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微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 第二章第二章 8086/8088的指令系统的指令系统 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 知识点：知识点：l微机的发展历史l处理器处理的数据类型l计算机的指令格式l寻址方式l指令系统 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 2.1 8086/8088微处理器的数据类型微处理器的数据类型 2.1.1 整数整数 1.无符号数 2.有符号整数 图2-1 无符号整数 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 1.概念 2.浮点数 3.浮点机器数 2.1.2 浮点数浮点数 图2-2 浮点数存储格式 4.浮点数的数值范围 2.1.3 BCD码码 浮点数浮点数 BCD码是计算机中十进制数的表示方法，“二十”进制编码用4位二进制码表示1位十进制数。微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 1.压缩BCD码 2.非压缩BCD码 2.1.4 ASCII字符字符 2.1.5 地址指针地址指针 地址指针包括32位指针和48位指针，分别介绍如下：l 32位指针（近指针）：32位偏移量，用于段内寻址。l 48位指针（远指针）：16位选择符和32位偏移量，用于段间访问。2.2 8086/8088指令格式指令格式 8086/8088 CPU指令系统采用了变长的指令格式，不可能用一个简单的规则来描述指令的编码格式。微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 计算机是通过执行指令来处理各种数据，同时指出数据的来源、操作结果的去向以及执行的操作。2.2.1指令的编码格式指令的编码格式 图2-3 8086/8088指令编码的一般形式 2.2.2 指令的书写格式指令的书写格式 操作码操作数（地址码）操作数（地址码）图2-6 指令格式 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 1.零地址指令 2.一地址指令 3.二地址指令 4.三地址指令 2.3 8086/8088寻址方式寻址方式 1.立即寻址 2.寄存器寻址 2.3.1非存储器操作数寻址非存储器操作数寻址 1.直接寻址 2.寄存器间接寻址 3.基址寻址 4.变址寻址 5.基址加变址寻址 2.3.2存储器操作数寻址 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 1.数据传送MOV指令 MOV指令的功能是完成数据传送。2.堆栈指令 1）入栈指令PUSH 2）出栈指令POP 3）交换指令XCHG 4）累加器专用传送指令 5）地址传送指令（有三条地址传送指令）6）标志寄存器传送（有四条标志传送指令）2.4 8086/8088指令系统 2.4.1 数据传送指令 2.4.2 算术运算指令 8086/8088提供加、减、乘、除四种基本算术操作。微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 1.加法指令（Addition）加法指令是CPU提供的最基本的运算，包括不带符号、带符号加法运算和自加运算。l 一般形式：ADD OPRD1，OPRD2 l 一般形式：ADC OPRD1，OPRD2；带进位的加法 l 一般形式：INC OPRD；图2-14 参与加、减运算的操作数 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 2.减法指令（Subtraction）l 一般形式：SUB OPRD1，OPRD2；l 一般形式：SBB OPRD1，OPRD2；l 一般形式：DEC OPRD；l 一般形式：NEG OPRD l 一般形式：CMP OPRD1，OPRD2 3.乘法指令（分为无符号乘法指令和带符号乘法指令两类）l 无符号乘法指令MUL l 带符号数乘法指令IMUL 4.除法指令1）无符号数除法指令 DIV 2）带符号数除法IDIV 3）字节扩展指令CBW 4）字扩展指令CWD 5.十进制调整指令 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 1.逻辑运算指令 l 一般格式：AND OPRD1，OPRD2 l 一般格式：TEST OPRD1，OPRD2 l 一般格式：OR OPRD1，OPRD2 l 一般格式：XOR OPRD1，OPRD2 2.移位指令 2.4.3 逻辑运算和移位指令（包括逻辑运算、移位和循环移位指令）图2-15 算术/逻辑移位操作 图2-16 循环移位操作 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 串操作类指令可以用来实现内存区域的数据串操作。这些数据串可以是字节串，也可以是字串。1.重复指令前缀 2.串指令 1）MOVS指令的功能 2）CMPS指令的功能3）SCAS指令的功能 4）STOS指令的功能 5）LODS指令的功能 2.4.4 串操作类指令 2.4.5 程序控制指令 1.无条件转移、调用和返回指令 1）无条件转移指令JMP（分直接转移和间接转移两种）2）调用和返回指令 2.条件转移指令 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 第三章第三章汇编语言程序设计汇编语言程序设计微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 知识点：知识点：l汇编语言的基本元素l伪指令l汇编程序结构lDOS系统调用和BIOS功能调用l程序设计方法 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 3.1 汇编语言的基本元素汇编语言的基本元素 3.1.1 汇编语言的语句格式汇编语言的语句格式 汇编语言编写的源程序是由多条汇编指令组成的。1.标识符2.指令助记符3.操作数 4.注解 3.1.1 汇编语言的语句格式汇编语言的语句格式 1.算术运算符 2.逻辑运算符 3.关系运算符 4.分析运算符 1）SEG运算符 2）OFFSET运算符 3.1.2 汇编语言的语句格式汇编语言的语句格式 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 3.TYPE运算符4.LENGTH运算符 5.SIZE运算符 6.综合运算符 3.1.3 表达式 8086/8088 CPU指令系统采用了变长的指令格式，不可能用一个简单的规则来描述指令的编码格式。1.常数 2.常量操作数 3.存储器操作数 4.常量表达式 5.地址表达式 3.1.4 汇编语言程序汇编步骤汇编语言程序汇编步骤 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 3.2 伪指令伪指令 3.2.1 定义数据伪指令定义数据伪指令 3.2.2 符号定义伪指令符号定义伪指令EQU、=、及、及PURGE 3.2.3 段定义伪指令段定义伪指令SEGMENT和和ENDS3.2.4 设定段寄存器伪指令设定段寄存器伪指令ASSUME3.2.5 定义过程的伪指令定义过程的伪指令PROC和和ENDP3.2.6 宏指令宏指令3.2.7 ORG 伪指令伪指令3.2.8 汇编结束伪指令汇编结束伪指令END微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 3.3 汇编语言程序结构汇编语言程序结构3.3.1 EXE文件的编程格式3.3.2 COM文件的编程格式 汇编语言要求，COM文件的编程格式必须符合以下规定：l 源程序只允许使用一个逻辑段，即代码段，不允许设置堆栈段。l 程序使用的数据，可以集中设置在代码段的开始或末尾。l 在代码段偏移地址（有效地址）为100H的单元，必须是程序的启动指令。l 代码段目标块小于64KB。3.3.3 EXE文件和COM文件的内存映像 磁盘上的EXE文件包括两部分：一部分为装入模块，另一部分为“重定位信息”。微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 1.命令行参数DOS把可执行文件的文件名作为外部命令，在DOS提示符下键入文件名之后，DOS就把相应的可执行文件调入内存执行。键入文件名的时候，如果在文件名之后空一格再键入一串字符，这串字符就被称为命令行参数。2.未格式化的命令行参数 未格式化的命令行参数就是命令字之后从空格开始的原始字符串。3.3.4 EXE文件和COM文件的内存映像3.3.5 返回DOS的其他方法3.3.6 源程序堆栈的设置 对于EXE文件和COM文件，返回DOS最常用的方法是调用INT 21H的4CH功能。除此之外：（1）对于COM文件还有以下3种方法可以返回DOS 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 3.4 DOS系统功能调用与BIOS功能调用 3.4.1 DOS系统功能调用系统功能调用3.4.2 BIOS功能调用功能调用 3.4.3 文本方式文本方式BIOS屏显功能调用屏显功能调用3.5 汇编程序设计汇编程序设计3.5.1 简单程序设计简单程序设计 简单程序设计是没有分支和循环的直线运行程序，程序执行按照IP内容自动增加的顺序进行。3.5.2 分支程序设计分支程序设计 分支程序的基本思想是根据逻辑判断的结果来形成程序的分支.图3-1 分支程序流微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 3.5.3 循环程序设计循环程序设计 循环程序是经常遇到的程序结构，一个循环结构通常由以下几个部分组成：l 循环初始化部分：一般要进行地址指针、循环次数及某标志的设置，相关寄存器的清零等操作，只有正确地进行了初始化设置，循环程序才能正确运行，及时停止。l 循环体：是要求重复执行的程序段部分，对应于要求重复执行的操作。l 循环控制部分：由该部分修改并判断控制循环的条件是否满足，以决定是否继续循环。l 循环结束部分：如保存循环运行结果等。图3-3循环结构示意图 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 子程序是程序设计中经常使用的程序结构，通过把一些固定的、经常使用的功能做成子程序的形式，可以使源程序及目标程序大大缩短，提高程序设计的效率和可靠性。参数传递一般有三种方法实现：l 利用寄存器：这是一种最常见方法，把所需传递的参数直接放在主程序的寄存器中传递给子程序。l 利用存储单元：这种参数传递方法，把所需传递的参数直接放在子程序调用指令代码之后。l 利用堆栈：这种方法将参数压入堆栈，在子程序运行时从堆栈中取参数。3.5.4 子程序设计 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 3.6 宏指令与条件汇编宏指令与条件汇编3.6.1 宏指令宏指令1.无参数宏指令的定义与调用无参数宏指令的定义与调用2.有参数宏指令的定义与调用有参数宏指令的定义与调用 3.宏嵌套宏嵌套 4.LOCAL伪指令伪指令3.6.2 条件汇编条件汇编 条件汇编语句是伪指令。顾名思义，它的功能是通知汇编程序，当给出条件满足时，汇编某些指令，否则就不汇编。条件汇编语句通常和逻辑运算符AND、OR等，以及关系运算符EQ、NE等连用构成条件。微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 第四章第四章存储器系统存储器系统微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 知识点：知识点：l存储器分类l存储器系统结构l动、静态读写存储器l高速缓冲存储器Cachel虚拟存储器微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 4.1 概述概述 1.按构成存储器的器件和存储介质分类2.按存取方式分类3.按在微机系统中位置分类 4.1.1 存储器分类存储器分类 1.基本存储单元2.存储体 3.地址择码器 4.片选与读/写控制电路 5.I/O电路6.集电极开路或三态输出缓冲器 7.其他外围电路 4.1.2 存储器系统结构存储器系统结构 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 4.2.1 静态RAM 1.基本存储单元 2.双端口静态RAM 4.2 读写存储器读写存储器RAM 双端口SRAM有下列基本特点：l两个端口有各自独立的地址线，数据输入/输出线以及口选信号，读/写控制，输出使能等信号线。l两个端口共同使用存储单元，统一供电。l允许两个端口同时访问不同的地址单元，但不允许两个端口同时访问同一地址单元。片内有裁决逻辑，任何一个单元，在某一时刻只许个端口访问。当一个端口被访问时，另一端口则被封锁，前者访问操作完成后，才允许后者访问。为此，两个端口各有一个输出标志信号，作为联络信号。3.FIFO存储器 4.2.2 动态动态RAM微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 4.3 只读存储器只读存储器ROM 只读存储器ROM：指在微机系统的在线运行过程中，只能对其进行读操作，而不能进行写操作的一类存储器，在不断发展变化的过程中，ROM器件也产生了掩模ROM、PROM、EPROM、EEPROM等各种不同类型。4.4 存储器芯片与存储器芯片与CPU的连接的连接 1.引言引言2.CPU总线的负载能力总线的负载能力3.CPU的时序和存储器的存取速度之间的配合问的时序和存储器的存取速度之间的配合问题题 4.存储器的地址分配和片选问题存储器的地址分配和片选问题 1）片选控制的译码方法）片选控制的译码方法 l线选法l全译码法 l部分译码法 l混合译码法 2）地址译码电路的设计）地址译码电路的设计 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 4.5 高速缓冲存储器高速缓冲存储器Cache4.5.1 Cache的层次结构优点：l Cache的读写速度几乎能够与CPU进行匹配，所以微机系统的存取速度可以大大提高。l Cache的容量相对主存来说并不是太大，所以整个存储器系统的成本并没有上升很多。图4-7 Cache存储系统基本结构 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 4.5.2 Cache的基本工作原理的基本工作原理4.5.3 Cache的基本操作的基本操作4.5.4 地址映射地址映射1.直接映射直接映射 每个主存块映射到Cache中的一个指定块的方式称为直接映射。2.全相联映射全相联映射 1.读操作读操作 2.写操作写操作 它允许主存中的每一个字块映射到Cache存储器的任何一个字块位置上，也允许从确实已被占满的Cache存储器中替换出任何一个旧字块当访问一个块中的数据时，块地址要与Cache块表中的所有地址标记进行比较以确定是否命中。微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 图4-8 直接映射示意图图4-9 全相联映射示意图 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 3.组相联映射组相联映射 图4-10 组相联映射示意图 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 常用的两种替换策略是：先进先出（FIFO）策略和近期最少使用（LRU）策略。4.5.5 替换策略替换策略 4.5.6 PIII中采用的中采用的Cache技术技术 PentiumIII处理器有两类缓存控制指令。一类是数据据预存取（Prefetch）指令，能够增加从主存到缓存的数据流；另一类是内存流优化处理（Memory Streaming）指令，能够增加从处理器到主存的数据流。微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 4.6 虚拟存储器虚拟存储器4.6.1 主存主存-辅存层次结构辅存层次结构3.6.2 虚拟存储器的基本概念虚拟存储器的基本概念图4-12 主存辅存层次结构 当CPU输出地址码的位数较多，而实际主存容量较小的情况下，微机系统可以将一部分辅存当作主存来使用的机制，就是虚拟存储器系统。1.虚地址和实地址的基本概念及其相互关系虚地址和实地址的基本概念及其相互关系 2.虚拟存储器和虚拟存储器和Cache的异同点的异同点 3.虚拟存储器的几种实现方法虚拟存储器的几种实现方法 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 4.6.3 页式虚拟存储器页式虚拟存储器 页式虚拟存储器的主要优点有：l 地址映射和变换的速度比较快。l 对辅存（磁盘存储器）的管理比较容易。l 主存储器利用率比较高。l 页表相对比较简单。页式虚拟存储器的主要缺点有：l 程序的模块化性能不好。l 页表很长，需要占用很大的存储空间。4.64 段式虚拟存储器段式虚拟存储器 段式虚拟存储器，是以程序的逻辑结构所形成的段（如主程序、子程序、过程、格等）作为主存分配单位的虚拟存储器管理方式的存储器。微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 4.6.5 段页式虚拟存储器段页式虚拟存储器 在段页式虚拟存储器中，程序所使用的多用户虚地址结构如下：图4-15 段页式存储器 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 4.7 虚拟存储器虚拟存储器4.7.1 高速缓冲存储器的特点高速缓冲存储器的特点4.7.2 高速缓冲存储器的体系结构高速缓冲存储器的体系结构1.地址映射方式地址映射方式1)全相联映射方式全相联映射方式2)直接映射方式直接映射方式 3)分组相联映射方式分组相联映射方式 2.地址索引机构地址索引机构 3.置换控制策略置换控制策略 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 第五章第五章中断系统中断系统微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 知识点：知识点：l运行环境l简单编程l帮助系统lIntel x86中断系统l中断控制器Intel8259Al8259A的编程、8259A的级联、8259A的应用举例微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 5.1 输入输出数据传输的控制方式输入输出数据传输的控制方式 1.引言外设的特点包括：l外设通常比较复杂，性能离散性较大，结构方式差异较大，例如，有机械式、电动式等等。l输入/输出信号的类型不同：有数字信号和也模拟信号之分，也有电信号与非电信号之分。l输入/输出信号的速率相差很大。2.输入/输出端口的寻址方式 3.CPU与外设之间所传送的信息类型 程序方式是一种软件控制的方式，它利用输入/输出指令来控制信息的传输。根据程序控制的方法不同，程序方式又可以细分为无条件传送方式和条件传送方式。5.1.2 程序方式程序方式微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 图5-1 无条件传送方式 1.无条件传送方式无条件传送方式 2.条件传送方式条件传送方式 1）输入接口 2）输出接口 3）优先级问题 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 5.1.3 中断方式中断方式 1.为什么要采用中断传送方式为什么要采用中断传送方式 从查询式的传输过程可以看出，它的优点是硬件开销小，使用起来比较简单。2.中断方式下的接口电路中断方式下的接口电路3.中断优先级中断优先级 解决优先级的问题一般可有三种方法：l软件查询法l简单硬件方法l专用硬件方法4.中断响应中断响应 5.中断服务子程序中断服务子程序 图5-11 中断服务子程序 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 5.1.4 DMA（Direct Memory Access）方式图5-12 DMA的工作流程图 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 5.2.1 中断分类与中断类型码中断分类与中断类型码1.中断分类中断分类 5.2 Intel x86微处理器实模式下的中断操作 2.中断类型码中断类型码 5.2.2 中断向量与中断向量表中断向量与中断向量表 l 中断向量：把各个中断服务子程序的入口都称为一个中断向量。l 中断向量表：将这些中断向量按一定的规律排列成一个表，就是所谓的中断向量表。当中断源发出中断请求时，即可查找该表，找出其中断向量，就可转入相应的中断服务子程序。微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 5.2.3 中断响应过程与时序中断响应过程与时序 1.硬件中断的响应过程硬件中断的响应过程 2.硬件中断的时序硬件中断的时序 图5-168086/8088中断响应总线周期 3.软件中断软件中断微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 5.3 5.3 中断控制器中断控制器8259A 8259A 5.3.1 8259A的结构及主要功能的结构及主要功能 1.8259A的性能概述的性能概述 2.8259A的引脚信号和内部结构的引脚信号和内部结构3.8259A的工作过程的工作过程5.3.2 8259A的编程的编程1.8259A的端口地址的端口地址 2.8259A的初始化编程的初始化编程3.8259A的操作编程的操作编程 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 5.3.3 8259A的工作方式小结的工作方式小结2)特殊全嵌套方式特殊全嵌套方式 3)优先级自动循环方式优先级自动循环方式 4)优先级特殊循环方式优先级特殊循环方式 1.优先权的管理方式优先权的管理方式 1)全嵌套方式全嵌套方式 2.中断源的屏蔽方式中断源的屏蔽方式 1)普通屏蔽方式普通屏蔽方式 2)特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式 3.结束中断处理的方式结束中断处理的方式 1)中断自动结束方式中断自动结束方式 2)一般的中断结束方式一般的中断结束方式 3)特殊的中断结束方式特殊的中断结束方式 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 4.系统总线的连接方式系统总线的连接方式 1)缓冲方式2)非缓冲方式5.引入中断请求的方式引入中断请求的方式 1)边沿触发方式 2)电平触发方式 3)中断查询方式 5.3.4 8259A的级联的级联 图5-218259A的级联 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 1.普通级联方式普通级联方式 图5-22 8259A普通级联方式 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 2.缓冲级联方式缓冲级联方式 图5-23 8259A缓冲级联方式 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 3.级联方式下从片中断请求及响应的过程级联方式下从片中断请求及响应的过程 5.3.5 8259A在系统中的应用举例在系统中的应用举例 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 第六章第六章DMA控制器和定时控制器和定时/计数器计数器微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 知识点：知识点：l运行环境l简单编程l帮助系统微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 6.1 DMA控制器控制器Intel8237图6-1DMAC的工作电路 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 1.DMA控制器芯片控制器芯片Intel 8237的性能概述的性能概述 Intel8237是8086/8088微机系统中典型的DMA控制芯片，其性能包括：（1）含有4个独立通道，每个通道有各自独立的地址寄存器和字节数寄存器，但是控制寄存器、状态寄存器是共用的。（2）每个通道的DMA请求可以分别被允许/禁止。（3）每个通道的DMA请求有不同的优先权，有固定优先权和旋转优先权两种模式，可以通过程序进行设置。（4）每个通道的地址寄存器长度为16位，因而DMA一次传送数据的最大长度为64KB字节。（5）Intel8237有4种工作方式，分别为：单字节传送、数据块传送、请求传送、级联方式。（6）允许用输入信号来结束DMA传送或重新初始化。（7）多块Intel8237可以级联，能获得更多的通道。微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 2.Intel8237的内部组成与结构的内部组成与结构 l四个独立的四个独立的DMA通道通道l定时及控制逻辑电路定时及控制逻辑电路l优先级编码逻辑优先级编码逻辑l共用寄存器共用寄存器6.1.2 8237编程结构与工作原理编程结构与工作原理 1.8237的寻址及连接的寻址及连接 2.8237在系统中的典型连接在系统中的典型连接3.8237的初始化的初始化 图6-5 8237的初始化流程 6.1.3 DMAC 8237引脚功能引脚功能 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 6.1.4 8237工作方式工作方式1.单字节传送方式单字节传送方式2.数据块传送数据块传送3.请求传送请求传送4.级联方式级联方式6.1.5 8237的内部寄存器的内部寄存器 1.基地址寄存器基地址寄存器 2.基字节数寄存器基字节数寄存器 3.当前地址寄存器当前地址寄存器 4.当前字节数寄存器当前字节数寄存器 5.地址暂存寄存器和字节数暂存寄存器地址暂存寄存器和字节数暂存寄存器 6.方式寄存器方式寄存器 7.命令寄存器命令寄存器8.请求寄存器请求寄存器 9.屏蔽寄存器屏蔽寄存器 10.状态寄存器状态寄存器 11.暂存寄存器暂存寄存器 12.字节指针触发器字节指针触发器 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 6.1.6 8237A在在PC/XT机中的应用机中的应用 图6-15 74LS670内部逻辑结构 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 6.1.7 8237A在在PC/AT机中的应用机中的应用 尽管8237A芯片只有8条数据线，但用户知道在进行读传送和写传送时，数据并不经过8237A内部，所以在进行16位读/写传送时只需要产生相应的读/写信号和存储器地址信号就行了。6.1.8 8237A的编程举例的编程举例微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 6.2 6.2 定时定时/计数器芯片计数器芯片Intel8253Intel82536.2.1 定时与计数定时与计数 6.2.2 8253结构和工作原理结构和工作原理定时与计数的实现方法 l硬件法l软件法l硬件结合法 Intel8253是8086/8088微机系统常用的定时/计数器芯片，它具有定时与计数两大功能，同类型的定时/计数器芯片还有Intel8254等。1.引脚信号引脚信号 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 2.内部结构内部结构 图6-20 Intel 8254的内部结构 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 3.8253的控制字的控制字 图6-22 Intel 8253的控制字 4.8253在系统中的典型连接在系统中的典型连接微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 6.2.3 8253工作方式工作方式 8253的每个计数器都有6种工作方式可供选择。不同工作方式下，计数器的启动方式、门控信号GATE的作用和OUT端输出波形等都有所不同。1.方式方式0：计数结束产生中断式：计数结束产生中断式2.方式方式1：可重复触发的单稳态触发器：可重复触发的单稳态触发器 3.方式方式2：频率发生器：频率发生器 4.方式方式3：方波发生器：方波发生器 5.方式方式4：软件触发的选通信号发生器：软件触发的选通信号发生器 6.方式方式5：硬件触发选通方式：硬件触发选通方式 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 7.各种工作方式的比较各种工作方式的比较表6-7GATE信号对6种方式的影响 工作方式GATE信号低电平GATE信号下降沿GATE信号上升沿GATE信号高电平OUT引脚输出状态方式0禁止计数暂停计数写入初值后，由WR上升沿开始计数。GATE的上升沿继续计数允许l计数计数过程中输出低电平。计数至0输出高电平方式1不影响计数不影响l计数写入初值后，由GATE的上升沿触发开始计数，或重新开始计数不影响计数输出宽度为n个CLK的低电平（单次）方式2禁止计数停止计数写入初值后，由写信号WR的上升沿开始计数，由GATE的上升沿重新开始计数允许计数输出周期为n个CLK宽度为1个CLK的负脉冲（重复输出）方式3禁止计数停止计数写入初值后，由写信号WR的上升沿开始计数，由GATE的上升沿重新开始计数允许计数输出周期为n个CLK宽度为一个CLK的方波（重复波形）方式4禁止计数停止计数写入初值后，由WR的上升沿开始计数，由GATE 的上升沿重新开始计数允许l计数计数至0，输出宽度为1个CLK的负脉冲（单次）方式5不影响l计数不影响计数写入初值后，由GATE的上升沿触发开始计数或重新开始计数不影响计数计数至0，输出宽度为1个CLK的负脉冲（单次）8.8253的工作方式小结的工作方式小结微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 6.2.48254 编程及应用编程及应用 1.写操作写操作 2.读操作读操作 要读取8254计数器内的值可以通过三种方法实现：一是通过一次简单的读操作，二是通过计数器锁存命令，三是通过读回命令。6.2.5其他定时其他定时/计数芯片计数芯片1.82541.8254在微机系统中的应用在微机系统中的应用2.2.PC/XT机系统的日时钟机系统的日时钟（1）日时钟运行原理）日时钟运行原理 (2)日时钟计时日时钟计时 (3)日时钟定时中断服务程序流程日时钟定时中断服务程序流程 (4)日时钟定时中断程序的修改日时钟定时中断程序的修改 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 第七章第七章接口与并行通信接口与并行通信微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 知识点：知识点：l并行接口与系统的连接并行接口与系统的连接 l8255A的工作方式、编程及应用的工作方式、编程及应用l微机与键盘和显示器的接口及处理方法微机与键盘和显示器的接口及处理方法微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 7.1 I/O接口概述接口概述7.1.1 CPU与与I/O接口接口 外部设备和内部设备通过接口连接起来，构成所称的计算机，接口的功能如下。l寻址能力l输入/输出功能l数据转换功能l联络功能l中断管理l复位l可编程l错误检测l一些接口还可根据具体情况设置其他的检测信息微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 7.1.2I/O接口与系统的连接接口与系统的连接 1.CPU与与I/O设备之间的信息交换设备之间的信息交换2.接口部件的接口部件的I/O端口端口3.接口与系统的连接接口与系统的连接典型的典型的I/O接口和系统总线接图如图接口和系统总线接图如图7-2所示。所示。图7-2典型I/O接口和外部连接逻辑图 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 4.输入输出的寻址方式输入输出的寻址方式 CPU对外设的寻址方式通常有两种：一种是存储器对应输入输出方式。另一种是端口寻址的输入输出方式。7.2.1 并行通信与接口并行通信与接口 7.2.2 8255A编程结构编程结构 l8255A的引脚信号的引脚信号1)面向CPU的信号及功能 2)面向外设的信号及功能 7.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A图7-3 8255A引脚图微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 2.8255A的内部结构的内部结构8255A的内部逻辑结构如图7-4示。图7-4 8255A的内部逻辑结构 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 3.8255A的工作方式的工作方式 7.2.3 8255A编程及应用编程及应用 1.8255A的编程 1)方式命令字方式命令字 方式命令字的格式：2)PC口按位置口按位置/复位命令字复位命令字 PC口按位置/复位命令字格式：微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 2.8255A的应用的应用 1)8255A用于两台微机之间的并行通信用于两台微机之间的并行通信 2)8255A用于用于PC微机与单片机之间的并行通信微机与单片机之间的并行通信 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 第八章第八章串行接口与通信串行接口与通信微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 知识点：知识点：l串行接口与通信串行接口与通信l通信规程和标准通信规程和标准l可编程芯片可编程芯片8251A的特点以及应用的特点以及应用 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 8.1 串行接口与通信概述串行接口与通信概述 8.1.1 串行通信接口串行通信接口 串行通信就是指用串行传输的方式来完成的通信。串行传输是在一条通信线路上把要传输的数据以二进制位一位一位地顺序地发送到接收端，由接收端再组装成相应的数据。1.通用串行接口通用串行接口USB和和1394接口接口 2.串行通信接口的基本功能串行通信接口的基本功能 l进行串进行串并转换并转换l实现数据格式化实现数据格式化 l控制数据传输速率控制数据传输速率l进行错误检测进行错误检测 l进行进行TTL与与EIA电平转换电平转换l提供符合提供符合EIA-RS-232C接口标准所要求的信号线接口标准所要求的信号线微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 3.串行通信中的同步串行通信中的同步 串行通信中有异步方式和同步方式两类。4.串行数据传送方向串行数据传送方向（a）单工方式 （b）半双工方式 （c）全双工方式 图8-1 数据传送方式5.数字数据编码技术数字数据编码技术 1)数字数据的数字编码技术数字数据的数字编码技术2)数字数据的模拟编码技术数字数据的模拟编码技术 l基带传输方式 l频带传输方式 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 6.传输速率与传输距离传输速率与传输距离 7.传输差错控制传输差错控制 串行数据在传输过程中，由于干扰而引起误码是难免的，这将直接影响通信系统的可靠性，所以，通信中的差错控制能力是衡量一个通信系统的重要指标。l反馈重传纠错（ARQ，Automatic Request for Repeat）l前向纠错（FEC，Forward Error Correcting）l混合纠错（HEC，Hybrid Error Correcting）l常用的检错和纠错方法 l方阵码检错 l循环冗余码（CRC）检错和自动纠错 8.串行传输器的环测问题串行传输器的环测问题 为了正确地完成通信任务，通信线路（含数字通信线路）往往需要提供故障测试方式，一般需要提供两种环测方式：本地环测和远程环测。微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 8.1.2 串行通信规程串行通信规程 当前较为广泛采用的串行通信协议有两类：起止式异步通信协议和同步通信协议。同步通信协议又有面向字符（Character-Oriented）的同步通信协议和面向比特（Bit-Oriented）的同步通信协议等各种同步通信协议.1.起止式异步通信协议的数据格式起止式异步通信协议的数据格式 图8-5 起止式异步通信的数据帧格式 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 2.同步通信协议的数据格式同步通信协议的数据格式 同步通信是以一个帧为传输单位，每个帧中包含有多个字符。图8-6 同步通信的数据格式 1)面向字符的同步通信协议的数据格式 2)面向比特的同步通信协议的数据格式 8.1.3 通信总线标准通信总线标准 1.RS-232C接口标准 图8-7 RS-232C标准通信原理 微型计算机原理与常用接口技术微型计算机原理与常用接口技术china_ 2.RS-449接口标准接口标准 3.RS-423A接口标准接口标准 4.RS-422A接口标准接口标准 5.RS