【微机原理】期末复习

第一章：微型计算机基础概论

微型计算机原理

1.存储程序原理：每台计算机都拥有各种类型的机器指令，这些指令按照一定的规则存放在存储器中，在中央控制系统的统一控制下，按一定顺序依次取出执行，这就是冯诺依曼计算机的核心原理。
2.3+1结构：CPU+存储器+I/O接口 +软件（+总线）

微型计算机的分类和特点

PC：方便应用而设计的
单片机：方便接口应用（控制IO）

数制及编码

1.为什么有16进制?
答：为了阅读和书写方便，因为比二进制短。且1位十六进制数恰好可用4位二进制数来表示，且他们之间的关系是唯一的。

2.BCD码
-压缩BCD码：每4位表示一个数
-非压缩BCD码：高4位为0，低四位有效

3.ASCII码
字符0-9：30H-39H（二进制数转换成字符：+30H即可，如原来是数值0，+30H后变成30H，变成字符0）
字符A-Z：41H-5AH
字符a-z：61H-7AH
最高位：奇偶校验位（所有位中1的个数为偶，则为偶校验）
注意：16进制中，9到A之间间隔着一定距离，编码转换时（二进制值转换成字符）要注意+30H以后还要+7

无符号二进制数的运算（算数和逻辑）

1.乘法
二进制乘法可分解为如下步骤：
①将两个数一个作为被乘数，一个作为乘数
②逐位相乘，如果当前乘数位为1，则加被乘数到中间结果去。为0则不加。
③将被乘数左移1位。继续循环执行步骤②

所以可将乘法转换为加法和移位。

	表示范围	溢出标志
一个字节	0-255	C7=1（最高位有进位）
一个字（2B）	0-65535	C15=1

有符号数

1.不能用原码计算，必须用补码
2.
机器数：符号数值化了的数
机器数的真值：原来的数值
有符号数：符号位+数值部分
原码、反码、补码中，符号位表示方法都一样，正数为0，负数为1

	求法（对于负数来说）	表示范围
原码	符号位（1）+数值部分	-127-+127
反码	求法1：符号位为1+数值部分为原数真值的按位取反 求法2：对应正数的原码全部按位取反	-127-+127
补码	反码+1	-128-+127

3.补码中
1000 0000：-128
1000 0000 0000 0000：-32768

4.补码求补→真值（该负数的绝对值）

5.有符号数溢出：C7⊕C6=1

第二章 ：微处理器与总线

8086与8088区别

	8086	8088（讲授以此为主）
数据总线	16位	8位
IO/Memory	M/IO(低电平有效）	IO/M（低电平有效）
流水线	6Bytes	4Bytes

8088CPU结构

• 执行单元EU
  功能：执行指令、分析指令（指令译码）、暂存中间运算结果、并保留结果特征
  包括：
  • 算数逻辑单元（运算器）ALU
  • 通用寄存器
  • 标志寄存器
  • EU控制电路
    
    
• 总线接口单元BIU
  功能：负责CPU与存储器、I/O接口之间的信息传送。
  包括：
  • 段寄存器
  • 指令指针寄存器
  • 指令队列
  • 地址加法器
  • 总线控制逻辑

8088存储器

20根地址线，可寻址1MB空间

8088工作时序

一条指令的执行需要若干总线周期，而一个总线周期又由若干时钟周期构成。

总线周期：通过总线进行一次读或写的过程。正常8088总线周期，至少有4个时钟周期。T1输出地址信号，同时ALE有效。T3时，检查ready信号是否有效，如果为低电平，则插入一个等待时钟周期。并且在等待时钟周期的开始时刻，还要检查ready状态，若仍未低电平，则继续插入等待时钟周期。CPU在T4开始时刻读数据或者T2开始写数据持续到T4

寄存器

1.总数：8+6=14个 8个通用寄存器+6个专用寄存器
2.标志寄存器有9位：ODSZAPC+TF

	0	1
CF进位标志		最高位有进（借）位
PF奇偶标志		低8位中1的个数为偶数
AF辅助进位		D3向D4有进位或者借位
ZF零标志		运算结果为0
SF符号标志		最高位为1
OF溢出标志		超出了带符号数的范围
IF中断允许标志		可以响应可屏蔽中断

第三章：8088指令系统

操作数类型

• 立即数操作数：常数
• 寄存器操作数：寄存器
• 存储器操作数：给出偏移地址

8种寻址方式

	定义	例子
立即寻址	作为指令一部分，紧跟在指令操作码之后	MOV AX,3102H
直接寻址	数据存放在内存中，直接给出偏移地址	MOV AX,[3102H]
寄存器寻址	操作数为CPU内部寄存器	MOV SI,AX
寄存器间接寻址	寄存器的内容为操作数的偏移地址 只能是SI（DS）、DI、BX、BP（SS段）	MOV AX,[SI]
寄存器相对寻址	偏移地址为间址寄存器内容+位移量	MOV AX,DATA[BX]
基址-变址寻址	偏移地址为基址寄存器（BX、BP）+变址寄存器（SI+DI）	MOV AX,[BX][SI]
基址-变址-相对寻址	基址+变址+位移量	MOV AX,5[DI][BX]
隐含寻址	操作数隐含在指令码中	DAA

汇编指令

	作用	备注
MOV
PUSH	压栈	SP=SP-2 高八位=[SP+1] 低八位=[SP]
POP	出栈	高八位=[SP+1] 低八位=[SP] SP=SP+2
XCHG	交换
IN/OUT	对IO进行读写	数据必须放入AL/AX中 8位地址写立即数，16位放到DX
LEA	取偏移地址
ADD
ADC
INC
SUB
SBB
DEC
CMP	CMP OPRD1,OPRD2	OPRD1-OPRD2
DAA	压缩BCD码的调整	操作数为AL
TEST	做“与”运算，仅影响标志位
ROL	循环左移	最高位移入同时还移入CF，移位次数放在CL
JMP	跳转	低字内容IP，高字内容CS
LOOP	循环	次数放在CX中，每次判断时，CX–，在判断是否不等于0
CALL	调用子程序	自动将下一条指令的地址压入堆栈
INT n	产生软件中断	先把标志寄存器内容压入堆栈；IF=0；TF=0；先压入CS，再压入IP。AH放入功能号
IRET	中断返回	先弹出IP、再弹出CS、后弹出flags

第五章：存储器系统

分类

• 随机存取存储器RAM：可以随机进行读写操作，掉电后信息会丢失。

• 只读存储器ROM：掉电后不会丢失所存储的内容，可随机进行读操作，但不能写入或只能有条件编程写入，常用于存放一些相对不变的数据。

• 静态读写存储器SRAM：存储元为双稳态触发器

• 动态读写存储器DRAM：存储元为电容，但电容会漏电。

• EPROM：erasable programable：紫外线照射20min左右擦除。若检查出写入数据有错，则应全部擦冲，再重新写入。