第七章 微机原理分析
微机原理实验报告
微机原理实验报告概述：微机原理是计算机科学与技术专业中的一门重要课程，通过实验学习，可以加深对计算机内部运行原理的理解，提高软硬件的开发和调试能力。
本实验报告将介绍我对微机原理实验的学习和思考。
实验一：二进制转换实验在这个实验中，我首先了解了二进制数的概念以及其和十进制数的转换方法。
通过实际操作，我加深了对计算机内部数据表示方式的理解。
这对于后续学习计算机系统结构和编程语言至关重要。
实验二：逻辑门电路实验逻辑门电路是计算机硬件的基础组成部分，通过实验，我学会了使用逻辑门芯片构建各种逻辑电路，并能够通过真值表分析和验证逻辑电路的正确性。
这对于理解计算机内部的数据处理和控制逻辑有着直接的帮助。
实验三：运算器设计实验在这个实验中，我通过学习和设计算术逻辑单元(ALU)，了解了计算机的算术操作过程，并能够通过运算器实现基本算术运算。
这对于理解计算机内部数据的处理和计算机指令的执行有着重要的意义。
实验四：存储器与外设实验存储器是计算机系统的重要组成部分，通过实验，我深入了解了存储器的类型、组织结构和访问方式，并通过外设与存储器的交互，实践了计算机系统的输入和输出过程。
实验五：微处理器实验微处理器是计算机系统中最核心的部件，通过实验，我学习了微处理器的基本运行原理，能够通过汇编语言编写程序，并通过微处理器执行程序实现特定的功能。
这个实验为我今后学习计算机体系结构和操作系统打下了坚实的基础。
实验总结：通过这几个实验，我深入了解了微机原理课程的实践内容和相关知识。
实验的过程中，我不仅学会了使用仪器设备和工具，还培养了自己的动手能力和团队合作精神。
通过不断的实践，我对计算机内部结构和运行原理有了更深刻的理解，也提高了我的问题解决能力和创新思维。
未来展望：微机原理实验的学习只是计算机科学与技术专业中的一小部分。
我希望在今后的学习过程中能加深对计算机体系结构、操作系统、编程语言等方面的学习，并不断深入钻研，成为一名优秀的计算机科学与技术专业人才。
微机原理课件ppt
04
微机程序执行过程
程序加载与执行
程序加载
将程序从存储介质中读取到内存中， 为程序的执行做好准备。
程序执行
CPU按照指令逐条执行程序，完成程 序所要求的任务。
指令执行流程
取指令
CPU从内存中读取指令并存放到指令寄存器 中。
指令译码
对指令进行译码，确定指令的操作码和操作 数。
执行指令
根据译码结果，完成相应的操作，如数据传 输、算术运算、逻辑运算等。
的外设接口。进入21世纪后，微机进一步 发展为DSP（数字信号处理）和FPGA（现 场可编程门阵列）等高性能计算平台。现在 ，微机已进入物联网和人工智能时代，成为
智能硬件的核心组成部分。
微机的应用领域
总结词
微机广泛应用于工业控制、智能家居、医疗设备、航 空航天等领域。
详细描述
由于微机具有体积小、功耗低、价格实惠等优点，它被 广泛应用于各种领域。在工业控制领域，微机可以用于 实现自动化生产线的控制和监测。在智能家居领域，微 机可以用于实现智能照明、智能安防、智能家电控制等 功能。在医疗设备领域，微机可以用于实现医疗影像处 理、医疗数据分析和医疗设备控制等功能。在航空航天 领域，微机可以用于实现飞行控制、导航数据处理和卫 星通信等功能。
立即数
表示常数或立即操作数的值。
注释
用于解释指令的含义和功能，方便阅读和理解。
指令类型
数据传输指令
用于在内存和寄存器之间传输数据，如 MOV指令。
逻辑运算指令
用于进行逻辑运算，如AND、OR、XOR等 指令。
算术运算指令
用于进行算术运算，如ADD、SUB、MUL 、DIV等指令。
控制转移指令
用于改变程序的执行流程，如JMP、CALL 、RET等指令。
微机原理知识点归纳总结
微机原理知识点归纳总结微机原理是计算机专业的基础课程之一，它是学习计算机硬件和软件原理的入门课程。
本文将对微机原理课程的主要知识点进行归纳总结，希望可以帮助读者更好地理解微机原理，并为日后的学习和工作提供帮助。
一、计算机系统计算机系统是由硬件和软件两部分组成的，硬件是计算机的物理构成，软件是控制硬件工作的程序。
计算机系统的主要组成部分包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备（I/O设备）和总线。
1. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机系统的核心部件，它负责执行计算机程序的指令和控制计算机的操作。
中央处理器由运算器和控制器两部分组成，运算器负责执行算术和逻辑运算，控制器负责控制指令的执行顺序和数据的流动。
2. 存储器存储器是计算机系统用来存储数据和程序的设备，它分为主存储器（RAM）和辅助存储器（ROM、硬盘等）。
主存储器用来临时存储程序和数据，辅助存储器用来长期存储程序和数据。
3. 输入输出设备（I/O设备）输入输出设备用来与外部环境进行交互，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
它们负责将数据输入到计算机系统中或者将计算机系统的输出结果显示或打印出来。
4. 总线总线是计算机系统各个部件之间传输数据和控制信号的通道，它分为地址总线、数据总线和控制总线。
地址总线用来传输地址信息，数据总线用来传输数据，控制总线用来传输控制信号。
二、数据的表示和运算1. 二进制数计算机是以二进制形式进行运算的，因此需要了解二进制数的表示和运算规则。
二进制数由0和1组成，其表示方法和十进制数类似，但是各位上的权值是2的幂次方。
2. 字符编码计算机系统中的字符是使用字符编码进行表示的，常用的字符编码包括ASCII码和Unicode。
ASCII码是美国标准信息交换码，每个字符用一个字节表示；而Unicode是一种全球字符集，包括了几乎所有国家的字符，每个字符用两个字节表示。
3. 整数表示和运算计算机系统中的整数是通过二进制补码形式进行表示和运算的。
微机原理第七章
微机原理
2) 状态信息
状态信息反映了当前外设所处的工作状态。对于输入设备，用“准备
好 ” ( READY) 信 号 来 表 明 待 输 入 的 数 据 是 否 准 备 就 绪 ； 对 于 输 出 设 备 ， 用
“忙”（BUSY）信号表示输出设备是否处于空闲状态。
3) 控制信息
控制信息是CPU通过接口传送给外设的，以便控制外设的工作，如外 设的启动和停止信号就是常见的控制信息。实际上，控制信息往往随着 外设的具体工作原理不同而含义不同。
作在方式0，可通过编程设置为输入或输出。
使用8255A方式1工作时，最需要引起注意的是C口的使用。对应A口或 B口方式1的输入/输出，C口提供应答线的引脚均是固定的(详见下面的输 入/输出组态)，这些引脚的功能也是固定的，且不能通过编程的方式来 改变。
微机原理
(1) 方式1的输入组态和应答信号的功能
查询传输时，需要有应答信号，此时端口A和端口B常作为数据端口，把端口C
的两部分(高、低位)用来输出一些控制信号和接收一些状态信号，这样端口C就
用来配合端口A和端口B工作。
微机原理
2．方式1
方式1是一种选通I/O方式，在这种方式下，A口和B口仍作为两个独立的
8位I/O数据通道，可单独连接外设，通过编程分别设置它们为输入或输出。 而C口则要有6位(分成两个3位)分别作为A口和B口的应答联络线，其余2位仍可工
微机原理课后答案7
第七章部分习题解答1、指出：（1）MOV AX，V AR；（2）LEA AX，V AR；（3）MOV AX，OFFSET V AR三条指令之间的异同（V AR为数据段的一个变量名称）解: (1)将V AR的一个字送AX，相当于MOV AX，[V AR](2) 将VAR的偏移地址送AX(3) 将VAR的段内偏移地址送AX，功能与(2)相同。
2、若程序中多次使用某一程序段，问将该程序段设计成子程序和定义成宏指令各有何优缺点？答:设计成子程序在整个程序占用内存少，但执行时间长；定义成宏指令程序汇编后占用内存多，但执行时间短。
3、下面列出的是一个汇编源程序中的一个程序段。
试以图形表示出DATA段中各变量在存储器中的存储位置（标明偏移地址及有关单元的内容，制表示）；写出CODE段内汇编后的可执行指令。
TABLDA TA SEGMENTTABL DB‘ABCD’2 DUP（2 DUP（1，2），3）V AR DW 4 DUP（？）DA TA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS：CODE，D S：DATAORG 100HLEB1：LEA SI，TABLMOV BX，OFFSET V ARMOV AX，LENGTH V ARMOV AX，TYPE V ARMOV AL，SIZE V ARMOV AH，SIZE TABLMOV CX，（OFFSET V AR－（OFFSET TABL）V ARLEA DX，LEB1解: DATA段各变量的存储情况如右图所示，对CODE段可执行指令注释如下：LEB1：LEA SI，TABL ;将TABL的偏移地址送SIMOV BX，OFFSET V AR ;将V AR的偏移地址送BXMOV AX，LENGTH V AR ;将V AR的项数(4)的送AXMOV AX，TYPE V AR ;将V AR的符号名类型值02送AXMOV AL，SIZE V AR ;将为V AR分配的字节(08)送ALMOV AH，SIZE TABL ; 将为TABL分配的字节(0EH)送ALMOV CX，（OFFSET V AR）－（OFFSET TABL）;将OEH送CXLEA DX，LEB1 将LEB1(100H)送DX。
微机原理与接口技术第七章3PPT课件
( DS :DX ) = 限制最多输入的字符数
功能号
AH = 0AH
类型号
21H
出口参数 ( DS : DX+1 ) = 实际键入的字符(不 含回车符) 从( DS : DX+2 )开始顺序存放键入的字符 串， 回车符0DH为串尾最后一字符。
实现功能 等待从键盘输入字符串，并存入设定 的缓冲区内，同时回显字符串，光标随着移动， 回车符使光标回到行首。
§7.3 DOS功能调用
一、概述 : 例:编写完整汇编语言程序，要求：
（1）清屏，在10行5列上显示“ Hello China!”
（2）将0AH功能输入的字符串, 用09H功能显示出来。
结果如下:
data SEGMENT max DB 11，?，4 DUP(?)
string DB ‘ Hello World! ’,’$’
注意事项：应按要求先定义缓冲区，再调用。
.
13
例 应用0AH功能输入字符串。
data
SEGMENT
;定义缓冲区
max
DB 11
;定义限制最多输入个数
lenth DB ?
;用于存放实际输入个数
stri
DB 11 DUP(?) ;用于存放输入的字符串
data
ENDS
code
SEGMENT
ASSUME CS:code, DS:data
① 入口参数
无
功能号
AH = 01H
类型号
21H
出口参数 AL = 键入字符的ASCII码
实现功能 等待从键盘输入一个字并在屏 幕上回显，光标移动, 检测Ctrl-Break键
.
9
例
利用键盘输入的字符产生分支：
微机原理 第七章中断控制器
CAS2
3
2 . 8259A的编程结构和工作原理
4
编程结构 （1）上半部分：处理部件 中断请求寄存器IRR 中断优先级裁决器PR 当前中断服务寄存器ISR （2）下半部分：7个寄存器 ICW1～ICW4 OCW1～OCW3
5
中断请求寄存器IRR
保存8条外界中断请求信号IR0-IR7的请求状态 Di位为1表示IRi引脚有中断请求；为0表示无请求
1. 中断优先权管理方式： 可见，8259A （1) 全嵌套方式 （2）特殊全嵌套方式 有多中工作方式， （3）自动循环方式 （4）特殊循环方式 使用起来很灵活， 2. 屏蔽中断源的方式 不易掌握，所以介 （1）普通屏蔽方式 （2）特殊屏蔽方式 绍编程之前，先对 3. 中断结束方式 其工作方式分类进 （1） 自动结束（AEOI)方式 行简要的介绍。 （2） 非自动结束（EOI)方式： ① 普通EOI方式；② 特殊EOI方式 4. 系统总线的连接方式(8259A级连方式） （1） 缓冲方式 （2）非缓冲方式 5. 中断请求的引入方式 （1） 边沿触发 （2）电平触发 （3）中断查询
• 优先级特殊循环方式：初始优先级队列是由编程确定的。 也可由操作命令字OCW2来设定。
10
2、屏蔽中断源的方式
• 普通屏蔽方式：8259A的每个中断请求输入端都可以通过 对应屏蔽位的设置被屏蔽，通过设置操作命令字OCW1使 屏蔽器中任一位或几位置1（对中断的屏蔽总是暂时的， eg：计算机网络通信）
5.
6.
16
五、中断响应过程（CPU与8259A的操作过程）
1、申请中断 外设 对应IR0 ~ IR7为“1”， 为“1” CPU的INTR输入“1”，申请中断。 2、响应中断的条件 CLI 使 IF = 0，禁止中断。 STI 使 IF = 1，允许中断。 判优后使INT
微机原理第7章ppt
DMA方式
利用专用的接口电路直接在内存与外设端口之间直 接进行数据块传送，而不经过CPU中转的一种数据 传送方式。
特点：
无需CPU参与，无需软件介入，传送速度快，在 整个数据传输过程中都是由DMA控制器来控制 管理。
7.3
DMA控制器8237A
wws1996@
一、课前思考
1、8237A由哪几部分组成?
权，用DMA方式实现外部设备和存储器之间的
数据高速传输。
将DMA控制器中和某个接口有联系的部分
为一个通道。而一个DMA控制器一般由几个通
道组成。
wws1996@
7.3.1 8237A的主要功能
• 数据总线缓冲器
• 读写逻辑电路 • 工作方式寄存器 • 状态寄存器 • 优先选择逻辑 • 4个DMA通道
2、如何设置8237A的控制字?
3、8237A有哪些工作方式?各有何特点?
4、如何对8237A进行初始化编程?
二、学习目标
1、了解8237A的内部结构和引脚功能； 2、熟练掌握8237A控制字的设置； 3、熟练掌握8237A的工作方式及编程和应用。
wws1996@
三、难重点 1、8237A的内部结构及功能； 2、8237A的控制字的设置及其工作方式； 3、8237A的编程及应用。 四、主要知识点 1、8237A的控制字设置； 2、8237A的工作方式； 3、8237A的初始化及应用。
第7章 2、查询式输出 CPU通过执行程 序不断地读取并 测试外设的状态， 如果外设处于空 Y（忙） BUSY=1？ N 输出数据 输入状态信息
闲状态，则CPU
执行输出指令，
否则就等待。
查询式输出程序流程图
第7章
DATA_PORT
微机原理 第七章2
8255A的工作方式 的工作方式 1、 方式 、 方式0——基本输入／输出方式： 基本输入／ 基本输入 输出方式： 在这种功能组态下，三个口中的任何一个都可提供简单的输入和输出操作。 简单的输入和输出操作 在这种功能组态下，三个口中的任何一个都可提供简单的输入和输出操作。 不需要应答式联络信号，数据只是简单地写入指定的口，或从口中读出。 不需要应答式联络信号，数据只是简单地写入指定的口，或从口中读出。 方式0的基本功能定义如下： 方式 的基本功能定义如下： 的基本功能定义如下 两个8位的口和两个 位的口 高四位、 低四位） 两个 位的口和两个4位的口（口A、口B、口C高四位、口C低四位）： 位的口和两个 位的口（ 、 、 高四位 低四位 任何一个口都可用作输入或输出； 任何一个口都可用作输入或输出； 输出可被锁存 输入不被锁存 根据方式 的基本功能定义 这四个端口的输入和输出有十六种不同的组合， 十六种不同的组合 根据方式0的基本功能定义，这四个端口的输入和输出有十六种不同的组合， 方式 的基本功能定义， 可适用于多种应用场合。 可适用于多种应用场合。
并行接口芯片8255A 并行接口芯片
C口可以通过设定工作方式而分成两个 位的口。每个 位的口包含一个 口可以通过设定工作方式而分成两个4位的口 每个4位的口包含一个 位的口包含一个4 口可以通过设定工作方式而分成两个 位的口。 位的锁存器，与口A和口 一起用于输出控制信号 输入状态信号。 和口B一起用于输出控制信号和 位的锁存器，与口 和口 一起用于输出控制信号和输入状态信号。 A组和 组中的每个控制部件都从读 写控制逻辑接收“命令”，从内部数 组和B组中的每个控制部件都从读 写控制逻辑接收“命令” 组和 组中的每个控制部件都从读/写控制逻辑接收 据总线接收“控制字” 并向有关的口发出适当的命令。 据总线接收“控制字”，并向有关的口发出适当的命令。 A组控制部件 组控制部件——口A和口 高四位（C7～C4）； 和口C高四位 组控制部件 口 和口 高四位（ B组控制部件 组控制部件——口B和口 低四位（C3～C0）； 和口C低四位 组控制部件 口 和口 低四位（ 控制字寄存器只能写入，不允许读出。 控制字寄存器只能写入，不允许读出。 组和B组的控制 （4）A组和 组的控制：每个口的功能组态由系统软件编程设定，实际上 ） 组和 组的控制：每个口的功能组态由系统软件编程设定， 是由CPU向8255输出一个控制字来设定。该控制字包含“工作方式”、 输出一个控制字来设定。 是由 向 输出一个控制字来设定 该控制字包含“工作方式” 位置1’ 位清除”等信息。 “位置 ’、和“位清除”等信息。
微机原理重点总结
微型机系统主机包含CPU、内存储器、I/O接口电路冯诺依曼体系设计思想：①数据、信息以及为处理这些数据和信息而编写的程序代码（指令）都是以二进制形式表示的。
② 程序和数据事先存放在存储器中，计算机在工作时能够高速地从存储器中取出指令加以执行（存储程序计算机）。
③ 由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部件组成计算机系统。
（系统）总线：计算机中各功能部件间传送信息的公共通道总线分为地址总线AB（8086 20位）、数据总线DB（8086 16位）、控制总线CB微处理器(CPU)由运算器(ALU)和控制器(CU)构成I/O接口是微型计算机与输入输出设备之间信息交换的桥梁。
高速缓冲存储器Cache的使用，大大减少了CPU读取指令和操作数所需的时间，使CPU的执行速度显著提高。
微机系统增加了高速缓冲存储器后，使系统的存储器体系形成三级组织结构，即由高速缓冲存储器Cache、主存和外存组成。
Cache中存放的是CPU即将访问的指令和数据，或者是访问频繁的指令和数据。
局部性原理：时间局部性：一个数据（或指令）被访问，在不久的将来，很可能被再次使用；空间局部性：一个数据（或指令）被访问，它附近的数据可能很快就会被使用。
所以，层次结构的存储器系统，可以将最近访问过的内容放入Cache，将近期访问过内容所属的整个块放入Cache。
8086/8088中使用的存储器管理机制是：分段实方式8086的结构：8086微处理器为了充分使用总线以提高程序的执行速度被设计成为两个独立的功能部件：执行部件（EU）和总线接口部件（BIU）BIU由总线接口部件由段寄存器、指令指针、地址形成逻辑、总线控制逻辑和指令队列等组成。
负责完成CPU与存储器（内存或主存）或I/O设备之间的数据传送。
① 取指令到指令队列缓冲器② 从内存或外设端口读取数据③ 向内存或外设端口发送数据④ 形成20位物理地址。
在执行转移程序时，BIU使指令预取队列复位，从指定的新地址取指令，并立即传给执行单元执行。
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。
第七章微机原理课后习题参考答案_2012
第7章习题参考答案1．列举中断的具体应用。
要点：符合如下四种的均可（1）响应外部突发事件。
（2）实时多任务调度。
（3）实现外设与CPU的并行处理（4）分时多任务操作系统的基础。
2．中断的分类方式及其关系。
要点：可屏蔽中断和不可屏蔽中断内部中断和外部中断软件中断和硬件中断3．中断向量表的功能时什么，8086/8088CPU 如何对中断源识别并跳转到正确的中断服务程序入口？要点：中断向量表是存放中断服务程序入口地址的一个特定的内存区域，中断号都与一个中断服务程序的入口地址相对应，实现中断处理程序的直接跳转。
8086/8088cpu通过中断号标识中断源，外部中断的中断号由中断控制器（如8259a）提供，内部中断中断号和不可屏蔽中断号系统固定分配。
发生中断时：1）将标志寄存器、CS、IP内容压入堆栈。
2）获取中断类型号n，生成中断向量表地址4*n。
3）从中断向量表地址为4*n的存储单元中取出中断向量送入CS和IP，继而转去执行中断服务子程序。
4．中断的一般处理流程包括那些步骤，分别完成什么功能？要点：中断处理的一般过程由中断请求、中断优先级判别、中断响应、现场保护、中断服务、现场恢复和中断返回构成。
中断请求：发起中断信号中断判优：优先级判断确定响应那个中断中断响应：通过中断屏蔽确定是否响应中断，回复中断响应信号现场保护：保存状态寄存器、地址寄存器和相关重要寄存器中断服务：中断处理程序现场恢复：恢复状态寄存器、地址寄存器和其他重要寄存器中断返回：跳转到断点5．8259A如何进行优先级管理？要点：全嵌套方式、特殊全嵌套方式和优先级自动循环方式，分别针对单片，级联和特殊情况下的应用。
6．设8259A的端口地址为80H和81H，用程序清除中断服务寄存器的ISR6。
要点：MOV AL, 66H ：EOI=1；SL=1；R=0；L2L1L0=6OUT 80H, AL ；设置OCW27．2片8259A组成的级联系统，设备A接在从片的IR0上，从片接在主片的IR4上，说明A设备发生中断到CPU响应的全过程。
微机原理微机原理讲义第7章课件
缓冲器 (1)
CS
CPU DB
数据口 42H
M / IO
42H
15
查询式输入如图，状态线占用一根数据线D0，STB是选通 信号，在输入时随着数据一起从输入端口出现，是表示输 入数据已就绪的状态信号。CPU先读状态口，若状态就绪， 再读数据口。
…… …… ……
D7
D7
锁存器
缓冲器 (2)
D0
CS D0
STB
1
D CSLETRQ
Q CLR
STROBE: 选通信号
输入缓冲器
输出设备
输入设备
12
当外设作输入设备，输入数据的保持时
间相对于CPU的处理时间长，所以可以直接
用缓冲器；
外设作为输出设备，由于外设速度比较
慢，CPU的数据必须在接口保持一段时间，
因此必须采用锁存器。
无条件传输时，输出时，必须确认输出
ห้องสมุดไป่ตู้
锁存器的原数据无效，才能正确输出；输入
时，必须认为输入缓冲器中的数据已准备好，
6) 数据缓冲功能
主机与外设速度相差很大，为了防止数据丢失，I/O接口 均设有双向数据缓冲器。
6
7) 中断管理功能
有专门的中断管理接口，能完成中断判优、中断屏蔽，向 CPU送入中断类型码等功能。
8) 错误检测功能
多数可编程芯片都能自动检测出传输过程中出现的错误。 1.传输错误，如串口中的奇偶校验 2.覆盖错误
象也不同
CS
CLK1 OUT1
A1 A0 CLK2
D7 OUT2
D0 GATE1 GATE2
2MHz
VCC
11
输入输出传送方式
1)无条件传送方式
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。
微机原理周荷琴版第六、七章
外设 接口
总 线
外设
CPU
①
②
存储器
两种不同的数据传送路径
3
DMA控制方式的工作过程
• 外设向DMA控制器发出“DMA传送请求”信 号DRQ
• DMA控制器收到请求后，向CPU发出“总线 请求”信号HOLD • CPU在完成当前总线周期后会立即发出HLDA
信号，对HOLD信号进行响应
• DMA控制器收到HLDA信号后，就开始控制总 线，并向外设发出DMA响应信号DACK
mov ah,9
int 21h dec n mov count,182 Exit: cli ； 显示次数减1 ；重新设置计数值
…
；中断返回
44
DMA控制方式的工作过程
• DMA控制器送出地址信号和相应的控制信号， 实现外设与内存或内存与内存之间的直接数据 传送 例：从外设向内存传送一个字节 DMAC向I/O接口发出读信号，同时往地址总 线上发出存储器的地址和存储器写信号和AEN 信号。
DMA控制方式的工作过程
• DMA控制器自动修改地址和字节计数器， 并判断是否需要重复传送操作。当规定的数 据传送完后，DMA控制器就撤销发往CPU 的HOLD信号。CPU检测到HOLD失效后， 紧接着撤销HLDA信号，并在下一时钟周期 重新开始控制总线。
00H～04H――系统专用 08H～0FH――硬件中断 10H～1FH――BIOS用 20H～3FH――DOS用 40H～FFH――用户用
28
中断向量表的初始化
• 将用户自定义的中断服务程序入口地址放 入向量表 • 例：将中断向量码为60H的服务程序入口地 址放入向量表
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中断向量表的初始化（直接装入法） （与P267页的例7.4类似） MOV AX，0000H MOV DS，AX MOV SI，0180H MOV BX，OFFSET INT1 MOV [SI]，BX MOV BX，SEG INT1 MOV [SI+2]，BX
微机原理与应用要点总结
微机原理与应用
6. 掌握8088种5种内部中断与两种外部中断，以及 其优先级顺序； 内部中断：除法错（0）、单步中断（1）、 断点中断（3）、溢出中断（4）、用户自定义的软 件中断（n）； 外部中断：INTR、NMI； 7. 理解中断控制器8259A的级联方式，会由级联片 数计算能控制的可屏蔽中断级数。
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微机原理与应用
第1章 微机基础理论
1.掌握计算机中的数值转换（二进制、十进制、 十六进制、BCD码） 2. 掌握原码、反码、补码间转换，深入理解所 能表示的范围。（P33） 3.掌握微机的硬件系统组成（微处理器、存储器、 I/O接口和总线），理解各部分的功能。（P9） 4. 了解微机的发展及工作过程。
微机原理与应用
第三章 8086/8088指令系统
1. 掌握如下常用指令 （1）数据传送类指令（MOV、PUSH、POP、 XCHG、IN、OUT、LEA等）； （2）算术运算指令（ADD、ADC、INC、 SUB、SBB、DEC、CMP等）； （3）逻辑运算和移位指令（AND 、OR、 XOR、TEST、NOT、 SHL/SHR/SAR/SAL/ROL/ROR/RCL/RCR） （4）串操作指令（MOVSB、CMPS、LODS、 STOS、SCAS） （5）控制转移类指令（JMP、LOOP、条件 转移指令、等）
3. 掌握物理地址与逻辑地址间关系，物理地址的计算。 4. 掌握8086/8088CPU的三种计时：（时钟周期、总 线周期、指令周期），理解三种计时的关系。（P51）
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DATA
CODE MAIN
ENDS
SEGMENT PROC FAR CS：CODE，DS：DATA，ES：DATA DS AX，AX AX AX，DATA DS，AX AL，1CH ASSUME
START： PUSH SUB PUSH MOV MOV MOV
MOV
INT
AH，35H
21H
PUSH
PUSH PUSH
优
先 最高
级
除法出错中断 软件中断INT n
溢出中断INTO
非屏蔽中断NMI 可屏蔽中断INTR 单步中断 最低
7.2.2
8086CPU
执行当前指令
指令执行结束吗？ Y N
的中断响应过程
取下一 条指令
Y 自动形成中断类型码0 有除法出错中断？ N Y 从指令中取出中断类型码n 有软件中断INTn？ 若是断点形成中断类型码3 N Y 自动形成中断类型码4 有溢出中断？ N Y 有非屏蔽中断？ 自动形成中断类型码2 N Y 响应中断 Y 有可屏蔽中断？ IF＝1？ 读取中断类型码 N N
7.3.1
8259A的引脚信号及结构
图7.12
8259A内部结构及引脚信号
1、8259A的外部引脚信号
8259A引脚上的信号与含义如下： D7～D0：三态双向数据总线。 INT：中断请求信号输出线。 INTA：中断应答信号输入线，低电平有效。
RD：读出信号输入线，低电平有效。
WR：写入信号输入线，低电平有效。 CS：芯片选通信号输入线，低电平有效。 A0：地址输入线。 IR7～IR0：外设的中断请求输入线
7.3.2
8259A的工作方式
六种工作方式： 中断请求方式、中断源屏蔽方式、中断嵌套方式、 优先级循环方式、中断结束方式、读8259A状态方式。 1、中断请求方式（三种）
（1）边沿触发器方式
（2）电平触发方式 （3）中断查询方式 2、中断源屏蔽方式（两种） （1）普通屏蔽方式
（2）特殊屏蔽方式
3、中断嵌套方式（两种）
图7.7
中断处理基本过程
7.2
7.2.1
8086CPU中断系统
8086CPU的中断源
256种中断可分为两大类：外部中断和内部中断。
8086 INT 3 指令 INT n 指令 CPU INT O 指令 除法 出错 单步 中断 NMI 非屏蔽 中断请求
中 断
处
理
逻
辑
INTR 8259A 可屏蔽中断请求
（5）指令中断-----------中断类型号是n
内部中断的特点：
① 内部中断的类型号都是固定的，或是在中断指令中给定的。 不需要进入INTA总线周期获取类型号； ② 不受中断允许标志位IF的影响； ③ 用一条指令或由某个标志位启动进入中断处理程序，这样
的中断没有随机性。
2、中断源的优先级
中
断
源
(1) 全嵌套方式 (2) 特殊全嵌套方式 4、优先级循环方式（两种） (1) 优先级自动循环方式
(2) 优先级特殊循环方式
5、中断结束方式（两种） (1) 中断自动结束方式（AEOI） (2) 中断非自动结束方式（两种） l）普通EOI结束方式
2）特殊EOI结束方式
6、读8259A状态方式
7.3.3
ES
BX DS
MOV
MOV MOV MOV MOV INT POP IN AND OUT
DX， OFFSET SOUND
AX， SEG DS，AX AL，1CH AH，25H 21H DS AL，21H AL，0FEH 21H，AL DI，8000H SOUND
STI
MOV
DLY：
DLY1：
MOV
(EOI) IRET
IR2 中断清除 IR4 中断请求
IR1 中断清除
IR4处理程序 IR3中断请求 IR3处理程序 开中断 STI STI 。 。 。 。 。 。 IR3 IR4 (EOI) (EOI) 中断清除 中断清除 IRET IRET
图7.6
中断嵌套管理
4、中断处理过程
中断请求 中断判优
图7.8
8086系统的中断源
1、中断源的类型
1）外部中断（硬件中断） 分为非屏蔽中断和可屏蔽中断两种。 （1）非屏蔽中断 （2）可屏蔽中断
2）内部中断（软件中断）
（1）单步中断-----------中断类型号是1 （2）除法出错中断-------中断类型号是0 （3）断点中断-----------中断类型号是3 （4）溢出中断-----------中断类型号是4
┇
Y H中断服务子程序
是H请求？ N 出错处理
恢复现场开中断 返回
图7.4 软件查询程序流程
（2）硬件排队方式
图7.5
中断优先权编码电路
(3)专用中断控制器
3、中断嵌套管理
主程序 IR2和IR4 中断请求 IR2处理程序 IR1中断请求 IR1处理程序 STI STI 。 。 。 (EOI) IRET 开中断
INTADD，试编一段程序设置该中断类型号的中断向量。
MOV
MOV MOV MOV
AX，OFFSET
［BX］，AX AX，SEG
INTADD
INTADD
［BX＋2］，AX
7.2.4
中断程序设计
中断程序设计分为主程序设计和中断服务子程序设计两部分。 主程序---用来完成相关的初始化工作，为实现中断做好准备； 中断服务子程序---用来完成相关的中断处理工作。 1、主程序设计
CAS2～CAS0：双向级联信号线。
SP/EN：编程／双向使能缓冲信号线。
2、8259A的内部结构
（1）数据总线缓冲器 作用：连接系统数据总线和8259A内部总线。 （2）读/写控制逻辑 作用：接收 CPU 的读 / 写命令 RD 、 WR ，片选信号 CS 和 端口选择信号A0。 （3）级连缓冲/比较器
中断向量地址＝中断类型号*4
专 用 中 断 (5个)
000
类型0中断入口(除法出错)
类型1中断入口(单步中断) 类型2中断入口(NMI) 类型3中断入口(断点中断) 类型4中断入口(溢出中断) 类型5中断入口 ┇
004
008 00C
IP CS IP CS
系 统 使 用 (27个)
供 用 户 使 用 (224个)
010 014
0C7 080
类型31中断入口 类型32中断入口 ┇ IP CS
3FC
类型255中断入口
15
87
0
图7.10 8086系统的中断向量表
例7-1
解：
某中断源的类型号为34，且已知部分中断向量表如图734*4=136
地址
0087H 0088H ┋
11所示，试求中断服务程序入口的物理地址。
3、中断程序设计举例
编写一个中断处理程序，要求主程序运行时，每20秒响铃 一次，同时屏幕上显示信息‚It’s time to ring！‛ 程序分主程序和中断服务程序两个部分： （1）主程序
（2）中断服务程序
DATA
COUNT MESS
SEGMENT
DW 364 DB‘It’s time to ring！’， 0DH，0AH，‘$’
N
有单步中断吗？ Y 自动形成中断类型码1 PSW、CS、IP依次入栈并清除IF和TF标志位 由中断类型码形成中断服务程序 的入口、并执行中断服务程序 IP、CS、PSW依次出栈
图7.9 8086系统中断 响应过程的流程
1、内部中断和非屏蔽中断的响应及处理过程
1) 中断请求与检测 2) 确定中断向量地址 3）保护各标志位状态和屏蔽INTR中断和单步中断 4）保存断点
中断源提出中断请求 判优逻辑进行优先排队 CPU执行完当前指令 CPU取下一条指令 N
中断请求信号有效？
Y 中断响应 CPU关闭中断？ Y CPU关闭中断 保护断点地址
N
找出中断源，形成中断服务 程序入口地址，并转向中断服务 保护现场 中断处理 执行中断服务程序 恢复现场 CPU开放中断
中断返回
返回主程序断点处
DS
CODE
ENDS
END START
7.3
中断控制器Intel 8259A
功能： 1）具有8～64级的中断优先权管理功能； 2）每一级都可以通过编程实现中断屏蔽或开放； 3）在中断响应周期，8259A可以自动提供相应的中断类型号；
4）可以通过编程来选择8259A的各种工作方式及任意设定中断
类型号。
STI
DEC JNZ MOV MOV INT MOV
IN
AND SD： XOR
AL，61H
AL，0FCH AL，02H
OUT
61H，AL
MOV
WAIT： LOOP DEC
CX，140H
WAIT DX
JNE
MOV EXIT： CLI
SD
COUNT，364
POP
POP POP
DX
CX AX
POP
IRET SOUND ENDP
第7章
7.1 7.1.1 中断系统 中断的概念及其作用
中
断
1、中断的概念
中断-----指计算机在执行正常程序的过程中出现内部或外部某
些事件的请求时，CPU暂时停止当前程序的正常执行， 转去执行请求事件的处理操作，CPU在事件处理结束
后再回到被暂时中断了的程序继续往下执行。
当前正运行的程序 中 断 请 求 ┇ 指令A 指令B 指令C CPU响 应中断 中断处理程序 指令1 指令2 ┇ ┇
DEC JNZ DEC JNZ POP POP MOV MOV INT RET
SI，0
SI DLY1 DI DLY DX DS AL，1CH AH，25H 21H