汇编语言及接口技术复习提纲

汇编语言及微机接口复习提纲

一、80x86微处理器

1、 8086/8088CPU的结构

8086是内部数据总线与外部数据总线都是16位的微处理器，8088的内部结构和指令功能与8086完全相同，只是其外部数据总线是8位的。8086的地址总线为20位，可直接寻址1MB的内存空间和64KB的I/O端口。

8086CPU从功能上分为执行部件EU（EXECUTION UNIT）和总线接口部件BIU（BUS INTERFACE UNIT）

1）执行部件（EU）

执行部件EU由8个16位的通用寄存器（AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP）、1个16位的标志寄存器，16位的算术逻辑单元ALU及EU控制电路组成。EU的功能是执行指令。EU从指令队列取出指令代码，并在ALU中进行计算，运算结果的特征保存在标志寄存器F中。

AX、BX、CX、DX既可作为4个16位寄存器，又可拆分为8个独立的8位寄存器使用，高8位寄存器为AH、BH、CH、DH，低8位寄存器为AL、BL、CL、DL。 F是16位的标志寄存器，但只用其中9位，这9位包括6个状态标志位（ZF、CF、OF、PF、AF、SF）和3个控制标志位（TF、IF、DF）。

2）总线接口部件BIU

总线接口部件BIU包括4个16位的段寄存器CS、SS、DS、ES，1个16位的指令指针寄存器IP、6个字节先入先出的指令队列（8088为4个字节）、总线控制逻辑及计算20位物理地址的地址加法器。

BIU的功能是负责CPU与存储器、输入输出端口传送信息，包括取指令和从存储器或I/O端口存取操作数，前者发生在每一条指令执行之前，后者发生在某些指令的执行过程中。

指令队列的存在使8086/8088的EU和BIU并行工作，从而减少CPU为取指令而等待的时间，提高了CPU的利用率，加快了整机的运行速度，另外也降低了对存储器存取速度的要求，这种技术叫并行技术。

地址加法器按物理地址=（CS）（或（DS）、（ES）、（SS））×16+偏移地址来产生访存的20位物理地址，寻址1MB的内存空间。CS:IP

2． 存储器结构及时序 1）存储单元的地址和内容

微机系统的存储器以字节为单位存储信息。为了正确地存放或取得信息，给每一个字节单元一个编号，称为存储单元的物理地址。

8086/8088有20根地址线，直接可寻址的地址空间为220=1M字节，按00000～FFFFFH进行编址。

在微机系统中，当存放的内容超过8位时，如16位的字、32位的双字，其以字节为单位，从低到高依次存放，即低位占据低地址、高位占据高地址，并用低位地址来表示。因此，同一个地址既可看作字节单元的地址，又可看作字单元、双字单元的地址。 2）存储器的分段

8086/8088系统中，CPU直接可寻址的存储器空间达到1M字节，要对整个存储器空间寻址，需要20位长的地址码，而8086内部的数据结构是16位，ALU不能进行20位的地址运算，为此，8086/8088采用了存储器地址分段的办法。分段以后，存储单元的物理地址=段首地址+偏移地址。分段的两个原则：

① 每一段最大为64KB，故偏移量为0000~FFFFH。

② 每一段必须起始于低4位地址为0的单元，段地址寄存器只取段首地址的高16位

的值进行保存，将低四位省略，此时存储单元的物理地址为：

物理地址=（段基址）×16+偏移地址。 段基址和偏移量为存储单元的逻辑地址，一个存储单元可以对应多个逻辑地址，但只有一个物理地址。程序以逻辑地址进行编址。

3．8086/8088引脚信号和工作模式 1）最小和最大两种工作模式

8086/8088工作模式，由引脚MN/MX控制，高电平（接电源）选择最小工作模式，低电平（接地）选择最大工作模式。最小模式构成单处理器系统，由8086/8088CPU提供全部控制信号；最大模式构成多处理器系统，由总线控制器8288译码主处理器CPU或协处理器8087送来的状态信号S2、S1、S0产生相应的总线控制信号。

2）8086/8088引脚信号：

（1）AD15～AD0（Address Data Bus）：地址／数据分时复用引脚。 （2）A19/S6～A16/S3(Address／Status)：地址／状态分时复用引脚。 （3）BHE/S7(Bus High Enable／Status)：高8位数据总线允许／状态分时共用引脚。 8086系统的内存储器一般分为两个体，即偶地址体和奇地址体，系统的低8位数据线D7～D0接偶地址体的8根数据线，高8位数据线D15～D8接奇地址体的8根数据线，由A0和BHE组合选择传送的位数。

（4）CLK(Clock)：时钟输入信号。 （5）RD（Read）：读信号，输出、三态、低电平有效。

（6）READY(Ready) ：输入、高电平有效。当其为“1”电平时，表示内存／外设读或写操作完成。 T1T2T3nTWT4

（7）INTR(Interrupt Request)：可屏蔽中断请求信号，输入、高电平有效。

（8）NMI(Non-Maskable Interrupt)：不可屏蔽中断请求信号，输入、上升沿触发。 （9）RESET(Reset)：复位信号，输入、高电平有效。 （10）TEST：测试信号，输入、低电平有效。 3）最小工作模式信号

⑴ INTA (Interrupt Acknowledge)：中断响应信号，输出、低电平有效。 ⑵ ALE(Address Latch Enable)：地址锁存信号，输出，下降沿有效。 ⑶ DEN（Data Enable）：数据允许信号，输出，低电平有效。 ⑷ DT/R（Data Transmit/Receiver）：数据收发信号，输出，三态。 ⑸ M/IO：存储器和I/O设备选择信号，输出。 ⑹ WR：写命令，输出，三态，低电平有效。 ⑺ HOLD（Hold Request）：总线保持请求信号，输入，高电平有效。 ⑻ HLDA（Hold Acknowledge）：总线保持响应信号，输出，高电平有效。

8086在最小模式下的典型配置由时钟发生器、地址锁存器、总线驱动器构成。时钟发生器用于产生CPU工作的时间基准信号，地址锁存器（3片）用于锁存丢失的地址信号，总线驱动器（2片）用于增大数据总线的驱动能力。

4）最大工作模式信号

（1）QS1、QS0(Queue Status)：指令队列状态信号，输出。

（2）S2、S1、S0(Bus Cycle Status)：总线周期状态信号，输出、三态。 地址线和数据线，存储器空间的分段，存储单元地址的形成； （3）LOCK：总线锁定信号，输出、三态、低电平有效。 （4）RQ/GT1、RQ/GT0：（Request／Grant）：总线请求(输入)／响应(输出)信号，双向、低电平有效。

8086在最大模式下的典型配置则在最小模式的基础上增加了一片总线控制器8288和总线仲裁控制器8289，前者用于产生总线操作的控制信号，后者用于仲裁多个协处理器发出的总线请求。

4 8086/8088CPU的主要操作功能 1）复位操作

RESET引脚加一个至少维持4个时钟周期的高电平时，引发复位操作。复位时，CPU内部的指令队列、F被清零，CS=FFFFH，IP=0000H，所有的三态输出线进入高阻态，非三态线进入无效态，直到RESET信号回到低电平为止。此时CPU从FFFF0H单元开始执行程序。一般在FFFF0H处安排一条无条件转移指令，从而转移到系统程序的入口，即启动后自动进入系统程序。

2）总线操作

8086/8088通过总线与存储器或外设进行一次数据通讯称为总线操作，总线操作所需的时间为总线周期，在8086/8088中，其基本总线周期由4个时钟周期组成，称为T1、T2、T3、nTw、T4。

（1） 最小模式下的总线操作

在T1状态，8086由A19～A16、AD15～AD0输出20位地址A19～A0，ALE地址锁存信号有效，将20位地址锁存到外部的地址锁存器，如果使用高8位数据线，则BHE信号有效。M/IO、DT/R输出与操作相对应的信号。

在T2状态，8086开始执行数据传送操作，RD或WR有效，此时8086内部的多路转换开关将地址/数据线AD15～AD0上的地址信号A15～A0撤消，在写操作时立即切换成数据信号D15～D0，为写数据作准备；在读操作时AD15～AD0呈高阻态。

在T3状态，8086/8088采样READY线上输入的信号。如果READY信号为高电平，则表明内存或I/O端口的读写操作已完成，进入T4，否则在T3结束后插入一个等待状态Tw。并继续对READY信号采样，只要READY为低电平，再插入一个等待状态，直至采样到READY为高电平为止。

在T4状态，8086/8088结束总线周期，各控制线和状态线进入无效态，准备执行下一个总线周期。

（2） 最大模式下的总线操作

与最小模式不同的是T1状态，CPU除了由A19～A16、AD15～AD0输出20位地址A19～A0外，还输出S0~S2的控制信号给8088总线控制器，由8288发出ALE、DT/R、DEN信号；T2状态，由8288输出读写控制信号MEMR、IOR、MEMW、IOW。

3）总线请求与响应操作

当一个系统中有多个总线主控模块时（如处理器或DMA），CPU以外的总线主控模块为了获得对总线的控制，需要向CPU发出总线请求总线HOLD；如果CPU允许让出总线，就会发出总线请求响应信号HLDA，将总线控制权让给发出总线请求的设备，直到发出总线请求的设备撤消了HOLD信号，CPU才恢复对总线的控制权。

二、指令系统

1． 七种寻址方式，参见习题3.3

2． 指令的格式对错，参见习题 3.15

3． 熟悉指令:数据传送指令，加减运算指令，串操作指令、CALL 指令（3.5）、循环

指令，IN/OUT 指令，DOS中断系统调用INT 21H的使用，熟悉汇编语言程序框架和上机过程、调试方法 三、存储器系统

1、存储器系统的分类：RAM、ROM的分类、地址线和数据线数目的确定、3：8译码

器的使用,位扩展与字扩展

2、存储器系统的设计,见习题5.11 四、I/O及中断系统

1． 接口的概念及功能，内部的三种端口，I/O端口的两种编址方式及其特点

2． 三种传送方式及其各自的特点，查询方式的编程，复习8251串行通讯实验程序 3．8086系统的中断分类、响应过程、中断矢量的概念、中断控制器8259A的内部结构、工作原理和级联、中断矢量的初始化、8259A的开关中断的编制。复习8259中断控制器实验。

五、接口技术及应用：

1．定时器/计数器8253A的结构、工作方式、及初始化编程：方式字和初值的计算。复习LED显示器实验

2．并行接口8255的内部结构、工作方式及应用；8255的方式字和PC口的置/复位字。复习8255并行口实验

3．串行通讯的分类、数据格式、波特率、收发时钟频率的计算、RS232电平与TTL电平的差别及优点。复习8251串行通讯实验。

4．键盘和LED显示器：掌握二种键盘扫描方式（行扫描、行反转）、二种LED显示方式（静态、动态）原理、优缺点、适用场合、线路和驱动程序设计。复习8255并行口、LED显示器实验

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