微型计算机原理及应用知识点总结资料.doc
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第一章计算机基础知识
一、微机系统的基本组成
1.微型计算机系统由硬件和软件两个部分组成。
(1)硬件:
①冯●诺依曼计算机体系结构的五个组成部分:
运算器,控制器,存储器,输入设备,输入设备。
其特点是以运算器为中心。
②现代主流的微机是由冯●诺依曼型改进的,以存储器为中心。
③冯●诺依曼计算机基本特点:
核心思想:
存储程序;
基本部件:
五大部件;
信息存储方式:
二进制;
命令方式:
操作码(功能)+地址码(地址),统称机器指令;
工作方式:
按地址顺序自动执行指令。
(2)软件:
系统软件:
操作系统、数据库、编译软件
应用软件:
文字处理、信息管理(MIS)、控制软件
二、微型计算机的系统结构
大部分微机系统总线可分为3类:
数据总线DB(DataBus),地址总线AB(AddressBus),控制总线CB(ControlBus)。
总线特点:
连接或扩展非常灵活,有更大的灵活性和更好的可扩展性。
三、工作过程
微机的工作过程就是程序的执行过程,即不断地从存储器中取出指令,然后执行指令的过程。
★例:
让计算机实现以下任务:
计算计算7+10=?
程序:
moval,7
Addal,10
hlt
指令的机器码:
10110000(OP)
00000111
00000100(OP)
00001010
11110100(OP)
基本概念:
1.微处理器、微型计算机、微型计算机系统
2.常用的名词术语和二进制编码
(1)位、字节、字及字长
(2)数字编码
(3)字符编码
(4)汉字编码
3.指令、程序和指令系统
习题:
1.1,1.2,1.3,1.4,1.5
第二章 8086/8088微处理器
一、8086/8088微处理器
8086微处理器的内部结构:
从功能上讲,由两个独立逻辑单元组成,即执行单元EU和总线接口单元BIU。
执行单元EU包括:
4个通用寄存器(AX,BX,CX,DX,每个都是16位,又可拆位,拆成2个8位)、4个16位指针与变址寄存器(BP,SP,SI,DI)、16位标志寄存器FLAG(6个状态标志和3个控制标志)、16位算术逻辑单元(ALU)、数据暂存寄存器;
EU功能:
从BIU取指令并执行指令;计算偏移量。
总线接口单元BIU包括:
4个16位段寄存器(CS(代码段寄存器)、DS(数据段寄存器)、SS(堆栈段寄存器)和ES(附加段寄存器))、16位指令指针寄存器IP(程序计数器)、20位地址加法器和总线控制电路、6字节(8088位4字节)的指令缓冲队列;
BIU功能:
形成20位物理地址;从存储器中取指令和数据并暂存到指令队列寄存器中。
3、执行部件EU和总线接口部件BIU的总体功能:
提高了CPU的执行速度;降低对存储器的存取速度的要求。
4、地址加法器和段寄存器
由IP提供或由EU按寻址方式计算出寻址单元的16位偏移地址(又称为逻辑地址或简称为偏移量),将它与左移4位后的段寄存器的内容同时送到地址加法器进行相加,最后形成一个20位的实际地址(又称为物理地址),以对应存储单元寻址。
要形成某指令码的物理地址(即实际地址),就将IP的值与代码段寄存器CS(CodeSegment)左移4位后的内容相加。
【例假设CS=4000H,IP=0300H,则指令的物理地址PA=4000H×10H+0300H=40300H。
逻辑地址=4000H:
0300H。
“段加偏移”的寻址机制:
物理地址=段基地址(又称段起始地址=段地址×10H)+偏移地址
逻辑地址:
其表达形式为“段地址:
段内偏移地址”。
二、8086/8088CPU基本执行环境
指令指针(IP)寄存器包含下一条要执行的指令在当前码段中的偏移。
8086/8088的16位标志寄存器F只用了其中的9位作标志位,即6个状态标志位,3个控制标志位。
6个状态标志位:
CF(CarryFlag)进位标志:
进位或借位时,则CF为1;否则为0。
PF(ParityFlag)奇偶性标志:
含有偶数个“1”时,则PF为1;否则为0。
AF(AuxiliaryCarryFlag)辅助进位标志:
ZF(ZeroFlag)零标志:
运算结果为零,ZF为1;否则为0。
SF(SignFlag)符号标志:
OF(OverflowFlag)溢出标志:
3个控制标志位(程序设置
(1),清除(0)):
DF(DirectionFlag)方向标志
IF(InterruptEnableFlag)中断允许标志
TF(TrapFlag)跟踪(陷阱)标志
存储器组织:
1M字节存储器以64K为范围分为若干段。
在寻址一个具体物理单元时,必须要由一个基地址再加上由SP或IP或BP或SI或DI等可由CPU处理的16位偏移量来形成实际的20位物理地址。
三、总线周期
1、时钟周期:
时钟脉冲信号的一个循环时间叫一个时钟周期,又称为一个“T”状态,是微处理器工作的最小时间单位
2、总线周期(机器时间):
完成一次对存储器或I/O端口的操作所需要的时间。
3、指令周期:
执行一条指令所需要的时间。
1个最基本的总线周期由4个时钟周期组成,4个时钟周期又称为4个状态,。
四、8086/8088引脚
地址/数据总线AD15~AD0:
分时复用
地址/状态总线:
A19/S6~A16/S3:
控制总线:
BHE/S7:
表示高8位数据有效,T1输出。
RD:
存储器或I/O口读信号,输出,低电平有效,T2~T3有效。
READY:
准备就绪信号,输入,高电平有效。
READY=1时,表示CPU访问的存储器或I/O端口已准备好传送数据,马上可以进行读/写操作。
TEST:
测试信号,输入,低电平有效。
INTR:
可屏蔽中断请求信号,输入,电平触发,高电平有效。
CPU每执行完一条指令,即检查INTR,为“1”表示有中断清求,为“0”,则没有。
是否响应受标志寄存器中IF的控制
NMI:
不可屏蔽中断请求信号,输入,上升沿触发。
RESET:
复位信号,输入,高电平有效。
CPU复位后,从FFFF0H单元开始读取指令。
电源线和地线:
VCC,GND
五、8086系统的最小/最大工作方式
最小工作方式:
①INTA:
中断响应信号,输出,低电平有效。
②ALE:
地址锁存允许信号,输出,高电平有效。
③DEN:
数据允许信号,三态输出,低电平有效。
④DT/R:
数据发送/接收控制信号,三态输出。
⑤M/IO:
存储器或I/O端口选择信号,三态输出。
M/IO=1,表示当前CPU正在访问存储器;M/IO=0,表示当前CPU正在访问I/O端口。
⑥WR:
写信号,三态、输出。
当WR=0低电平有效时,表示当前CPU正在对存储器或I/O端口进行写操作。
⑦HOLD:
总线保持请求信号,输入,高电平有效。
⑧HLDA:
总线请求响应信号,输出,高电平有效。
最大工作方式:
在最大方式系统中,外加有8288总线控制器,一般包含2个或多个处理器。
8282:
地址锁存器,8286:
数据收发器
第三章8086指令系统
一、计算机语言
1.机器语言:
面向机器,0和1表示机器是否可接受并执行指令。
2.汇编语言:
面向人,符号表示,必须翻译才能执行。
汇编语言指令的格式:
一般格式:
操作码操作数
具体格式:
标号:
操作码(空格分隔符)目的操作数(存放结果),(逗号分隔符)源操作数;注释
一条指令可以无操作数,必须有操作码,不同的机器,操作数个数不同。
3.高级语言
二、指令寻找操作数的寻址方式
操作数通常保存在:
(1)指令中
(2)CPU内部寄存器中(3)内存单元中(4)I/O端口中;
8086/8088CPU与数据有关寻址方式:
1.立即寻址2.寄存器寻址3.直接寻址4.寄存器间接寻址5.变址寻址6.基址寻址
7.基址加变址寻址9.相对基址变址寻址10.I/O端口寻址11.数据串寻址
例:
设DS=1200H,BX=05A6H,SS=5000H,BP=40A0H,SI=2000H,DI=3000H,位移量DISP=1618H,试判断下列指令的寻址方式,并求出在各种寻址方式下,这些寄存器与位移量所产生的有效地址EA和实际地址(物理地址)PA。
说明指令执行的结果。
①MOVAX,[0618H]
这是一条直接寻址方式的指令。
EA=0618H
PA=12000H+0618H=12618H
该指令执行的结果是将数据段的实际地址为12618H和12619H两单元中的内容取出送AX。
②MOVAX,[BX]
这是一条以数据段基址寄存器BX间接寻址的指令。
EA=05A6H
PA=12000H+05A6H=125A6H
该指令执行的结果是将数据段的125A6H和125A7H两单元的字内容取出送AX。
③MOVAX,[BP]
这是一条以堆栈段基址寄存器BP间接寻址的指令。
由于寻址时用上了BP寄存器,则操作数所默认的段寄存器就是SS。
EA=40A0H
PA=50000H+40A0H=540A0H该指令执行的结果是将堆栈段的540A0H和540A1H两单元的字内容取出送AX。
④MOVAX,[DI]
这是一条变址寻址的指令。
EA=3000H
PA=12000H+3000H=15000H
该指令执行的结果是将数据段的15000H和15001H两单元的字内容取出送AX。
⑤MOVAX,[BX+DI]
这是一条基址加变址寻址的指令。
EA=05A6H+3000H=35A6H
PA=12000H+35A6H=155A6H
该指令执行的结果是将数据段的155A6H和155A7H两单元的字内容取出送AX。
⑥MOVAX,[BP+SI+DISP]
这是一条带位移量的基址加变址寻址的指令,又叫相对基址加变址寻址的指令,且操作数的默认段为SS。
EA=40A0H+2000H+1618H=76B8H
PA=50000H+76B8H=576B8H
该指令执行的结果是将堆栈段的576B8H和576B9H两单元的字内容取出送AX。
三、指令的寻址=>CS:
IP(不用表示,固定的)
转移寻址:
用于控制转移类指令。
实质:
控制转移类指令通过改变IP和CS值,从新位置开始执行指令。
转移寻址分成2种类型:
段内转移和段间转移。
条件转移指令只允许实现段内转移,而且是段内短转移,由指令中直接给出8位地址位移量
无条件转移和调用指令又可分为段内短转移、段内直接转移、段内间接转移、段间直接转移和段间间接转移等5种不同的寻址方式。
段间转移=远转移。
四、指令分类
8086/8088的指令按功能可分为6类:
数据传送、算术运算、逻辑运算、串操作、程序控制和CPU控制。
1.数据传送类指令
数据传送类指令可完成寄存器与寄存器之间、寄存器与存储器之间、寄存器与I/O端口之间的字节或字传送,共同特点是不影响标志寄存器的内容,分成4种类型。
(1通用数据传送指令
(1)MOVd,s;d←s,即将由源s指定的源操作数送到目标d
源操作数(s)可以是8/16位寄存器、存储器的某个字节/字或者是8/16位立即数;目标操作数(d)不允许为立即数;两者不能同时为存储器操作数。
基本传送指令MOVd,s的类型有以下7种。
①MOVmem/reg1,mem/reg2
由mem/reg2所指定的存储单元或寄存器中的8位数据或16位数据传送到由mem/reg1所指定的存储单元或寄存器中,但不允许从存储器传送到存储器。
②MOVmem/reg,data
将8位或16位立即数data传送到由mem/reg所指定的存储单元或寄存器中
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