志位的名稱和含義CF(進位標志)：保存加法的進位和減法的借位，有進位或借位時CF=1，否則CF=0PF(奇偶標志)：表示計算結(jié)果低8位‘1’的個數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù).偶數(shù)個PF＝1，否則，PF＝0AF(輔助進位)：保存加法或減法結(jié)果第4、5位之間的進位或借位。有則AF=1,否則，AF=0狀態(tài)標志位的名稱和定義如下：ZF(零標志)：表示運算結(jié)果是否為零,為零則ZF＝1SF(符號標志)：保存運算結(jié)果的算術(shù)符號。SF＝1，表示本次運算結(jié)果的最高位(第8位或第16位)為“1”，否則SF＝0。OF(溢出標志)：溢出是在兩個帶符號數(shù)相加、減時可能產(chǎn)生的。溢出則OF＝1，否則OF=0

對無符號數(shù)操作則不用考慮溢出標志。例：P28例2.21、8086CPU芯片：40引腳、雙列直插式封裝、由于工藝限制，部分引腳采用分時復(fù)用技術(shù)；2、8086CPU有兩種工作模式：最小模式：只有8086CPU一個處理器（單機系統(tǒng)）最大模式：有兩個或多個微處理器，系統(tǒng)中所需要的控制信號由總線控制器8288提供（多機系統(tǒng)）3、常用引腳信號A19～A16、AD15～AD0、M/IO#、ALE、BHE#RD#、WR#、MN/MX#、NMI、INTR、INTA#四、常用引腳及兩種工作模式五、8086存儲器組織1、存儲器地址的分段管理分段管理的原因：8086系統(tǒng)有20根地址線可尋址1MB內(nèi)存空間，即需要20位的物理地址，但CPU內(nèi)部寄存器只有16位（只能尋址64K字節(jié)）。為擴大尋址范圍，所以采取存儲器的分段管理。分段方法：

1MB的存儲器空間分成許多邏輯空間，每個段的長度最大64K字節(jié)。2、物理地址和邏輯地址邏輯地址：軟件設(shè)計時采用的地址；

由段基址和偏移地址構(gòu)成，段地址：偏移地址物理地址：CPU送到地址總線上的20位地址存儲器的絕對地址，從00000~FFFFFH，由邏輯地址變換而來。即：物理地址=段基址×16+偏移地址。物理地址的實現(xiàn)：用BIU中的地址加法器來實現(xiàn)邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換；CPU訪問內(nèi)存時，段寄存器的內(nèi)容(段基址)自動左移4位(二進制)，與段內(nèi)16位地址偏移量相加，形成20位的物理地址；過程如右圖所示：

0000段基址16位偏移地址16位地址加法器物理地址20位邏輯地址的來源：段寄存器與其他寄存器組合尋址存儲單元的示意圖段基址CS偏移地址IP段基址DS或ESSI，DI或BX段基址SSSP或BP代碼段數(shù)據(jù)段堆棧段8086系統(tǒng)中，1MB的存儲器空間分成兩個存儲體：偶地址和奇地址存儲體，各512KB，偶地址存儲體與8086數(shù)據(jù)線低8位相連，由A0控制；奇地址存儲體與數(shù)據(jù)線高8位相連，由BHE#控制；3、8086存儲器的分體結(jié)構(gòu)1、堆棧的概念內(nèi)存中按LIFO方式操作的特殊存儲區(qū)域用于中斷或子程序調(diào)用,存放返回地址、過程參數(shù)等需要暫時保護的數(shù)據(jù)專用指令PUSH、POP每次壓棧和出棧均以WORD為單位SS存放堆棧段基址，SP存放段內(nèi)偏移地址，

SS:SP構(gòu)成了堆棧指針CPU自動管理SP的變化六、堆棧的概念及操作過程2、堆棧操作入棧：執(zhí)行PUSH指令，CPU自動修改指針SP-2→SP，使SP指向新棧頂；然后將低位數(shù)據(jù)壓入(SP)單元，高位數(shù)據(jù)壓入(SP+1)單元。出棧：當執(zhí)行POP指令時，CPU先將當前棧頂SP(低位數(shù)據(jù))和SP+1(高位數(shù)據(jù))中的內(nèi)容彈出，然后再自動修改指針，使SP+2→SP，SP指向新棧頂。

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例2.3、例2.4堆棧指令執(zhí)行過程動畫演示8086的尋址方式和指令系統(tǒng)3.18086的尋址方式3.38086的指令系統(tǒng)第三章操作碼[操作數(shù)]，[操作數(shù)]說明要執(zhí)行的是什么操作操作對象，可以有0個、1個或2個目的源一、指令構(gòu)成3.18086的尋址方式1、立即尋址方式2、寄存器尋址方式3、直接尋址方式4、寄存器間接尋址方式5、寄存器相對尋址方式6、基址變址尋址方式7、相對基址變址尋址方式二、與數(shù)據(jù)有關(guān)的七種尋址方式如：MOVAX,0100H如：MOVAX,DX如：MOVAX,[0100H]如：MOVAX,[BX]如：MOVAX,[BX+0100H]如：MOVAX,[BX+SI]如：MOVAX,[BX+SI+20H]直接端口尋址當端口號小于FFH(255)時，直接給出間接端口尋址端口號大于FFH(255)時，必須放在DX中給出三、I/O端口尋址方式（IN/OUT）例：INAL,80HINAX,82HMOVDX,3FFHINAL,DXINAX,DX例：OUT80H,AL