《東南大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院微機(jī)系統(tǒng)與接口教學(xué)課件第一章2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《東南大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院微機(jī)系統(tǒng)與接口教學(xué)課件第一章2（38頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,東南大學(xué),微機(jī)系統(tǒng)與接口,微機(jī)系統(tǒng)與接口,Microcomputer Systems and Interface,第1章 微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)（續(xù)）,上一講：,數(shù)制、,無符號數(shù)、,有符號數(shù),（原碼、反碼和補(bǔ)碼）、,二進(jìn)制編碼、,定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)、,微型計(jì)算機(jī)及其發(fā)展、,微機(jī)系統(tǒng)組成,（,CPU+MEMERY +I/O,接口,）,1,微機(jī)系統(tǒng)與接口Microcomputer Systems,數(shù)據(jù)在內(nèi)存的存儲方式,雙字,384A157EH（雙字）,4AH,ABH,89H,7EH,15H,4AH,38H,72H,C9H,

2、EDH,65H,0000H,0001H,0002H,0003H,0004H,0005H,0006H,0007H,0008H,0009H,000AH,000BH,000CH,000DH,157EH（字）,4AH(字節(jié)),字節(jié)地址,89ABH,（字),字地址,65EDC972384A157EH(四字）,四字地址,字地址,要點(diǎn)1：低地址放低字節(jié),高地址放高字節(jié),2,數(shù)據(jù)在內(nèi)存的存儲方式雙字384A157EH（雙字）4AHAB,硬件組成之三輸入輸出接口,I/O Device/Interface,MPU,信息來源,/,輸出目標(biāo)（程序、數(shù)據(jù)、測控信息,）-接口電路,外設(shè)：標(biāo)準(zhǔn)：,KB,Point devi

3、ce(MOUSE,、,Tracking Ball,、,Touch screen.),非標(biāo)：,SCANNER,Digitalizer,Digital Camera,ZIP,Video Camera,ADC,DI,CRT,、,Printer,、,Plotter DAC,DO,FDC/HDD/CD-ROM/R/RW/DVD,，,Tape,net-adaptor,SB,Microphone/SPK,特點(diǎn)：多樣性，信息多樣，速度慢：接口電路,-I/O Adaptor(,適配器,),，非/智能化,3,硬件組成之三輸入輸出接口I/O Device/Interfa,硬件組成之三,部分關(guān)系,微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)示意

4、圖,存,儲,器,I/O,接,口,輸,入,設(shè),備,I/O,接,口,數(shù)據(jù)總線 DB,控制總線 CB,地址總線 AB,輸,出,設(shè),備,CPU,4,硬件組成之三部分關(guān)系微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖 存I/O輸I/,總線-微機(jī)系統(tǒng)各部件相連,BUS,一組性質(zhì)相似的各部件共用的信息線的集合，正常情況下（通常）,每一時(shí)刻,只能有一對設(shè)備使用總線,傳輸信息,-基帶。,總線控制,三態(tài)緩沖器,I/O總線的作用是通過,公用,的信號線可把計(jì)算機(jī)或測控系統(tǒng)中的各種設(shè)備聯(lián)成一體，以便進(jìn)行彼此之間的信息交換。采用總線技術(shù)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用和維護(hù)上具有很多優(yōu)越性。,5,總線-微機(jī)系統(tǒng)各部件相連BUS 一組性質(zhì)相似的各部件共,微

5、型計(jì)算機(jī)分類,體系,Von NeuMANN /Harvard(,外,MEM,可流水線作業(yè),),功能結(jié)構(gòu),單,/,多片機(jī)/,(MCU/MPU),；,組裝方式,單,/,多板機(jī)；,TP801,使用方式,DESKTOP/LAPTOP/NOTEBOOK,（便攜式）,-Mobile MP,安裝使用,非,（可重裝入）,/,嵌入式,（,EMBBEDED,）,指令,CISC/RISC,內(nèi)核,(標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核),多核，軟核,專用/通用MPU,DSP,，MCU,6,微型計(jì)算機(jī)分類 體系 6,8086/8088微處理器,INTEL公司78年推出（79年推出8088）,4萬多個(gè)晶體管(8088為2.9萬個(gè)晶體管),時(shí)鐘頻率4

6、.77MHZ,數(shù)據(jù)線16位（8088的數(shù)據(jù)線8位）,地址線20位,40腳DIP封裝,81年IBM推出Personal Computer,（個(gè)人計(jì)算機(jī)、微機(jī),）PC,Intel Architecture(IA)-16,7,8086/8088微處理器INTEL公司78年推出（79年推,IBM PC&PC/XT（20年前產(chǎn)品）,可以重復(fù)加載運(yùn)行各種應(yīng)用軟件的個(gè)人計(jì)算機(jī)：,多板結(jié)構(gòu),1,系統(tǒng)板,+I/O,選卡-基于中大規(guī)模,IC,P:8088(80C88)/8087,82XX芯片組,chipset,82C88,總線控制器,BUS Controller,8284 Clock Generator&Driv

7、er,2,ROM-,基本系統(tǒng)程序,3.RAM-,中間數(shù)據(jù),/,應(yīng)用程序,4,I/O,接口電路：,Speaker/KB,5.I/O expanding slots:62,腳：,PC-5 XT-8,8,IBM PC&PC/XT（20年前產(chǎn)品）可以重復(fù)加載運(yùn)行各,微處理器的基本結(jié)構(gòu),基本組成,算術(shù)邏輯單元（運(yùn)算器）,寄存器組,指令處理單元（控制器）,內(nèi)部數(shù)據(jù)總線,控制總線,數(shù)據(jù)總線,地址總線,暫存器,累加器,ALU,標(biāo)志寄存器,指,令,寄,存,指,令,譯,碼,時(shí)序,和,控制,邏輯,通 用,寄存器組,地 址,寄存器組,地址總線,控制,數(shù)據(jù)總線,控制,9,微處理器的基本結(jié)構(gòu)基本組成內(nèi)部數(shù)據(jù)總線控制總線數(shù)

8、據(jù)總線地址總,IA-16,微機(jī),系統(tǒng)結(jié)構(gòu),指令：算邏運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、I/O、跳轉(zhuǎn)、系統(tǒng)操作等,執(zhí)行方式：串行、流水線（深度EUBIU 兩級）,取指、執(zhí)行、取指、執(zhí)行。,SCLK,圖1.7,微機(jī)外部結(jié)構(gòu)框圖,10,IA-16微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指令：算邏運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、I/O、跳轉(zhuǎn),IA-16微處理器（Intel 8086/8088）,AH AL,BH BL,CH CL,DH DL,SP,BP,DI,SI,通 用 寄 存 器,AX,BX,CX,DX,ALU數(shù)據(jù)總線（16位）,運(yùn)算寄存器,ALU,標(biāo)志寄存器,EU 控制系統(tǒng),執(zhí)行單元EU,CS,DS,SS,ES,IP,內(nèi)部暫存器,1 2 3 4 5 6,數(shù)

9、據(jù)總線,8088:8位,8086:16位,總線控制邏輯,地址總線,20位,指令隊(duì)列,8088,8086,Q總線,（8位）,指令指針,段寄存器,外部,總線,總線接口,單元BIU,SCLK,圖1.9 功能結(jié)構(gòu),11,IA-16微處理器（Intel 8086/8088）AH,8086/8088流水工作過程,指令隊(duì)列,總線接口單元BIU,MPU,執(zhí)行單元,時(shí)間,等待 執(zhí)行1 執(zhí)行2 執(zhí)行3 。,1 2 23 3 34 45,取指 取指 取指 取數(shù) 取指,.,與BIU有關(guān)的指令執(zhí)行,指令的執(zhí)行過程：,1000:100,MOV AX,0064H,;B8 64 00,1000:103,ADD AX,100H

10、,;,05 00 01,1000:105,MOV 2000H,AX,;,F3 00 20,要點(diǎn)2：取指、執(zhí)行重疊并行（指令流水線）,12,8086/8088流水工作過程指令隊(duì)列MPU時(shí)間 等待,8088指令執(zhí)行過程（結(jié)構(gòu)為8086),13,8088指令執(zhí)行過程（結(jié)構(gòu)為8086)13,8086/8088的內(nèi)部寄存器(Registers),14個(gè)16位寄存器：8通用寄存器/4段/2控制寄存器,棧操作：,16位,圖1.10,ADD AX，100，MOV BH，1000,SUB DX，BX,JC 1000,MOV CS:SI,AL,14,8086/8088的內(nèi)部寄存器(Registers)14個(gè)1,通

11、用寄存器(Register)功能,AX,，,BX,，,CX,，,DX,，,(16),AH,，,AL,，,BH,，,BL,，,CH,，,CL,，,DH,，,DL,（,8,）,習(xí)慣：,AX,累加器,Accumulator)/BX,基址,R/CX(Count),計(jì)數(shù),R,循環(huán),-,串操作,/DX,數(shù)據(jù),R,（,Data,），,I/O port,雙字除（,H16,）；,SP,，,BP,：,Stack Pointer R,Base Pointer,基址,指針,R,數(shù)據(jù),/Pointer,SI,，,DI,變址,R,（,Source Index R,Destination Index R,）-,指針作用,例

12、：REP MOVSB,指令、數(shù)據(jù)存儲地址,15,通用寄存器(Register)功能AX，BX，CX，DX，,段寄存器功能,段寄存器,Segment Register,CS,SS,DS,ES,Code,Stack,Data,Extra(,附加段,)R=Segment Base Address,16,段寄存器功能段寄存器Segment Register CS,段寄存器功能,段寄存器,Segment Register,CS,SS,DS,ES,Code,Stack,Data,Extra(,附加段,)R=Segment Base Address,存儲器的分段結(jié)構(gòu),內(nèi)存中存放三類信息：代碼（指令操作碼）、

13、數(shù)據(jù)（程序加工對象）、堆棧（臨時(shí)保存返回地址和中間結(jié)果），各自存放一定區(qū)域。,段基地址,(,Segment Base Address):這些存儲區(qū)域的起始地址。,段寄存器用來存放段基地址。,17,段寄存器功能段寄存器Segment Register CS,段寄存器功能,存儲器的分段結(jié)構(gòu),8086/8088存儲器管理：地址總線20 位,1MB,只能處理16位地址信息,以64KB單位分段，,物理地址,PA，,段基地址,SA，,偏移地址,EA（OFFSET）；（SA，EA邏輯地址）關(guān)系：PA=SA*16+EA,邏輯地址：段基+偏移,段基地址,默認(rèn)段寄存器,Code：CS，Stack：SS，Data：

14、DS，Extra:ES,書P20,偏移地址,-尋址方式,18,段寄存器功能存儲器的分段結(jié)構(gòu)段基地址默認(rèn)段寄存器Code：,訪問存儲器類型,約定段寄存器,偏移量,物理地址,取指令,CS,IP,CS*16+IP,堆棧操作,SS,SP,SS*16+SP,訪問變量,DS,偏移量,DS*16+偏,源字符串,DS,SI,DS*16+SI,目的字符串,ES,DI,ES*16+DI,以BP為基址R,SS,偏移量,SS*16+偏,訪問存儲器類型與邏輯地址來源關(guān)系,19,訪問存儲器類型約定段寄存器偏移量物理地址取指令CSIPCS*,例：MOV AX，2000H,默認(rèn)：MOV AX，,DS:,2000H,邏輯地址：

15、(DS)=4000H,偏移量=2000H,物理地址：40000H*16+2000H=42000H,例：,CS:,代碼段的段基地址,IP:,總是下一條要取的指令在當(dāng)前代碼段中的偏移量,下一條指令的物理地址：CS*16+IP,段寄存器功能,20,例：MOV AX，2000H例：段寄存器功能20,控制寄存器,控制寄存器：,IP,（Instruction Pointer-預(yù)取指令的偏移地址）,FLAGS,標(biāo)志（6狀態(tài)/3控制-8088/86定義9位）,程序控制標(biāo)志位(3),六個(gè)算術(shù)和邏輯運(yùn)算結(jié)果特征(6),奇偶位,1,偶,借進(jìn)位,半進(jìn)位,溢出標(biāo)志,跟蹤,符號位,零標(biāo)志位,中斷允許,1,方向,當(dāng)算術(shù)運(yùn)算

16、的結(jié)果超出了帶符號數(shù)的范圍，即溢出時(shí)，,OF=1,，否則,OF,0,。,8,位帶符號數(shù)范圍是一,128,127,，,16,位帶符號數(shù)的范圍是,-32768,32767,。,21,控制寄存器控制寄存器：程序控制標(biāo)志位(3)六個(gè)算術(shù)和邏輯運(yùn),標(biāo)志狀態(tài)寄存器Flags(位),CF,進(jìn)位標(biāo)志位,當(dāng)進(jìn)行加法或減法運(yùn)算時(shí)，若最高位發(fā)生進(jìn)位或借位則,CF,1,，否則,CF,0,。,PF,奇偶標(biāo)志位,當(dāng)邏輯運(yùn)算結(jié)果中“,1,”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí),PF,1,，為奇數(shù)時(shí),PF=0,。,AF,輔助進(jìn)位位,在,8,（,l6,）位加減法操作中，低,4,位向高,4,位有進(jìn)位、借位發(fā)生,ZF,零標(biāo)志位,當(dāng)運(yùn)算結(jié)果為零時(shí),ZF,1,，否則,ZF,0,。,SF,符號標(biāo)志位,對于帶符號數(shù)，,當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的最高位,MSB,為,1,時(shí),SF=1,，否則,SF=0,。,OF,溢出標(biāo)志位,當(dāng)算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果超出了帶符號數(shù)的范圍，即溢出時(shí)，,OF=1,，否則,OF,0,。,8,位/,16,位帶符號數(shù)范圍,例:XXXX1010 11X0X1X1,22,標(biāo)志狀態(tài)寄存器Flags(位)CF進(jìn)位標(biāo)志位 當(dāng)進(jìn)行加法,標(biāo)志控制寄存器Flags(位),