微机原理与接口技术专升本考试大纲

微机原理与接口技术（50分）

第1章 基础知识

一、发展历史：

1.计算机的发展历史：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模和超大规模

集成电路计算机。

2.微型计算机的发展：

第一阶段（1971～1973）以Intel 4004和Intel 4040等4位微处理器为基础；

第二阶段（1974～1977）以Intel 8080/8085、Zilog公司的Z80及Motorola公司的6800

等8位微处理器为基础；

第三阶段（1978～1981）以Intel公司的8086、Motorola的68000和Zilog的Z8000等16

位和准32位微处理器为基础；

第四阶段（20世纪80年代）IBM公司推出开放式的IBM PC，采用Intel 80x86（当时为

8086/8088、80286、80386）微处理器和Microsoft公司的MS DOS操作系统并公布了IBM PC

的总线设计；

第五阶段（20世纪90年代开始）RISC（精简指令集计算机）技术的问世。

二、微处理器、微型计算机、微型计算机系统：

1.微处理器：由运算器、控制器、寄存器阵列组成。

2.微型计算机： 以微处理器为基础，配以内存以及输入输出接口电路和相应的辅助电路而

构成的裸机。微机的分类：单片机、单板机、个人电脑。

3.微型计算机系统：由微型计算机配以相应的外围设备及软件而构成的系统。

三、总线：

微机系统中的三种总线：片总线（元件级总线）、内总线（系统总线）、外总线（通信总线）。

系统总线是CPU、内存、I/O接口之间相互交换信息的公共通路，由数据总线（双向）、地

址总线和控制总线组成。

四、计算机中的数据表示：

1．进制转换：R进制的数向十进制转化：按位权展开相加。十进制数转化为R进制数：整

数（除R倒取余）、纯小数（乘R取整）。二进制与8、16进制：3位、4位一组对应一位。

2．有符号数的原码、反码、补码及其真值：

3．浮点数的表示：阶码、尾数；Ｎ＝２±Ｅ×（±Ｓ）

4．ASCII码： 美国标准信息交换码，用七位二进制编码来表示一个符号，共有128个符

号（27=128）。

5．BCD码：采用二进制数对每一位十进制数字进行编码的方法来表示一个十进制数，最常

用的是8421BCD码，它是用4位有权码。 6．汉字的编码：也只能采用二进制编码形式，汉字编码标准GB2312-80，包含一、二级汉

字6763个，其他符号682个，每个符号都是用14位（两个7位）二进制数进行编码，通常

叫做国标码。新的国标汉字库已包括两万多个汉字和字符。

第2章 8086的汇编语言

一、8086CPU两个独立的功能部件EU与BIU：

执行部件（EU），由通用寄存器、运算器和EU控制系统等组成，EU从BIU的指令队列获得

指令并执行；

总线接口部件（BIU），由段寄存器、指令指针、地址形成逻辑、总线控制逻辑和指令队列

等组成，负责从内存中取指令和取操作数。

二、寄存器及标志位：14个16位的寄存器。

1．寄存器：段寄存器CS、DS、ES、SS，通用寄存器AX、BX、CX、DX，堆栈指针SP、基址

指针BP、SI.DI.指令指针IP，标志寄存器。

2．标志位：6个状态标志、3个控制标志。

三、寻址方式：

立即寻址、寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址方式、基址变址寻址

方式、相对基址变址寻址方式。

四、8086CPU逻辑地址与物理地址的关系：

1.CPU与存储器交换信息，使用20位物理地址；

2.程序中所涉及的都是16位逻辑地址；

3．物理地址 == 段基值 * 16 + 偏移地址；

4．20条地址线 == 1M，（00000H ~ FFFFFH）；

5．段起始地址必须能被16整除。

五、指令系统：

数据传送类指令、算术运算类指令、逻辑运算与移位指令、字符串处理指令、控制转移指令、

处理器控制指令。

六、伪指令及运算符：

七、汇编语言程序设计：

1、完整程序结构：

2、DOS功能调用：

3、顺序、分支、循环、子程序 结构的程序设计:

第3章 8086/8088微处理器

一、8086/8088微处理器的引脚：

1.双列直插式的封装形式，具有40条引脚，采用分时复用的地址/数据总线；

2.8086CPU外部数据总线16位，8088CPU外部数据总线8位； 3.复位（RESET）时CPU内寄存器状态：PSW(FR)、IP、DS、SS、ES清零，CS置FFFFH，

指令队列变空；

4.地址线20位，直接寻址能力1MB；

5.部分主要引脚：AD0-7/15、A16-19、MN/MX、IO/M（M/IO）、DT/R、RESET、ALE、DEN、

RD、WR、READY、NMI、INTR、INTA、HOLD、HLDA、最大模式下的S0-2 。

二、最小模式与最大模式及其系统配置：

1、最小方式：MN/MX接+5V决定了8086工作在最小模式，用于构成小型单处理机系统；

支持系统工作的芯片：时钟发生器8284A、总线锁存器8282或74LS373、总线收发器8286

或74LS245；控制信号由8086CPU直接提供。

2、最大方式：MN/MX接地决定了8086工作在最打大模式，用于构成多处理机和协处理机

系统；支持系统工作的芯片：比最小模式时多了8288总线控制器；控制信号由8288直接提

供 。

三、8086/8088微处理器的时序：

1、指令周期、总线周期、时钟周期的概念及其相互关系：执行一条指令所需要的时间称为

指令周期，一个CPU同外部设备和内存储器之间进行信息交换过程所需要的时间称为总线周

期，时钟脉冲的重复周期称为时钟周期。

一个指令周期由若干个总线周期组成，一个总线周期又由若干个时钟周期组成。8086CPU的

总线周期至少由4个时钟周期组成，记作T1、T2、T3、T4，此外还有等待状态TW、空闲状态

TI。

2、最小/最大模式下的主要总线周期：

存储器读、存储器写、I/O读、I/O写、中断响应、总线保持、系统复位 等等。

第4章 存储器及其接口

一、半导体存储器分类：

1． 随机存取存储器，RAM：

（1） 静态RAM，SRAM （HM6116，2K * 8）；（2） 动态RAM，DRAM，需要刷新电路

（2164，64K * 1）。

2． 只读存储器，ROM：

（1）掩膜ROM，不能写入；

（2） PROM，可编程ROM，一次性写入；

（3） EPROM，可擦除可编程ROM （INTEL2732A，4K * 8）；

（4） EEPROM，电可擦除可编程ROM。

二、半导体存储器的性能指标：

1．存储容量 2．存取速度（存取时间，存储周期） 3．可靠性 4．性价比

三、3级存储结构： CACHE、主存、辅存。 四、实现片选控制的三种方法：

1．全译码 2．部分译码（可能会产生地址重叠） 3．线选法

地址重叠，即多个地址指向同一存储单元。

五、存储器芯片同CPU连接时应注意的问题：

1．CPU总线的负载能力问题；

2．CPU的时序同存储器芯片的存取速度的配合问题。

六、16位微机系统中，内存储器芯片的奇偶分体：

1．1M字节分成两个512K字节 （偶存储体，奇存储体）；

2．偶存储体同低8位数据总线（D7～D0）相连接，奇存储体同高8位数据总线（D15～D8）

相连接；

3．CPU的地址总线A19～A1同两个存储体中的地址线A18～A0相连接，CPU地址总线的

最低位A0和BHE（低电平）用来选存储体；

4．要访问的16位字的低8位字节存放在偶存储体中，称为对准字，访存只需要一个总线周

期；要访问的16位字的低8位字节存放在奇存储体中，称为未对准字，访存需要两个总线

周期。

5． 8088CPU数据总线是8位，若进行字操作，则需要两个总线周期，第一个周期访问低

位，第二个周期访问高位

七、存储器的字位扩展，使用74LS138进行地址译码，画出连接图：CPU为8088或8086。

1．容量计算及各存储器芯片的地址范围；

2．地址线的连接 （片内地址，片外地址）；

3．数据线的连接；

4．控制线的连接 （片选信号CE，写信号WE，输出信号OE等）。

第5章 输入输出及其接口

一、I/O接口、I/O端口：

1．I/O接口：把外围设备同微型计算机连接起来实现数据传送的控制电路称为“外设接口

电路”，即I/O接口。

2．I/O端口：I/O接口中可以由CPU进行读或写的寄存器被称为“端口”。通常有三类：数

据端口、状态端口、控制端口。

二、外设接口与CPU的信息传送：

1．外设接口通过微机总线（片总线、内总线、外总线）与CPU连接。

2．CPU同外设通过外设接口传递的信息：

（1）数据信息，包括数字量、模拟量和开关量；

（2）状态信息，表示外设当前所处的工作状态；

（3）控制信息用于控制外设接口的工作。 3．数据信息、状态信息、控制信息都是通过数据总线来传送的

三、I/O端口的编址方式及其特点：

1．独立编址（专用的I/O端口编址）：存储器和I/O端口在两个独立的地址空间中。

（1）优点：I/O端口的地址码较短，译码电路简单，存储器同I/O端口的操作指令不同，

程序比较清晰；存储器和I/O端口的控制结构相互独立，可以分别设计。

（2）缺点：需要有专用的I/O指令，程序设计的灵活性较差。

（3）8086采用这种，专用输入/输出指令为IN和OUT指令。

2．统一编址（存储器映像编址）：存储器和I/O端口共用统一的地址空间，当一个地址空间

分配给I/O端口以后，存储器就不能再占有这一部分的地址空间。

（1）优点：不需要专用的I/O指令，任何对存储器数据进行操作的指令都可用于I/O端口

的数据操作，程序设计比较灵活；由于I/O端口的地址空间是内存空间的一部分，这样，I/O

端口的地址空间可大可小，从而使外设的数量几乎不受限制。

（2）缺点：I/O端口占用了内存空间的一部分，影响了系统的内存容量；访问I/O端口也要

同访问内存一样，由于内存地址较长，导致执行时间增加。

四、微机系统中，数据传送的控制方式：

1．程序控制方式：以CPU为中心，数据传送的控制来自CPU，通过预先编制好的程序实

现数据的传送。

其中，程序控制传送方式又分为三种：

（1）无条件传送方式，又称“同步传送方式”，用于外设的定时是固定的而且是已知的场合，

外设必须在微处理器限定的指令时间内准备就绪，并完成数据的接收或发送。

（2）查询传送方式，当CPU同外设工作不同步时，为保证数据传送的正确而提出的，CPU

必须先对外设进行状态检测，若外设已“准备好”，才进行数据传送。

（3）中断传送方式，解决了“无条件传送方式”和“查询传送方式”只能串行工作的缺点，

为了使CPU和外设之间可以并行工作，提出中断传送方式，采用中断方式传送数据时，CPU

从启动外设到外设就绪这段时间，仍在执行主程序，当“中断服务程序”执行完毕后，则重

新返回主程序。

2． DMA方式：直接存储器存取访问，不需要CPU干预，也不需要软件介入的高速传送方

式，而是由DMAC来控制，如8237。

3．I/O通道方式：即I/O处理机方式，如8089。

五、DMA方式：

1．DMA操作的基本方法：

（1）周期挪用：DMA乘存储器空闲时访问存储器，周期挪用不减慢CPU的操作；

（2）周期扩展：CPU与DMA交替访问存储器，这种方法会使CPU处理速度减慢，一次只

能传送一个字节；