全套课件 微机原理与接口技术--梁建武
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16位变址寄存器SI和DI 常用于存储器变址寻址方式时提供地址
SI是源地址寄存器（Source Index） DI是目的地址寄存器（Destination Index）
在串操作类指令中，SI、DI还有较特殊的用 法
（3）指针寄存器
指针寄存器用于寻址内存堆栈内的数据 SP为堆栈指针寄存器（Stack Pointer）,指示 堆栈段栈顶的位置（偏移地址） BP为基址指针寄存器（Base Pointer），表 示数据在堆栈段中的基地址
ຫໍສະໝຸດ Baidu
– 数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数
• 控制总线CB
特点
– 协调系统中各部件的操作，有输出控制、输入状态等信号
– 控制总线决定了系统总线的特点，例如功能、适应性等
1.2.2 微型计算机的软件系统
操作系统 汇编程序 文本编辑程序 调试程序
MS-DOS MASM和LINK EDIT.COM DEBUG.EXE
SP和BP寄存器与SS段寄存器联合使用以确定堆 栈段中的存储单元地址
2. 指令指针寄存器
IP（Instruction Pointer）为指令指针寄存 器，指示主存储器指令的位置
– 人工智能
• 网络通信
– 计算机技术与通信技术的结合构成了计算机网络
• 计算机仿真
– 模拟器构建、虚拟环境实现
1.2微型计算机系统组成和工作原理
微型计算机
微型计算机系统
运算器 控制器 寄存器组
存储器
输入/输出 接口电路
总线
微处理器
区别
外部设备
软件
1.2.1 微型计算机的硬件系统
系统总线BUS
处
– 匹配工作速度 – 匹配信息格式 – 实现信息传递
2.1 微型计算机硬件结构
指
指
时序
令 寄
令 译
1.
控和算制 术逻辑单元控制（总线运算器）
存
码
逻辑
2. 寄存器组
通用 寄存器组
3寄地.存器址指组 令处地总控址线制理单元地址（总线控制器）
内部数据总线
数据 总线 控制
数据总线
暂存器
累加器
标志寄存器
ALU
系
理
统
器
总
1子系.
微处线理器子系统 形
2统. 存储成器
存储器
3. I/O设备和I/O接口
I/O接口
4. 系统总线
I/O设备
地址总线AB 数据总线DB 控制总线CB
图1.1 微型计算机的系统组成
系统总线
• 总线是指传递信息的一组公用导线 • 总线是传送信息的公共通道 • 微机系统采用总线结构连接系统功能部件 • 总线信号可分成三组
2.1.1 8088/8086的功能结构
• 8088的内部结构从功能分成两个单元
– 总线接口单元BIU——管理8088与系统总线的 接口，负责CPU对存储器和外设进行访问
– 执行单元EU——负责指令的译码、执行和数 据的运算
• 两个单元相互独立，分别完成各自操作 • 两个单元可以并行执行，实现指令取指和
• 第二时期微型计算机（1974年～1977年）
中高档8位CPU，Z80、 MC6800
• 第三时期微型计算机（1978年～1984年）
16位CPU和微机，8086-8088-80286
• 第四时期微型计算机（1985年～1993年）
32位高档CPU， 80386- 80486
• 第五时期微型计算机（1993年～至今）
微机原理及接口技术
章节目录
• 第一章 微型计算机原理与接口技术概述 • 第二章 微型计算机原理浅析 • 第三章 实用接口控制语言 • 第四章 微型计算机机系统与外设接口技术 • 第五章 实用接口技术
1.1 微型计算机的发展和应用
• 1946年，世界上出现第一台数字式电子 计算机ENIAC（电子数据和计算器）
• 发展到以大规模集成电路为主要部件的 第四代，产生了微型计算机
• 1971年，Intel公司设计了世界上第一个 微处理器芯片Intel4004，开创了一个全 新的计算机时代
1.1.1 微型计算机的发展
• 第一时期微型计算机（1971年～1973年）
4位和低档8位CPU，4004-4040-8080
BX 称 为 基 址 寄 存 器 （ Base address Register）
常用做存放存储器地址
CX称为计数器（Counter）
作为循环和串操作等指令中的隐含计数器
DX称为数据寄存器（Data register）
常用来存放双字长数据的高16位，或存放外设端 口地址
（2）变址寄存器
执行的流水线操作
2.1.2 8086/8088 寄存器结构
8088/8086的寄存器组有
8个通用寄存器
4个段寄存器
图示
1个标志寄存器
1个指令指针寄存器 寄存器均为16位!
1. 通用寄存器
8088有8个通用的16位寄存器
（1）数据寄存器: AX BX CX DX
（2）变址寄存器: SI DI
（3）指针寄存器: BP SP
4个数据寄存器还可以分成高8位和低8位两个独
立的寄存器，这样又形成8个通用的8位寄存器
AX： AH AL
BX： BH BL
CX： CH CL
DX： DH DL
（1）数据寄存器
AX称为累加器（Accumulator）
使用频度最高。用于算术、逻辑运算以及与外设 传送信息等
为什么采用汇编语言？
1.2.3 微型计算机系统工作原理
– 取指令 – 分析指令 – 执行指令
微型计算机执行程序的过程，实际上就 是重复的完成上述取指令、分析指令和执 行指令的过程，直到遇到停机指令时，CPU 处于动态停机状态，才结束整个机器的运 行。
1.3 微型计算机接口技术概述
• 接口是指两个部件之间的交接部件。 • 微型计算机接口的作用有以下几个方面：
– 地址总线AB：传送地址信息 – 数据总线DB ：传送数据信息 – 控制总线CB ：传送控制信息
总线信号
• 地址总线AB
举例
– 输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址
– 地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围
• 数据总线DB
举例
– CPU读操作时，外部数据通过数据总线送往CPU
– CPU写操作时，CPU数据通过数据总线送往外部
64位高档CPU，Pentium-PentiumII-PentiumIIIPentiumⅣ
1.1.2 微型计算机的应用
• 科学计算、科学研究、数值处理和信息处理方面
– 科学计算，数据处理 – 计算机辅助设计 – 功能越强越好、使用越方便越好……
• 人工智能和过程自动化控制方面
– 工业PC机、工控机、可编程逻辑控制器、微控制器、数字信号处理 器
SI是源地址寄存器（Source Index） DI是目的地址寄存器（Destination Index）
在串操作类指令中，SI、DI还有较特殊的用 法
（3）指针寄存器
指针寄存器用于寻址内存堆栈内的数据 SP为堆栈指针寄存器（Stack Pointer）,指示 堆栈段栈顶的位置（偏移地址） BP为基址指针寄存器（Base Pointer），表 示数据在堆栈段中的基地址
ຫໍສະໝຸດ Baidu
– 数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数
• 控制总线CB
特点
– 协调系统中各部件的操作，有输出控制、输入状态等信号
– 控制总线决定了系统总线的特点，例如功能、适应性等
1.2.2 微型计算机的软件系统
操作系统 汇编程序 文本编辑程序 调试程序
MS-DOS MASM和LINK EDIT.COM DEBUG.EXE
SP和BP寄存器与SS段寄存器联合使用以确定堆 栈段中的存储单元地址
2. 指令指针寄存器
IP（Instruction Pointer）为指令指针寄存 器，指示主存储器指令的位置
– 人工智能
• 网络通信
– 计算机技术与通信技术的结合构成了计算机网络
• 计算机仿真
– 模拟器构建、虚拟环境实现
1.2微型计算机系统组成和工作原理
微型计算机
微型计算机系统
运算器 控制器 寄存器组
存储器
输入/输出 接口电路
总线
微处理器
区别
外部设备
软件
1.2.1 微型计算机的硬件系统
系统总线BUS
处
– 匹配工作速度 – 匹配信息格式 – 实现信息传递
2.1 微型计算机硬件结构
指
指
时序
令 寄
令 译
1.
控和算制 术逻辑单元控制（总线运算器）
存
码
逻辑
2. 寄存器组
通用 寄存器组
3寄地.存器址指组 令处地总控址线制理单元地址（总线控制器）
内部数据总线
数据 总线 控制
数据总线
暂存器
累加器
标志寄存器
ALU
系
理
统
器
总
1子系.
微处线理器子系统 形
2统. 存储成器
存储器
3. I/O设备和I/O接口
I/O接口
4. 系统总线
I/O设备
地址总线AB 数据总线DB 控制总线CB
图1.1 微型计算机的系统组成
系统总线
• 总线是指传递信息的一组公用导线 • 总线是传送信息的公共通道 • 微机系统采用总线结构连接系统功能部件 • 总线信号可分成三组
2.1.1 8088/8086的功能结构
• 8088的内部结构从功能分成两个单元
– 总线接口单元BIU——管理8088与系统总线的 接口，负责CPU对存储器和外设进行访问
– 执行单元EU——负责指令的译码、执行和数 据的运算
• 两个单元相互独立，分别完成各自操作 • 两个单元可以并行执行，实现指令取指和
• 第二时期微型计算机（1974年～1977年）
中高档8位CPU，Z80、 MC6800
• 第三时期微型计算机（1978年～1984年）
16位CPU和微机，8086-8088-80286
• 第四时期微型计算机（1985年～1993年）
32位高档CPU， 80386- 80486
• 第五时期微型计算机（1993年～至今）
微机原理及接口技术
章节目录
• 第一章 微型计算机原理与接口技术概述 • 第二章 微型计算机原理浅析 • 第三章 实用接口控制语言 • 第四章 微型计算机机系统与外设接口技术 • 第五章 实用接口技术
1.1 微型计算机的发展和应用
• 1946年，世界上出现第一台数字式电子 计算机ENIAC（电子数据和计算器）
• 发展到以大规模集成电路为主要部件的 第四代，产生了微型计算机
• 1971年，Intel公司设计了世界上第一个 微处理器芯片Intel4004，开创了一个全 新的计算机时代
1.1.1 微型计算机的发展
• 第一时期微型计算机（1971年～1973年）
4位和低档8位CPU，4004-4040-8080
BX 称 为 基 址 寄 存 器 （ Base address Register）
常用做存放存储器地址
CX称为计数器（Counter）
作为循环和串操作等指令中的隐含计数器
DX称为数据寄存器（Data register）
常用来存放双字长数据的高16位，或存放外设端 口地址
（2）变址寄存器
执行的流水线操作
2.1.2 8086/8088 寄存器结构
8088/8086的寄存器组有
8个通用寄存器
4个段寄存器
图示
1个标志寄存器
1个指令指针寄存器 寄存器均为16位!
1. 通用寄存器
8088有8个通用的16位寄存器
（1）数据寄存器: AX BX CX DX
（2）变址寄存器: SI DI
（3）指针寄存器: BP SP
4个数据寄存器还可以分成高8位和低8位两个独
立的寄存器，这样又形成8个通用的8位寄存器
AX： AH AL
BX： BH BL
CX： CH CL
DX： DH DL
（1）数据寄存器
AX称为累加器（Accumulator）
使用频度最高。用于算术、逻辑运算以及与外设 传送信息等
为什么采用汇编语言？
1.2.3 微型计算机系统工作原理
– 取指令 – 分析指令 – 执行指令
微型计算机执行程序的过程，实际上就 是重复的完成上述取指令、分析指令和执 行指令的过程，直到遇到停机指令时，CPU 处于动态停机状态，才结束整个机器的运 行。
1.3 微型计算机接口技术概述
• 接口是指两个部件之间的交接部件。 • 微型计算机接口的作用有以下几个方面：
– 地址总线AB：传送地址信息 – 数据总线DB ：传送数据信息 – 控制总线CB ：传送控制信息
总线信号
• 地址总线AB
举例
– 输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址
– 地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围
• 数据总线DB
举例
– CPU读操作时，外部数据通过数据总线送往CPU
– CPU写操作时，CPU数据通过数据总线送往外部
64位高档CPU，Pentium-PentiumII-PentiumIIIPentiumⅣ
1.1.2 微型计算机的应用
• 科学计算、科学研究、数值处理和信息处理方面
– 科学计算，数据处理 – 计算机辅助设计 – 功能越强越好、使用越方便越好……
• 人工智能和过程自动化控制方面
– 工业PC机、工控机、可编程逻辑控制器、微控制器、数字信号处理 器