东南大学自动化学院微机系统与接口教学课件第一章2PPT推荐.ppt
- 文档编号:6967828
- 上传时间:2023-05-07
- 格式:PPT
- 页数:38
- 大小:1.45MB
东南大学自动化学院微机系统与接口教学课件第一章2PPT推荐.ppt
《东南大学自动化学院微机系统与接口教学课件第一章2PPT推荐.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《东南大学自动化学院微机系统与接口教学课件第一章2PPT推荐.ppt(38页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
多板结构1系统板+I/O选卡-基于中大规模ICP:
8088(80C88)/808782XX芯片组chipset82C88总线控制器BUSController8284ClockGenerator&
Driver2ROM-基本系统程序3.RAM-中间数据/应用程序4I/O接口电路:
Speaker/KB5.I/Oexpandingslots:
62脚:
PC-5XT-8,9,微处理器的基本结构,基本组成算术逻辑单元(运算器)寄存器组指令处理单元(控制器),10,IA-16微机系统结构,指令:
算逻运算、数据传送、I/O、跳转、系统操作等执行方式:
串行、流水线(深度EUBIU两级),取指、执行、取指、执行。
SCLK,图1.7微机外部结构框图,11,IA-16微处理器(Intel8086/8088),SCLK,图1.9功能结构,12,8086/8088流水工作过程,指令队列总线接口单元BIU,MPU执行单元,时间,等待执行1执行2执行3。
122333445,取指取指取指取数取指.,与BIU有关的指令执行,指令的执行过程:
1000:
100MOVAX,0064H;
B864001000:
103ADDAX,100H;
0500011000:
105MOV2000H,AX;
F30020,要点2:
取指、执行重叠并行(指令流水线),13,8088指令执行过程(结构为8086),14,8086/8088的内部寄存器(Registers),14个16位寄存器:
8通用寄存器/4段/2控制寄存器,ADDAX,100,MOVBH,1000SUBDX,BXJC1000MOVCS:
SI,AL,15,通用寄存器(Register)功能,AX,BX,CX,DX,(16)AH,AL,BH,BL,CH,CL,DH,DL(8)习惯:
AX累加器Accumulator)/BX基址R/CX(Count)计数R,循环-串操作/DX数据R(Data),I/Oport,双字除(H16);
SP,BP:
StackPointerR,BasePointer基址指针R数据/PointerSI,DI变址R(SourceIndexR,DestinationIndexR)-指针作用,例:
REPMOVSB,指令、数据存储地址,16,段寄存器功能,段寄存器SegmentRegisterCS,SS,DS,ESCode,Stack,Data,Extra(附加段)R=SegmentBaseAddress,17,段寄存器功能,段寄存器SegmentRegisterCS,SS,DS,ESCode,Stack,Data,Extra(附加段)R=SegmentBaseAddress,存储器的分段结构内存中存放三类信息:
代码(指令操作码)、数据(程序加工对象)、堆栈(临时保存返回地址和中间结果),各自存放一定区域。
段基地址(SegmentBaseAddress):
这些存储区域的起始地址。
段寄存器用来存放段基地址。
18,段寄存器功能,存储器的分段结构8086/8088存储器管理:
地址总线20位1MB,只能处理16位地址信息以64KB单位分段,物理地址PA,段基地址SA,偏移地址EA(OFFSET);
(SA,EA逻辑地址)关系:
PA=SA*16+EA逻辑地址:
段基+偏移,段基地址默认段寄存器Code:
CS,Stack:
SS,Data:
DS,Extra:
ES书P20偏移地址-寻址方式,19,访问存储器类型与逻辑地址来源关系,20,例:
MOVAX,2000H默认:
MOVAX,DS:
2000H逻辑地址:
(DS)=4000H,偏移量=2000H物理地址:
40000H*16+2000H=42000H,例:
CS:
代码段的段基地址IP:
总是下一条要取的指令在当前代码段中的偏移量下一条指令的物理地址:
CS*16+IP,段寄存器功能,21,控制寄存器,控制寄存器:
IP(InstructionPointer-预取指令的偏移地址)FLAGS标志(6状态/3控制-8088/86定义9位),程序控制标志位(3)六个算术和逻辑运算结果特征(6),当算术运算的结果超出了带符号数的范围,即溢出时,OF=1,否则OF0。
8位带符号数范围是一128127,16位带符号数的范围是-3276832767。
22,标志状态寄存器Flags(位),CF进位标志位当进行加法或减法运算时,若最高位发生进位或借位则CF1,否则CF0。
PF奇偶标志位当逻辑运算结果中“1”的个数为偶数时PF1,为奇数时PF=0。
AF辅助进位位在8(l6)位加减法操作中,低4位向高4位有进位、借位发生ZF零标志位当运算结果为零时ZF1,否则ZF0。
SF符号标志位对于带符号数,当运算结果的最高位MSB为1时SF=1,否则SF=0。
OF溢出标志位当算术运算的结果超出了带符号数的范围,即溢出时,OF=1,否则OF0。
8位/16位带符号数范围,例:
XXXX101011X0X1X1,23,标志控制寄存器Flags(位),TF跟踪标志位TF=1,使CPU处于单步执行指令的工作方式。
这种方式便于进行程序的调试。
每执行一条指令后,自动产生一次内部中断,从而使用户能逐条指令地检查程序。
IF中断允许标志位IF=l使CPU可以响应可屏蔽中断请求。
IF=0使CPU禁止响应可屏蔽中断请求。
IF的状态对不可屏蔽中断及内部中断没有影响。
DF方向标志位DF=l使串操作按减地址方式进行。
也就是说,从高地址开始,每操作一次地址减小一次。
DF0使串操作按增地址方式进行。
24,举例,例如:
2345H+3219H后FLAGS寄存器的变化0010001101000101+0011001000011001-0101010101011110记Cs=0,Cp=0SF:
运算结果最高位为0,SF=0ZF:
运算结果本身不为0,ZF=0AF:
第3位没有向第4位进位,AF=0PF:
低8位中1的个数为奇数5,PF=0CF:
由于最高位没有产生进位,CF=0OF:
由于Cs=0,Cp=0,所以OF=0OF=Cs异或Cp,25,80868088的引脚信号,动态复用-机器周期至少4个时钟周期CLK:
T1,T2,T3,T4,Tw),两种工作模式:
MAX/MIN,MAX模式,26,80868088引脚分类,第一类每个引脚只传送一种信息。
32P-/RD。
第六类电源/地Vcc/Vss(GND),第五类引脚的输入和输出分别传送不同的信息,如RQ#GT0#输入时传送总线请求,输出时传送总线请求允许。
第四类每个引脚可以传送两种信息(分时复用)。
这两种信息在时间上是可以分开的,因此可以用一个引脚在不同时刻传送不同的信息,一般称这类引脚为分时复用线。
例如:
AD7AD0。
第三类引脚在80868088的两种不同工作方式最小模式和最大模式下有不同的名称和定义。
第29脚为WR#(LOCK#)。
第二类每个引脚电平的高低代表不同的信号,例如外设/内存访问控制:
IOM#。
27,80868088重要引脚信号,/RD(Read)读信号输出端。
读信号是一个低电平有效的输出信号,当/RD为低电平时,表明CPU正在对内存或外设进行读操作。
/WR(Write)写信号输出端。
写信号是一个低电平有效的输出信号,当/WR为低电平时,表明CPU正在对内存或外设进行写操作。
IO/M#,AD7AD0(AddressDataBus)地址、数据复用端,双向工作。
A15A8(Address)地址输出端(A16-A19),RESET系统复位信号输入端RESET信号高电平有效,80868088要求该信号的有效时间至少为4个T状态。
CPU接收到RESET信号后,立即停止当前操作,完成内部的复位过程,恢复到机器的起始状态并使系统重新启动。
复位时各寄存器的状态:
FLAGS=0H,IP=0,CS=FFFFH,(预取队列空),DS=ES=SS=0,各GR=0。
=起始地址0FFFF:
0(P23表1.4),CLK时钟输入端接至8284集成电路的输出端,由8284提供8088所需的477M,33占空比(即13周期为高电平,23周期为低电平)的系统时钟信号T=2.096微秒,(完成微机基本功能的基本信号),28,8086/8088与Max/Min模式,8088:
AD0-AD7:
数据/低8位地址复用线SS0:
状态信号8086:
AD0AD15地址/数据复用引脚(双向、三态)A16/S3A19/S6地址/状态复用引脚(输出、三态)/BHE/S7总线高位允许/状态(输出,三态),最小模式:
系统只有8086或8088一个微处理器。
所有控制信号直接由CPU提供最大模式:
由两个或多个微处理器(主处理器和协处理器)组成中(大)规模系统,CPU并不直接向外界提供全部控制信号,而由S0S1S2通过Intel8288总线控制器提供(编码信号:
P27表1.8第二版),29,80868088的工作方式MIN,锁存器:
74LS373i8282/8283,(双向)缓冲器74LS245i8286/8287,(P23图1.13),单CPU模式,要点3:
地址锁存,数据缓冲,30,80868088的工作方式MAX,锁存器,双向总线缓冲器,总线控制器8288,-多处理器/总线模式,P25图1.14,31,8086/8088工作过程(时序),RESET复位FFFF:
0取第一条指令TCLK控制操作逻辑(不同指令实现不同操作、处理功能:
计算、读写寄存器存储器IO口),典型BIU时序,指令周期,32,时钟周期、总线周期和指令周期,每两个时钟脉冲上升(下降)沿之间的时间间隔称为T状态,也称为时钟周期(ClockCycle),T,CPU从存储器或输入/输出端口,存取一个字节(或字)所要花费的时间称为一个总线周期(BusCycle),执行一条指令所需要的时间称为指令周期(InstructionCycle),MOVAX,BX;
2TMOVAX,1000H10T,1次传送ADDBX,AL;
16TEA,2次传送,t,33,8086总线时序例存储器写,T1:
输出地址;
T2:
总线转向;
T3:
存储器访问;
T4:
结束,34,小结,1外部设备一定要通过I/O接口才能与主机相连;
2CPU内寄存器只能放暂存信息,主要信息放在存储器中;
3原始数据(数值数据、非数值数据(如人名等字符)编码压缩数据(位、半字节、字节、字、双字)信息/程序43的ASCII码表示,*0110011B,MSB*=0表示标准ASCII(西文),1扩展ASCII数据、中文等,GB码-内码(GB码MSB=1);
MIMH(64)58086数据总线16位;
8088为8位;
字长=ALU数据宽度6.8086/8088硬件工作过程:
RESETTCLK控制时序电路;
时钟周期、总线周期和指令周期,第二章指令系统,35,课程硬件基础(要求),电气/逻辑原理图(读图、规范)时序图(设计用动态时序)-总线常用接口方法/逻辑电路/硬件术语,寄存(器)、缓冲(器)、锁存(器)、触发(器)、编码(器)、译码(器)、放大(器)(OP)-SSI/MSI;
RAM,ROM,T/C,PIO,SIO,DMA;
-MSI/LSI;
工作原理/一般时序/常用方法,36,课程硬件基础(要求),电气/逻辑原理图(英美标准)与/或/非/异或/三态门,37,课程软件基础:
(要求),原理-MC系统软件与硬件,工具编辑EDITOR、编译/汇编(Compiler/Assembler)、链接(器)Linker,编程语言(汇编语言)功能,语法(Syntax),实时系统事件中断/时间中断(控制),硬软件结合:
存储访问输入输出访问的软件实现,软替硬-充分发挥硬件功能,指令-与硬件有关的功能,38,微机系统与接口课程学习,课程特点:
典型技术类课程,信息量大-完整规范,技术/数据手册(DataSheet)为依据学习过程:
螺旋形上升,逐步深化理解建议:
复习并掌握先修课有关内容(硬、软件)课堂:
听讲与理解、适当笔记课后:
认真读书、完成作业、主动答疑-参考书实验:
充分准备、善于理解、重视实践理论课成绩:
考试成绩(75%)平时成绩(25%)习题课、答疑参考:
教务处国家级精品课程微机系统与接口网站,CH1_2,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 东南大学 自动化 学院 微机 系统 接口 教学 课件 第一章