微机原理知识点总结

微处理器:简称μP或MP(Microprocessor)是指由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器功能的中央处理器部件，又称为微处理机。

微型计算机:简称μC或MC，是指以微处理器为核心，配上存储器、输入／输出接口电路及系统总线所组成的计算机(又称主机或微电脑)。

微型计算机系统（主机+外设+软件配置）(Microcomputer system) 简称μCS或MCS，是指以微型计算机为中心, 以相应的外围设备、电源和辅助电路(统称硬件) 以及指挥微型计算机工作的系统软件所构成的系统。

2.微机系统结构（三种总线结构）：数据总线，地址总线，控制总线

3.8086cup内部结构由两部分组成：总线接口单元BIU; 执行单元EU.

(1).总线接口单元BIU组成：4个16位的段寄存器（CS、DS、ES、SS）；1个16位的指令指针寄存器IP；1个20位的地址加法器；1个指令队列（长度为6个字节）; I/O控制电路（总线控制逻辑）；内部暂存器。

BIU的功能：根据EU的请求负责CPU与内存或I/O端口传送指令或数据。

①BIU从内存取指令送到指令队列②当EU执行指令时，BIU要配合EU从指定的内存单元或I/O端口中读取数据，或者把EU的操作结果送到指定的内存单元或I/O端口去。

（2）执行单元EU 组成：①ALU（算术逻辑单元）；②通用寄存器组AX,BX,CX,DX（4个数据寄存器）,BP(基址指针寄存器),SP(堆栈指针寄存器), SI(源变址寄存器), DI(目的变址寄存器),③数据暂存寄存④标志寄存器FR ⑤EU控制电路

作用：负责执行指令，执行的指令从BIU的指令队列中取得；运算结果和所需数据，则由EU向BIU发出请求，经总线访问内存或I/O端口进行存取。

4．物理地址与逻辑地址有什么区别？

答：逻辑地址是指未定位之前在程序中存在的地址，由段地址和偏移地址组成。物理地址是实际访问存储器时的地址（通过20位地址总线传递）。

5．在什么情况下8086的执行单元（EU）才需要等待总线接口单元（BIU）提取指令？

答：EU在执行完转移、调用（包括子程序调用和中断调用）和返回指令时，因指令的执行顺序发生跳转，原来预取到指令队列中的指令将不再执行，需清空指令队列缓冲器。在此情况下，EU才需要等待BIU从新的地址重新开始提取指令。

6．存储器为什么要分段（段加偏移）？

答：1.8086有1M的存储空间，有20根地址线，而CPU的指令指针和堆栈指针都是16位的，只能直接寻址64KB的地址空间，为了能寻址1MB的空间，需要把存储器分为若干段。

2．存储器的分段的机制允许重定位，由于段寄存器里的段地址可以由程序来重新设定，因而使得程序和数据不需要进行任何修改，就能使他们重定位。

7 1）段地址：段寄存器的内容，出现在汇编后的机器指令中。

2）段基址：段地址左移4位后形成的20位段起始地址。

8．8086CPU系统中为什么要用地址锁存器?

8086CPU由于引脚数量少，其地址总线采用了分时复用的双重总线，仅在总线周期的T l 时钟周期输出地址信号，而在整个总线周期中地址信号需保持不变，这就需用地址锁存器将T1周期发出的地址信号锁存起来以在整个总线周期中都能使用，为此8086CPU在T 1 周期提供地址锁存允许信号ALE(正脉冲),用ALE的下降沿将地址信息锁存在地址锁存器中(3分) 共需3片73LS373芯片用作地址锁存器，锁存信息

A 19 —A 0 和BHE

9.8086的最大工作模式和最小工作模式的区别？

答：最小工作方式即单处理器系统方式；在此方式下，全部控制信号由CPU本身提供，它适合于较小规模的应用。CPU工作于最大工作方式时，系统的控制信号由8288总线控制其提供，通常，在最大方式系统中一般包含两个或多个处理器。。

11．8086指令系统的特点

答：8086与8088的指令系统由8位的8080／8085指令系统扩展而来的，同时又能在其后续的80x86系列的CPU上正确运行。其主要特点是：

(1) 采用可变长指令，指令格式比较复杂。(2) 寻址方式灵活多样，处理数据的能力比较强。(3) 有重复指令和乘、除运算指令。扩充了条件转移、移位/循环指令。(4) 为加强软件中断功能和支持多处理器系统的工作，增设了有关的指令。

12．总线周期：总线周期通常是指微处理器完成一次访存或I/O端口操作所需的时间。（类似于机器周期）

在8086／8088中,一个最基本的总线周期由4个时钟周期组成, 分别称为4个状态，即T１、T２、T３与T４这4个状态。

T１状态：CPU往多路复用总线上发送地址信息，以选中所要寻址的存储单元或外设端口的地址。

T２状态：CPU从总线上撤消地址,并使总线的低16位浮置成高阻状态，为传送数据做准备。

T３状态，多路总线的高4位继续提供状态信息,而其低16位（对8088 CPU则为低8位）上将出现由CPU写出的数据或者CPU从存储器或端口读入的数据。

说明：若访问设备未准备好，则CPU会在T3之后自动插入1个或多个附加的时钟周期Tw，这个Tw就叫等待状态（CPU在每个总线周期的T3状态开始对READY信号采样。）

T４状态：CPU采样数据总线，完成本次读/写操作，总线周期结束。（要对INTR信号进行采样）

说明：只有BIU与内存或I/O端口交换数据，以及填充指令队列时，BIU才执行总线周期。除此之外，既不需要填充指令队列，EU也没有向BIU发出总线周期请求时，系统总线就处于空闲状态，进入空闲周期，空闲周期由一个或几个Ti状态组成。

13．RESET:复位后，标志寄存器与指令队列缓冲器的原有信息被清除，IP与DS、SS和ES也被清零，而CS被置为FFFFH。当RESET信号变为低电平时，CPU就从FFFF0H开始执行程序。在程序执行时，RESET线保持低电平。

14．指令数据在存储器中的存放

若存放的信息为1个字时，则将字的低位字节放在低地址中，高位字节放在高地址中。（注：对存放的字，若低位字节从奇数地址开始存放，为非规则字；反之，为规则字。读一个规则字需要访问一次存储器，读一个非规则字需要访问两次存储器）

当存放的是双字形式(这种数一般作为指针)，其低位字是被寻址地址的偏移量；高位字则是被寻址地址所在的段地址。

16. 8086/8088的指令按功能可分为6大类：数据传送、算术运算、逻辑运算、串操作、程序控制和CPU控制

数据传送指令: 通用数据传送指令MOV、PUSH、POP、XCHG、XLAT

目标地址传送指令: LEA、LDS、LES 标志位传送指令:LAHF、SAHF、PUSHF、POPF

I/O数据传送指令:IN、OUT

传送指令：MOV DST, SRC

执行操作：(DST) ←(SRC)

17．汇编语言是直接面向微处理器编程的程序设计语言，具有执行速度快和易于实现对硬件的控制等独特的优点，所以至今仍然是使用得较多的编程语言。特别是在对于程序的空间和时间要求很高的场合，以及需要直接控制设备的应用场合，汇编语言更是必不可少。18．汇编语句的4个字段是：1）名字或标号；2）操作码（指令助记符）或微操作命令；

3）操作数表4）注释

19.8086汇编语句的种类：（3种）：指令语句，伪指令语句，宏指令语句

1）中断：随机事件、暂停现行程序、处理（执行）中断程序、返回原程序继续执行。

2）中断的优点：节省CPU时间，实现实时处理。

4）中断过程的基本概念

（1）中断源：抽象随机事件；实际设备发出的中断申请中断的信号

（2）中断类型号——中断源的（名字）编号，0~255。

（3）中断服务子程序——处理事件的程序（每个中断源对应自己的）

（4）中断向量——中断服务子程序（入口）起始地址，逻辑地址=段地址：偏移地址

（5）中断向量表——集中存放中断向量的表。

8255 1.功能 :1）8255A是可编程的——通过执行程序写命令字实现规定的功能。 2）8255A芯片是构造1~3个8位并行传输通道的电路。 3）8255A芯片只有1个命令字（单元），并有3个端口缓冲单元，其地址由A1、A0确定。

8255A的外部引脚定义

8255A和总线连接的引脚：

1.D7~D0：8255A数据线，与系统数据总线相连。

2.CS：片选信号，低电平有效。只有CS有效，读信号RD和写信号WR才对8255A有效。

3.RESET：复位信号，低电平有效，当其有效时，所有内部寄存器都被清除，同时3个数据端口被自动设为输入端口。

4. RD：读出信号，低电平有效，当RD有效时，CPU可以从8255A中读取输入

5. WR：写入信号，低电平有效，当WR有效时，CPU可以往8255A中写入控制字或数据。

6. A1 ~ A0：端口选择信号。8255A内部有3个数据端口和1个控制端口，四种组合选中其中端口之一。

8255A和外设连接的信号：1. PA7 ~ PA0，PB7 ~ PB0，PC7 ~ PC0。说明：有A、B、C三组8位的数据信号。

4. 8255A的寻址方式

由于在8086系统中存在奇偶地址的问题，一般将8255A的数据线系统的低8位数据总线相连，8255的A1A0与系统地址总线的A2A1连接，