微机原理总复习(许中华版).docx
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微机原理与接口技术总复习
第1章概述
1.计算机系统的基本结构(5大件),微机系统的3大总线,微处理器\CPU
基本结构:
输入设备,运算器,存储器,控制器,输出设备
三大总线;
数据总线,地址总线,控制总线
CPU:
运算器,控制器,寄存器
2.冯.诺依曼关于程序存储的原则
二进制代码表示程序
2.基本概念:
字节,字,BCD码.
字节:
8个二进制位组合在一起
字:
两个字节
BCD码:
5+8
0101+1000=1101+0110=10011(进位加6,借位减6)
第2章16位和32位微处理器
1.8086CPU数据总线16位地址总线20位,最大寻址1MB。
80386数据总线32位,地址总线32位,最大寻址4GB。
2.8086常用的引脚(INTRINTAHOLDHLDAIOWIORMEMWMEMRALE),只是搞清信号的含义.
地址/数据总线AD0—AD15(双向、三态)
地址/状态线A16/S3—A19/S6(输出、三态)
INTR:
可屏蔽中断请求信号(输入),高电平
INTA:
中断响应(输出),低电平
HOLD:
保持请求信号用来申请一次直接存储器存取(DMA),高电平有效(输入)
HLDA:
CPU响应HOLD信号,高电平有效(输出)
IOW:
IO写,低电平有效(输出)
IOR:
IO读,低电平有效(输入)
MEMW:
DMA存储器写()低电平有效
MEMR:
DMA存储器读()低电平有效
ALE:
给地址锁存器的的控制信号,高电平有效
DEN:
数据允许信号(输出)低电平有效
(DMA:
直接存储器存取)
3.8086时序(总线时序)
1,CPU时钟周期:
CPU1个时钟脉冲的长度
2,总线周期:
CPU执行一次外部操作所需的时间
3,指令周期:
CPU执行一条指令所需的时间
总线时序:
由T1—T4四个状态构成,在I/O或存储器忙时,CPU还会产生Tw状态(等待)。
T1:
地址产生周期,同时CPU检查M/IO信号;
T2:
CPU产生各种控制信号(读写,DT/R,DEN),同时AD0-AD15进行信号转换;(低16位高阻态,高四位为状态位)
T3:
AD0-AD15出现稳定的数据信号(写),或者I/O,存储器译码,读出数据;(数据传输)
T4:
完成读写操作
4.8086CPU对存储器的管理(分4个段,段地址,偏移地址,实际物理地址),8086地址总线,数据总线宽度,每段最大长度64KB,段首地址的条件(低4位为0),最大寻址能力1MB.
存储器分段:
代码段(cs)+IP,数据段(ds),堆栈段(ss)+SP,附加段(es)
物理地址=段地址x16+偏移地址
8086地址总线:
20
数据总线:
16
每段最大长度:
64kb
段首地址低四位为0,
最大寻址位1Mb
5.8086CPU内部段寄存器、指令指针、栈顶指针、计数寄存器CX,I/O寻址的寄存器DX
8086CPU包括4个16位数据寄存器,2个16位堆栈指针寄存器,2个16位变址寄存器,1个16位指令指针寄存器,一个16位标志寄存器
4个16位段寄存器
变址寄存器:
(偏移地址)
SI:
源变址寄存器
DI:
目的变址寄存器
堆栈指针寄存器
SP:
栈顶指针
BP:
堆栈基址寄存器
IP:
指令指针
段寄存器:
cs(指令代码),ds(处理数据),ss(建立堆栈),es(串数据传送)
8位累加器AL,16位累加器AX,各标志位:
CF、OF、IF、SF、ZF、PF、AF
AX:
累加(低八位)
BX:
基址(偏移地址)
CX:
计数
DX:
数据(高八位)
CF:
进位标志
OF:
溢出标志
IF:
中断标志
SF:
符号标志
ZF:
零标志
PF:
奇偶标志
AF:
辅助进位标志
6.80386地址总线,数据总线宽度,最大寻址能力
80386地址总线:
32
数据总线宽度:
32
最大寻址能力:
4GB
80386对存储器的管理:
分段管理和分页管理的原理,每段的最大长度4GB,每页4KB.
7.CISCRISC典型应用
CISC:
复杂指令计算机
有效地减少编译代码中指令的数量
使取指令操作所需的内存访问数量达到最小化
(主频低,运算速度慢,微处理器复杂)
RISC:
精简指令计算机
精简指令集,只保留常用指令,执行操作速度快,简化CPU
第4章存储器与高速缓冲
1.SRAM,DRAM,EEPROM的基本性质(存储器速度,集成度,哪些适合做FLASH存储器,CACHE,主存)
SRAM(静态随机存储器):
速度快,不需要更新,容量小,功耗大,集成度低
DRAM(动态随机存储器):
容量高,需刷新,集成度高,功耗小
EEPROM(电可擦除可编程存储器):
可擦除,可编程
FLASH:
非易失性,电擦除性,低成本(单管)可直接执行,固态性能(EEPROM)
CACHE:
主存中的一个区块可以映射到cache的任何地方(DRAM)
主存:
cpu可以直接访问并与其交换信息,容量小,存取速度快(SRAM)
2.RAMROM及典型应用
RAM(随机存储器)读写存储:
SRAM(静态随机存储器)
DRAM(动态随机存储器)
主要用于主存和cache
ROW(只读存储器):
掩膜ROM
可擦除,可编程(EPROM)
可电擦除可编程(EEPROM)
主要用于FLASH
第5章
1.I/O编址方式,CPU与I/O交换数据用哪个寄存器(8位AL,16位AX).
I/O端口编址方式:
1,与存储器统一编址方式
2,独立编址方式
交换数据寄存器:
AL,AX
2.I/O地址译码器的设计.
主要端口:
IOW低电平写
IOR低电平读
cs低电平片选
AEN系统总线信号:
高电平为DMA传送;低电平为非DMA传送
IOCS16选择8/16位端口
3.I/O数据的类别:
数据信息,状态信息,控制信息.基本的I/O端口数据的读写操作.(I/O在FFH以下,怎样读写,I/O地址大于FFH,利用DX间接寻址)
I/O在FFH以下:
INAL,21H(直接寻址)
I/O端口地址大于FFH:
MOVAX,120H
OUTDX,AX(间接寻址)
堆栈操作指令:
PUSH,POP
数据交换指令:
XCHG
4.I/O端口与计算机系统交换数据的4种方式
1)无条件传送
IN/OUT指令与外设直接交换数据
2)查询方式:
已知状态位,怎样传输1个数据块?
先查询I/O借口的状态,再进行数据传送
D0状态寄存器,0-没准备,1-准备就绪
3)中断方式
中断请求:
I/O设备发送中断请求,CPU(INTR)高电平现行指令执行完成后,开始执行响应,否则不响应
中断响应:
CPU发送中断回应信号(INTA低电平),I/O发送中断类型号,
执行中断:
CPU执行相应中断
中断返回:
中断结束,IRET指令返回
4)DMA方式
DMA控制器得到总线控制权,直接控制存储器和I/O交换数据。
当DMA结束数据传输工作后再将总线交还CPU
4种传送方式的基本工作原理要搞清楚.
5.I/O端口的读写操作
第6章并行通信和串行通信
1.异步串行通信规程(格式)1个起始位,5-8个数据位,1个奇/偶校验位,11.52个停止位,若干分界位
一帧信息:
(1个)起始位+(5-8个)数据位+(1个)奇/偶校验位+(1/1.5/2)停止位+若干分界位
2.同步(面向比特)串行通信规程:
起始(01111110B)+地址场+控制场+数据场+校验场+结束标志(01111110B)
3.什么是奇校验,什么是偶校验?
偶校验:
保证发送的一个字符中,包含偶数个“1”,如果字符中“1”的个数为奇数,则在校验位加"1
否则加“0”
奇校验:
保证发送的一个字符中,“1”的个数为奇
4.奇偶校验/CRC校验典型应用
奇偶校验:
异步串行通信(可检错不可纠错)
CRC:
同步串行通信(可检错可纠错)
CRC:
循环冗余校验,对传送的二进制序列按一定规则产生一串校验码,并加到发送的数据码后面,形成新的二进制序列
7.82553种工作方式,端口A,端口B,端口C可以工作的方式是哪些?
方式0:
基本输入输出
使8255A作为缓冲输入设备或锁存输出设备
方式1:
选通的输入输出
端口A或B作为锁存输入/输出设备,端口C给端口A和B提供控制信号
方式2:
双向传输方式
STB:
选通信号输入端,低
IBF:
输入缓冲器满,高
OBF:
输出缓冲器满,低
ACK:
外设响应信号,低
可以使外部设备利用A口的8位数据线发发送和接收数据,C口的高5位用作控制信息和状态信息
端口A可以工作在方式0,1,2,而端口B只能工作在方式0,1,端口C工作在0,1作选通,2作控制和状态信号
8.8255初始化编程
MOVDX,303H
MOVAL,80H
OUTDX,AL
9.8255在方式0,方式1下的应用.
方式0
方式1
10.8255状态字的含义(给出控制字格式和状态字格式,信号的含义:
IBF,OBF,ACK,STB).
方式1输入:
STB(选通信号,低)->IBF(输入缓冲器满,高)->INTR(中断请求,高)
输出:
OBF(输出缓冲器满,低)->ACK(外设响应,低)->INTR(中断请求,高)
第7章8259,8253
1.中断向量表的格式,CPU怎样保护断点(CS,IP,FLAG的值入栈),CPU怎样获取中断向量,怎样计算出中断服务程序的入口地址?
中断向量表的格式:
每个中断服务的入口地址有2个字表示;
低16位保存偏移地址
高16位保存段地址
中断类型号:
CPU在收到中断源发出的中断请求后,在现行指令执行完后,响应中断,并根据提供的中断号获取中断向量,CPU根据中断类型号从中断向量表中取到ES:
BX中
保护断点:
(IRET指令将使CPU把堆栈内保存的断点信息弹出到IP,CS,FLAGE中,保证被中断的程序从断点处能继续往下执行)
SP←SP-2FLAG→[SP]PUSHFLAG
SP←SP-2CS→[SP]PUSHCS
SP←SP-2IP→[SP]PUSHIP
IP←[4*n]CS←[4*n+2]
CPU通过以下公式获取入口地址:
ip<-[4*n]
Cs<-[4*n+2]
2.中断处理的4个过程
中断请求
中断响应
中断执行
中断返回
3.8259处理中断的过程(从中断源发出IR中断信号开始,一直到8259中断结束),特别是:
中断响应周期(CPU发出2个INTA回应信号的过程,CPU与8259之间所做的工作)
当前指令执行完成->IF=1->响应周期
响应周期:
第一个INTA(低),CPU输出有效的总线锁定信号(lock)锁定总线,判断优先级,清0相应的IRR位,ISR位置1
(INTA(低)--LOCK
(1)--IRR(1-0)--ISR
(1))
第二个INTA(低),总线锁定lock撤除,总线解封,ALE(低),地址锁存解开,允许数据线工作,将当前的中断号送入CPU
(INTA(低)--lock(0)--ALE(低))
IRR保存中断源是否提出了中断请求的寄存器,具有锁存功能(IR0-IR7对应外设的中断请求,有请求就置1)
ISR管理中断优先级寄存器(同级中断禁止发生。
高级请求中断,响应后ISR对应位置1)
在自动结束中断方式下,当前ISR位的置1由第二个INTA脉冲后沿清除,
在非自动结束中断方式下,ISR的置1位一直保持直到中断服务程序从结束时,由CPU向8259A发出结束命令为止
(对非自动中断结束方式,在中断服务程序中,中断返回之前,要由CPU向8259A发一个中断结束命令,以清除ISR中被置1的位)
4.8253初始化编程
MOVDX,307H
MOVAL,73H
OUTDX,AL
MOVDX,305H
MOVAL,50H
OUTDX,AL
MOVAL,37H
OUTDX,AL
控制字:
通道号-读写设置工作方式数制
00通道0/计数器000:
计数器计数值锁存000:
方式00:
二进制
01通道1/计数器101:
只读/写高八位001:
方式11:
BCD
10通道2/计数器211:
先读写低八位/再读写高八位x10:
方式2x11:
方式3100:
方式4101:
方式5
读通道2当前计数值到BX寄存器,8253地址为304H—307H。
MOVDX,307H;控制寄存器
MOVAL,80H
OUTDX,AL
MOVDX,306H;通道2地址
INAL,DX
MOVBL,AL
INAL,DX
MOVBH,AL
5.8253的6种工作方式的最基本的意思
方式0:
计完最后一个数时中断(WR(CW)-OUT(0)-GATE
(1)-LSB(x--)-LSB(x=0)-OUT
(1),如果GATE一直为高电平,8253在写入初值后开始计数)
注意:
方式0不能自动重复计数每次需写入初值,如果GATE变低则停止计数,直到GATE变高后,继续计数(不是重新计数),计数期间,如果CPU写入新值,则8253按新值继续计数
方式1:
可编程的单拍脉冲(WR(CW↑)-OUT
(1)-CE(x)-GATE
(1)-CLK(↓)-CE(x--)-OUT(0)-CE(0)-OUT(x=0)-GATE(1循环)
注意:
每次GATE的一个启动脉冲使CE重新计数,且在CE计数期间,如果GATE正产生一个启动脉冲,也会使CE重新计数
在CE计数期间,如果CPU向CR写入新的初值,不会影响当前计数,直到计数完成,或者产生一个新的GATE脉冲,CE用新的值计数
方式2:
速率发生器(WR(CW)-OUT
(1)-CE(x)-CLK(T)-CE(x=1)-OUT(0)-CLK(T)-OUT
(1)-CE(x))
注意:
计数期间GATE保持高电平,GATE变低时,计数器暂停,直到GATE变高,CE重新计数,CE计数结束后,重新装入CR的初值,并自动计数
CE计数期间,CPU写入的初值对当前计数不产生影响,CE结束后,自动以新的初值计数
方式3:
方波速率发生器(与方式2相似,当初值N为偶数时,OUT的高低输出各一半,N为奇数时,高电平为(N+1/2),低电平为(N-1/2))
注意:
计数过程中,GATE需保持高电平,GATE变低计数暂停,且OUT变高,直到GATE变高,CE重新计数,CE计数结束后,重新装入CR的初值,并自动计数
在CE计数期间,CPU写入的初值对当前计数不产生影响,CE计数结束后,自动以新的初值计数
方式4:
软件触发选通(WR(CW)-OUT
(1)-CE(x)-CE(0)-OUT(0)-CLK(T)-OUT
(1))
GATE需保持高电平,如果GATE为低,CE停止计数,知道GATE变高,CE计数计数,GATE的电平不影响OUT的电平输出
在计数期间,CPU写入初值后,CE立即从新的初值开始计数,CE计数结束后,不会自动装入CR的值,知道有新的初值写入,CE开始新的计数
方式5:
硬件触发选通(WR(CW)-OUT
(1)-CE(x)-GATE
(1)-CLK(↑)-CE(0)-OUT(0)-CLK(T)-OUT
(1)-GATE(1循环))
在CPU写入初值后,CE不开始计数,直到有一个GATE启动脉冲;在计数期间,CPU写入新的初值,不影响当前计数,知道有一个新的GATE脉冲,在计数期间,新的GATE脉冲使CE重新计数;
CE计数结束后,不会自动重新计数,只有一个新的GATE脉冲时,才开始重新计数。
方式2,3为周期性,计数期间写入的新值对其不产生影响
方式0,4在CE计数期间,写入新值后都按新值计数
方式1,5在计数期间,写入新值后不会重新计数,新的GATE启动计数
方式0,1在计数期间OUT为低(0),计数为0后,OUT为高
方式2,4,5在计数期间OUT为高
(1),结束后OUT低(0)
6.8253的常见用途(方波发生器,延时计数)
方波发生器,延时计数
第8章D/A,A/D转换
1.权电阻,T型电阻解码电路的原理?
权电阻:
T型电阻解码电路:
2.DAC0832的应用:
如三角波,锯齿波,方波发生器
锯齿波:
MOVDX,30FH
PQ:
MOVCX,256
MOVAL,0
P1:
OUTDX,AL
calldelay
INCAL
loopAL
loopP1
JMPPQ
delayproc
MOVSI,1000H
P2:
decSI
JNZP2
RET
delayend
3.计数式,逐次逼近式A/D转换的原理
计数式:
由D/A转换器,计数器和比较器组成,
工作时,计数器由0开始计数,将其计数值送往D/A转换器进行转换
将生成的模拟信号与输入模拟信号在比较器内进行比较,若前者小于后者,则计数值加1,重复D/A转换及比较过程。
因为计数值是递增的,所以D/A输出模拟信号是一个逐步增加的量,当这个信号值与输出模拟量比较相等时,
比较器输出一个停止计数信号给计数器,计数器立即停止计数,此时D/A转换器输出的模拟量就为模拟输入量
计数器的值就是转换成的相应的数字量值
逐次逼近式:
逐次逼近A/D转换器是由一个比较器,D/A转换器,寄存器及控制逻辑电路组成。
同理得,逼近式也要进行比较,以得到转换数字值
但逼近式是用一个寄存器控制D/A转换器,逐次从高位到低位。
转换过程:
初始时寄存器各位清0,转换时,先将最高位置1,送入D/A转换器,经D/A转换后生成的模拟量送入比较器中与输入模拟量进行比较
若Vs 若Vs 重复上述过程,直至最低位。 最后寄存器中的内容即为输入模拟值转换成的数字量 4.利用8255和ADC0809连接,在查询方式下,完成A/D转换工作(8255初始化,8255与ADC0809的连接,通过8255选择模拟信号通道,启动ADC0809,转换结束后查询8255状态字并读取转换结果) 方法一: MOVDX,303H MOVAL,1001100B;控制字(pc0-pc3输出,pc4-pc7输入,pca输入) OUTDX,AL MOVDX,302H;pc端口 MOVAL,00001000;送通道IN0并启动A/D OUTDX,AL CALLDELAY INAL,DX WAIT: MOVBL,AL TESTBL,10000000b;判断EOC是否为高电平,即A/D是否转化结束 JZWAIT MOVDX,303H MOVAL,10010000b;设pc0-pc3为输出,pc4-pc7输出,pa输入 OUTDX,AL MOVDX,302H MOVAL,10000000b;选通OE,为读入数据做准备 OUTDX,AL MOVDX,300H INAL,DX 方法二: MOVDX,303H MOVAL,10010000b;pb0-pb7为输出,pa输入 OUTDX,AL MOVDX,301H MOVAL,00001000;送通道IN0并启动A/D OUTDX,AL CALLDELAY MOVDX,303H MOVAL,10010010b;设pb0-7为输入,pa为输入 OUTDX,AL MOVDX,302H;读pb4状态 INAL,DX WAIT: MOVBL,AL TESTBL,00010000b;判断EOX是否为高电平 JZWAIT MOVDX,84H INAL,DX;选通OE MOVDX,300H;pa INAL,DX
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