第2微机原理与接口技术清华大学-PPT精品
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微机原理与接口技术课件PPT
汇编语言的优点
汇编语言具有高效、可移植性、 可维护性等优点，适用于编写操 作系统、编译器等关键软件。
汇编语言的缺点
汇编语言编写复杂，容易出错， 且可移植性较差，需要针对不同 的计算机体系结构进行修改。
高级语言
01
高级语言的定义
高级语言是一种抽象程度更高的 编程语言，它使用更接近自然语 言的语法和语义。
实验提供参考。
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感谢您的观看
串行接口的数据传输速率比并行 接口慢，但只需要一根数据线， 因此成本较低。
03
串行接口的常见标准包括RS-232 、RS-422和USB。
04
中断控制器
中断控制器是微机中的一 种重要组件，它负责管理 计算机系统中断的处理。
中断控制器可以管理硬件 设备的中断请求，例如键 盘、鼠标和计时器等。
ABCD
并行接口通常用于连接打印机、磁盘驱动器等高速设备， 因为这些设备需要快速传输大量数据。
并行接口的常见标准包括ECP、EPP和USB。
串行接口
01
串行接口是一种数据传输方式， 它通过单个数据线逐位传输数据 。
02
串行接口通常用于连接鼠标、调 制解调器等低速设备，因为这些 设备不需要快速传输大量数据。
语音识别和图像处理
利用微机原理与接口技术，可以实现语音识 别和图像处理等功能，提高办公自动化水平 。
在家用电器中的应用
1 2 3
智能家居控制
微机原理与接口技术可以用于智能家居控制，实 现家用电器的远程控制和自动化控制。
电视和音响设备控制
通过微机原理与接口技术，可以实现电视和音响 设备的智能控制，提供更加便捷和智能的娱乐体 验。
微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案完整版
微机原理与接口技术（第二版）清华大学出版社习题 11.什么是汇编语言，汇编程序，和机器语言？答：机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。
汇编语言是面向及其的程序设计语言。
在汇编语言中，用助记符代替操作码，用地址符号或标号代替地址码。
这种用符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言编程了汇编语言。
使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序。
2.微型计算机系统有哪些特点？具有这些特点的根本原因是什么？答：微型计算机的特点：功能强，可靠性高，价格低廉，适应性强、系统设计灵活，周期短、见效快，体积小、重量轻、耗电省，维护方便。
这些特点是由于微型计算机广泛采用了集成度相当高的器件和部件，建立在微细加工工艺基础之上。
3.微型计算机系统由哪些功能部件组成？试说明“存储程序控制”的概念。
答：微型计算机系统的硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
“存储程序控制”的概念可简要地概括为以下几点：①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器和输入 /输出设备五大基本部件组成。
② 在计算机内部采用二进制来表示程序和数据。
③ 将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作，使计算机在不需要人工干预的情况下，自动、高速的从存储器中取出指令加以执行，这就是存储程序的基本含义。
④ 五大部件以运算器为中心进行组织。
4.请说明微型计算机系统的工作过程。
答：微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程，也就是CPU 自动从程序存放的第 1 个存储单元起，逐步取出指令、分析指令，并根据指令规定的操作类型和操作对象，执行指令规定的相关操作。
如此重复，周而复始，直至执行完程序的所有指令，从而实现程序的基本功能。
5.试说明微处理器字长的意义。
答：微型机的字长是指由微处理器内部一次可以并行处理二进制代码的位数。
它决定着计算机内部寄存器、 ALU 和数据总线的位数，反映了一台计算机的计算精度，直接影响着机器的硬件规模和造价。
微机原理PPT(第一、二、三章)
格雷码
相邻两个数之间只有一位不同，常用 于模拟量和数字量之间的转换以及误 差检测等场合。
03
微处理器结构与工作原理
微处理器内部结构剖析
微处理器基本组成
流水线技术
包括运算器、控制器、寄存器等基本 部件。
提高指令执行效率的关键技术之一。
指令执行过程
取指、译码、执行、访存、写回等阶 段。
指令系统概述及分类方法
实现不同进制数之间的转换。
计算机中数的表示方法
原码表示法
将最高位作为符号位，其余各位表示 数值本身。
反码表示法
正数的反码与其原码相同，负数的反 码是在其原码的基础上，符号位不变， 其余各位取反。
补码表示法
正数的补码与其原码相同，负数的补 码是在其原码的基础上，符号位不变， 其余各位取反后加1。
移码表示法
02
计算机中的数与编码
进制数及其转换方法
十进制数
以10为基数，采用0-9共10个 数字符号组成的数值表示方法
。
二进制数
以2为基数，采用0和1两个数字 符号组成的数值表示方法。
十六进制数
以16为基数，采用0-9和A-F共 16个数字符号组成的数值表示 方法。
进制数转换方法
包括整数部分和小数部分的转换 ，通过除基取余法和乘基取整法
微机原理ppt(第一、二 、三章)
目录 CONTENT
• 绪论 • 计算机中的数与编码 • 微处理器结构与工作原理 • 汇编语言程序设计基础 • 输入输出接口技术与应用 • 中断系统与定时/计数器应用
01
绪论
微机原理课程概述
课程性质
微机原理是一门研究微型计算机 基本组成、工作原理、接口技术
及其应用的课程。
微机原理与接口技术课件PPT
中断控制器1 中断控制器2
定时器 并行接口芯片（键盘接口） RT/CMOS RAM 协处理器
020～03FH 0A0～0BFH
040～05FH 060～06FH 070～07FH 0F0～0FFH
表5-1系统板上接口芯片的端口地址
表5-2扩展槽上接口控制卡的端口地址
I/O接口名称 端口地址 200~20FH 370~37FH 270~27FH 3F8~3FFH 2F0~2FFH 300~31FH 3A0~3AFH 380～38FH 3B0~3BFH 3D0~3DFH 3C0~3CFH 1F0~1FFH 3F0~3F7H 360~36FH
返 回
图1-1微机系统各类接口框图
CPU 内存 DB
AB
CB
智能仪器接口
通信接口
过程控制接口
输入接口
输出接口
外存接口
数字化存储 示波器、数 字化万用表
终端、调制 解调器
A/D转换器 开关量输入 D/A转换器 开关量输出
键盘、鼠标、数 字化 仪、光笔、 图形输入仪麦克 风、扫描仪
打印机 显示器
磁盘磁带 软盘光盘
返 回
5.1.1 为什么要设置接口电路
CPU与外设两者的信号线不兼容，在信号线功能定义、逻 辑定义和时序关系上都不一致 两者的工作速度不兼容，CPU速度高，外设速度低
若不通过接口，而由CPU直接对外设的操作实施控制，就 会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中，大大降低CPU的 效率 若外部设备直接由CPU控制，也会使外设的硬件结构依赖 于CPU，对外设本身的发展不利。
图解
访问存储单元用地址总线 A19 ～ A0 ，全译码后得到 00000H～ FFFFFH共1MB 地址空间. I/O端口只利用其中的一部 分地址线，即 A15 ～ A0 地 址 线 ， 可 译 出 0000H ～ FFFFH 共 64KB 个 I/O 端口 地址. 由于端口是与存储器隔离 的，所以用户可扩展存储 器到最大容量，而不必为 I/O端口留出地址空间.
微机原理与接口技术课件PPT
9
CPU
A0~~A9 CS A0~~A9 CS A0~~A9 CS A0~~A9 CS
1KX4
WR D0~~D3 D4~~D7 D0~~D3 WE
1KX4
WE D4~~D7
1KX4
WE D0~~D3
1KX4
WE D4~~D7
第6章 存储器
按存取方式分类
随机存取存储器 （RAM） 半导体存储器 静态RAM（SRAM）
动态RAM（DRAM）
掩膜式ROM
可编程ROM（PROM）
只读存储器 （ROM）
可擦除PROM（EPROM） 电可擦除PROM（E2PROM）
说明
（1）随机存取存储器RAM 信息可以随时写入或读出 关闭电源后所存信息将全部丢失 静态RAM采用双稳电路存储信息，而动态RAM是以 电容上的电荷存储信息。 静态RAM速度更快，而动态RAM的集成度更高、功 耗和价格更低，动态RAM必须定时刷新。
3．存储芯片的选用和地址分配
存储芯片类型和芯片型号的选择因素 存放对象 存储容量 存取速度 结构 价格
6.4.2 存储器与地址总线的连接
存储器与地址总线的连接，本质上就是在地址分配的 基础上实现地址译码，保证 CPU 能对存储器中所有单 元正确寻址。 它包括两方面内容：一是高位地址线译码，用以选择 存储芯片；二是低位地址线连接，用以通过片内地址 译码器选择存储单元。
存储器与CPU接口的一般问题
–CPU总线的负载能力 –存储器与CPU之间的时序配合
–存储芯片的选用和地址分配
1．CPU总线的负载能力
通常 CPU 总线的负载能力是一个 TTL 器件或 20 个 MOS器件。 一般小型系统中， CPU 可直接与存储器芯片相连。 而在较大系统中，当总线负载数超过限定时应当 加接驱动器。 地址线、控制线时是单向的，故采用单向驱动器， 如74LS244，Intel8282等，而数据线是双向传动 的 ， 故 采 用 双 向 驱 动 器 ， 如 7 4 LS245、 Intel8286/8287等。
第微机原理与接口技术清华大学ppt课件
ALE
8088 CPU
地址 锁存
数据 收发
地址总线 数据总线
总线 控制器
控制总线
两种任务方式的选择方式
8088是任务在最小还是最大方式由MN/MX端形 状决议。MN/MX=0任务于最大方式，反之任务 于最小方式
二、8088CPU的引线及功能
引脚定义的方法可大致分为： 每个引脚只传送一种信息〔RD等〕； 引脚电平的高低不同的信号〔IO/M等〕； CPU任务于不同方式有不同的称号和定义
保管运算结果特征
总线接口单元
功能：
从内存中取指令到指令预取队列
担任与内存或输入/输出接口之间的数据 传送
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EU和BIU两个 部分可同时进展任务，从而
提高了CPU的效率； 降低了对存储器存取速度的要求
AX BX CX DX
AH，AL BH，BL CH，CL DH，DL
数据存放器特有的习惯用法
AX：累加器。一切I/O指令都经过AX与接口传送
信息，中间运算结果也多放于AX中；
BX：基址存放器。在间接寻址中用于存放基地址；
CX：计数存放器。用于在循环或串操作指令
中存放计数值；
DX：数据存放器。在间接寻址的I/O指令中存放
串行任务方式
8088以前的CPU采用串行任务方式：
CPU 取指令1
分析 指令1
BUS 忙碌
执行 指令1
取指令2
分析 指令2
忙碌
执行 指令2
并行任务方式
8088CPU采用并行任务方式
EUCPU
取指令1
分析 指令1
取指令2
执行 指令1
分析 指令2
第微机原理与接口技术清华大学-精选
• 8088可工作于两种模式下
最小模式 最大模式
• 最小模式为单处理器模式，控制信号较 少，一般可不必接总线控制器。
• 最大模式为多处理器模式，控制信号较 多，须通过总线控制器与总线相连。
2020/8/2
16
最小模式下的连接示意图
时钟发 生器
ALE 8088 CPU
• •
地址 锁存
数据 收发
地址总线 数据总线 控制总线
2020/8/2
8
一、8088/8086CPU的特点
• 了解：
– 程序与指令 – 指令执行的一般过程 – 指令的串行执行与并行流水线执行 – 8088/8086CPU的主要特点
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9
1. 程序和指令
• 程序：
– 具有一定功能的指令的有序集合
• 指令：
– 由人向计算机发出的、能够为计算机所识别 的命令。
30
结论
• 指令预取队列的存在使EU和BIU两个部 分可同时进行工作，从而
• 提高了CPU的效率； • 降低了对存储器存取速度的要求
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31
8088的内部寄存器
• 含14个16位寄存器，按功能可分为三类
8个通用寄存器 4个段寄存器 2个控制寄存器
深入理解：每个寄存器中数据的含义
2020/8/2
2020/8/2
20
主要引线（最小模式下）
• 地址线和数据线：
–AD7--AD0：低8位地址和数据信号分时复用 。在传送地址信号时为单向，传送数据信 号时为双向。
–A19--A16：高4位地址信号，分时复用。 –A15--A8 ：输出8位地址信号。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2020/8/2
微型计算机基本原理与接口技术（第二版）教学课件ppt作者陈红卫主编第三章
AH←AH＋调整所产生的进位值。 对标志位的影响：AF、CF 例： MOV AX,0435H
MOV BL,39H ADD AL，BL AAA
微机原理
② AAS 减法的ASCII码调整指令 指令格式： AAS 执行操作：AL←把减法结果AL的内容调整到 非压缩的BCD码格式 AH←AH - 调整所产生的借位值 标志位的影响：AF、CF
微机原理
3.1.6 转移类指令的寻址方式 1．段内相对转移寻址 有效地址EA为当前IP寄存器内容与指令中指定 的8位或16位有符号数之和 例：JZ DISP 其中DISP是符号地址 2．段内间接转移寻址 有效地址EA为寄存器或存储器单元的内容,这种 寻址方式不能用于条件转移指令。 例：JMP CX
微机原理
3.1.3 寄存器寻址方式 寄存器寻址:操作数存放在CPU内部的寄存器中 例 ：MOV AX，DX ; AX←DX 3.1.4 寄存器间接寻址 寄存器间接寻址：有效地址包含在基址寄存器 BX、BP或变址寄存器SI、DI中直接寻址 例 MOV AX，[BX]
MOV AX，[BP] 3.1.5 寄存器相对寻址 寄存器相对寻址方式：有效地址在SI、DI、BX 或BP之一，加上指令中8位或16位相对地址 例 MOV AL，ADDR[SI]
3.2 8086/8088 CPU的指令系统 微机原理
3.2.2 算术运算指令
1．加法指令 ⑴ ADD 不带进位加法指令 指令格式：ADD DST，SRC 执行操作：（DST）←（SRC）＋（DST）。 对标志位的影响：OF、SF、ZF、AF、PF、CF。
存储器 通用寄存器 立即数
存储器 通用寄存器 立即数
OR AL，20H 执行上述指令后AL＝？
⑶逻辑非NOT 指令 指令格式：NOT OPR 执行操作： （OPR）←（OPR） 影响的标志位：无
MOV BL,39H ADD AL，BL AAA
微机原理
② AAS 减法的ASCII码调整指令 指令格式： AAS 执行操作：AL←把减法结果AL的内容调整到 非压缩的BCD码格式 AH←AH - 调整所产生的借位值 标志位的影响：AF、CF
微机原理
3.1.6 转移类指令的寻址方式 1．段内相对转移寻址 有效地址EA为当前IP寄存器内容与指令中指定 的8位或16位有符号数之和 例：JZ DISP 其中DISP是符号地址 2．段内间接转移寻址 有效地址EA为寄存器或存储器单元的内容,这种 寻址方式不能用于条件转移指令。 例：JMP CX
微机原理
3.1.3 寄存器寻址方式 寄存器寻址:操作数存放在CPU内部的寄存器中 例 ：MOV AX，DX ; AX←DX 3.1.4 寄存器间接寻址 寄存器间接寻址：有效地址包含在基址寄存器 BX、BP或变址寄存器SI、DI中直接寻址 例 MOV AX，[BX]
MOV AX，[BP] 3.1.5 寄存器相对寻址 寄存器相对寻址方式：有效地址在SI、DI、BX 或BP之一，加上指令中8位或16位相对地址 例 MOV AL，ADDR[SI]
3.2 8086/8088 CPU的指令系统 微机原理
3.2.2 算术运算指令
1．加法指令 ⑴ ADD 不带进位加法指令 指令格式：ADD DST，SRC 执行操作：（DST）←（SRC）＋（DST）。 对标志位的影响：OF、SF、ZF、AF、PF、CF。
存储器 通用寄存器 立即数
存储器 通用寄存器 立即数
OR AL，20H 执行上述指令后AL＝？
⑶逻辑非NOT 指令 指令格式：NOT OPR 执行操作： （OPR）←（OPR） 影响的标志位：无
微机原理与接口技术(清华大学课件,全套)
64
3. 符号数的算术运算
通过引进补码，可将减法运算转换为加法运算。 即：[X+Y]补=[X]补+[Y]补
[X-Y]补=[X+(-Y)]补
=[X]补+[-Y]补 注：运算时符号位须对齐
65
[例]
X=-0110100，Y=+1110100，求X+Y=？
[X]原=10110100
将指令所在地址赋给程序计数器PC； PC内容送到地址寄存器AR，PC自动加1； 把AR的内容通过地址总线送至内存储器，经地址译码器译码， 选中相应单元。
CPU的控制器发出读命令。
在读命令控制下，把所选中单元的内容（即指令操作码）读到数 据总线DB。 把读出的内容经数据总线送到数据寄存器DR。 指令译码
37
三、无符号二进制数的运算
算术运算
无符号数 二进 制数的运算 有符号数
38
逻辑运算
主要内容
无符号二进 制数的算术运算
无符号数的表达范围 运算中的溢出问题 无符号数的逻辑运算 基本逻辑门和译码器
39
1. 无符号数的算术运算
加法运算
1+1=0（有进位）
减法运算
0-1=1（有借位）
55
[例]
X= -52 = -0110100
[X]原=1 0110100
[X]反=1 1001011
56
0的反码：
[+0]反=00000000
[-0]反 =11111111 即：数0的反码也不是唯一的。
57
补码
定义：
3. 符号数的算术运算
通过引进补码，可将减法运算转换为加法运算。 即：[X+Y]补=[X]补+[Y]补
[X-Y]补=[X+(-Y)]补
=[X]补+[-Y]补 注：运算时符号位须对齐
65
[例]
X=-0110100，Y=+1110100，求X+Y=？
[X]原=10110100
将指令所在地址赋给程序计数器PC； PC内容送到地址寄存器AR，PC自动加1； 把AR的内容通过地址总线送至内存储器，经地址译码器译码， 选中相应单元。
CPU的控制器发出读命令。
在读命令控制下，把所选中单元的内容（即指令操作码）读到数 据总线DB。 把读出的内容经数据总线送到数据寄存器DR。 指令译码
37
三、无符号二进制数的运算
算术运算
无符号数 二进 制数的运算 有符号数
38
逻辑运算
主要内容
无符号二进 制数的算术运算
无符号数的表达范围 运算中的溢出问题 无符号数的逻辑运算 基本逻辑门和译码器
39
1. 无符号数的算术运算
加法运算
1+1=0（有进位）
减法运算
0-1=1（有借位）
55
[例]
X= -52 = -0110100
[X]原=1 0110100
[X]反=1 1001011
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0的反码：
[+0]反=00000000
[-0]反 =11111111 即：数0的反码也不是唯一的。
57
补码
定义：
第6章-微机原理与接口技术(第2版)-李珍香-清华大学出版社
I/O接口模块 外围控制器
外围接口
系统总线 接口
外
总
线
系统总线 接口
外围接口
系统总线 接口
外围设备
系统总线
外总线 外围设备 外围设备
图6.1 总微线型按计位算置机分的类各级总线
5
6.1总线概述
三、总线标准和性能指标
1、总线标准 物理特性：定义总线物理形态和结构布局，规定总线的形
式及具体位置等 机械特性：定义总线机械连接特性，其性能包括接插件的
3
6.1总线概述
二、总线分类
1、按传送信息的内容。有地址、数据、控制总线 2、按照总线的层次位置。有片内总线、片总线、系统总线和外总线4种。 片内总线：集成电路芯片（如CPU或I/O）内部，用于片内各功能单元之间
的互连，如ALU与各寄存器之间的互连 ； 片总线：元件级总线或局部总线，用于单板机或一块CPU插件板的电路板
寻址阶段：获得总线使用权的主模块发出存储器地址或 I/O端地址，使从模块启动
传输阶段：主模块和从模块之间进行数据传输。 结束阶段：主从模块的有关信息均从系统总线上撤除，
让出总线。
8
6.2 系统总线
在微机系统的各级总线中，系统总线最重要，它的性能与 整个系统的性能有直接的关系 。 ✓ PC系列微机常用的总线有ISA 、PCI、AGP、USB、 1394等。ISA为系统总线，PCI是局部总线（内部总线）， 其他的是外部总线。 ✓ 在进行接口设计时，要仔细了解总线信号功能，总线时 序、驱动能力等。 ✓ 要求了解PC系列微机中各种总线的主要特点，应用范围。
类型、形状、尺寸、牢靠等级、数量和次序等。 功能特性：定义总线各信号线功能 电气特性：定义信号的传递方向、工作电平、负载能力的
第2章-微机原理、汇编与接口技术(第3版)-朱定华-清华大学出版社
6
2.1.2 标号
标号→指令地址的符号表示
1、 标号的三个属性 （1）段基址—定义该标号所在段的段首址的高16位 （2）偏移地址—标号所在段的段首址到该标号定义指令的
字节距离 （3）类型—NEAR和FAR两种 NEAR—段内调用，FAR—段间调用
7
2.1.2 标号
2 、标号的定义 标号只在代码段中定义和使用，定义的方式有两种： （1）书写在符号指令前，用：定义，为NEAR类型， NEAR型标号只能在段内使用！ 例： CYCLE：MOV AL，[SI] ；定义近标号CYCLE
4
2.1.1 常量
（2）符号常量 程序中为经常使用的数值取的名。 用EQU或“＝”伪指令定义，如：
P EQU 314 P=314
注：汇编时，汇编程序不给符号常量分配存储单元
5
2.1.1 常量
2、数值表达式 数字表达式——由常量与运算符组成的有意义的 式子，结果为一数值。
在汇编语言源程序中，允许对常量进行以下三种类型 的运算： （1）算术运算 包括＋，－，×，/，MOD（求余） （2）逻辑运算 包括AND，OR，XOR，NOT （3）关系运算 包括：EQ（＝），NE（≠），LT （＜），GT（＞），LE（≤），GE（≥）
;基址来初始化其变量
（5）由以上表达DB 1,2,3
B6 DB ’1,2,3’
; 此行的“,”不是序列分隔符
14
例 画出数据的存储形式
W1 DW B2 ；用B2的偏移地址初始化W1变量 B1 DB AB$ ；变量B1用A、B、$的ASCII码初始化 W2 DW 1994H D DD EW ；用变量EW的段基址和偏移地址初始化D B2 DB 2 DUP(-5,-1)
微机原理、汇编与接口技术
2.1.2 标号
标号→指令地址的符号表示
1、 标号的三个属性 （1）段基址—定义该标号所在段的段首址的高16位 （2）偏移地址—标号所在段的段首址到该标号定义指令的
字节距离 （3）类型—NEAR和FAR两种 NEAR—段内调用，FAR—段间调用
7
2.1.2 标号
2 、标号的定义 标号只在代码段中定义和使用，定义的方式有两种： （1）书写在符号指令前，用：定义，为NEAR类型， NEAR型标号只能在段内使用！ 例： CYCLE：MOV AL，[SI] ；定义近标号CYCLE
4
2.1.1 常量
（2）符号常量 程序中为经常使用的数值取的名。 用EQU或“＝”伪指令定义，如：
P EQU 314 P=314
注：汇编时，汇编程序不给符号常量分配存储单元
5
2.1.1 常量
2、数值表达式 数字表达式——由常量与运算符组成的有意义的 式子，结果为一数值。
在汇编语言源程序中，允许对常量进行以下三种类型 的运算： （1）算术运算 包括＋，－，×，/，MOD（求余） （2）逻辑运算 包括AND，OR，XOR，NOT （3）关系运算 包括：EQ（＝），NE（≠），LT （＜），GT（＞），LE（≤），GE（≥）
;基址来初始化其变量
（5）由以上表达DB 1,2,3
B6 DB ’1,2,3’
; 此行的“,”不是序列分隔符
14
例 画出数据的存储形式
W1 DW B2 ；用B2的偏移地址初始化W1变量 B1 DB AB$ ；变量B1用A、B、$的ASCII码初始化 W2 DW 1994H D DD EW ；用变量EW的段基址和偏移地址初始化D B2 DB 2 DUP(-5,-1)
微机原理、汇编与接口技术
清华大学微机原理第2章资料
③ 数据总线宽度控制。
④ 数据缓冲。 ⑤ 总线操作的控制功能 ⑥ 奇/偶校验告示功能 ⑦ Cache操作控制
Pentium的主要部件和原理结构
• 2.6 Pentium的寄存器和相关机制
Pentium的寄存器组
Pentium的寄存器组包括
① 基本寄存器组。 ② 系统寄存器组； ③ 浮点寄存器组
32 位微处理器Pentium的先 进技术
1. 先进的体系结构 2．CISC和RISC相结合的技术 3. 超标量流水线技术 4. 先进的分支预测技术
指令流水线的组成
• 总线接口部件、 • 指令预取部件、 • 指令译码部件 • 执行部件
Pentium的三种工作方式，
• 实地址方式 • 保护方式 • 虚拟8086方式
8. 系统管理模式信号 • SMI# • SMIACT#
Pentium的主要信号
9． 测试信号 l TCK
l
l l l
TDI
TDO TMS TRST#
Pentium的主要信号
10． 跟踪和检查信号 l BP3～BP0
l PM1～PM0
l BT3～BT0 l IU和IV l IBT l R/S#
l ADS# l A20M# l APCHK# •
地址的偶校验码位。
地址状态输出信号。 A20以上的地址线屏蔽信号。 地址校验出错信号。
Pentium的主要信号
2. 数据线及控制信号 l D63～D0 数据线。
l BE7#～BE0#
l DP7～DP0 l PCHK# l PEN#
字节允许信号。
• 把标志寄存器的中断允许标志IF和跟踪标志TF 清零。
• 将断点保护到堆栈中。 • 找到中断向量，转入相应的中断处理子程序
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编写相应的程序段。
2020/5/17
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源程序代码：
LEA SI，DATA
MOV DX，3F8H WATT：IN AL，DX
ATJAZENNSWDDTATAAATLLL，，，0222AHAHH CTJXZEMOSWPRTAAATALTLL，，，0282HAAHH JTJNENSZZT WAWLA，ATT2TT0H
更长字长数的移位。
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MOV SI,1000H
MOV DI,3000H MOV CX,4 BBB：MOV AL,[SI] MOV BL,AL AND AL,0FH OR AL,30H MOV [DI],AL INC DI MOV AL,BL
2020/5/17
程序例
PUSH CX MOV CL,4 SHR AL,CL OR AL,30H MOV [DI],AL INC DI INC SI POP CX DEC CX JNZ BBB HLT
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算术左移和逻辑左移
• 算术左移指令： SAL OPRD，1 SAL OPRD，CL
有符号数
• 逻辑左移指令： SHL OPRD，1
无符号数
SHL OPRD，CL
移动一位后，若CF与最高不相等，则OF=1；否则OF=0
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逻辑右移
• 格式： SHR OPRD，I
CF
0
CF
0
CF
0
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算术右移
• 格式： SAR OPRD，I SAR OPRD，CL
有符号数 的右移
CF
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非循环移位指令的应用
• 左移可实现乘法运算 • 右移可实现除法运算
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2. 循环移位指令
左移 ROL
• 不带进位位的循环移 位
右移 ROR
左移 RCL
程序 功能？
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5.“测试”指令
• 格式：
– TEST OPRD1，OPRD2
• 操作：
– 执行“与”运算，但运算的结果不送 回目标地址。
• 应用：
– 常用于测试某些位的状态
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例：
• 从地址为3F8H的端口中读入一个字节数 ，当该数的bit1， bit3， bit5位同时为1 时，可从38FH端口将DATA为首地址的 一个字输出，否则就不能进行数据传送 。
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“与”指令应用例
开始
取待输出数的 偏移地址
取输入口地址
读入状态字
2020/5/17
测试bit1位状态
N
Bit1=1？
Y
取输出口地址
输出一个字
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“与”指令应用例
LEA SI，DATA
MOV DX，3F8H
WATT：IN AL，DX
AND AL，02H
JZ WATT
MOV DX，38FH
2020/5/17
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三、逻辑运算和移位类
逻辑运算
移位操作
非循环移位 Leabharlann 环移位2020/5/172
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指令类型
• 逻辑运算
– 与，或，非，异或
• 移位操作
– 非循环移位，循环移位
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一、逻辑运算
• 逻辑运算指令对操作数的要求大多与 MOV指令相同。“非”运算指令要求操 作数不能是立即数；
–操作数按位取反再送回原地址
• 注：
–指令中的操作数不能是立即数
–指令的执行对标志位无影响
• 2020/5/17 例：NOT BYTE PTR[BX]
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4.“异或”运算指令
• 格式：
– XOR OPRD1，OPRD2
• 操作：
– 两操作数相“异或”，结果送目标地 址
• 例：
XOR BL，80H
两操X作O数R自A身X相，异A或X ，结果
MJZOWV ADTXT，38FH MOV AX，[SI] OUT DX，AX
；ZF=1转移
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二、移位指令
非循环移位指令 循环移位指令
注： 移动一位时由指令直接给出； 移动两位及以上，则移位次数由CL指定。
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1. 非循环移位指令
• 逻辑左移 • 算术左移 • 逻辑右移 • 算术右移
• 除“非”运算指令外，其余指令的执行 都会使标志位OF=CF=0
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5
1.“与”指令：
• 格式：
– AND OPRD1，OPRD2
• 操作：
– 两操作数相“与”，结果送目标地址。
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“与”指令的应用
• 实现两操作数按位相与的运算
– AND BL，[SI]
• 使目标操作数的某些位不变，某些位清零
MOV AX，[SI]
；ZF=1转移
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2.“或”运算指令
• 格式：
– OR OPRD1，OPRD2
• 操作：
– 两操作数相“或”，结果送目标地址
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“或”指令的应用
• 实现两操作数相“或”的运算
– OR AX，[DI]
• 使某些位不变，某些位置“1”
– OR CL，0FH
• 在不改变操作数的情况下使OF=CF=0
SHR OPRD， CL 0
无符号数 的右移
CF
移动一位后，若次高位与最高位不相等，则OF=1；否则OF=0
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逻辑右移例：
• MOV AL，68H
• MOV CL，2
• SHR AL，CL AL
0
0110100 0
移动1次
0
移动2次
0
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AL
00110100
AL
00011010
右移 RCR
• 带进位位的循环移位
指令格式、对操作数的要求与非循环移位指令相同
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不带进位位的循环移位
CF
CF
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带进位位的循环移位
CF CF
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循环移位指令的应用
• 用于对某些位状态的测试； • 高位部分和低位部分的交换； • 与非循环移位指令一起组成32位或
– OR AX，AX
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“或”指令的应用例
OR AL，AL JPE GOON OR AL，80H GOON：….
PF=1转移
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13
“或”指令的应用
将一个二进 制数9变为字 符‘9’
如何实现？
2020/5/17
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3.“非”运算指令
• 格式：
–NOT OPRD
• 操作：
– AND AL，0FH
• 在操作数不变的情况下使CF和OF清零
– AND AX，AX
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“与”指令应用例
• 从地址为3F8H的端口中读入一个字节 数，如果该数的bit1位为1，则可从 38FH端口将DATA为首地址的一个字 输出，否则就不能进行数据传送。
编写相应的程序段。
2020/5/17