微机原理第十三章

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《微机原理与接口技术》课程标准

炎黄技工学校《微机原理与接口技术》教学大纲理论课时36实践课时36总课时72考核形式考查编写时间2022-03编写人审核人机电信息工程系计算机技术教研室编《微机原理与接口技术》课程标准课程名称：微机原理与接口技术适用专业：计算机网络应用课程学分：4学分计划学时：72学时一、课程概述１、课程性质与任务本课《微机原理与接口技术》是计算机专业的一门重要的专业课，它的前续课程有《电子技术基础》、《电路原理》通过本课程的学习，为后续课程《微机控制技术》打下良好的基础。

同时与毕业设计密切相关，为它提供了硬件和软件的基础。

本课程介绍了微型计算机原理及组成结构、微机接口的有关基本知识和实用技术、常用微机接口芯片的使用方法。

２、课程基本理念结合我们学生的实际情况，在平时的教与学中主要遵循以下的理念：（1）将专业课的学习与基础理论衔接，指导学生有针对性地预习；（2）帮助学生形成强烈兴趣；（3）指导学生了解课程教学目的，教师结合教学大纲和自己对课程的把握情况，阐明《微机原理与接口技术》的课程特点；（4）培养学生良好的学习习惯。

３、课程设计思路1、总体设计原则与思路:按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体的模块化专业设计课程体系”的总体设计要求，该门课程以形成电机与变压器的原理与性能指标、运行调试及维护维修等能力为基本目标，彻底打破学科课程的设计思路，紧紧围铙工作任务完成的需求来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学生的就业能力。

2课程设计依据与评价方法:学习项目选取的基本依据是该门课程涉及的工作领域和工作任务范围，但在具体设计过程中，以自动化专业学生的就业为向导，根据行业专家对自动化专业所涵盖的的岗位群体进行的任务和职业能力分析，同时遵循中等职业学校学生的认识规律，紧密集合职业资格证书中相关考核内容，确定本课程的工作任务模块和课程内容。

《微机原理及应用》教材课后习题参考答案

《80X86/Pentium微型计算机原理及应用》教材课后习题参考答案第三章3-5(1)MOV SI, 2100H 源：立即数；目标：寄存器(2)MOV CX, DISP[BX] 源：基址，EA=BX+DISP，PA=DS×16+BX+DISP；目标：寄存器(3)源：寄存器；目标：寄存器间接寻址EA=SI，PA=DS×16+SI(4)源：基址加变址，EA=BX+SI，PA=DS×16+BX+SI；目标：寄存器(5)源：寄存器；目标：寄存器(6)源：基址，EA=BX+10H，PA= DS×16+BX+10H；目标：寄存器(7)源：寄存器间接，EA=BX，PA= ES×16+BX；目标：寄存器(8)源：带位移量的基址加变址，EA=BX+SI+20H，PA= DS×16+BX+SI+20H；目标：寄存器(9)源：寄存器；目标：寄存器间接，EA=BP，PA= SS×16+BP(10)源：寄存器；目标：存储器，EA=SP-2，PA= SS×16+SP-23-7(1)源操作数错，基址+基址不能用在存储器寻址方式中，只能基址+变量，改成MOV AX, [BX+SI](2)错，V ALUE1和V ALUE2一般为自己定义的变量名称，则此两操作数的组合形式为存储器和存储器，ADD指令无此组合形式(3)错，立即数不能直接传给段寄存器(4)错，CS不能作为目标操作数(5)错，立即数不能作为目标操作数，两个操作数互换位置即可(6)如果V ALUE1是用DW定义的WORD型变量，则此题正确，否则错误(7)错，段寄存器不能直接传给段寄存器(8)错，移位次数超过1时，应该先将移位次数送给CL，改成MOV CL, 3; ROL [BX][DI],CL(9)错，NOT操作符只有一个操作数(10)对，CS不能作为目标操作数，但可以作为源操作数(11)错，不能直接将立即数压入堆栈(12)错，两处错误，1：IN指令应该AL在前,端口地址在后；2：端口地址100H超过8位数能表示的范围，应该先将100H送给DX，改成MOV DX, 100H; IN AL, DX(13)错，LEA指令的第二操作数必需为存储器寻址方式(14)错，CX不能作为寄存器间接寻址方式，应将CX改成BX/BP/SI/DI之一3-8(1)AX=3355H, SP=1FFEH(2)AX=3355H, DX=4466H, SP=1FFCH3-9 BX=4154H, [2F246H]=6F30H3-10 BX=139EH3-11 SI=0180H, DS=2000H3-12(1) CL=F6H(2) [1E4F6H]=5678H(3) BX=9226H, AX=1E40H(4) SI=9226H, [SI]=[1E4F6]=0024H(5) AX=5678H, [09226H]=1234H3-13 AF=0, CF=1, OF=1, SF=0, ZF=03-14(1) MOV AX, 0 XOR AX, AX SUB AX, AX(2) MOV CL, 4ROL BL,CL (或ROR BL, CL)(3) 题中没规定N1和N2是8位还是16位数，现假定都8位数（也可假定是16位数，程序不一样）MOV AH, 0MOV AL, N1IDIV N2MOV M1, ALMOV M2, AH(4) 题目的意思即使BX的b4,b6,b11位清零AND BX, 0F7AFH(5) XOR AX, 4020H(6) TEST DX, 0201H(7) TEST CL, 1JNZ NEXTINC CL (或DEC CL)NEXT:3-15 假设题目的意思理解为编号从1开始(1) LEA BX, BLOCK+(6-1)*2MOV AX, [BX](2) LEA BX, BLOCKMOV AX, 10[BX](3) LEA BX, BLOCKMOV SI, 0MOV AX, 10[BX][SI](4) MOV AX, BLOCK+103-16(1) 结果存在地址是580H端口中，[580H]=60H(2) 结果存在地址是580H端口中，[580H]=8060H（即[580H]=60H, [581H]=80H）(3) 结果存在AL中，AL=[40H]=4FH(4) 结果存在AX中，AL=[40H]=4FH, AH=[41H]（题目中没有给出端口41H中的值）(5) 结果存在地址是45H端口中，[45H]=60H(6) 结果存在地址是45H端口中，[45H]=8060H（即[45H]=60H，[46H]=80H）3-17 假定每小题中NUM1和NUM2都是和题中指定的操作数等长，即(1)中NUM1和NUM2为字变量，（2）（3）中为字节变量，（4）中为双字变量(1) MOV AX, NUM2ADD NUM1, AX(2) MOV CX, 4LEA BX, NUM1XOR AL, AL ; AL清零L1: ADD AL, [BX]INC BXLOOP L1MOV RES, AL(3) MOV CX, 8LEA BX, NUM1XOR AX, AXL1: ADD AL, [BX]JNC L2INC AHL2: INC BXLOOP L1MOV AX, WORD PTR RES(4) MOV AX, WORD PTR NUM1ADD WORD PTR NUM2, AXMOV AX, WORD PTR NUM1+1ADC WORD PTR NUM2+1, AX ; (MOV指令不影响CF标志位，否则不能这么写) 3-18(1) MOV CX, 8LEA BX, NUM1XOR AX, AXL1: ADD AL, [BX]DAAJNC L2INC AHL2: INC BXLOOP L1MOV AX, WORD PTR RES(2) MOV AL, NUM1SUB AL, NUM2DASMOV RES, AL差=90H, CF=13-19(1) MOV AL, NUM1MUL NUM2 ; 8位乘8位MOV WORD PTR RES, AX(2) MOV AX, NUM1IMUL NUM2 ;16位乘16位MOV WORD PTR RES, AXMOV WORD PTR RES+2, DX(3)MOV AL, NUM1MOV BL, 46CBWDIV BLMOV WORD PTR RES, AX(4) MOV AX, NUM1CWDIDIV NUM2 (或DIV NUM2)MOV WORD PTR RES, AXMOV WORD PTR RES+2, DX3-20(1)53乘以2MOV AL, 53SHL AL, 1结果106(2) -49乘以2MOV AL, -49 ; -49补码为CFHSHL AL, 1 ;AL=9EH, 真值即为-98结果-98除以2类似3-21(1) BX=009AH(2) BX=15CH(3) BX=8071H(4) BX=10F7H(5) BX=FF1CH3-22(1) DX=[20506]=0006H BX=0004H(2) SP=1FFEH, [SP]=CX=FFFEH(3) CX=BX=0004H(4) AX=8094H, CF=0(5) AL=[20508H]=87H(6) AL=94H+37H+1=CCH, CF=0, AL=32H(7) SI=9(8) DI=9(9) [DI]=[2050A]=AL=94H(10) AX=17C6H, DX=8094H(11) AH=84H, BL=4(12) IP=DX=17C6H3-23(1) 将存储器中以FIRST为起始地址连续10个字节复制到以SECOND为起始地址的地方(2) 将存储器中数据段中以偏移地址0404H为起始地址，连续80H个字节的空间清零3-24MOV BX, 5MUL BXMOV BX, 2DIV BX3-26 MOV BX, 0A80HMOV AL, 5XLAT3-27(1) IP=1256(2) IP=3280H(3) IP=2450H3-28 IP=009A, CS=2000, [SP]=8F, [SP+1]=3DH, [SP+2]=50H, [SP+3]=40H3-29CMP AL, 1JNZ LAB1CMP AL, 2JNZ LAB2CMP AL,4JNZ LAB3最后一个条件(若位0至位2都是0，则顺序执行)，相当于没有，因为不管符不符合这个条件，程序都会按顺序执行。

微机原理课件——很全的

3、方式2
双向选通输入输出方式 ( 仅适用于A口 )
A口及B口的工作方式相互独立，互不影响
方式1输入（A口）
DB7~DRD
INTR
PC5
STBA (选通信号) IBFA (输入缓冲器满)
外设
PC7 PC6
PC3
INTRA
(中断请求信号)
A 组端口C
PA7~PA0
(高4位)
PC7~PC4
外设
RD WR A1 A0 RESET CS
B 组控制
内部逻辑
端口C (低4位)
B 组端口B
PC3~PC0
（8位）
PB7~PB0
CPU接口
外设接口
5.2.1 8255A的内部结构
A 组控制
内部数据总线（8位）
端口A （8位）端口C (高4位)
CPU
外部设备
CPU
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
缓冲器
D0 移位器
外部设备
并行接口
串行接口
5.2 可编程并行接口8255A
5.2.1 8255A的内部结构
A 组控制
内部数据总线（8位）
端口A （8位）
D7~D0
C P U
数据总线
数据总线缓冲器
读/写控制逻辑
5.1 并行通信及接口接口
通信：CPU与外部设备之间的信息交换、计算机与计算机之间的信息交换都称为通信并行通信：在多条传输线上同时传输多位数据串行通信：利用单条传输线，将多位数据按照先后顺序逐位进行传输
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 缓冲器 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

微机原理与接口技术-第13章-37

PentiumⅡ微处理器采用双独立总线结构，L2 Cache在处理器卡盒内部通过专门的后端总线（BSB）与处理器核心部件连接，并且以处理器主频的一半速率工作，这样的高速明显地改善了Cache子系统的性能，这种将L2 Cache总线独立出去的做法明显地减轻了CPU 总线的负担。
两个Pentium Ⅱ微处理器组成对称式多处理机(SMP)，使处理器的性能成倍增强。PIIX4E通过I/O APIC模块和APIC总线与 PentiumⅡ微处理器连接，从而增强了外部中断请求与响应能力。通过专用AGP总线可加快图形图像处理的速度，图中i740AGP显示卡具有直接存储器执行能力，即将系统主存作为显示缓冲存储器，不再完全依赖显示卡上的显示存储器，从而有效地提高了图形图像的处理与显示能力。
① 可连接标称时钟频率为400 MHz的微处理器的前端总线 (FSB)，即支持外频为100MHz的Willamette版的Pentium 4微处理器，其FSB带宽为3.2GBps。
② 支持RDRAM（Rambus DRAM），每个通道的带宽为 2×800=1600MBps，采用双通道，故内存总带宽为3 200 MBps，与FSB带宽匹配，最大容量为2 GB。
② 在北/南桥体系结构中，PCI总线既是一个I/O总线，又是一个中间层总线。它上连北桥芯片，下连南桥芯片。当PCI总线上的负荷较重时，容易发生中枢线阻塞。而在Hub体系结构中，中枢线是一条窄而快的专用总线，减少了中枢线的阻塞现象和电磁与噪声干扰。
③ 由于在ICH芯片中集成了更多的功能电路，PCI专司I/O总线的职能，因此有利于发挥PCI总线在I/O传输中的作用，有利于提高主板的整体性能。
CPU总线通过CPU总线/PCI总线桥与PCI总线连接，PCI总线又通过PCI总线/ISA总线桥与下层ISA总线连接。通常，前者俗称为北桥，后者俗称为南桥。

微机原理与接口技术课件——第十三章

⑶．超流水线和超标量技术（提高了处理器并行处理能力）。
5、PentiumⅡ处理器
⑴．MMX技术（采用MISD技术，并行执行多个同数据的操作，）。 ⑵．动态执行技术（最大限度地提高并行执行指令的能力）。 ⑶．双独立总线结构（提高处理器的吞吐量）。
6、Pentium Ⅲ 处理器 ⑴．增加了单精度浮点寄存器。 ⑵．增加了70条数据流单指令多数据扩展指令。。
⑶．增加了精简指令集（RISC）。
3、Pentium微处理器 ⑴．超标量流水线结构。 ⑵．浮点部件重新设计（8级流水线，改进了算法）。 ⑶．独立的指令Cache和数据Cache。 ⑷. 指令固化（通过硬件实现，提高指令的执行速度）。
⑸. 分支预测（提高指令预取的效率）。
4、Pentium Pro 处理器 ⑴．一个封装内安装了两个芯片（二级Cache）。 ⑵．乱序执行和分支预测技术（提高了指令的执行效率）。
13-2 寄存器
32位微型计算机的寄存器可以分成三大类：用户级寄存器；系统级寄存器；程序调试寄存器。 80386CPU的6大组成部分：一. 用户级寄存器（图13-4）
段描述符索引：用来表示段描述符在 1.通用寄存器；描述符表中的序号。允许寻找 0—描述符在GDT中，全局描述符表，存放着由操作系 213=8192个描述符，根据索引号可以统管理的段描述符，不能被应用程序直接修改 2.指令指针和标志寄存器；在相应的GDT或LDT表中找到相应的 1—描述符在LDT中，局部描述符表，包含的仅仅是单描述符。个任务所使用的描述符。 3.段寄存器。（图13-6）请求特权级。用它给段选择子赋予一个特权属性
3、虚拟86模式（Virtual 86 Mode）
主要为了解决在实模式下80386不支持多任务，因而许多用8086 编写的程序都不能在386的多任务环境下正常执行。因而80386增加了虚拟86模式，也称V86模式，使在多任务环境下，大量用编写的程序。

微机原理第13章

P11 DATA IN
3 复位 4 数据 5 电源
双向数据
8048 DB0 T1 RESET
KEYDEP 复位线
13.2 LED数字显示
LED也称发光二极管，多只发光二极管组合排列可形成七段码LED、米字块LED、点阵LED。常说的数码管一般是指七段码 LED。它是在一定形状的绝缘材料上，利用单只LED组合排列成 “8”字型的数码管，分别引出它们的电极，点亮相应的点划来显示出0-9的数字。 LED数码管根据接法不同分为共阴和共阳两类，下页图是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。将多只LED的阴极连在一起即为共阴式，而将多只LED的阳极连在一起即为共阳式。以共阴式为例，如把阴极接地，在相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。当然，LED的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。假如我们将“b”和“c”段接上正电源，其它端接地或悬空，那么“b”和“c”段发光，此时，数码管显示将显示数字“1”。而将“a”、“b”、“d”、“e”和 “g”段都接上正电源，其它引脚悬空，此时数码管将显示“2”。其它字符的显示原理类同。
（2）键盘按其按键引入信号的形式分类可分为压按式、触摸式。（3）键盘按其功能分类
可分为编码键盘和非编码键盘。
编码键盘是键盘电路在某个键被按下后，能提供该键所代表的信息代码，并以并行或串行信号输给CPU。由硬件完成判键、去抖、防串键、键码，价格较高。非编码键盘是一种便宜而广泛用于微机系统的输入设备。简单的行列矩阵布局。这种键盘内部有一个扫描电路，不断地扫描键盘是否有键被按下。此键所代表的键盘信息代码，则由键盘接口及键盘处理软件根据键盘送来的位置信息产生，然后再送给CPU。价格较低。

《微机原理及应用》教材课后习题及答案

《微机原理及‎应用》习题答案第一章⏹1.11 请完成下列‎数制转换：（1）将174.66D转换‎为对应的二‎进制和十六‎进制形式。

（2）将1000‎11101‎011.01011‎B转换为对‎应的十进制‎和十六进制‎形式。

（3）将F18A‎6.6H转换为‎对应的二进‎制和十进制‎形式。

答：174.66D=10101‎110.1010B‎=AE.AH10001‎11010‎11.01011‎B=2283.34375‎D=8EB.58HF18A6‎.6H=98935‎0.375D⏹1.12 请写出与数‎据+37和-37对应的‎8位机器数‎原码、反码和补码‎，并分别用二‎进制和十六‎进制表示出‎来。

答：-37D=(10100‎101B)原=(11011‎010B)反=(11011‎011B)补⏹1.13 8位机器数‎46H，若作为无符‎号数和补码‎有符号数，其对应的真‎值各是什么‎？若作为BC‎D码和AS‎C II码，其对应的又‎是什么？答：无符号数4‎6H=70，补码46H‎=+70 BCD码4‎6H=46，ASCII‎码46H=“F”第二章●2.5什么是8‎088中的‎逻辑地址和‎物理地址？逻辑地址如‎何转换成物‎理地址？1MB最多‎能分成多少‎个逻辑段？请将如下逻‎辑地址用物‎理地址表达‎：（1）FFFFH‎:0H(2) 40H:17H (3) 2000H‎:4500H‎(4) B821H‎:4567H‎答：⑴ FFFFH‎:0H = FFFF0‎H⑵ 40H:17H = 00417‎H⑶ 2000H‎:4500H‎= 24500‎H⑷ B821H‎:4567H‎= BC777‎H●2.8已知DS‎=2000H‎,BX=0100H‎,SI=0002,存储单元[20100‎H]~[20103‎H]依次存放1‎2H,34H,56H,78H,[21200‎H]~[21203‎H]依次存放2‎A H,4CH,87H,65H,说明下列每‎条指令执行‎完后AX寄‎存器的内容‎以及源操作‎数的寻址方‎式？答：⑴ AX=1200H‎，立即数寻址‎；⑵ AX=0100H‎，寄存器寻址‎；⑶ AX=4C2AH‎，直接寻址；⑷ AX=3412H‎，寄存器间接‎寻址；⑸ AX=4C2AH‎，寄存器相对‎寻址；⑹ AX=7865H‎，基址变址寻‎址；⑺ AX=65B7H‎，基址变址相‎对寻址。

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第7章接口电路应用举例
7.1 A/D转换器 7.2 A/D转换器
7.3 综合应用举例
第7章接口电路应用举例
7.3.1简易电压表
通常对电压的测量是用指针式电压表或数字式万用表，而数字式万用表使用了专用的LCD显示模块,并内嵌了A/D转换器。我们使用ADC0809作 A/D转换，采集的数据经过处理后在数码管上显示电压值，制作简易电压表。使用的接线如图7-3所示，电压输入通过IN0 端口，用8255控制七段数码管显示电压值（05.00 V）。8255的CS接A15，ADC0805的CS接A14。 8位A/D转换为0-255（00-FF）代表0-5V，每1V由 255/5=51个检测点表示，为了便于计算，我们也可以用255代表5.1V。用PA口发送七段码数据、B 口选择段。启动检测后设置了数码管检查程序，用来检查数码管有无缺段。程序流程图如图7-6所示。
第7章接口电路应用举例
图7-1
ADC0809内部结构框图
第7章接口电路应用举例
ADC0809芯片的引脚如图7-2所示，其引脚功能如下：
图7-2
ADC0809引脚图
第7章接口电路应用举例
IN0～IN7：8路模拟量输入端口； D0～D7：8位数字量输出端口； START：启动转换控制端口，输入一个正脉冲后开始A/D转换； ALE：地址锁存控制端口，在其上升沿，将ADDA、ADDB、ADDC三个地址信号送入地址锁存器，经译码后选择相应的模拟量输入通道； EOC：转换结束信号输出端，转换开始EOC变为低电平，转换结束后变为高电平，并将转换后的数字信号送入三态输出锁存器。 CLK：时钟信号输入端口，须外接10kHz～1280kHz的时钟信号，典型值为640kHz，一般也可用系统中的ALE信号。 OE：输出允许控制端口，当该端口由低电平变为高电平时，打开输出锁存器将数据发送到数据总线上； Vref(+)、Vref(-)：基准参考电压输入端口，它决定输入模拟量的范围，一般情况下Vref(+)接+5V，Vref(-)接地， 0～5V对应的数字量为00H～FFH。

微机原理各章知识要点、小结五篇

微机原理各章知识要点、小结五篇第一篇：微机原理各章知识要点、小结各章知识要点、小结第一章微型计算机系统概述本章知识要点：•微型计算机的发展。

•微型计算机的特点。

•微型计算机系统的组成。

•微型计算机的主要性能指标。

本章小结：本章首先介绍了微型计算机的发展、组成。

然后对计算机的结构进行了简单介绍，并介绍了微型计算机的3种不同的总线结构。

最后，介绍了计算机的软、硬件的概念，区别和联系以及计算机的主要性能指标。

在学习完本章内容之后，需要掌握如下内容。

•微型计算机的发展阶段和特点。

•微型计算机属于第四代计算机，为冯〃诺伊曼结构。

•微型计算机系统由硬件和软件组成。

硬件由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等5部分组成。

•微型计算机中的软硬件概念、分类、联系以及区别。

•微型计算机的主要性能指标有字长、存储器容量、运算速度、外部设备配置、系统软件配置、性价比等。

• 1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB 第二章计算机中的信息表示本章知识要点：•进位计数制及其相互转换。

•二进制数的运算规则。

•计算机中带符号数与小数点的表示方法。

•计算机中的常用码制。

本章小结：本章着重介绍了计算机中数据的表示方法，重点讲述了二、八、十、十六进制数的相关概念及各类进制数之间相互转换的方法，无符号数和带符号数的机器内部表示以及字符编码和汉字编码等内容。

在学习完本章内容之后，需要掌握如下内容。

•掌握计算机内部的信息处理方法和特点。

•熟悉原码、反码、补码等各类数制之间的相互转换。

•理解无符号数和带符号数的表示方法。

•掌握各种BCD码的特点及其之间的相互转换。

•了解循环码和余3码的表示方法。

1/7 •掌握在计算机中如何运用字符的ASCII码表示非数字信息的。

•了解汉字编码以及在计算机中对汉字的表示方法。

第三章微处理器本章知识要点：• CPU的发展过程。

• 80486的内部基本结构。

• 80486的外部基本引脚。

• CPU的内部寄存器。

微机原理接口技术课后习题答案

微机原理接口技术课后习题答案【篇一：微机原理与接口技术李珍香版课后习题1-10章参考答案】算机系统主要由哪些部分组成？参考答案：微型计算机系统由硬件和软件两大部分组成。

1.2微型计算机中的cpu由哪些部件组成？各部件的功能是什么？参考答案：微型计算机中的cpu由运算器、控制器、寄存器组等部件组成。

其中运算器也称算术逻辑单元（alu），主要用来完成对数据的运算（包括算术运算和逻辑运算）；控制器是控制部件，它能自动、逐条地从内存储器中取指令，将指令翻译成控制信号，并按时间顺序和节拍发往其它部件，指挥各部件有条不紊地协同工作。

微机的数据输入/输出、打印、运算处理等一切操作都必须在控制器的控制下才能进行。

寄存器组是微处理器内部的一组暂时存储单元，主要起到数据准备、调度和缓冲的作用，寄存器的访问速度要比存储器快得多。

1.3微型计算机硬件结构由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？参考答案：微型计算机的硬件结构主要由微处理器、内存储器、输入/输出接口电路、输入/输出设备及系统总线组成。

其中微处理器是微型计算机的核心部件，其主要功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作；内存储器的主要功能是用来存储微机工作过程中需要操作的数据、程序，运算的中间结果和最后结果，具有存数和取数的功能；输入/输出（i/o）接口电路的功能是完成主机与外部设备之间的信息交换；i/o设备是用户与微机进行通信联系的主要装置，其中输入设备是把程序、数据、命令转换成微机所能识别接收的信息，然后输入给微机；输出设备是把cpu计算和处理的结果转换成人们易于理解和阅读的形式，然后输出到外部。

微机的系统总线实现将cpu、存储器和外部设备进行连接，共有数据总线、地址总线和控制总线三种，其中数据总线主要用来实现在cpu与内存储器或i/o接口之间传送数据；地址总线是由cpu输出用来指定其要访问的存储单元或输入/输出接口的地址的；控制总线；控制总线用于传送控制信号、时序信号和状态信息，实现cpu的工作与外部电路的工作同步。

微机原理讲义

前言微型计算机是电子计算机技术飞速发展的产物，具有体积小、重量轻、耗电少、价格低廉、可靠性高、结构灵活等特点。

微型计算机最早的是美国IBM公司用INTEL公司的8086CPU芯片制造的IBM-PC机，现在已经由低档的8位机8080、8086、8088，发展到16位的80286，32位的80386、80486、PENTUIM、PENTUIM II、PENTUIM III等高档机型。

主机的内存容量也由最初的48K字节增加到640K、2M、…、128M甚至更大。

处理速度也越来越快，工作稳定性显著提高。

当前，微型机技术正往两个方向发展，一个是高性能、多功能的方向，另一个是价格低廉、功能转移的方向。

在不久的将来，微型机将发展成为融工作、学习、娱乐于一体，集电脑、电视、电话于一身的综合办公设备和新型家用电器，以及信息高速公路上的数字化、多媒体智能终端。

未来的微机在我们工作学习和日常生活中将会充当重要角色，它不仅会改变我们的生活方式，而且会改变我们的文化特征，会出现我们今天无法想象的事物，微机必将成为人类文明之侣。

通过本课程掌握微机关键技术的原理和实现方法，使用户深入理解、牢固掌握、灵活运用微型机最主要的技术，从而能够在日新月异的计算机领域更快地理解、熟悉、掌握新的发展。

在软件方面，本教学软件以介绍8086指令系统为基础，重点讨论 Intel公司的ASM-86汇编语言程序设计；而在硬件方面则着重讨论8086的体系结构、接口技术、 Intel公司的I/O配套支持器件及其应用，为用户开发应用8086系列微型计算机（包括IBM-PC机）打下必要的基础。

第一章绪论本章介绍计算机基础知识，内容包括计算机的发展、特点、分类及应用；计算机中常用的数制以及不同数制间的相互转换；数据的编码；二进制数的算术运算和逻辑运算；数据的存贮组织等。

其中涉及到不少名词、术语及其相关概念，必须弄懂和掌握，为我们以后学习作好必要的知识准备。

世界上第一台计算机，是1946年2月由美国宾夕法尼亚大学研制成功的。

微机原理课本

第1章微型计算机基础知识1.1计算机中的数和编码1.1.1计算机中的数制1.1.2符号数的表示法1.1.3二进制数的加减运算1.1.4二进制数的逻辑运算与逻辑电路1.1.5二进制编码1.1.6BCD数的加减运算1.2逻辑单元与逻辑部件1.2.1触发器1.2.2寄存器1.2.3移位寄存器1.2.4计数器1.2.5三态输出门与缓冲放大器1.2.6译码器1.3微型计算机的结构和工作原理1.3.1微型计算机常用的术语1.3.2微型计算机的基本结构1.3.3计算机的工作原理1.4 8086/8088微处理器1.4.18086/8088的结构1.4.28086/8088 的寄存器1.5 8086/8088的存储器结构与堆栈1.5.1存储器编址1.5.2存储器分段和物理地址的生成1.5.3堆栈和栈操作指令1.6 80x86、Pentuim系列微处理器1.6.1 802861.6.2803861.6.3804861.6.4Pentium(奔腾)1.7 新一代微处理器——Itanium（安腾）习题与思考题第2章汇编语言与汇编程序2.1符号指令中的表达式2.1.1常量和数值表达式2.1.2变量和地址表达式2.1.3标号2.1.4变量和标号类型的变更2.2符号指令的寻址方式2.2.1寄存器寻址2.2.2立即寻址2.2.3直接寻址2.2.4间接寻址2.2.5基址寻址2.2.6变址寻址2.2.7基址变址寻址2.2.8存储器寻址中段地址的确定2.3常用指令2.3.1数据传送类指令2.3.2加减运算指令2.3.3位操作指令2.3.4指令应用举例2.4伪指令2.4.1过程的定义2.4.2段的定义2.4.3汇编地址计数器2.4.4段寄存器的假定2.4.5源程序的结束2.4.6宏汇编源程序的格式2.5常用系统功能调用和BIOS 2.5.1系统功能调用2.5.2常用系统功能调用应用举例2.5.3BIOS习题与思考题第3章程序设计的基本技术3.1顺序程序设计3.1.1乘除法指令3.1.2BCD数调整指令3.1.3顺序程序设计举例3.2分支程序设计3.2.1条件转移指令3.2.2无条件转移指令3.2.3分支程序设计举例3.3循环程序设计3.3.1循环程序的基本结构3.3.2重复控制指令3.3.3单重循环程序设计举例3.3.4多重循环程序设计举例3.4串处理程序设计3.4.1方向标志置位和清除指令3.4.2串操作指令3.4.3重复前缀3.4.4串操作程序设计举例3.5子程序设计3.5.1子程序的概念3.5.2子程序的调用指令与返回指令3.5.3子程序及其调用程序设计举例3.6宏功能程序设计3.6.1宏指令3.6.2条件汇编与宏库的使用3.6.3宏功能程序设计举例3.7 80286、80386、80486和Pentium程序设计3.7.180286、80386、80486和Pentium微处理器的指令3.7.2MASM5.0以上版本的伪指令3.7.3存储器操作数中的地址表达式3.7.480x86和Pentiun汇编源程序设计举例习题与思考题第4章总线4.1总线概述4.1.1总线分类4.1.2总线操作4.2 8086/8088的CPU总线与时序4.2.18086/8088的CPU引线4.2.28088的CPU系统和CPU总线4.2.38088的时序4.3 Pentium的CPU总线4.3.1地址线及控制信号4.3.2数据线及控制信号4.3.3总线周期控制信号4.3.4Cache控制信号4.3.5系统控制信号4.3.6总线仲裁信号4.3.7检测与处理信号4.3.8系统管理模式信号4.3.9测试信号4.3.10跟踪和检测信号4.4 ISA（Industry Standard Architecture）局部总线4.4.1ISA局部总线概述4.4.2ISA总线信号4.5 PCI局部总线4.5.1PCI局部总线概述4.5.2PCI系统框图4.5.3PCI 总线信号习题与思考题第5章半导体存储器5.1存储器概述5.1.1存储器的类型5.1.2存储器的性能指标与分级结构5.2常用的存储器芯片5.2.1半导体存储器芯片的结构5.2.2随机读写存储器RAM。

12-13微机原理与应用02资料

GND AD 14 AD 13 AD 12 AD 11 AD 10 AD 9 AD 8 AD 7 AD 6 AD 5 AD 4 AD 3 AD 2 AD 1 AD 0 NMI INTR CLK GND
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
通用寄存器的命名

AX：累加器（Accumulator） BX：基址寄存器（Base） CX：计数器（Counter） DX：数据寄存器（Data） SI：源变址寄存器（Source Index） DI：目的变址寄存器（Destination Index） BP：基址指针（Base Pointer） SP：堆栈指针（Stack Pointer）
取指令
总线接口部件BIU
取指令1
执行1
取指令2
串行处理
执行2
取指令1
取指令2
取指令3
取指令4
执行1
执行2
执行3
流水线处理
指令流水线 ( Pipeline )

一种将每条指令分解为多步，并让不同指令的各步操作重叠，从而实现几条指令并行处理
•
在CPU中把一条指令分解成多个可单独处理的操作，使每个操作在一个专门部件上执行一条指令需要顺序地经过各部件的处理才能完成
默认通过DS∶EA，也可通过ES/FS/GS或SS/CS∶EA读取数据 DS/ES/FS/GS或SS/CS＝数据所在逻辑段的段基地址高16位
EA＝数据所在逻辑段的偏移地址（有效地址）
物理地址的形成

段的起始地址(段首址)规定为：最低 4 位为 0，高 16 位为段寄存器内容。每个段的字节数视需要而定，最多为 64 KB；

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（1）与CPU的接口引脚： D7～D0：三态双向数据线，与CPU数据总线直接相连。 WR：写控制信号，输入，低电平有效。 RD：读控制信号，输入，低电平有效。 A1，A0：地址线，输入，用于端口选择。 A1A0＝11，选中控制寄存器端口，可以向8253送控制字；
图13-1 8253引脚图
A1A0＝00、01、10，分别选择计数器0、1、2，可以对它们读写计数值。 CS：片选信号，输入，低电平有效。（2）与外设的接口引脚： CLK0～2：计数器0、1、2的外部计数时钟输入端。 GATE0～2：计数器0、1、2的门控信号输入端。门控信号用来禁止、允许或重新开始一个新计数过程。 OUT0～2：计数器0、1、2的计数输出端。当定时/计数时间到时，该端输出标志信号。 2．8253的内部结构 8253的内部结构如图13－2所示（见下页）。主要由以下几部分组成： ①数据总线缓冲器 ②读/写逻辑电路 ③控制字寄存器 ④计数器0～2
多时，各个权电阻的阻值相差太大，也难以保证制造精度。 2．T型电阻网络DAC 实际应用的D/A转换器，普遍采用T型电阻网络，其结构如下图13－13所示。
T型电阻网络整个系统的电阻仅由R和2R两种电阻组成，实现简单，应用广泛。
3．D/A转换器的性能参数（1）分辨率这个参数反映了D/A转换器对模拟量的分辨能力，是最小输出电压（对应的输入数字量只有D0位为1）与最大输出电压（对应的输入数字量所有位全为1）之比。（2）转换精度转换精度表明了模拟输出实际值与理想值之间的偏差。精度可分为绝对精度和相对精度。它通常用±零点几LSB（最低有效位）表示，或用满刻度的±百分之几表示。 D/A转换器的转换精度与D/A转换器本身的芯片结构和外接电路的配置有关，外接运算放大器、参考电源等都可影响 D/A转换器的精度。（3）建立时间建立时间是指从数字输入端发生变化开始，到输出模拟值稳定在额定值的±1/2LSB时所需的时间。它是表明D/A转换速度的一个重要参数。
门控信号GATE可以暂停计数，当GATE＝0时，计数停止， GATE恢复为高电平后，继续计数。所以，如果在计数过程中，有一段时间GATE变为低电平，那么，输出端OUT的低电平持续时间会因此而延长相应的长度。在计数过程中可以改变计数值，若是8位数，在写入新的计数值后立即按新值重新开始计数，若是16位数，写入第一个字节后计数停止，写入第二个字节后立即按新值重新计数。 2．方式1 可编程单稳态方式1可以输出一个宽度可控的负脉冲。当CPU写入控制字后，OUT即变为高电平，计数器并不开始计数，而是等到门控信号GATE上升沿到来后，并且在下一个时钟的下降沿才开始计数，并使输出OUT变为低，直到计数到0，输出 OUT再变为高。图13－4为方式1的工作波形图（见下页）。如果在输出保持低电平期间，写入一个新的计数值，不会影响原计数过程，只有当门控GATE上出现一个新的上升沿后，才使用新的计数值重新计数。如果一次计数尚未结束
另一方面，也可以使输入寄存器为直通，而DAC寄存器为选通，也可以实现一级缓冲。这时的设置为：CS＝0，WR1 ＝0,ILE＝1.片选信号及写操作负脉冲从WR2和XFER输入。（3）双缓冲方式：使ILE＝1，用CS 、 WR1控制输入寄存器，WR2、 XFER控制DAC寄存器，则进行两级缓冲。由于可以分别用两组信号对DAC的两级寄存器进行锁存控制，这种方式特别适合于多路字量需要同步转换的场合。当其中一路数字量锁存于DAC寄存器供D/A转换器时行转换时，另一路数字量可以提前写到输入寄存器中暂存。 5．D/A转换器的接口对照图13-15和图13-13，会发现DAC0832内部只有图13-13 中的T电阻网络和负反馈电阻Rf，但没有图13-13中的运算放大器，因而DAC0832是电流DAC。图13－16是使用了单缓冲方式的接口电路(见下页)。相应程序：(参见课本)
13.2
A/D与D/A接口
13.2.1 概述能够把模拟量转换为数字量的器件称为模数转换器（ADC）能够把数字量转换为模拟量的器件称为数模转换器（DAC）。 D/A与A/D转换是计算机用于工业控制等领域的一项重要技术，其在控制系统中的作用如下图13－10所示。它主要由以下几个部件组成：
13.2.2 D/A转换接口 1．运算放大器的特点和基本电路运算放大器的基本符号及其通常用法如下图13－11所示. 理想的运算放大器具有如下特点：（1）开环放大倍数非常高（2）输入阻抗非常大（3）输出阻抗很小。
2．D/A转换器的工作原理 D/A转换器的作用是把二进制数字量转换成相应的模拟量。实现数/模（D/A）转换的方法比较多，这里介绍其中的两种。 1．权电阻DAC 下图13－12是权电阻D/A转换的典型电路。电路由权电阻、位切换开关、反馈电阻和运算放大器组成。
权电阻DAC虽然简单、直观，但当输入的二进制位数比较
图13-5
方式2的工作波形
4．方式3 方波发生器采用方式3时，OUT端输出连续方波，若计数值N为偶数，则输出对称方波，前N/2个脉冲期间为高电平，后N/2个脉冲期间为低电平；若N为奇数，则前（N＋1）/2个脉冲期间为高电平，后（N－1）/2个脉冲期间为低电平。除输出波形不同外，方式3的其它情况均同方式2。下图（13－6）为方式3 的工作波形图。
GATE上又出现新的触发脉冲，则从新的触发脉冲之后的 CLK下降沿开始重新计数。
图13-4 方式1的工作波形 3. 方式2 分频器方式2的工作波形如图13－5所示(见下页)。使用方式2能对输入信号CLK进行n分频（n为计数值）。当CPU送出控制字后输出OUT将变高，在写入计数值后，若门控信号GATE
图13-16 0832 的连接使用 13.2.3 A/D转换接口 A/D转换器是将模拟量转换为数字量的器件，它是模拟量与计算机之间的接口部件。
VREF：基准电源输入引脚。 Vcc：电源输入引脚，电压范围为＋5V～＋15V。 AGND：模拟地。 DGND：数字地。 3．内部结构 DAC0832的内部结构如下图13－15所示。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
DAC0832由8位输入寄存器、8位DAC寄存器和8位D/A变换器构成。由于有两个寄存器，可以进行两次缓冲操作。转换输出的结果为与输入数字量大小成正比的模拟电流信号. 4．DAC0832的工作方式 DAC0832在不同信号组合的控制之下可实现直通、单缓冲和双缓冲三种工作方式。（1）直通方式：当ILE＝1,CS＝0，WR1＝0，WR2＝0， XFER＝0时，有LE1＝1和LE2＝1，输入寄存器和DAC 寄存器的输出均随输入的变化而变化，对CPU送来的数据不进行缓冲，而是直接送到DAC转换器进行转换。（2）单缓冲方式：当WR2 ＝0， XFER＝0，ILE＝1时， DAC寄存器为直通。CS、 WR1有效之后，输入寄存器也处于直通状态，但当WR1由低电平变为高电平时，会有LE1 ＝0，此时输入数据被锁存到输入寄存器中，输入寄存器的输出不再随外部数据的变化而变化。这样就进行了一级缓冲。
为高电平，计数器对输入时钟CLK进行计数，直至计数器减至1时，输出OUT变为低，经过一个时钟周期后输出OUT又变为高，计数器自动从初值开始重新计数。计数过程受门控信号GATE的控制，GATE为低电平时暂停计数，由低电平恢复为高电平后的第一个时钟下降沿从初值开始重新计数。在计数过程中改变初值，对正在进行的计数过程没有影响，但计数到1，OUT变低一个CLK周期后，计数器将按新的计数值重新开始计数。
图13-2 8253的内部结构图 13.1.2 8253的工作方式
1．方式0 计数结束产生中断采用方式0时，计数器在减到0时使输出端OUT变为高电平，以向CPU发出中断申请，其工作波形如下图13－3所示。
当写入控制字后，计数器的输出OUT变成低电平，若门控信号GATE为高电平，计数器开始减1计数并且维持OUT为低电平，当计数器减到0时，输出端OUT变成高电平，并且一直保持到重新装入初值或复位时为止。
13.1.3 8253的控制字与编程 1．工作方式控制字 8253工作方式控制字的格式及含义如下图13－9所示。
2．初始化编程 8253使用前，必须首先对其进行初始化，初始化包括写入控制字和计数初值。顺序为：写入控制字→写入计数值低字节→写入计数值高字节编程示例(参课本) 3．8253在PC/XT中的应用 PC/XT中，使用了一片8253，其地址范围为40～43H，三个CLK的输入均为1.19MHz，GATE0和GATE1接+5V电源， GATE2由8255的PB0控制（参见图10－10）。三个计数通道的作用及BIOS中初始化程序分别为：（1）计数器0：编程为方式3，每55ms向中断控制器的IRQ0 引脚发送一次中断请求信号，这个信号用于CPU计时和磁盘驱动器马达的定时。（2）计数器1：工作于方式2，OUT1输出接至DMA请求触发器的CP端，每隔15.12us请求一次DMA操作，进行动态RAM的刷新。（3）计数器2用于产生方波驱动扬声器发声。
6．方式5 硬件触发选通脉冲该方式在写入方式控制字及计数初值后，输出OUT保持高电平，但并不开始计数，只有当门控信号GATE出现上升沿后才开始计数（相当于由硬件触发计数过程），当计数到0时 OUT上输出一个CLK周期的负脉冲，然后计数器停止。计数过程在未结束之前GATE上重新出现上升沿时，使计数器从初值开始重新计数。图13-8为方式5的工作波形（下图）。方式5的输出脉冲宽度在正常计数情况下，如果写入的计数初值为N，输出端OUT维持N个时钟周期的高电平，1个时钟周期的低电平。
5．方式4 软件触发选通脉冲当方式4写入控制字后，OUT输出即变为高电平，若门控信号GATE为高电平，写入计数值后即开始计数（相当于由软件触发计数过程），当计数到0时输出一个时钟周期的负脉冲，计数器停止计数。这种计数方式是一次性的，只有输入新的计数值才重新开始新的计数。计数期间，如果写入新的计数值，立即按新值重新计数（具体情况同方式0）。当门控 GATE为低电平时，计数停止；GATE为高电平时，从初值开始重新计数。下图（13－7）为方式4的工作波形图。