微机原理及接口技术期末复习资料重点归纳.doc

1、微机重点总结第一章计算机中数的表示方法：真值、原码、反码（-127+127）、补码（-128+127）、BCD码，1000的原码为-0，补码为-8，反码为-7。ASCII码：7位二进制编码，空格20，回车0D，换行0A，0-9（30-39），A-Z（41-5A），a-z（61-7A）。模型机结构介绍1、 程序计数器PC：4位计数器，每次运行前先复位至0000，取出一条指令后PC自动加1，指向下一条指令；2、 存储地址寄存器MAR：接收来自PC的二进制数，作为地址码送入存储器；3、 可编程只读存储器PROM4、 指令寄存器IR：从PROM接收指令字，同时将指令字分别送到控制器CON和总线上，模型

2、机指令字长为8位，高4位为操作码，低4位为地址码（操作数地址）；5、 控制器CON：（1）每次运行前CON先发出CLR=1，使有关部件清零，此时PC=0000，IR=0000 0000；（2）CON有一个同步时钟输出，发出脉冲信号CLK到各部件，使它们同步运行；（3）控制矩阵CM根据IR送来的指令发出12位控制字，CON=CPEPLMER LIEILAEA SUEULBIO；6、 累加器A：能从总线接收数据，也能向总线送数据，其数据输出端能将数据送至ALU进行算数运算（双态，不受E门控制）；7、 算数逻辑部件ALU：当SU=0时，A+B，当SU=1时，A-B；8、 寄存器B：将要与A相加或相减

3、的数据暂存于此寄存器，它到ALU的输出也是双态的；9、 输出寄存器O：装入累加器A的结果；10、 二进制显示器D。中央处理器CPU：PC、IR、CON、ALU、A、B；存储器：MAR、PROM；输入/输出系统：O、D。执行指令过程：指令周期（机器周期）包括取指周期和执行周期，两者均为3个机器节拍（模型机），其中，取指周期的3个机器节拍分别为送地址节拍、读存储节拍和增量节拍。控制器：环形计数器（RC）、指令译码器（ID）、控制矩阵（CM）、其他控制电路。微型计算机硬件基本结构：算术逻辑单元ALU、控制器、存储器、输入/输出设备。微型机工作原理：存储程序，按地址顺序执行。第二章微处理器基本结构和功

4、能：1、内部寄存器阵列（通用寄存器和专用寄存器）；2、算数逻辑运算单元；3、控制器（指令寄存器、指令译码器和各种定时与控制信号产生电路）；4、现代微处理器中还集成了浮点运算部件及高速缓冲寄存器cache。 8086/8088微处理器结构： 8086/8088CPU总线接口单元BIU（完成取指令和存取数据）执行单元EU（负责分析指令和执行指令）段寄存器（CS、SS、DS、ES）指令指针寄存器IP地址加法器指令队列内部控制逻辑输入/输出控制电路算术逻辑单元ALU寄存器组标志寄存器FR暂存器执行部件EU的组成：1、ALU（算术逻辑单元）；2、寄存器组：（1）通用寄存器：4个16位通用寄存器（AX、B

5、X、CX、DX）或8个8位寄存器（AL、AH、BL、BH、CL、CH、DL、DH），其中AX为累加器，BX为基址寄存器，CX为计数寄存器，DX为数据寄存器；（2）专用寄存器：两个16位指针寄存器SP和BP，两个16位变址寄存器SI和DI，其中，SP是堆栈指针寄存器，由它和堆栈段寄存器SS一起来确定堆栈在内存中的位置，BP是基址指针寄存器，通常用于存放基地址，SI是原变址寄存器，DI是目的变址寄存器，都用于指令变址寻址方式；AXBXCXDXAHALBH通用寄存器BLCHCLDHDLSP专用寄存器BPSIDI（3）标志寄存器FR：为16位寄存器，其中7位未使用，使用的9个标志位可分为两类：状态标志

6、（CF、PF、AF、ZF、SF、OF），控制标志（TF、IF、DF），15-1211109876543210OFDFIFTFSFZFAFPFCF CF进位标志位：做加法最高位有进位或减法最高位有借位时为1，反之为0； PF奇偶标志位：运行结果低8位中1的个数为偶数时为1，反之为0； AF半进位标志位：低四位有向高四位的进位或借位时为1，反之为0； ZF零标志位：运算结果为0时置1； SF符号标志位：与运算结果最高位相同； OF溢出标志位：字节运算结果范围超过-128+127或者字运算结果范围超出-32768+32767时置1，溢出判断：同符号数相加，结果的符号位与之不同（符号位发生变化）； T

7、F陷阱标志位：置1时8086/8088进入单步工作方式，通常用于程序调试； IF中断允许标志位：置1时处理器响应可屏蔽中断； DF方向标志位：置1时串操作指令的地址修改为自动减量方向。总线接口部件BIU的组成：1、段寄存器：4个16位段寄存器DS（数据段寄存器）、CS（代码段寄存器）、ES（附加段寄存器）、SS（堆栈段寄存器）；2、16位指令寄存器IP：CPU每取一个指令字节，IP自动加1，IP总是指向下一条要取出的指令代码的首地址；3、20位地址加法器；4、6字节（8088为4字节）指令队列缓冲器。BIU与EU的动作协调原则：BIU和EU是并行工作的，按流水线技术原则管理1、当8086指令队

8、列中有两个空字节（8088中一个）时，BIU自动把指令取到队列中；2、EU从指令队列取指，执行，执行过程中如要访问存储器或I/O，而此时BIU正在取指，完成取指后响应EU的总线请求；3、指令队列已满，EU又没有总线访问，BIU进入空闲状态；4、执行转移、调用和返回指令时，指令队列中的原有内容自动消除，BIU往指令队列中装入另一程序段中的指令。存储器组织：1、物理地址：物理地址=段地址16+偏移量任何一个存储单元的20位实际地址称为物理地址，又称绝对地址，同一物理地址可以有不同的段地址和偏移量。2、逻辑地址：段地址：偏移地址程序中出现的地址，由段地址和段内偏移量组成，段地址和段偏移量都是16位二

9、进制数。3、一般程序存放在代码段中，段地址来源于代码段寄存器CS，偏移地址来源于指令指针寄存器IP；当涉及一个堆栈操作时，段地址在堆栈段寄存器SS中，偏移地址来源于栈指针寄存器SP；当涉及一个操作数时，则数据段寄存器DS或附加段寄存器ES作为段寄存器，而偏移地址由16位的偏移量得到，16位的偏移量取决于指令的寻址方式。4、采用段寄存器的优点：（1）、解决了16位寄存器如何访问大于64KB内存空间的问题；（2）、可以实现程序的重定位。总线：总线是传送信息的公共导线，一般由地址总线、数据总线和控制总线组成；1、地址总线（AB），一般是单向总线，传送CPU发出的地址信息；2、数据总线（DB），是双向

10、总线，可以从CPU传送数据信息到外设和主存，也可以从主存和外设向CPU传送数据；3、控制总线（CB），其中每根线上的方向是一定的，它们分别传送控制信息、时序信息和状态信息。8086/8088微处理器的工作模式：1、最小工作模式MN/MX=VCC：（单CPU系统）系统中只有一个8086/8088微处理器，所有的总线控制信号都直接由8088/8086产生。2、最大工作模式MN/MX=GND（多CPU系统）：8086/8088要通过总线控制器8288来形成各种总线周期，控制信号由8288供给。指令周期、总线周期、时钟周期：1、指令周期：执行一条指令所需要的时间，执行每一条指令的时间不同；2、总线周期

11、：访问一次总线的时间，CPU从存储器或I/O端口存取一次所需要的时间，一个基本的总线周期由4个T状态T1、T2、T3、T4组成，基本总线周期包括存储器的读或写，输入/输出的读或写，中断响应，若存储器或外设速度较慢，不能及时送上数据（T3状态数据没准备好），则通过READY线通知CPU，CPU在T3前沿检测READY，若READY=0，则在T3结束后自动插入1个或几个TW，并在每个TW的前沿处检测READY，等到RAEDY变高后，自动脱离TW进入T4；3、时钟周期：T状态，是微机系统工作的最小时间单位，取决于系统的主频率，系统完成任何操作所需要的时间均是时钟周期的整数倍。8086/8088引脚信

12、号和功能：8086/8088都有16位数据线，20位地址线，直接寻址能力为1MB，引脚数为40，其中32个引脚在两种工作模式下的名称和功能是相同的，还有8个引脚在不同的工作模式下，具有不同的名称和功能。双功能引脚的功能转换，一是通过分时复用，即同一引脚在总线的不同时钟周期内其功能不同；二是根据工作模式定义引脚的功能。两种模式下，名称和功能相同的32个引脚：1、VCC、GND：单一+5V电源，两个地；2、AD15AD0：地址/数据复用总线，双向，三态（8088中A15A8不复用，输出，三态）；3、A19/S6A16/S3：地址/状态线复用，输出，三态；4、NMI：非屏蔽中断，输入，高电平有效，

13、INTR：可屏蔽中断，输入，高电平有效；5、RD：读信号，输出，三态，低电平有效；6、CLK：时钟信号，输入；7、RESET：复位信号，输入（至少保持4个时钟周期的高电平），复位信号输入后，CPU立即停止操作，清FR、DS、ES、SS、IP及指令队列，同时置CS为0FFFFH，当RESET变为低电平时，CPU从FFFF0单元开始启动；8、READY：“准备好”信号，输入；9、TEST：测试信号，输入，低电平有效；10、MN/MX：最小/最大模式控制引脚，输入，MN/MX=VCC时为最小工作方式（单CPU），MN/MX=GND时为最大工作方式（多CPU）；11、BHE/S7：高8位数据线允许/状

14、态信息复用引脚，输出。最小工作模式的2431引脚（括号中是最大工作模式下的引脚功能）：1、INTA（QS1）：中断响应，输出，三态，低电平有效，该信号为两个连续负脉冲；2、ALE（QS0）：地址锁存允许信号，输出，三态，高电平有效；3、DEN（S0）：数据允许信号，输出，三态，低电平有效；4、DT/R（S1）：数据发送/接收控制，输出，三态；5、M/IO（S2）：存储器/IO控制，输出，三态（8088中为M/IO）；6、WR（LOCK）：写信号，输出，三态，低电平有效；7、HOLD（RQ/GT0）：请求占用总线信号，输入，高电平有效（总线保持请求信号）；8、HLDA（RQ/GT1）：同意让出总

15、线信号，输出，高电平有效（总线保持响应信号）。最大工作模式的2431引脚：1、QS1和QS2，指令队列状态信号，输出2、S2、S1、S0：总线周期状态信号，输出，三态；3、LOCK：总线封锁信号，输出，三态，低电平有效；4、RQ/GT1、RQ/GT0：双向总线请求/允许信号，双向。总线空操作：CPU与存储器或I/O端口之间没有数据传送，总线空操作并不意味着CPU不工作，只是总线接口部件BIU不工作，总线执行部件EU仍在工作，实质上，总线空操作期间是BIU对EU的一种等待。地址线为什么需要锁存：由于8086系统的地址的低16位与数据引脚公用，地址信号与数据信号是分时复用这些引脚的。这样先送出的地

16、址信号可能被后送出的数据信号所代替，因此要有一个地址锁存器来保存先送出来的地址信息。锁存器主要用来锁存地址的低16位。第三章机器指令：1、操作码表示该指令所要完成的操作（二进制代码）；2、地址码操作数或操作数的地址。8086/8088汇编语言指令：标号 指令助记符 操作数表 ；注释指令的寻址方式：1、顺序寻址方式；2、跳转寻址方式。8086/8088操作数的寻址方式：1、立即数寻址：MOV AL,80H MOV AX,1090H操作数就包含在指令当中，紧跟在操作码之后；立即数为常量，常量可以是二进制数、十进制数、十六进制数（以AF开头则要加0）、字符串（用单或双引号括起的字符，表示对应的ASC

17、II码值，如A=41H），还可以是标识符表示的符号常量、数值表达式等；立即数可以是8位、16位；立即数只能是整数，不能是小数、变量或其它类型数据；立即数只能作原操作数。2、寄存器寻址：INC CX ROL AH,1MOV AX,BX MOV AX,1090H寄存器寻址方式的操作数存放在CPU内部的寄存器中，它可以是8位寄存器AH/AL/BH/BL/CH/CL/DH/DL，也可以是16位寄存器AX/BX/CX/DX/SI/DI/BP/SP，另外，操作数还可以存放在4个段寄存器CS/DS/SS/ES中；因为操作数存放在CPU内部，取操作数时不需要访问存储器，因而执行速度较快；在一条指令中，可以对源

18、操作数采用寄存器寻址，也可以对目标操作数采用寄存器寻址，还可以两者都采用寄存器寻址方式；在双操作数指令中，操作数之一必须是寄存器寻址，汇编语言在表达寄存器寻址时使用寄存器名。其实质就是指它存放的内容（操作数）。3、存储器寻址：操作数存放在主存储器中，指令中给出的是有关操作数所在存储器单元的地址信息。（1）直接寻址：MOV AX,DS:2000H; 等价于MOV AX,2000HMOV ES,ES:3000H; 物理地址=(ES)16+3000H操作数地址的16位偏移量（有效地址）直接包含在指令中，它与操作码一起存放在代码段区域，操作数一般存放在数据段区域，系统默认DS为数据段寄存器；8086/

19、8088中允许段超越，还允许操作数放在代码段、堆栈段或附加段中，此时要在指令中，指明段超越，格式为段寄存器：偏移地址与立即数寻址不同的是，直接寻址的地址要放在方括号内。（2）寄存器间接寻址：操作数在存储器中，但是操作数的有效地址包含在SI、DI、BP、BX四个寄存器中，如没有特殊说明，用寄存器SI、DI和BX间接寻址时，对应的段寄存器是DS，如：MOV AX,SI假设（SI）=2000H，原操作数物理地址=（DS）16+（SI）=32000H；如果用寄存器BP间接寻址时，对应的段寄存器是SS，如：MOV AX,BP原操作数物理地址=（SS）16+（BP）；寄存器间接寻址指令中也可以使用段超越，

20、如：MOV AX,DS:BP原操作数物理地址=（DS）16+（BP）；（3）寄存器相对寻址：操作数在存储器中，由指定的寄存器内容，加上指令中给出的8位或16位偏移量作为操作数的有效地址，即带位移量的寄存器间接寻址；可以作为寄存器相对寻址的四个寄存器是SI、DI、BX、BP（同寄存器间接寻址），若用SI、DI和BX作寄存器相对寻址，则操作数默认在数据段，如：MOV AX,SI+4000H原操作数物理地址=(DS)16+(SI)+4000H；指令中可以使用段超越，若用BP作为寄存器相对寻址，则SS为默认的段寄存器地，如：MOV AX,COUNTBP原操作数物理地址=(SS)16+(BP)+COUN

21、T。（4）基址加变址寻址：把BX和BP看作基址寄存器，把SI、DI看作变址寄存器，把一个基址寄存器（BX或BP）的内容加上一个变址寄存器（SI或DI）的内容，作为操作数的有效地址，即为基址加变址寻址方式，如：MOV AX,BX+SI原操作数物理地址=(DS)16+(BX)+SI；当基址寄存器为BP时，默认的段地址寄存器为SS，如：MOV AX,BPSI（5）相对基址变址寻址：基址加变址寻址加上一个相对位移量，如：MOV AX,MASKBXSIMOV BH,4DIBPMOV BH,BP+DI+4常用语法规则：立即数不能作目的操作数；代码段寄存器CS不能作目的操作数；两个操作数不能同时是存储器寻址

22、；堆栈操作都是十六位的操作；两个操作数的类型必须匹配；8086/8088寄存器间接寻址地址是BX、BP、SI、DI之一；数据传送类指令：1、通用数据传送指令：MOV OPRD1,OPRD2功能：把一个字节或一个字从源操作数PORD2送至目的操作数OPRD1，源操作数不改变；注意事项：（1）原和目的操作数的类型要一致，即同时为字节或同时为字；（2）不允许对IP进行操作，CS不能作为目的操作数；（3）两个操作数中，除立即寻址外必须有一个为寄存器寻址，即两个存储器操作数之间不允许直接进行信息传送；（4）两个段寄存器之间不能直接传递信息，也不允许用立即数寻址方式为段寄存器负初值；（4）目的操作数不能用

23、立即寻址方式；MOV可以实现的传送： 立即数 寄存器 立即数 存储单元 寄存器 寄存器 寄存器 存储器 寄存器 段寄存器 存储器 段寄存器2、交换传送指令：XCHG OPRD1,OPRD2功能：操作数OPRD1的内容与操作数OPRD2的内容交换；OPRD1和OPRD2可以是通用寄存器和存储单元（两个操作数不能同时为存储单元），可以采用除立即数寻址外的各种寻址方式，但段寄存器和立即数不能作为交换指令的一个操作数。3、堆栈操作指令（后进先出）（1）入栈指令：PUSH OPRD功能：SP-2SP，将原操作数OPRD的16位数据压入堆栈；步骤：SP-2SP；操作数低8位送至SP所指向的堆栈单元；操作数

24、高8位送至SP+1所指向的堆栈单元；注意事项：OPRD可以是CPU内部的16位通用寄存器、段寄存器（CS除外）和内存操作数（所有寻址方式），入栈操作对象必须是16位数。（2）出栈指令：POP OPRD功能：从堆栈中弹出16位数据到目的操作数OPRD ，SP+2SP；步骤：SP所指向的堆栈单元的内容送至操作数低8位；SP+1所指向的堆栈单元的内容送至目的操作数高8位；SP+2SP。4、有效地址传送指令：LEA REG,OPRD功能：把操作数的有效地址传送到操作数REG寄存器（REG为16位通用寄存器）；LEA与MOV的区别是为：LEA传送原操作数的有效地址，MOV传送原操作数的内容。5、换码指令

25、：XLAT功能：完成一个字节的查表转换；表的内容预先已经存在，表的首地址存放于BX寄存器，AL存放相对于表首地址的位移量，该指令执行后（BX+AL）单元的内容送至AL。6、标志寄存器传送指令（1）读取标致指令：LAHF功能：将标志寄存器中的低8位（包括SF、ZF、AF、PF、CF）传送至AH寄存器的指定位，空位没有定义。（2）设置标志指令：SAHF功能：将寄存器AH的内容送至标志寄存器FR的低8位，根据AH的内容，影响标志位SF、ZF、AF、PF和CF，对OF、DF、IF无影响。（3）标志寄存器入栈指令：PUSHF功能：堆栈指针SP-2SP，将标志寄存器压入堆栈顶部（SP指向的单元），不影响标

26、志位。（4）标志寄存器出栈指令：POPF功能：将堆栈顶部（SP指向单元）的一个字，传送到标志寄存器，堆栈SP+2SP。7、输入/输出数据传送指令：（1）输入指令：IN 累加器，端口地址功能：从一个端口读取一个字节或一个字，传送到AL或AX；注意事项：端口地址可以直接给出或由DX寄存器间接给出；外部设备最多可有65536个I/O端口（0000FFFFH），只有前256个端口可在指令中直接给出（00FFH），若端口地址超过255时，则必须用DX保存端口地址。（2）输出指令：OUT 端口地址，累加器功能：将AL中的一个字节或AX中的一个字输出到指定端口；传送类指令不影响标志位；与I/O端口打交道的寄

27、存器有累加器AX，寄存器DX，AX存放与外部设备交换的数据，DX存放端口地址。算数运算类指令：1、加法指令（1）加法指令：ADD OPRD1,OPRD2功能：OPRD1OPRD1+OPRD2，完成两个操作数相加，结果送至目的操作数OPRD1，原操作数不变；指令的运行结果对标志位CF、OF、PF、SF和AF产生影响。（2）带进位加法指令：ADC OPRD1,OPRD2功能：OPRD1OPRD1+OPRD2+CF，ADC指令主要用于多字节运算中。（3）增量指令：INC OPRD功能：操作数OPRD的内容加1，结果送回OPRD；此指令主要用于在循环程序中修改地址指针和循环次数等，该指令执行的结果影响

28、标志位AF、OF、PF、SF和ZF，不影响进位标志CF。2、减法指令（1）减法指令：SUB OPRD1,OPRD2功能：OPRD1OPRD1-OPRD2，目的操作数减去原操作数，结果送到目的操作数，原操作数不变，本指令对标志位AF、CF、OF、PF、SF和ZF都有影响。（2）带借位的减法指令：SBB OPRD1,OPRD2功能：OPRD1OPRD1-OPRD2-CF，目的操作数减去原操作数，同时还要减去借位（进位）标志CF的现行值，结果送到目的操作数，原操作数不变，本指令对标志位AF、CF、OF、PF、SF和ZF都有影响。（3）减量指令：DEC OPRD功能：操作数OPRD的内容减1，并把结果

29、送回OPRD，执行结果不影响CF，但影响其它五个状态标志。（4）取补指令：NEG OPRD功能：对操作数取补码，将结果送回操作数OPRD中，实际上是用0减去操作数，执行结果影响标志位AF、CF、OF、PF、SF和ZF，一般总是使标志位CF=1，除非在操作数为0时，才使CF=0。（5）比较指令：CMP OPRD1,OPRD2功能：操作数OPRD1减去OPRD2，运算结果不送到OPRD1，不影响两个操作数，但影响状态标志。3、乘法和除法指令（1）无符号数乘法指令MUL和带符号数乘法指令IMUL：MUL OPRD IMUL OPRD功能：如果OPRD是字节操作数，则AL的内容与OPRD相乘的16位结

30、果送到AX中；如果OPRD是字操作数，则AX的内容与OPRD相乘32位的结果送到DX和AX中，DX中是高16位，AX中是低16位。注意事项：如果乘积结果的高半部分（字节相乘时为AH，字相乘时为DX）不等于零，则标志CF=1，OF=1；否则CF=0，OF=0，对其它标志（该指令无定义），所以，如果CF=0，OF=0，表示AH或DX中的结果数无效。（2）无符号数除法指令DIV和带符号数除法指令IDIV：DIV OPRD IDIV OPED功能：如果OPRD是字节操作数，则AX的内容除以OPRD8位的商送到AL中，8位余数送到AH中；如果OPRD是字操作数，则DX中（高16位）和AX中（低16位）的内容除以OPRD，16位的商送到AX中，16位的余数送到DX中。注意事项：除法指令对标志位的影响无定义；如果除数为0，或者