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1 微机原理与接口技术 第1章 绪论 1、数制及其转换 2、数的表示 1）无符号数表示：机器字长的所有位都参与表示数值。表示的范围：0≤X≤2n－1 2）有符号数表示：符号位：通常为一个数的最高位 原码：最高位为符号位， 0表示正数，1表示负数，其余各位为数值位 补码：①正数的补码：与原码相同；②负数的补码：原码除符号位保持不变外，其余各位按位取反后末位加1。 反码：①正数的反码：与原码相同；②负数的反码：原码除符号位保持不变外，其余各位按位取反后。 3）补码的加法运算规则：[X＋Y]补= [X ]补＋[Y]补 补码的减法运算规则：[X－Y]补=[X]补＋[－Y]补 4）[Y]补Æ[－Y]补方法：全部位（含符号位）按位取反后末位再加1 5）符号位扩展：正数的符号扩展应该在前面补0；负数的符号扩展应该在前面补1。 6）有符号数运算时的溢出：OF= CYD7⊕CYD6 或OF= CYD15⊕CYD14 无符号数的溢出：CF= CYD7 或 CF=CYD15 ； 3、计算机中的二进制编码 1）BCD码（Binary Coded Decimal） 以四位二进制的不同组合表示十进制数十个数码，又称二—十进制编码 压缩型BCD码：一个字节中存放两个十进制数码 非压缩型BCD码：一个字节只存放一个十进制数 2）ASCII码 ASCII码采用7位二进制编码，总共有128个字符，包括： 26个英文大写字母 : 41H～5AH 26个英文小写字母 : 61H～7AH 10个阿拉伯数字0～9 : 30H～39H 4、微型计算机结构 微机硬件系统基本结构 中央处理器CPU、存储器、接口电路、外部设备以及系统总线等组成。 第2章 Intel 8086微处理器 1、8086基本组成 总线接口部件BIU和指令执行部件EU 2、8086内部寄存器 SP(Stack Pointer) BP(Base Pointer) SP、BP与SS寄存器联用 SI(Source Index) DI(Destination Index) AX(Accumulator) BX(Base) CX(Count) DX(Data) CS, DS, ES, SS IP(Instruction Pointer) FLAGS: CF(Carry Flag) PF(Parity Flag) AF(Auxiliary Carry Flag) ZF(Zero Flag) SF(Sign Flag) OF(Overflow Flag) IF(Interrupt Flag) TF(Trap Flag) DF(Direction Flag) 3、PA ＝ 段地址×16 ＋ 偏移地址 高地址ÅÆ高字节；低地址ÅÆ低字节 2 4、指令周期、总线周期和时钟周期 时钟周期：时钟脉冲的重复周期 总线周期：CPU通过总线从存储器或I/O接口存取一个字节所需要的时间 指令周期：执行一条指令所需要的时间。 5、寻址方式：寻找操作数存放地址的方式 1）立即寻址：直接给出8位或16位的操作数（立即数）。存放在指令代码中 2）寄存器寻址：指令给出存放操作数的寄存器名称。 3）存储器寻址：操作数在某个或某几个存储单元中。 EA ＝基址(BX,BP) ＋ 变址(SI,DI) ＋ 位移量 ①位移量 ②基址/变址 ③基址+位移量 ④变址+位移量 ⑤基址+变址 ⑥基址+变址+位移量 6、指令系统 MÅÆM □X 存储单元ÅÆ存储单元□X；端口ÅÆ存储单元□X；端口ÅÆ端口□X （1）数据传送指令 1）MOV(Move) 注意： 1）SREG Å Imm □X； 2）SREG ÅÆSREG □X； 3）Imm Å □X； 4）数据类型一致； 5）存储单元ÅÆ存储单元 □X 6）CS Å□X； 2）PUSH;(2) SP自动修改，PUSH减2，POP加2 3）XCHG(Exchange) REGÅÆ DST 4）XLAT(Translate Byte to AL) ALÅ [BX+AL] 5）目标地址LEA; (3) LEA(Load EA to Register) LDS(Load Pointer to DS) LES(Load Pointer to ES) 6）标志位传送LAHF(4) LAHF(Load AH with Flags) SAHF(Store AH into Flags) PUSHF(Push Flags) POPF(Pop Flags) （2）算术 1） ADD(Add) ADC(Add with Carry) INC(Increment); (3) 2） SUB(Subtract) SBB(Subtract with Borrow) DEC(Decrement) NEG(Change sign) CMP(Compare); (5) 3） MUL(Multiply (Unsigned)) IMUL(Integer Multiply (Signed)); (2) AXÅAL×SRC ，DX,AXÅAX×SRC 4）DIV(Divide (Unsigned))IDIV (Integer Divide (Signed)); (2) ALÅAX / SRC; AHÅAX % SRC SRC为字节时 AXÅ(DX,AX) / SRC; DXÅ(DX,AX) % SRC SRC为字时 5） CBW(Convert Byte to Word) CWD(Convert Word to Double Word); (2) 6） DAA(Decimal Adjust for Add) DAS(Decimal Adjust for Subtract); (2) 7） AAA(ASCII Adjust for Add) AAS(ASCII Adjust for Subtract) AAM(ASCII Adjust for Multiply) AAD(ASCII Adjust for Divide) (4) （3）逻辑和移位 NOT(Invert) AND(And) OR(Or) XOR(Exclusive OR) TEST(And Function to Flags No Result) SHL/SAL(Shift Logical/Arithmetic Left) SHR(Shift Logical Right) SAR(Shift Arithmetic Right) 3 ROL(Rotate Left) ROR(Rotate Right) RCL(Rotate Through Carry Flag Left) RCR(Rotate Through Carry Right) CF：保持移出的最后一位的状态 与 （4）串操作 串操作指令均采用隐含寻址方式： 源串 DS:SI提供； 目标串 ES:DI提供(DS和ES可指向同一段)； CPU每处理完一个元素，自动修改SI和DI内容，方向标志DF决定SI和DI的地址是递增还是递减。 MOVS(Move Byte/Word) CMPS(Compare Byte/Word) SCAS(Scan Byte/Word) LODS(Load Byte/Word to AL/AX) STOS(Store Byte/Word from AL/AX) （5）处理器控制 CLC(Clear Carry) STC(Set Carry) CMC(Complement Carry) CLD(Clear Direction) STD(Set Direction) CLI(Clear Interrupt) STI(Set Interrupt) HLT(Halt) NOP 第3章 宏汇编语言程序设计 1、汇编语言的语句格式 1）指令语句:UU标号：指令助记符 操作数 ;注释 2）指示性语句: 名字 伪指令助记符 操作数 ;注释 3）常数：数值常数；字符串常数；符号常数 4）变量：段属性；偏移地址属性；类型属性 5）标号：段属性；偏移地址属性；距离属性 6）分解运算符： SEG运算符； OFFSET运算符； TYPE运算符 LENGTH运算符 SIZE运算符（UDUP单独定义的变量） 2、伪指令语句 EQU = SEGMENT ENDS ASSUME PROC ENDP $U 3、无条件转移：JMP OPR ;OPR :标号 段内或段间 :寄存器 段内间接 :存储器 字:段内，双字:段间 单条件转移： ZF, CF, SF, OF, PF 有条件转移： 无符号：A: B: E:= 有符号：G: L: E:= 分支选择原则：选择处理少的作为转移分支 4、循环 LOOP(Loop CX Times) LOOPE/LOOPZ(Loop While Zero/Equal) LOOPNE/LOOPNZ(Loop While Not Zero/Equal) JCXZ(Jump on CX Zero) 隐含计数次数CX 常用循环设计方法：计数控制，条件控制 5、DOS功能调用 1号 单字符输入，AL 2号 单字符显示，DL 9号 字符串显示，DS:DX，以$结尾 10号 字符串输入，DB N, ?, N DUP(?) 4CH 返回操作系统 6、CALL RET 现场保护，恢复，参数传递：寄存器，堆栈，存储器 7、MACRO ENDM 宏与子程序的区别，特点：执行速度快，占用存储空间，参数传递方便 4 第5章 半导体存储器 1、存储器分类 1）按存储介质分类 磁存储器； 半导体存储器； 光存储器 2）按在计算机中的作用分类 主存储器； 辅助存储器 3）按信息存取方式分类 随机存取存储器（RAM）； 只读存储器（ROM）； 串行访问存储器； 顺序存取存储器SAM； 直接存取存储器DAM 4）RAM的分类 双极型RAM； MOS型RAM； 静态RAM(SRAM‐Static RAM) ； 动态RAM(DRAM‐Dynamic RAM) 5）ROM的分类 掩膜只读存储器ROM； 可编程的只读存储器 PROM(Programmable ROM)； 可擦除可编程的只读存储器 EPROM(Erasable PROM)； 电可擦除可编程的只读存储器EEPROM(Electrically Erasable PROM) 2、存储器与CPU连接 1）容量＝2n，n为地址线数量，容量＝终止地址－起始地址＋1 2）位（并联）扩充方法： ①地址线并联； ②控制线并联； ③数据线扩充 3）字（串联）扩充方法： ①地址线并联； ②除CS的控制线并联； ④数据线并联； ④CS线译码 4）位和字同时（串并联）扩充 5）片选译码方式： ①全译码:低位地址线作为存储器芯片的片内寻址，剩下的高位地址线作为存储器芯片的片间寻址 ②部分译码: CPU的高位地址线中只有一部分用于存储器芯片的片间寻址 ③线选: 高位地址线作为存储器芯片的片选信号 6）地址范围：确定A19～A0 第6章 I/O接口技术 1、I/O口交换信息分类 数据信息； 状态信息；控制信息 2、I/O口功能 设备选择功能； 数据缓冲功能； 信号转换功能； 可编程功能； 中断管理功能； 数据宽度变换功能 3、I/O口编址方式 1）I/O端口独立编址(I/O映射方式) 2）I/O端口与存储器单元统一编址(存储器映射方式) 4、输入输出指令 IN 累加器, PORT ;M/IO＝0