下载文档原格式
第二章微处理器及其结构2-7 什么是逻辑地址? 什么是物理地址? 在实地址方式下,如何求存储器的物理地址? 设一个16字的数据区,它的起始地址为70A0H:DDF6(段基址:偏移地址).写出这个数据区的首字单元和末字单元的物理地址.解:1). 实模式下,逻辑地址由段基址和偏移地址组成.物理地址是真正的存储单元的地址.2). 物理地址=段基址*16 + 偏移地址3). 首字单元地址:70A0H*16 +DDF6H = 70A00H + DDF6H = 7E7F6H末字单元地址:7E7F6H + (16-1)*2 = 7E7F6H + 1EH = 7E814H注意:相邻两个存储单元可构成一个字长为16位的字,在对准字时,用偶地址表示字的地址.1EH1CH 2H20H16H14H18H4H1AH10H0H12HEHCH8HAH6H第三章指令系统3-6 分别指出下列指令中源操作数和目标操作数的寻址方式. 若是存储器寻址,用表达式表示EA=?（1）AND AX, 00FFH（2）ADD BX, [00FFH]（3）MOV AX, [BX+10H]（4）ADD AX, [ESI*8]（5）SUB [BP][SI], AX（6）MOV AX, [BX+DI+20H]（7）CMP [SI], AX（8）OR AX, DX（9）MOV EAX, [ESI][EDI*2]（10）PUSH DS解:（1）立即数寻址（2）直接寻址EA=00FFH（3）基址寻址EA=(BX)+10（4）比例间址EA=ESI*8（5）基址加间址寻址EA=(BP)+(SI)（6）带位移的基址加间址寻址EA=(BX)+(DI)+20H（7）间址寻址EA=(SI)（8）寄存器寻址（9）基址加比例间址寻址EA=(ESI)+(EDI)*2（10）寄存器寻址注意:◆16位寻址: BX和BP作为基址寄存器.BX以DS作为默认段寄存器,BP以SS为默认段寄存器.SI和DI作为间址寄存器. 默认DS为段寄存器◆32位寻址: 8个32位通用寄存器均可作为基址寄存器,其中ESP,EBP以SS为默认段寄存器,其余均以DS为默认段寄存器.除ESP外的其它7个寄存器均可作间址寄存器,EBP默认SS作段基址寄存器,其它以DS作段基址寄存器3-7 32位微机工作在实地址模式下, 已知(DS) = 1000和(SS) = 2000H, (SI) = 007FH, (BX) = 0040H, (BP) = 0016H, 变量TABLE的偏移地址为0100H. 指出下列指令中源操作数的寻址方式,求它的有效地址(EA)和物理地址(PA).（1）MOV AX, [1234H]（2）MOV AX, TABLE（3）MOV AX, [BX+100H]（4）MOV AX, TABLE[BP][SI]解:（1）直接寻址EA=1234H PA=(DS)*16 + EA = 11234H（2）直接寻址EA=（TABLE）=0100H PA=（DS）*16+EA=10100H（3）基址寻址EA=（BX）+100H=0140H PA=（DS）*16+EA=10140H（4）带位移的基址加间址寻址EA=(BP)+(SI)+TABLE=0195H PA=(SS)*16+EA=20195H注意: 当基址寄存器和间址寄存器默认的段寄存器不同时,一般规定,由基址寄存器来决定默认的段寄存器为段基址寄存器. 这里BP为基址寄存器,所以默认SS为段基址寄存器.3-8 指出下列指令的错误,并加以改正.（1）MOV DS, 100（2）MOV 1020H, DX（3）SUB [1000H], [SI]（4）PUSH AL（5）IN AL, [80H]（6）MOV DS, ES（7）JMP BX（8）SHR DX, 4（9）OUT 380H, AX（10）ADD AL, BX（11）POP CS（12）MOV CL, 3300H解:（1）立即数不能直接传送到段寄存器中去应改为: MOV AX, 100MOV DS, AX（2）立即数只能出现在源操作数位置应改为: MOV DX,1020H（3）源操作数和目标操作数不能同时为寄存器寻址应改为: MOV AX, [1000H]SUB AX, [SI]（4）PUSH指令不能操作8位数据应改为: PUSH AX（5）[80H ]不是端口IN AL ,80H应改为: IN AL, 80H（6）两个段寄存器之间不能直接传送应改为: MOV AX, ESMOV DS,AX（7）对（8）移位次数超过1的时候，要把移位次数放入CL中应改为: MOV CL, 4SHR DX, CL（9）端口地址大于255时，要把地址放入DX中应改为: MOV DX, 380HOUT DX, AX（10）源操作数和目标操作数不匹配应改为: ADD AX, BX（11）POP指令只能使用在存储器或通用寄存器可改为: POP AX（12）源操作数和目标操作数不匹配应改为: MOV CX, 3300H3-9 已知: (DS) = 091DH, (SS) = 1E4AH, (AX) = 1234H, (BX) = 0024H, (CX) = 5678H, (BP) = 0024H, (SI) = 0012H, (DI) = 0032H, [09226H] = 00F6H, [09228H] = 1E40H, [1E4F6H] = 091DH. 试求下列各指令单独执行后的结果.（1）MOV CL, 20H[BX][SI] ; (CL) = ?（2）MOV [BP][DI], CX ; [IE4F6H] = ?（3）LEA BX, 20H[BX][SI] : (BX) = ?MOV AX, 2[BX] : (AX) = ?（4）LDS SI, [BX][DI]MOV [SI], BX ; (SI]) = ?（5）XCHG CX, 32H[BX] ; (AX) = ?XCHG 20[BX][SI], AX ; [09226H] = ?解:（1）(CL) = 00F6H（2）[IE4F6H] = 5678H（3）(BX) = 0056H(AX) = 1E40H（4）(SI)= 0024H（5）(AX) = 5678H[09226H] = 1234H3-10 已知(AL) = 0C4H, DA TA单元中内容为5AH, 写出下列每条指令单独执行后的结果（ODITSZAPC：0---xxux0）（1）AND AL, DATA（2）OR AL, DA TA（3）XOR AL, DA TA（4）NOT DA TA（5）AND AL, 0FH（6）OR AL, 1H（7）XOR AL, 0FFH（8）TEST AL, 80H解:（1）(AL) = 40H CF=0,OF=0,SF=0,ZF=0,PF=0,AF无定义（2）(AL) = DEH CF=0,OF=0,SF=1,ZF=0,PF=1,AF无定义（3）(AL) = 9EH CF=0,OF=0,SF=1,ZF=0,PF=0,AF无定义（4）(AL) = A5H 不影响任何标志位（5）(AL) = 04H CF=0,OF=0,SF=0,ZF=0,PF=0,AF无定义（6）(AL) = C5H CF=0,OF=0,SF=1,ZF=0,PF=1,AF无定义（7）(AL) = 3BH CF=0,OF=0,SF=0,ZF=0,PF=0,AF无定义（8）(AL)不变=0C4H CF=0,OF=0,SF=1,ZF=0,PF=0,AF无定义3-12 (AL)=8EH,(BL)=72H，执行以下指令后，标志位OF、SF、ZF、AF、PF和CF的值是什么？（1）ADD AL,BL（2）AND BL,AL（3）CMP AL,BL（4）SHL AL,1解：（1）OF=0,SF=0,ZF=1,AF=1,PF=1,CF=1（2）OF=0,SF=0,ZF=0,AF=（未定义）,PF=0,CF=0（3）OF=1,SF=0,ZF=0,AF=0,PF=0,CF=0（4）OF=1,SF=0,ZF=0,AF=（未定义）,PF=0,CF=13-15 试用CMP指令和无条件指令实现以下判断（1）AX和CX中的内容均为无符号数①（AX）>（CX）则转至BIGGER标号执行②（AX）<（CX）则转至LESS标号执行（2）BX和DX中的内容均为有符号数①（BX）>（DX）则转至BIGGER标号执行②（BX）<（DX）则转至LESS标号执行解：（1）CMP AX,CXJA BIGGERJB LESS（2）CMP BX,DXJG BIGGERJL LESS第四章汇编语言程序设计4-9 试用伪指令编写一数据段与下面程序等效。
2114： 128片，10位和6位。
6116： 32片，11位和5位。
6264： 8片，13位和3位。
5.42114：611662646.4stack segment stack 'stack'dw 32 dup(0)stack endscode segmentstart proc farassume ss: stack, cs: codepush dssub ax, axpush axCALL I6116 ；调用写入6116子程序MOV AH, 2 ；回车换行MOV DL, 0DHINT 21HMOV DL, 0AHINT 21HCALL O6116 ；调用读出6116子程序ret；写入6116：将键入字符的ASCII码写入6116I6116 PROCMOV BL, 0 ；定义页地址码（16个地址为一页）MOV CX, 128 ；定义页数LOP1: PUSH CXMOV DX, 380H ；将页地址从74LS273输出MOV AL, BLOUT DX, ALMOV CX, 16 ；定义页内单元数MOV DX, 390H ；将键入数写入16个单元LOP2: MOV AH, 1INT 21HOUT DX, ALINC DXLOOP LOP2INC BL ；换页POP CXLOOP LOP1 ；页数未满换页重新写入16个单元RETI6116 ENDP；读出6116：将写入6116的数据读出送显示O6116 PROCMOV BL, 0MOV CX, 128LOP3 PUSH CXMOV DX, 390HMOV AL, BLOUT DX, ALMOV CX, 16MOV DX 380H ；将16个单元的数据送显示LOP4: IN AL, DXPUSH DXMOV DL, AL ；将6116中读出的ASCII码送DLMOV AH, 2 ；2号功能调用显示DL中的字符INT 21HPOP DXINC DXLOOP LOP4INC BLPOP CXLOOP LOP3RETO6116 ENDPend start6.5stack segment stack 'stack'dw 32 dup(0)stack endscode segmentstart proc farassume ss: stack, cs: codepush dssub ax, axpush axMOV AH, 2 ；用2号功能调用输出字符，调用号送AHMOV CX, 100 ；字符个数送计数器MOV DX, 380HWAIT0: IN AL, DX ；从244读入TEST AL, 80H ；测试状态位是否为0JNZ WAIT0 ；不为0，等待继续测试状态WAIT1: IN AL, DX ；状态为0，继续读入TEST AL, 80H ；测试状态是否为1JZ WAIT1 ；不为1，等待继续测试状态IN AL, DX ；状态为1，读入数据即ASCII码AND AL, 7FH ；去掉状态位MOV DL, AL ；ASCII码送DL，输出字符INT 21HLOOP WAIT0-3 ；跳到给DX赋值380H的MOV指令，该指令为3字节retstart endpcode endsend start。
习题参考答案第1章习题参考答案1. （1）D （2）D （3）B （4）C （5）D （6）D2. 答：计算机是一种以电子器件为基础的，不需人的直接干预，能够对各种数字化信息进行快速算术和逻辑运算的工具，是一个由硬件﹑软件组成的复杂的自动化设备。
理解计算机的概念，应从六个方面：（1）以电子器件为物质基础，即研究的对象是电子数字计算机（Digital Computer）；（2）不需要人的直接干预，说明具有自动化能力，其前提是存储程序；（3）处理各种数字化信息，计算机以二进制编码作为数字化编码及运算的基础；（4）具有算逻运算能力，基本运算操作是算术和逻辑运算；（5）计算机是快速工具，主要取决于两个因素：一是电子器件，二是存储程序。
（6）由硬件和软件组成。
3. 答：见本章小结。
4. 答：计算机的生命力在于它的广泛应用，应用的范围几乎涉及人类社会的所有领域。
归纳起来，在科学计算、过程检测与控制、信息管理、计算机辅助系统等领域中的应用成就最为突出。
举例：计算机辅助教学CAI；学生的学籍管理系统；数字图书馆系统；虚拟现实系统；售票系统；学校的一卡通系统等。
5. 答：冯•诺依曼原理的基本思想是：•采用二进制形式表示数据和指令。
指令由操作码和地址码组成。
•将程序和数据存放在存储器中，使计算机在工作时从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务。
这就是“存储程序”和“程序控制”（简称存储程序控制）的概念。
•指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现。
•计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成，并规定了5部分的基本功能。
冯•诺依曼型计算机的基本特点也可以用“存储程序”和“程序控制”来高度概括。
6. 答：计算机的硬件系统由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、输入输出设备及总线系统组成。
而总线分为数据总线、地址总线、控制总线，其结构有单总线结构、双总线结构及多总线结构。
Principle of Microcomputer and Interface Technology Electronics Information EngineeringSichuan University EI第 6 章微机原理与接口技术第6章输入输出接口技术教学重点●I/O端口地址译码与读写控制●输入输出传送方式I/O接口概述•微机的外部设备多种多样，各方面彼此差别很大。
–工作原理不同机械、电子、机电、电磁……–传送信息类型多样数字量、模拟量、开关量–传送速度差别极大–传送方式不尽相同串行、并行–编码方式不同二进制、BCD码、ASCII码……•它们不能与CPU直接相连，必须经过中间电路与CPU相连。
•这部分电路被称为I/O接口电路。
I/O接口概述•I/O接口是位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路。
•PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽的电路板（适配器）都是接口电路。
•什么是I/O接口（电路）？CPU接口电路I/O 设备主板各种接口卡网卡视频采集卡显卡声卡I/O接口的主要功能(1) 地址译码和设备选择(2) 信息的输入和输出(3) 信息转换并串、DA/AD转换数据格式电平转换(4) 对外设的控制与监测(5) 中断或DMA管理(6) 可编程(7) 错误检测CPU与I/O设备之间的接口信息•数据信息(Data)–数字量：以二进制形式表示的数–模拟量–开关量：表示两个状态的量，可用1位二进制数表示•状态信息(Status)–反映外设当前所处的工作状态，是外设通过接口传送给CPU的，如READY,BUSY •控制信息(Control)–CPU通过接口传送给外设的信息，如启停I/O 接口的典型结构控制总线CB 地址总线ABI/O 接口电路数据控制状态数据总线DBCPU外设控制寄存器状态寄存器数据寄存器CPU 如何与I/O 接口电路通信？接口电路的内部结构•CPU与外设主要有数据、状态和控制信息需要相互交换，于是从应用角度看内部：（1）数据寄存器–输入数据寄存器：保存外设给CPU的数据–输出数据寄存器：保存CPU给外设的数据（2）状态寄存器–保存外设或接口电路的状态（3）控制寄存器–保存CPU给外设或接口电路的命令•主要体现在引脚上，分成两侧信号。
•面向CPU一侧的信号：–用于与CPU连接–主要是数据、地址和控制信号•面向外设一侧的信号：–用于与外设连接–提供的信号五花八门–功能定义、时序及有效电平等差异较大•许多接口电路具有多种功能和工作方式，可以通过编程的方法选定其中一种。
•接口需要进行物理连接，还需要编写接口软件。
•接口软件主要完成：–初始化——设定芯片工作方式等–数据交换——管理、控制、驱动外设，负责外设和系统间信息交换I/O 端口的编址•接口电路占用的I/O端口有两类形式。
•独立编址方式（或称I/O映射编址）–I/O地址空间独立于存储地址空间–如8086/8088•统一编址方式（或称存储器映射编址）–I/O与存储器共享一个地址空间–如M6800，ARMI/O 端口独立编址•优点：–I/O端口地址不占用存储器地址空间–控制和地址译码电路相对简单–专门的I/O指令使程序清晰易读•缺点：–I/O指令没有存储器指令丰富–要求提供I/O读写控制信号，增加了复杂性内存空间I/O空间FFFFFFFFFI/O端口与存储器统一编址•优点：–不需要专门的I/O指令–I/O数据存取与存储器数据存取一样灵活–外设数目几乎不受限制，而只受总存储容量的限制–读写控制逻辑较简单•缺点：–I/O端口要占去部分存储器地址空间–程序中不易分清访问内存还是访问外设内存部分I/O部分存储器空间00000FFFFF8088/8086的I/O端口•采用I/O 端口独立编址•程序员能看到的外设是端口。
•CPU用于寻址外设端口的地址线为16根。
–端口最多为216＝65536（64K）个–端口号为0000H ~ FFFFH•每个端口用于传送一个字节的外设数据。
•实际上PC机只用了1024个端口：–端口号为0000H ~ 03FFH–地址线只用10条A0～A9回顾8088/8086的端口寻址方式•8088/8086的端口无需分段，设计有两种寻址方式。
•直接寻址：只用于寻址00H ~ FFH前256个端口，操作数i8表示端口号。
•间接寻址：可用于寻址全部64K个端口，DX寄存器的值就是端口号。
•对大于FFH的端口只能采用间接寻址方式。
回顾8088/8086的输入输出指令•输入指令（IN：将外设数据传送给CPU内的AL/AX）IN AL, i8;字节输入IN AL, DX;字节输入IN AX, i8;字输入IN AX, DX;字输入•输出指令（OUT：将CPU内的AL/AX数据传送给外设）OUT i8, AL;字节输出OUT DX, AL;字节输出OUT i8, AX;字输出OUT DX, AX;字输出IN 指令实例（从20H 端口输入一个字）；方法1：直接寻址，字量输入in ax, 20h；方法2：间接寻址，字量输入mov dx, 20hin ax, dx；方法3：直接寻址，字节量输入in al, 21hmov ah, alin al, 20h；方法4：间接寻址，字节量输入mov dx, 21hin al, dxmov ah, aldec dx in al, dxOUT指令实例（向300H端口输出一个字节）；唯一的方法：间接寻址，字节量输出mov al, bvar；bvar是字节变量mov dx, 300hout dx, alI/O地址译码方法•I/O地址的译码方法与存储器地址的译码方法一样。
•每个接口电路通常占用几个I/O地址（等效于存储器的存储单元）•高位地址线与CPU的控制信号结合，经译码电路产生I/O接口芯片的片选信号。
•低位地址线直接连到I/O接口芯片，实现I/O接口芯片的片内寻址。
I/O接口通常与总线连接（如ISA总线）常用引脚IOR、IOWAEN:AEN为高是DMA操作,为低是I/O操作AEN是DMAC发出的信号。
A-A:地址线总线读写控制信号转换I/O读I/O写存储器读存储器写•利用门电路进行地址译码。
A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 110101111035EHA9A8A7A6A5A4A3A2A1A035EH&11AEN1IOW11CS•利用译码器电路进行地址译码。
A 9A 8A 7A 6A 5A 4A 3A 2A 1A 01101000x x x全地址译码电路340H 341H 342H 343H 344H 345H 346H 347HALS138译码器A 2A 1A 0AENA 7A 5A 4A 3&A 9A 8A 6&C B AY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7G3G1G2A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 00000x x x x x 00001x x x x x00011x x x x x →000H~01FH →020H~03FH00010x x x x x→040H~05FH→060H~07FHIN AL, 21HOUT 43H, AL•端口数目是1024个,端口地址空间从000~3FFH，由地址线A~A9进行译码。
•I/O接口电路大体上分为两类：–主板上的I/O接口芯片–扩展槽上的I/O接口控制卡•I/O端口地址空间也分为两部分：–前256个端口（000~0FFH）专供I/O接口芯片使用。
–后768个端口（100~3FFH）为I/O接口控制卡使用。
–P232表6-1和6-2•凡是被系统配置占用了的端口地址一律不能使用。
•从原则上讲，未被系统占用的地址用户都可以使用；•但对计算机厂家申明保留的地址不要使用，以免发生I/O端口地址重叠和冲突造成所设计的产品与系统不兼容。
•通常，用户可使用300H~31FH，这是PC系列微机留作实验卡用的。
•在用户可用的I/O地址范围内，为了避免与其他用户开发的接口控制卡发生地址冲突，最好采用地址开关。
在windows中查看接口地址I/O 地址译码电路的方式(4)•开关式可选择地址译码。
拨码开关8位数据比较器74 LS688当P~P7与Q0~Q7状态一致时，P=Q输出低电平。
本例中要使译码有效，A9、AEN必须为多少?输入输出传送方式•外设与微机之间的信息传送实质是CPU与接口之间的信息传送。
•CPU输入输出数据的方式：–无条件–查询–中断–DMA•在CPU与慢速变化的设备交换数据时，可以认为它们总是处于“就绪”状态，随时可以进行数据传送。
•特点：直接与外设进行数据传送。
这就是无条件传送，或称同步传送。
•适合于简单设备，如LED数码管、按键或按钮等。
•无条件传送的接口和操作均十分简单。
前提：外设必须随时就绪。
无条件传送输入接口示例IOR三态缓冲器OEI/O装置地址译码器D7～D0A15～AAEN0160HMOV DX,160HIN AL, DX输入接口的实例74LS244+5V10K x 8G 1G 2数据总线CS IOR；假设端口地址为160HMOV DX, 160H IN AL, DX无条件传送输出接口示例地址译码器数据锁存器A 15-A 0IOWAEN 0160H 输出设备D 7-D 0MOV DX, 160H OUT DX, AL输出接口的实例+5V74LS373300×8LE OE数据总线CS IOW；打开所有LED 灯MOV DX, 160H MOV AL, 00H OUT DX, AL输入输出实例——根据开关输入让相应的灯亮K7K1K0+5V D 0～D 7A 0～A 15CLKLS06反相驱动器LS2738D 锁存器LS244三态缓冲器210H译码+5VLED0LED7……GIOWIOR接口程序next:mov dx,210h；DX指向数据端口in al,dx；从输入端口读开关状态not al；反相out dx,al；送输出端口显示call delay；调子程序延时jmp next；重复教材上的原理图查询传送方式•CPU需要先查询外设的工作状态，然后在外设就绪后实现数据输入或输出。
•又称条件传送方式。
•查询传送的特点–工作可靠，适用面宽；–但传送效率低。
就绪的含义•在输入场合–说明输入接口已准备好送往CPU的数据，正等着CPU来读取。
–也可用接口中数据缓冲器已“满”来描述。
•在输出场合–说明输出接口已做好准备，等待接收CPU要输出的数据。
–也可用接口数据缓冲器已“空”、或者用外设“闲”或不“忙”（Busy）来描述。
查询传送的两个环节⑴查询环节–寻址状态端口–读取状态寄存器的标志位–若不就绪就继续查询，直至就绪⑵传送环节–寻址数据端口–输入：通过输入指令从数据端口读入数据–输出：通过输出指令向数据端口输出数据输入状态就绪？数据交换Y N查询传送流程查询输入接口查询输入接口程序mov dx, STATUS_PORT；DX指向状态端口status:in al, dx；读状态端口test al, 80h；测试标志位D7jz status；D＝0,未就绪,继续查询7mov dx, DATA_PORT；D7＝1,就绪,DX指向数据端口in al, dx；从数据端口输入数据查询输出接口查询输出接口程序mov dx, STATUS_PORT；DX指向状态端口status:in al,dx；读取状态端口的状态数据test al,80h；测试标志位D7jnz status；D＝1,未就绪,继续查询7mov dx, DATA_PORT；D7＝0,就绪,DX指向数据端口mov al,buf；变量buf送ALout dx,al；将数据输出给数据端口查询接口综合举例D 4D 2D 1D 0控制端口04H 数据端口(02H)D 7CPU 数据总线DB状态端口(03H)控制端口(04H)A/D 转换器多路开关Vin7Vin08路输入模拟量1路模拟量读选通READY 读选通启动D4D 2D 1 D 08位数据写选通•选择模拟量输入：(D 2D 1D 0)３位控制多路开关，选择8路模拟量输入。
