微型计算机原理及应用知识点总结

1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,7Addal,10hlt2指令的机器码：10110000（OP）0000011100000100（OP）0000101011110100（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3（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。4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。56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6NMI：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。7EA＝0618HPA＝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＝05A6HPA＝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＝40A0HPA＝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＝3000HPA＝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＝35A6HPA＝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＝76B8HPA＝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。81.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。9①MOVmem/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。③MOVreg,data将8位或16位立即数data传送到由reg所指定的寄存器中。④MOVac,mem将存储单元中的8位或16位数据传送到累加器ac中。⑤MOVmem,ac将累加器AL（8位）或AX（16位）中的数据传送到由mem所指定的存储单元中。使用MOV指令时要注意的问题：CS不能做目的操作数不能直接从存储器到存储器之间数据传送2条伪指令：WORDPTR表示字数据类型BYTEPTR表示字节数据类型（2）PUSH和POPPUSHs：将源操作数（16位）压入堆栈POPd：将堆栈中当前栈顶两相邻单元的数据字弹出到d压栈指令PUSHAX：将AX（16位）中的数据压入栈，AX是源操作数，栈顶是目的操作数，由（SS:SP）指向。出栈指令POPAX：将栈顶信息弹出到AX中，AX是目的操作数，栈顶是源操作数，由（SS:SP）指向。设当前CS＝1000H，IP＝0020H，SS＝1600H，SP＝004CH，则该指令执行时，将当前栈顶两相邻单元1604CH与1604DH中的数据字弹出并传