资源描述
1,微机系统与接口课程总结,基本内容,1微机系统基础（数制、系统、P/MPU（FPU）、IA-16/32）2指令和用途系统硬件相关3汇编语言程序设计（伪指令-数据-程序流）4半导体存储器（概念、MPU接口电路）5接口技术数字接口及应用编程6.接口技术模拟接口及应用编程7IA-32原理概念,2,第一章、微机系统基础,重点：数制、补码的概念与运算8086/8088CPU硬件结构微机系统组成及各部分之间关系8086/8088工作方式,3,第一章、微机系统基础,1.数制、补码的概念与运算,也决定通用寄存器的位数,4,(1)数制、补码的概念与运算,带符号数的表示把符号数码化：第一位：符号位（0=正数；1=负数）带符号数：原码和反码是人为定义，补码是机器特性!补码计算机擅长做加法！A-B=A+(-B)掌握原码、反码、补码在特定字长内（n=8/16/32）表示范围，相互转换十进制数的二进制编码表示压缩/非压缩BCD码输入输出符合习惯!,5,(1)数制、补码的概念与运算,在微机系统中，数值以补码表示和存储的例：-4八位100H-4=0FCH,16位10000H-4=0FFFCH例：汇编指令MOVAX,-3(AX)=?,数据定义伪指令(人工输入形式)物理存储(二进制数)DB-20H（100H-20H=E0H）,1(0FFH),-20(ECH),81H(-127)DW200,-200,0FFF0H,1,-200H,200HMAX=?Min=?,根据实际物理存储内容判别,6,(1)数制、补码的概念与运算,非数值（字母与符号）的二进制编码表示,ASCII码:00-7FH字符(美国标准信息交换代码)0DHCR回车0AHLF换行字符：0-930-39H;A41H,a61H,无符号数CF进位/有符号数OF溢出：运算结果超出范围3AH和7CH无符号数相加，和是B6H（182没超过0255范围，CF=0）3AH和7CH有符号数相加，和是B6H182超过了-128+127范围，OF=1；-74，当两个相同符号数相加（含两个不同符号数相减），而运算结果的符号与原数符号相反时，产生溢出。,7,（2）8086/8088CPU硬件结构,CPU基本构成：执行单元EU：执行指令，含ALU和通用寄存器；总线接口单元BIU：与存储器或I/O端口之间进行数据传送，并能形成物理地址，含段寄存器和指令指针寄存器；预取-指令队列，并行-流水线,FLAGS各位定义IF，DF，TF，CF，ZF，OF/SF，AFCLI/STI；CLD/STD；单步运行（中断）重要信号：ALE，WR，RD，IOR/W，AEN，NMI，INTR，RESET，DEN,结合寻址方式掌握寄存器及用途数据寄存器、段寄存器CS/DS/ES/SS（用于存放段起始地址）、基址指针BP/堆栈指针SP、变址SI/DI、控制：IP/FLAGS,8,（2）8086/8088CPU硬件结构,有效地址EA（偏移量地址）逻辑地址=段基址S和偏移地址物理地址=S*16+EA(得到20位物理地址，A19-A0),存储单元/堆栈/中断矢量表,存储器：高字节高地址，低字节低地址。堆栈段：SS表示堆栈段的段基，SP指向栈顶PUSHAX;(SP)(SP-2);(SP+1)(AH);(SP)ALPOPAX;(AL)(SP);(AH)(SP+1);(SP)(SP+2)并不改变堆栈里单元内容，以字为单位操作，SP值总是偶数，先进后出（FILO）。中断矢量表：中断类型号n=0255，256*4=1K(00000-003FFH)，连续存放，高字节IP，低字节CS。,9,Intel8086/8088微处理器基本结构,图1.9功能结构,10,（3）微机系统组成及各部分之间关系,总线：地址,数据,控制根据传送相关内容区分I/O编址方式概念，区分8086访问存储器和/IO：单独编址：A19A0220=1M存储空间；A15-A0216=I/O空间100H以上需用DX间址:MOVDX,2F8HINAL,DXOUTDX,AL,11,(4)8086/8088工作过程,CPU收到RESET信号后：各寄存器的状态=0000H，CS=0FFFFH启动地址FFFF0H（FFFFH：0H）,理解软硬件对应关系：指令总线及其控制（三态）时钟周期T=晶振频率的倒数，最小的单位；指令周期：指令从取出到执行完毕时间；机器周期：取指、译指、运算、存储器读写、I/O读写、中断响应、等待Tw、空闲周期每一项基本操作;,总线周期一次访存储器或I/O端口操作所用的时间BIU完成总线接口操作，理解总线时序图与指令相关,12,(4)8086/8088工作过程,MOVDS,AX；不访问总线周期MOVAX,SI；DS为默认段寄存器产生/RD信号，总线读操作MOVBX+20,BX；总线写SUBBX,AL；总线读，总线写，两次总线周期ADDAL,BX；一次总线周期OUTDX,AL；DX间址，产生/IOWR，总线I/O写操作,最小/最大模式单/多处理器,一个指令周期可能包含零个或多个总线周期：,13,例题,(2001).8086/8088系统中管理CPU与存储器或与I/O设备之间数据传送的单元是_.A.EUB.MMUC.BIUD.PU(2006).8086/8088段寄存器的功能是_,某一时刻程序最多可以指定访问_个存储段。A1.用于计算有效地址B1.用于存放段起始地址及计算物理地址C1.分段兼容8080/8085指令D1.方便分段执行各种数据传送操作A2.3B2.4C2.6D2.64KE2.初始化时程序指定,14,例题,(2006)8086/8088系统中复位信号RESET的作用是使_A.处理器总线休眠B.处理器总线清零C.处理器和协处理器工作同步D.MPU恢复到机器的起始状态并重新启动(2011B)在独立I/O编址方式下，下面的说法_是对的。A一个具体地址只能对应输入/输出设备B一个具体地址只能对应内存单元C一个具体地址既可对应输入/输出设备又可对应内存单元D只对应I/O设备或者只对应内存单元,15,第二章、指令系统,重点：1、寻址方式2、掌握重要指令/伪指令转移控制（转移指令、过程调用、中断）3、结合指令/伪指令，分析内存/堆栈内容变化、指针变化（程序阅读题）,指令实现微机算术、逻辑运算和控制功能,16,寻址方式,寻址方式（寻找操作数地址的方式）：立即、寄存器直接、寄存器间址、变址、基址、基+变址掌握默认寄存器，段超越ES：CS：SS：DS：指令前缀指令=操作码+目标，源操作数CMPAX,BP；源操作数在堆栈段中ADDAX,WORDPTRBX+SI；源操作数在数据段中ADDAX，DATA1；直接寻址,17,基本指令集,掌握基本指令数据传输：MOV,LEA,PUSH,POP,算术运算：ADD,SUB,INC,DEC,CMP,MUL,DIV逻辑位移：AND,OR,TEST,XOR，SHL,SHR,SAR,ROL,ROR,RCL,RCR判断跳转：JMP,JZ,JNZ,JC,JNC,JA,JB,LOOP,LOOPZ过程调用：CALL,RET,INTn,IRETCPU控制：CLD,STD,STI,CLI输入输出：IN,OUT了解指令ADDC,SBB,NEG,IMUL,IDIV,PUSHF,POPF，REPMOVSB(W)串指令,18,基本指令集,错误指令：MOVBX，ALCMPBX，SIMOVAX,BXBPADDAL,BX+DX+10HMOVES，DSMOVES，1000ADDDS，AXPOPCSMOVCS,AX,错误指令：MOVSI，OFFSETWORD2BXOUT298H，ALMULBXJMPES：3000HJMPDATA2DIJNZDATA1CMP39,AL,19,基本伪指令集,掌握伪指令DB,DW,DD;ORG,OFFSET/SEG,$,（WORD/BYTE/FAR/NEAR）PTR,.datadata1DB03H,02H,01H,00Hdata2DB08Hdata3DB09H,MOVAH,data1;AH=03H。MOVAL,data1+2*2;AH=08H。标号或变量加/减某个整型常;量时仍表示标号或变量。MOVAL,data2-data1;AL=04H。同一段内的两个标号或变量;相减，得到的是数值。立即寻址。MOVAH,data2+data3;错,两个变量不能相加。INCdata2;data2所代表的内存单元里的值加1。,20,基本伪指令集,例：已知数据段段基=2100HORG2000HBV1DB2DUP(1,2)BV2DBABWV1DWBV2+2000HDWV1DDWV1,用变量名来间接定义变量,指针：指针变量(近2/远4),21,基本伪指令集,DP1DDPRC1,PRC2CODESEGMENT；设CS为8B00HPRC1PROCFAR；8B00:1000:PRC1ENDPPRC2PROCFAR；8B00:2C20:PRC2ENDP,00H10H00H8BH20H2CH00H8BH,DP1,用过程名来间接定义变量,(PRC1),8B00:1000H,指针：指针变量(近2/远4),22,存储器访问方式字节/字/双字,掌握BYTE/WORD(NEAR)/DWORD(FAR)PTRDECBYTE/WORDPTRSI;MOVWORD/BYTEPTR2000,20;CMPBYTEPTRSI,100,23,转移类指令的跳转地址,转移类指令，跳转地址段内直接短JMPSHORTxxxx;8位偏移段内直接近JMPNEARPTRxxxx;16位偏移段内间接JMPBX，JMPWORDPTRBX+20H;用寄存器/存储器段间直接JMP2000:8000H;20位物理地址空间段间间接JMPFARPTRBXJMPDWORDPTRSI;用字存储器,JMPES:3000H;错，操作数大小（字节）非法JMPWORDPTRES:3000H;对,24,转移类指令,CALL/RET改变程序流CALLnear_proc;(sp)(sp)-2，(SP)+1):SP)(IP);(IP)(IP)+dispCALLfar_proc;(sp)(sp)-2，(SP)+1):SP)(CS);(CS)SEGfar_proc;(sp)(sp)-2，(SP)+1):SP)(IP);(IP)OFFSETfar_procCALLreg16/mem16;例如CALLAXRETnINTn;(FLAGS,IF=TF=0;CS,IP入栈)IRET,25,例题,(2001).在下列指令中，影响堆栈内容的指令是_.A.POPB.CALLC.JMPD.IRET(2007).下列指令中_在执行时不需要总线操作周期。INAL,80HB.OUTDX,ALC.SUBCX,0010HD.ADDBX+1000,AL(2007)指出下列指令或伪指令中所有错误者：_。(A)SUBWORDPTRDI+BP,2(B)DW-54,20H,60000(C)DECSI(D)INAL,282H(E)MOVCS:BX+100,BX(F)POPCS,26,.汇编语言程序设计-数据-定义,DATASAMPLSEGMENTATA800H(段的地址)ORG1000H;起始偏移量地址DATA1DBABC;存放在1000H41H，42H，43HBUFFER1DB-20BUFFER2DW-120H；存储变量:FEE0H,LENGTH1EQU(=)BUFFER2-BUFFER1=?,$:当前地址(可移动)NEXT:JMP$；LENGTH1EQU$-NEXT,27,.汇编语言程序设计,模块化，结构：分枝（比较-散转）/循环（条件）条件转移Jcc-程序流的控制：JZ/JE，JNZ/JNE，JS，JNS，JO，JP/JPE，JNP/JPOLOOP计数循环（CX次，先减后判断）；条件循环（计数）JCXZ，LOOPE/Z，DEC/INCCOUNTER;JCC或先CMP后JCC,过程/子程序利用-目的？CALLproc_name;CALLBX;CALL2000H;CALL200:40A8H,28,.汇编语言程序设计,循环遍历：MOVSI(BX/DI),OFFSET;初始指针INC/DECBX/SI/DI指针修改（字节，字，双字）ADDSI/BX/DI,10指针修改MOVAL/AX,SI+2；MOVBX+100,AL/AX(取存数据)MOVAL,DH,MOVAX,SI(寄存器交换)ANDAL,100,ORXORTEST(提取、测试)CMPAL,10,CMPDX,SI(比较之后JZ表示相等),29,.汇编语言程序设计-编程（例）,从数据段以DAT为首地址的字符串中寻找A字符（A=41H,该字符串以$结尾，$=24H），并将它们的偏移地址依次存放于ADDR为首的存储区内，并以0结束。要求写出程序主要片断(不必用伪指令定义变量，可直接用指令性语句编写)。,DATADDR,忠实理解题意-要求-建模分析,30,参考程序,MOVSI,0MOVDI,OFFSETADDRMYLOOP:MOVAL,DATSICMPAL,A;或CMPAL,41HJNZNEXT;非A字符MOVDI,SI;是A字符,保存偏移地址INCDI;修改当前偏移地址存储表指针INCDI;占两个字节INCSI;修改数据偏移指针,指向下一字符JMPMYLOOP,NEXT:CMPAL,$JZFINISH;遇到串结束符$INCSIJMPMYLOOP;继续处理FINISH:XORAX,AXMOVDI,AX;00结束,31,参考程序,变化:如果要求在规定的字串长度范围内(如不超过1000个),找到结束符$,将单元FLAG清零,否则写入0FFH;加条件循环语句,MOVSI,OFFSETDATMOVDI,OFFSETADDRMOVCX,1000;循环初值MYLOOP:MOVAL,SICMPAL,A;或CMPAL,41HJNZNEXT;非A字符MOVDI,SI;是A字符,保存偏移量地址INCDI;修改当前偏移量地址存储表指针INCDI;占两个字节JMPNEXT1;继续循环NEXT:CMPAL,$JZFINISH;遇到串结束符$,32,参考程序,NEXT1:INCSI;修改数据指针,偏移指向下一数据LOOPMYLOOP;1000个数未到,继续处理MOVAL,0FFH;未遇到A,错误标志JMPPEXIT;出口FINISH:XORAL,AL;MOVAL,0MOVDI,AL;0结束,接着将00写入FLAG单元PNEXT:MOVFLAG,AL;程序出口,写FLAG标志,33,其它编程举例,例题：在数据段中有一个数组，首地址为BUFF，数组中第一个字节存放数组的长度。M是一个字节型内存变量。编写一个程序，以M为关键字，在数组BUFF中查找第一个值为M的字节，找到以后把它从数组中剔除（删去），并将后续高地址字节逐个向前移动，最高地址字节补0。例如，对于M单元存放00H，数组BUFF为8,1,0,2,3,4,0,6,7，处理之后为8,1,2,3,4,0,6,7,0。,34,其它编程举例,DATASEGMENTBUFFDB8,1,0,2,3,4,0,6,7MEQU0DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,ES:DATA,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVES,AXMOVDS,AXMOVAL,M;AL存放关键字MOVDI,OFFSETBUFFMOVCL,DIMOVCH,0,35,L1:INCDICMPAL,DILOOPNZL1JNZSTOP;CX=0,未找到关键字MINCDIDEL:MOVBL,DIMOVDI-1,BLINCDILOOPDEL;循环次数就是上一个循环剩下的CX=6MOVBYTEPTRDI-1,0STOP:MOVAH,4CHINT21HCODEENDSENDSTART,36,仔细审题：字节、字、DB、DW、字符、字符串程序阅读题：可列出存储单元图编程题：代码完整/片段，加注释，可画流程图接口题：写出地址译码的分析过程,闭卷考试：6月14日周四下午2：00,
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