微机原理与应用自学课件 第二章
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微机原理及应用培训
软件组成
微机软件系统包括系统软件和应用软 件，系统软件如操作系统、编译器等， 应用软件如办公软件、图像处理软件 等。
微处理器基本原理
01 02
微处理器结构
微处理器由运算器、控制器和寄存器组等部分构成，运算器负责执行算 术和逻辑运算，控制器负责指令的取指、译码和执行等操作，寄存器组 用于暂存数据和指令。
THANKS.
微机原理及应用培训
目 录
• 微机原理概述 • 指令系统与汇编语言 • 存储器与I/O接口技术 • 数据传输与通信协议 • 微机系统扩展与外设连接技术 • 微机原理在嵌入式系统中的应用 • 实验与课程设计环节安排
微机原理概述
01
微机定义与发展历程
微机定义
微机，即微型计算机，是一种基于微 处理器的计算机系统，具有体积小、 功耗低、性能稳定等特点。
设计一个数据采集系统，实现对模拟信号的采集、转换和处理，并通 过微机系统进行显示和存储。
基于微机的通信接口设计
利用微机系统的串行通信接口，设计一个简单的通信协议，实现两台 微机之间的数据传输和通信。
基于微机的图形显示系统设计
利用微机系统的图形显示功能，设计一个简单的图形显示系统，如实 现图形的绘制、移动和旋转等操作。
汽车电子控制系统
将微机原理应用于汽车发动机控制、车身稳定控 制等方面，提高汽车的性能、安全性和舒适性。
实验与课程设计环节
07
安排
实验目的和要求
掌握微机系统基本组成
通过实验了解微机系统的基本组成， 包括微处理器、存储器、输入输出接 口等部分。
熟悉汇编语言编程
通过实验学习和掌握汇编语言的编程 技巧，能够编写简单的汇编程序。
数据传输在微机系统中的应用
微机原理2-2
EQ、NE、GT、LT、GE、LE 例： OP1 NE OP2 若关系成立，结果为0FFFFH。反之，为0000H。
接着判断FLAG寄存器中CF和ZF标志进行分支转移。
《微机原理与接口技术》教学课件 7
2) 修改属性运算符
使用格式
类型说明符 PTR 地址表达式
P.81
使用说明
若（DS）=2000H，（BX）=1000H，（210001H）＝02H MOV byte ptr [BX]，5
Buf2 dw 1234H，5678H，9000H
思考：
Dseg Ends ，
1. Buf1中10H元素的偏移地址为 2. Buf1中10H元素的物理地址为
Buf2中第一个元素的低8位34H的偏移地址为
， Buf2中第一个元素的低8位34H的物理地址为
《微机原理与接口技术》教学课件
。
。
25
⑤ 程序结束伪指令（ End ）
《微机原理与接口技术》教学课件 21
② 段分配（约定）伪指令（ Assume ）
格式：Assume 段寄存器：段名 [, 段寄存器：段名 ,···] ···
P.77
功能：说明源程序中定义的段由哪个段寄存器去寻址。
应用：数据段用DS，代码段用CS，堆栈段用SS，附加段用ES。
应用举例：
段定义 Cseg Segment ‘code’ Assume CS:Cseg , SS:Sseg, DS:Dseg （段体：程序设计） Cseg Ends
通常使用‚缺省‛参数。
《微机原理与接口技术》教学课件 20
类别
数据段 —— ‘Data’ 代码段 —— ‘Code’ 堆栈段 —— ‘Stack’
P.76
接着判断FLAG寄存器中CF和ZF标志进行分支转移。
《微机原理与接口技术》教学课件 7
2) 修改属性运算符
使用格式
类型说明符 PTR 地址表达式
P.81
使用说明
若（DS）=2000H，（BX）=1000H，（210001H）＝02H MOV byte ptr [BX]，5
Buf2 dw 1234H，5678H，9000H
思考：
Dseg Ends ，
1. Buf1中10H元素的偏移地址为 2. Buf1中10H元素的物理地址为
Buf2中第一个元素的低8位34H的偏移地址为
， Buf2中第一个元素的低8位34H的物理地址为
《微机原理与接口技术》教学课件
。
。
25
⑤ 程序结束伪指令（ End ）
《微机原理与接口技术》教学课件 21
② 段分配（约定）伪指令（ Assume ）
格式：Assume 段寄存器：段名 [, 段寄存器：段名 ,···] ···
P.77
功能：说明源程序中定义的段由哪个段寄存器去寻址。
应用：数据段用DS，代码段用CS，堆栈段用SS，附加段用ES。
应用举例：
段定义 Cseg Segment ‘code’ Assume CS:Cseg , SS:Sseg, DS:Dseg （段体：程序设计） Cseg Ends
通常使用‚缺省‛参数。
《微机原理与接口技术》教学课件 20
类别
数据段 —— ‘Data’ 代码段 —— ‘Code’ 堆栈段 —— ‘Stack’
P.76
2 微机原理及应用 第三版 课后答案 (晏寄夫 著) 西南交通大学出版社
1.9、 设机器字长为 8 位，最高位为符号位，用双高位法判别下述各二进制运算是否产生溢出，并说明是正溢 出还是负溢出。 (1) 43＋8； （2）－52＋7； （3）50＋84； （4）72－8； （5） （ － 33）＋（－47）； （6） （ － 90）＋（－75）； （7）－127＋60 [解] (1) 43＋8 [43]补→ 00101011B +) [ 8]补→00001000B 00110011B Cs=0,Cp=0 V=Cs⊕Cp=0 无溢出 (4) 72-8 [72]补→ 01001000B +) [-8]补→11111000B 1┇ 11000000B Cs=1,Cp=1 V=Cs⊕Cp=0 无溢出 （2）－52＋7 [-52]补→11001100B +) [7]补→ 00000111B 11010011B Cs=0,Cp=0 V=Cs⊕Cp=0 无溢出 （5）－33＋(-47) [-33]补→ 11001100B +) [-47]补→ 11010001B 1┇ 10110000B Cs=1,Cp=1 V=Cs⊕Cp=0 无溢出 （3）50＋84 [50]补→ 00110010B 10000110B Cs=0,Cp=1 V=Cs⊕Cp=1 有溢出,正溢出 （6）(-90)＋(-75) [-90]补→ 10100110B +) [-75]补→ 10110101B 1┇ 11011011B Cs=1,Cp=0 V=Cs⊕Cp=1 有溢出,负溢出 +) [84]补→ 01010100B
若侵犯了您的版权利益，敬请来信通知我们！ ℡
（7）－127＋60 [-127]补→ 10000001B +) [60]补→ 00111100B 10111101B Cs=0,Cp=0 V=Cs⊕Cp=0 无溢出 1.10、 a,b 均为用十六进制形式表示的 8 位带符号数补码，按下列给定的 a,b 之值进行 a＋b 和 a－b 的 运 算 ， 并用双高位法判断是否产生溢出： (1) a=37, b=57; (2)a=0B7H, b=0D7H; (3)a=0F7H, b=0D7H; (4)a=37H, b=0C7H [解] (1) a=37, b=57 a+b [37]补→ 00100101B +) [57]补→ 00111001B 01011110B Cs=0,Cp=0 V=Cs⊕Cp=0 无溢出 (2)a=0B7H, b=0D7H a+b 10110111B +) 11010111B 1┇10001110B Cs=1,Cp=1 V=Cs⊕Cp=0 无溢出 (3)a=0F7H, b=0D7H a+b 11110111B +) 11010111B 1┇11001110B Cs=1,Cp=1 V=Cs⊕Cp=0 无溢出 (4)a=37H, b=0C7H a+b 00110111B +) 11000111B 11111110B Cs=0,Cp=0 V=Cs⊕Cp=0 无溢出 +) a-b 00110111B 00111001B 01110000B Cs=0,Cp=0 V=Cs⊕Cp=0 无溢出
微机原理及应用(第五版)PPT课件
微型计算机原理
• 第一章 微型计算机基础知识 • 第二章 微型计算机组成及微处理器功能结构 • 第三章 80X86寻址方式和指令系统 • 第四章 汇编语言程序设计 • 第六章 半导体存储器及接口 • 第八章 中断和异常 • 第九章 输入/输出方法及常用的接口电路
2021
1
第一章 微型计算机基础知识
X为负时:求[X]补是将[X]原的符号位不变,其余各位
变反加1.
求[X]反是将[X]原的符号位不变,其余各位
变反.
2021
微机原理及应8用
补码没有+0和-0之分;反码有+0和-0之分
[+0]补=00…..00=0 [-0]补=00…..00=0 [+0]反=00…..00=0 [-0]反=00…..00=111…..11
解: ①.设x=129,y=79则
[x]补=10000001B,[y]补=01001111B [-y]补=[y]变补=10110001B [x-y]补=[x]补+[-y]补=00110010B 最高位有进位,
结果为正[x-y]补= [x-y]原=00110010B x-y=50
②.设x=79,y=129则
• 二进制:数的后面加后缀B. • 十进制:数的后面加后缀D或不加. • 十六进制:数的后面加后缀H.
2021
微机原理及应5用
1.1.3 整数
1.无符号数
8、16、32位全部用来表示数值本身。
最低位LSB是0位，最高位MSB是7、15、31。
2.带符号整数
1).原码: 设X=+1011100B,Y=-1011100B
• 补码:优点:符号位和数值一起运算; 减法可以变成加法运算.
• 第一章 微型计算机基础知识 • 第二章 微型计算机组成及微处理器功能结构 • 第三章 80X86寻址方式和指令系统 • 第四章 汇编语言程序设计 • 第六章 半导体存储器及接口 • 第八章 中断和异常 • 第九章 输入/输出方法及常用的接口电路
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第一章 微型计算机基础知识
X为负时:求[X]补是将[X]原的符号位不变,其余各位
变反加1.
求[X]反是将[X]原的符号位不变,其余各位
变反.
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微机原理及应8用
补码没有+0和-0之分;反码有+0和-0之分
[+0]补=00…..00=0 [-0]补=00…..00=0 [+0]反=00…..00=0 [-0]反=00…..00=111…..11
解: ①.设x=129,y=79则
[x]补=10000001B,[y]补=01001111B [-y]补=[y]变补=10110001B [x-y]补=[x]补+[-y]补=00110010B 最高位有进位,
结果为正[x-y]补= [x-y]原=00110010B x-y=50
②.设x=79,y=129则
• 二进制:数的后面加后缀B. • 十进制:数的后面加后缀D或不加. • 十六进制:数的后面加后缀H.
2021
微机原理及应5用
1.1.3 整数
1.无符号数
8、16、32位全部用来表示数值本身。
最低位LSB是0位，最高位MSB是7、15、31。
2.带符号整数
1).原码: 设X=+1011100B,Y=-1011100B
• 补码:优点:符号位和数值一起运算; 减法可以变成加法运算.
微机原理及应用
1.2 微型计算机基本工作原理
1.2.1 指令与程序概述，要求了解。 指令与程序概述，要求了解。 1.2.2 指令类别，要求理解。 指令类别，要求理解。 1.2.3 指令与程序的执行，要求掌握。 指令与程序的执行，要求掌握。 1.2.4 指令执行过程举例，要求掌握 指令执行过程举例，
微机原理及应用
微机原理及应用
第五章 输入/输出接口 输入/
5.1 输入/输出接口概述 输入/
5.1.1 为什么要使用I/O接口，要求理解。 为什么要使用I/O接口 要求理解。 接口， 5.1.2 接口电路中的信息，要求掌握。 接口电路中的信息，要求掌握。 5.1.3 接口的基本功能与基本结构，要求理解。 接口的基本功能与基本结构，要求理解。
微机原理及应用
第四章 汇编语言及其程序设计
4.3 子程序设计
4.3.1 主、子程序的参数传递，要求理解。 子程序的参数传递，要求理解。 4.3.2 主、子程序的现场保护，要求理解。 子程序的现场保护，要求理解。 4.3.3 子程序设计举例，要求理解。 子程序设计举例，要求理解。
4.4 汇编语言与高级语言的接口
5.2 I/O端口的编址方式 I/O端口的编址方式
5.2.1 存储器映像方式，要求掌握。 存储器映像方式，要求掌握。 5.2.2 独立I/O编址方式，要求掌握。 独立I/O编址方式 要求掌握。 编址方式， 5.2.3 80X86的I/O端口编址方式，要求掌握 80X86的I/O端口编址方式 端口编址方式，
6.2 存储器芯片的选择
6.2.1 RAM和ROM的选用，要求了解。 RAM和ROM的选用 要求了解。 的选用， 6.2.2 RAM类型的选用，要求了解。 RAM类型的选用 要求了解。 类型的选用， 6.2.3 ROM类型的选用，要求了解。 ROM类型的选用，要求了解。 类型的选用
微机原理及应用讲稿
1. 微型计算机的特点 主要特点如下: ⑴体积小、重量轻、功耗低 ⑵可靠性高、使用环境要求低 ⑶结构简单，系统设计灵活、使用方便 ⑷价格低廉 ⑸维护方便
2.微型计算机的分类
从不同角度可对微型机做不同的分类，这里 给出几种分类方法： （1）按微型机的组成，可分为位片机、单片机、 单板机及多板机等 （2）按处理器的字长，可分为4位、8位、16位、 32位及64位等 （3）按应用领域不同，可分为工控微机、商用 微机、家用微机等
第二节 8086/8088的内部寄存器
1.内部寄存器 在8086/8088微处理器中具有14个16位 可供编程人员访问的寄存器。 这14个16位寄存器按用途可分为数据寄 存器、段寄存器、指针寄存器、变址寄存 器、控制寄存器。
AH BH CH DH SP BP SI DI IP PSWH CS DS SS ES
VCC A15 A16/S3 A17/S4 A18/S5 A19/S6 SSO(HIGH) MN/MX RD HLDA(RQ/GT0) HLDA(RQ/GT1) WR(LOCK) IO/M(S2) DT/R(S1) DEN(S0) ALE(QS0) INTA(QS1) TEST READY REST
1983年，Intel推出了80286，内外数据总线 16位，地址线24位，可寻址16MB内存，主 频可达20MHz。 1985年， Intel推出了80386，内外数据总线 32位，地址线32位，可寻址4GB内存，带 Cache。 1989年， Intel推出了80486，内外数据总线 32位，集成了浮点运算器，主频可达 50MHz。
第二节 Intel 80X86系列微处理器
1978年，Intel推出了16位微处理器8086 8086的数据总线16位，地址总线20位， 主频可达8MHz。 一年后，Intel推出了准16位微处理器8088 8088与8086基本相同，只是8088的外部数据总 线为8位。主要是为兼容8位的外围接口芯片。 由8088构成的IBM PC曾风靡全球。
2.微型计算机的分类
从不同角度可对微型机做不同的分类，这里 给出几种分类方法： （1）按微型机的组成，可分为位片机、单片机、 单板机及多板机等 （2）按处理器的字长，可分为4位、8位、16位、 32位及64位等 （3）按应用领域不同，可分为工控微机、商用 微机、家用微机等
第二节 8086/8088的内部寄存器
1.内部寄存器 在8086/8088微处理器中具有14个16位 可供编程人员访问的寄存器。 这14个16位寄存器按用途可分为数据寄 存器、段寄存器、指针寄存器、变址寄存 器、控制寄存器。
AH BH CH DH SP BP SI DI IP PSWH CS DS SS ES
VCC A15 A16/S3 A17/S4 A18/S5 A19/S6 SSO(HIGH) MN/MX RD HLDA(RQ/GT0) HLDA(RQ/GT1) WR(LOCK) IO/M(S2) DT/R(S1) DEN(S0) ALE(QS0) INTA(QS1) TEST READY REST
1983年，Intel推出了80286，内外数据总线 16位，地址线24位，可寻址16MB内存，主 频可达20MHz。 1985年， Intel推出了80386，内外数据总线 32位，地址线32位，可寻址4GB内存，带 Cache。 1989年， Intel推出了80486，内外数据总线 32位，集成了浮点运算器，主频可达 50MHz。
第二节 Intel 80X86系列微处理器
1978年，Intel推出了16位微处理器8086 8086的数据总线16位，地址总线20位， 主频可达8MHz。 一年后，Intel推出了准16位微处理器8088 8088与8086基本相同，只是8088的外部数据总 线为8位。主要是为兼容8位的外围接口芯片。 由8088构成的IBM PC曾风靡全球。
微机原理及应用(单片机原理及应用)02章PPT课件
2．指令寄存器IR、指令译码器及控制逻辑电路 指令寄存器IR：用来存放指令操作码的专用寄存器。程序 的执行过程如下:
从程序存储器 取指令
指令 寄存器
指令译码器 译码
定时控制 逻辑电路
定时控制 信号
单片机 各组成部件
执行指令
第五节 MCS-51存储器的结构
存储器空间可划分为5类： 1.程序存储器空间
第四节 MCS-51单片机的微处理器（CPU）
由运算器和控制器所构成 一、运算器
对操作数进行算术、逻辑运算和位操作。 1．算术逻辑运算单元ALU 2．累加器A 使用最频繁的寄存器，可写为Acc。 A的作用： （1）是ALU单元的输入之一，又是运算结果存放单元。 （2）数据传送大多都通过累加器A。 （3）A的进位标志Cy同时又是位处理机的位累加器。
表2-5 SFR中的位地址分布
五、外部数据存储器
最多可外扩64K字节的RAM或I/O。几点注意： (1) 地址的重叠性 程序存储器与数据存储器全部64K字节地址空间重叠。 (2) 程序存储器与数据存储器在使用上是严格区分的 (3) 位地址空间共有两个区域 (4) 片外与片内数据存储器由指令来区分 (5) 片外数据存储区中，RAM与I/O端口统一编址。
1．电源引脚 （1）Vcc（40脚）：+5V电源； （2）Vss（20脚）：接地。 2．时钟引脚 （1）XTAL1（19脚）：采用外接晶振时，此引脚应接地。 （2）XTAL2（18脚）：接外部晶振的另一端。
二、控制引脚
(1) RST/VPD(9脚)：复位/备用电源 (2) ALE/PROG*（30脚）：
8031:无此部件； 8051:4K字节ROM； 8751:4K字节EPROM ； 89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K 字节闪存。 4. P1口、P2口、P3口、P0口：为4个并行8位I/O口。 5. 串行口 1个全双工的异步串行口
本科课件-微机原理与单片机应用(完整)
绪论
2、计算机发展趋势
•微型化─ 便携式、低功耗 •高性能─ 尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、高速度 •智能化─ 模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理能力 •系列化、标准化─ 便于各种计算机硬、软件兼容和升级 •网络化─ 网络计算机和信息高速公路 •多机系统─ 大型设备、生产流水线集中管理(独立控制、
5．单片机工作原理 6. 单片机汇编语言设计 7. 单片机C语言程序设计 8. 单片机应用技术
微机原理部分
单片机原理部分
微机原理部分的主要内容
第一章：数制、 二进制数的运算及其加法电路、复习 数码（ASCII码、BCD码）、二进制有符号数的的表示 方法及运算 第二章： 三态输出电路、 总线结构、存储器 第三章：基本工作原理，以一个简单的模型机为例， 系统的介绍微机的基本结构。
微机原理与单片机应用
吴栋 南京师范大学物理科学与技术学院
课程简介
《微机原理与单片机应用》课程是电子与通信工程等工科学 生学习和掌握微机及单片机知识的课程。通过学习，使学生 从理论上掌握微机及单片机的基本组成、工作原理、接口电 路及功能部件的连接，通过微机系统或单片机相关的具体实 践，使同学们具有微机及单片机系统软硬件开发的初步能力。
绪论22计算机发展趋势?微型化便携式低功耗?高性能尖端科技领域的信息处理需要超大容量高速度?智能化模拟人类大脑思维和交流方式多种处理能力?系列化标准化便于各种计算机硬软件兼容和升级?网络化网络计算机和信息高速公路?多机系统大型设备生产流水线集中管理独立控制故障分散资源共享绪论输入输出接口piosioctcadcdac
教材、参考书
微型计算机原理及应用（第四版）郑学坚主编，清华大学出版社 单片机原理与应用技术 高惠芳主编，科学出版社
精品课件-微机原理及应用实践(英文版)陈志平-Chapter2
Chapter 2 8086 MICROPROCESSOR ARCHITECTURE
Chapter２ MICROPROCESSOR-BASED SYSTEMS
2.1 Introduction 2.2 Architecture of 8086 Microprocessor 2.3 8086 CPU Registers 2.4 8086 Pins and Functions 2.5 8086 Memory Organization 2.6 8086 Memory and I/O Operation Cycles
3
Chapter 2 8086 MICROPROCESSOR ARCHITECTURE
CX register (Count) 计数寄存器 Destination Index (DI) 目标变址寄存器 Direction Flag (DF) 方向标志位 demultiplex 信号分离 DX register (Data) 数据寄存器 even address 偶地址 Execution Unit(EU) 执行单元 general-purpose registers 通用寄存器 Instruction Pointer (IP) 指令指针寄存器 instruction queue 指令队列 Interrupt enable Flag (IF) 中断标志位
2
Chapter 2 8086 MICROPROCESSOR ARCHITECTURE
KEY TERMS
address generation adder 地址加法器 Arithmetic [] Logical Unit (ALU) 算术逻辑单元 Auxiliary [] Flag (AF) 辅助进位标志位 AX register (Accumulator) 累加器 Bank High Enable ( BHE ) 总线高位有效信号 Base Pointer (BP) 基址指针 bus control logic 总线控制电路 Bus Interface Unit(BIU) 总线接口单元 BX register (Base) 基址寄存器 Carry Flag (CF) 进位标志位 Code Segment (CS) 代码段寄存器
Chapter２ MICROPROCESSOR-BASED SYSTEMS
2.1 Introduction 2.2 Architecture of 8086 Microprocessor 2.3 8086 CPU Registers 2.4 8086 Pins and Functions 2.5 8086 Memory Organization 2.6 8086 Memory and I/O Operation Cycles
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Chapter 2 8086 MICROPROCESSOR ARCHITECTURE
CX register (Count) 计数寄存器 Destination Index (DI) 目标变址寄存器 Direction Flag (DF) 方向标志位 demultiplex 信号分离 DX register (Data) 数据寄存器 even address 偶地址 Execution Unit(EU) 执行单元 general-purpose registers 通用寄存器 Instruction Pointer (IP) 指令指针寄存器 instruction queue 指令队列 Interrupt enable Flag (IF) 中断标志位
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Chapter 2 8086 MICROPROCESSOR ARCHITECTURE
KEY TERMS
address generation adder 地址加法器 Arithmetic [] Logical Unit (ALU) 算术逻辑单元 Auxiliary [] Flag (AF) 辅助进位标志位 AX register (Accumulator) 累加器 Bank High Enable ( BHE ) 总线高位有效信号 Base Pointer (BP) 基址指针 bus control logic 总线控制电路 Bus Interface Unit(BIU) 总线接口单元 BX register (Base) 基址寄存器 Carry Flag (CF) 进位标志位 Code Segment (CS) 代码段寄存器
微机原理及应用 第2章 习题及答案
CH02 8086／8088指令系统习题与思考题1．假定DS=2000H，ES=2100H，SS=1500H，SI=00A0H，BX=0100H，BP=0010H，数据变量V AL的偏移地址为0050H，请指出下列指令源操作数是什么寻址方式？源操作数在哪里？如在存储器中请写出其物理地址是多少？（1）MOV AX，0ABH （2）MOV AX，[100H]（3）MOV AX，V AL （4）MOV BX，[SI]（5）MOV AL，V AL[BX] （6）MOV CL，[BX][SI]（7）MOV V AL[SI]，BX （8）MOV [BP][SI]，100解答：（1）MOV AX，0ABH寻址方式：立即寻址；源操作数在数据线上；物理地址：无（2）MOV AX，[100H]寻址方式：直接寻址；源操作数在存储器中；物理地址：DS＊16+100H＝2000H*16+100H＝20100H（3）MOV AX，V AL寻址方式：直接寻址；源操作数在存储器中；物理地址：DS＊16+V AL＝2000H*16+0050H＝20050H（4）MOV BX，[SI]寻址方式：寄存器间接寻址；源操作数在存储器中；物理地址：DS＊16+SI＝2000H*16+00A0H＝200A0H（5）MOV AL，V AL[BX]寻址方式：变址寻址；源操作数在存储器中；物理地址：DS＊16+V AL+BX＝2000H*16+0050H+0100＝20150H（6）MOV CL，[BX][SI]寻址方式：基址加变址寻址；源操作数在存储器中；物理地址：DS＊16+BX+SI＝2000H*16+0100H+00A0H＝201A0H（7）MOV V AL[SI]，BX寻址方式：寄存器寻址；源操作数在寄存器中；物理地址：无（8）MOV [BP][SI]，100寻址方式：立即寻址；源操作数在；物理地址：无2．设有关寄存器及存储单元的内容如下：DS=2000H，BX=0100H，AX=1200H，SI=0002H，[20100H]=12H，[20101H]=34H，[20102H]=56H，[20103]=78H，[21200]=2AH，[21201H]=4CH，[21202H]=0B7H，[21203H]=65H。
西南交大 微机原理及应用 第二章 答案
微机原理第二章习题答案2-1．解释下列概念：（1）分时复用总线——不同的时刻通过相同的总线引脚传送不同的信息（2）逻辑地址——程序员在程序中使用的地址。
（3）物理地址——又称实际地址PA，是CPU和存储器进行数据交换时所采用的地址。
（4）字地址——如果存放16位的字数据，则需要占用连续的两个单元，其中数据的高8位存放在地址较大的单元，低8位存储在地址较小的单元，并以该单元的值作为该子数据的字地址。
（5）字节地址——8086系统地址总线有20条，内存空间都按字节组织，每个内存单元存储一个字节的数据，并具有一个唯一的20位地址编号，称为字节地址。
（6）规则字——对于16位字数据，若其字地址为偶数，即从地址为偶数的单元开始存放，则称该字数据为规则字。
（7）非规则字——若其字地址为奇数，即从地址为奇数的单元开始存放，则称该字数据为非规则字。
（8）指令周期——执行一条指令所需要的时间称为指令周期。
总线周期——CPU每占用一次系统总线，进行信息的输入输出所需要的时间就成为总线周期。
时钟周期——2-2． 简述8086/8088采用的重叠解释方式对指令和程序的解释过程及其特点。
在8086系统中，为了加快程序的执行速度，采用了重叠解释方式，各条指令的解释过程是重叠进行的。
每条指令的解释过程也包括取指令和执行指令两个阶段，但是相邻两条指令的解释过程有一部分是同时进行的。
在执行一条指令时，可以同时取出下一条指令。
在当前指令执行完毕后，就可以立即制行下一条指令。
这种重叠解释方式大大加快了程序的执行速度。
2-3．简述8086CPU内部组成以及EU和BIU的作用。
8086微处理器内部配分为两个独立的功能部件：执行部件EU和总线接口部件BIU。
执行部件由通用寄存器、标志寄存器、算术逻辑单元和EU控制系统等组成，专门负责指令的执行，即从指令队列缓冲器中获得指令，然后执行该指令，完成指令规定的操作。
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缓冲器等组成。
微机原理及应用课件第2章
四、内部寄存器
内部寄存器的类型
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
28
1. 通用寄存器
数据寄存器（AX，BX，CX，DX） 地址指针寄存器（SP，BP） 变址寄存器（SI，DI）
29
数据寄存器
8088/8086含4个16位数据寄存器，它们又可分为8个 8位寄存器，即：
DX：
数据寄存器。在间接寻址的I/O指令中存放I/O端口地址；在 32位乘除法运算时，存放高16位数。
地址指针寄存器
SP：堆栈指针寄存器，其内容为栈顶的偏移地址； BP：基址指针寄存器，常用于在访问内存时存放内存单
元的偏移地址。
BP与BX的区别：
作为通用寄存器，二者均可用于存放数据； 作为基址寄存器，用BX表示所寻找的数据在数据段；用
┇
操作数
35
状态标志位（1）
CF（Carry Flag）
进位标志位。加(减)法运算时，若最高位有进(借)位则CF=1
OF（Overflow Flag）
溢出标志位。当算术运算的结果超出了有符号数的可表达范 围时，OF=l
ZF（Zero Flag）
零标志位。当运算结果为零时ZF=1
SF（Sign Flag）
欲实现对1MB内存空间的正确访问，每个内
存单元在整个内存空间中必须具备20位字长
的惟一地址
物理地址
XXXXXH
12H
00H
内存地址变换：
…
如何将直接产生的16位编码变换
…
为20位物理地址?
┇
内存单元的编址（1）
内存每个单元的地址在逻辑上都由两部分组成：
微机原理及应用(2)
T0 T1
时钟电路
ROM
RAM
定时计数器
CPU
并行接口 串行接口 中断系统
P0 P1 P2 P3 TXD RXD
INT0 INT1
结构框图
• 并行I/O口：4个 • 8 中央处理器 位的I/O口P0、 CPU ： 8P3 位， P1 、P2 、 。 • 内部ROM： 运算和控制 • 串行口：一个全 4KB掩膜ROM， 功能 • 中断控制系统： 双工串行口。 • 时钟电路：可 用于存放程序、 5 个中断源（外 产生时钟脉冲 原始数据和表 2个，定 • 部中断 内部RAM ：共 • 序列，允许晶 定时 / 计数器： 格。 时 /计数中断 2 256 个RAM单 两个166MHZ 位的定 振频率 和 个，串行中断 1 元，用户使用 时/计数器，实 12MHZ 个） 前128个单元， 现定时或计数 用于存放可读 功能。 写数据，后 128个单元被 专用寄存器占 用。
数据存放到08H单元，即堆栈区为从07H单元开始的一部分
连续存储单元。
SP的内容是可编程的， 因而可将堆栈区定位到内
部数据存储器的任意位置。
堆栈的大小可用“深度” 表示，用户在设定堆栈区 时应该考虑到堆栈的深度， 以便能满足子程序嵌套时
的需要。
• 数据指针DPTR
数据指针DPTR（Data Pointer）是一个16位的专用寄 存器，专门用来存放16位数据存储器的地址，以便对外部 数据存储器RAM读写数据，作间接寄存器使用。它可指向 64K字节范围内的任一存储单元，也可以分成高字节DPH和 低字节DPL两个独立的8位寄存器，这为修改DPTR的内容提 供了方便。 • 指令寄存器、指令译码器和CPU定时控制
40只引脚双列直插封装（DIP）
时钟电路
ROM
RAM
定时计数器
CPU
并行接口 串行接口 中断系统
P0 P1 P2 P3 TXD RXD
INT0 INT1
结构框图
• 并行I/O口：4个 • 8 中央处理器 位的I/O口P0、 CPU ： 8P3 位， P1 、P2 、 。 • 内部ROM： 运算和控制 • 串行口：一个全 4KB掩膜ROM， 功能 • 中断控制系统： 双工串行口。 • 时钟电路：可 用于存放程序、 5 个中断源（外 产生时钟脉冲 原始数据和表 2个，定 • 部中断 内部RAM ：共 • 序列，允许晶 定时 / 计数器： 格。 时 /计数中断 2 256 个RAM单 两个166MHZ 位的定 振频率 和 个，串行中断 1 元，用户使用 时/计数器，实 12MHZ 个） 前128个单元， 现定时或计数 用于存放可读 功能。 写数据，后 128个单元被 专用寄存器占 用。
数据存放到08H单元，即堆栈区为从07H单元开始的一部分
连续存储单元。
SP的内容是可编程的， 因而可将堆栈区定位到内
部数据存储器的任意位置。
堆栈的大小可用“深度” 表示，用户在设定堆栈区 时应该考虑到堆栈的深度， 以便能满足子程序嵌套时
的需要。
• 数据指针DPTR
数据指针DPTR（Data Pointer）是一个16位的专用寄 存器，专门用来存放16位数据存储器的地址，以便对外部 数据存储器RAM读写数据，作间接寄存器使用。它可指向 64K字节范围内的任一存储单元，也可以分成高字节DPH和 低字节DPL两个独立的8位寄存器，这为修改DPTR的内容提 供了方便。 • 指令寄存器、指令译码器和CPU定时控制
40只引脚双列直插封装（DIP）
《微机原理及应用》各章习题参考答案
《微机原理及应用》各章习题参考答案第1章微型计算机概论一、填空题1. 微机硬件系统主要由CPU、（存储器）、（总线）、（输入输出接口）和输入输出设备组成。
2. 冯·诺依曼计算机的核心原理是（存储程序原理）3. 完成下列数制的转换1）10100110B=（ 166 ）D=（ A6H ）H2）223.25 =（ 11011111.01 ）B=（ DF.4 ）H3）1011011.101B=（ 5B.A ）H=（1001 0001.01100010 0101 ）BCD4. 已知[X]补5. 已知A=10101111，B=01010000，则A∧B的结果为( 00000000 ) B=86H，则X的十进制表示形式为( -122 )6. -29H的8位二进制反码是（11010110 ）B7.字符4的ASCII码=（ 34 ）H二、简答题1.冯.诺依曼计算机的结构是怎样的，主要特点有哪些？解：将计算机设计为由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等5个部分组成，所有的执行都以运算器为核心，采用存储程序工作原理。
2. 已知X=-1101001B，Y=-1010110B，用补码方法求X-Y=？解：[X-Y]补=[X+（-Y）]补= [X]补+[-Y] [X]补原=11101001B [X]补 [-Y]=10010111B原=01010110B=[-Y] [X-Y]补补= [X]补+[-Y]补X-Y=[[X-Y]=11101101B补]补=10010011=-0010011=-193. 写出下列真值对应的原码和补码的形式：1）X=-1110011B2）X=-713）X=+1001001B解：1）[X]原码=11110011B , [X]补码=10001101B2）[X]原码=11000111B, [X]补码=10111001B3）[X]原码=01001001, [X] 补码=01001001B=?4. 已知X和Y的真值，求[X+Y]补1）X=-1110111B Y=+1011010B2）X=56 Y=-215. 若与门的输入端A、B、C的状态分别为1、0、1，则该与门的输出端状态为？若将这3位信号连接到或门，那么或门的输出又是什么状态？解：由与和或的逻辑关系知，若“与”门的输入端有一位为“0”，则输出为“0”；若“或”门的输入端有一位为“1”，则输出为“1”。
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2 中央处理器与单片机
2.3 MCS-51单片机
是Intel推出的8bit系列高档单片机，现有许多单片机都与过缓冲器(Buffer) 与PC、DPTR等连接； 通过P0 Drive输出到 片外，成为外部 数据总线信号DB。
2 中央处理器与单片机
2.3 MCS-51单片机
2 中央处理器与单片机
2.2 单片机概述
发展及产品概览
产品发展 1974年：仙童(Fairchild)公司推出得F8单片微型计算机 该机含8位CPU、64字节数据存储器和2个并行I/O接口，其它必须外接， 且采用了2片结构，还不是真正意义上的单片机。 1976年：Intel推出了MCS-48系列单片机 内含8位CPU、1K字节程序存储器、64字节数据存储器、1个8位定时/计数 器和27条I/O口线，是一个真正意义上的单片机。但开辟了市场，促进了单 片机技术与应用的迅猛发展。 进入1980年：Intel推出了MCS-51系列8位单片机，单片机的代表、模范 ，功能和性能有了大幅度提高。 到了1984年，Intel推出了16位的MCS-96系列单片机；接着Motorola推 出了32位的M68300系列，日立(Hitachi)推出了SH系列32位单片机。 此后，单片机技术只是在性能和特殊功能部件上进行加强，没有更大的 发展。
便笺区(jian) ：30H~7FH共96个字节，由用户自定义用途。
2 中央处理器与单片机
2.3 MCS-51单片机
CPU组成
运算器 算术逻辑单元ALU、累加器A、暂存器TMP1、 TMP2和程序状态字PSW，它们都是8bit的， 作用与前面介绍的CPU相同。 PSW Cy：进位标志， 当A的b7发生进位/借位时置1，否则置0； 用于无符号运算时判断是否溢出，多字节加减运算，移位操作等。
2 中央处理器与单片机
2.3 MCS-51单片机
CPU组成
控制器 IR：指令寄存器，8bit，存放当前要执行的指令码； ID：指令译码器，对指令码进行译码； TC：定时与控制部件，控制CPU执行指令。 需要一个时钟信号fosc、2个输入控制信号/EA、RST 输出4个控制信号：/PSEN、ALE、/RD、/WR。 OSC：一个振荡电路， 结合外部定时器件产生 方波脉冲信号，供TC 作为时钟信号fosc。
2 中央处理器与单片机
2.3 MCS-51单片机
存储器组成
内部低128字节数据存储器 通用寄存器区：地址范围00H~1FH 4组R0~R7，每组占用8个字节 4组寄存器共享1组符号R0~R7， 究竟它们代表哪一组，由PSW中的RS1、RS0确定。 当然不用作为通用寄存器，用户可自行定义其功能。 可位寻址区：20H~2FH共16个字节，除了可按字节进行访问外， 也可按bit进行访问，位地址范围：00H~7FH
2 中央处理器与单片机
2.3 MCS-51单片机
存储器组成
数据存储器 外部数据存储器 地址范围：0000H~FFFFH，共有64K。 根据需要在外部扩展，有专门的指令用于访问它们。 内部数据存储器(RAM) 共有256字节，分为低128字节和高128字节2部分。 高128字节 地址范围：80H~FFH，由用户自定义用途。 SFR：使用80H~FFH地址空间→冲突。 解决办法：采用直接寻址方式访问SFR ，采用寄存器间接寻址方式存取高128字节。 只有8052系列单片机的具备高128字节， 8051系列的只有低128字节；即使没有高128 字节，访问SFR也必须采用直接寻址方式。 低128字节：地址范围00H~7FH，采用2种寻址方式均可。
存储器组成
MCS-51单片机的存储器组成比较复杂： 程序存储器、数据存储器、特殊功能寄存器 程序存储器又有内部和外部之分 数据存储器也有内部和外部之分 程序存储器(ROM)，共有64K 地址范围：0000H~FFFFH 由内部和外部2部分组成。 图中： 内部：4K、地址范围：0000H~0FFFH； 外部：60K、地址范围：1000H~FFFFH。 内部和外部中地址重叠的部分不能同时 使用，实际上也是不会出现这种情况的。 通过引脚/EA，告知CPU：使用内部的还是外部的。
2 中央处理器与单片机
2.1 中央处理器(CPU)
工作原理与过程
半导体存储器与CPU的连接 一半导体存储芯片：有2K个存储单元、每个单元包含8Bit，即该芯片有 A0~A10共11条地址线、D0~D7共8条数据线。
A0~A10：连接到CPU的AB D0~D7：连接到CPU的DB RD、WR(读写)：连接到CPU的CB
2 中央处理器与单片机
2.1 中央处理器(CPU)
工作原理与过程
CPU工作过程 现有一段程序从地址0000H开始存储 在该芯片中，工作过程如下： CPU复位，PC=0000H； 控制器输出地址0000H选择存储器 的0000H单元，机器码76H从D0~D7 输出到DB上； 控制器输出读信号从DB上读入76H、 锁存到IR、将PC加1，使PC=0001H； 译码76H、并执行： 若0001H单元中的12H是76H所需的 操作数，则读入，并将PC加1； 若是下一条指令，则从第2步重复。 如此连续不断，永远进行下去，直至复位、掉电或损坏。 要有多少程序供CPU那样永远执行?
2 中央处理器与单片机
2.1 中央处理器(CPU)
内部结构与组成
运算器：完成算术和逻辑运算 ALU (Arithmetic and Logical Unit) 算术逻辑运算单元：对2个输入操作数 A和TR进行加算术和逻辑运算，运算 结果输出到A和PSW。 A (Accumulator)：累加器 存放ALU的一个操作数，运算结果也 输出到A，以便连续运算使用， “累加器” 的称呼也由此而来。 TR (Temporary Register)：暂时寄存器，存放ALU的另一个操作数。 PSW (Program Status Word)：程序状态字，存放ALU运算结果的状态， 如结果是否为零、是否出现溢出和借位等。 RA (Register Array)：通用和专用寄存器组，存放各种数据和地址。
AC：辅助进位标志 加减运算时，若A的b3发生进位或借位时置1，否则置0。 F0：用户标志位，由用户(编程者)分配使用。
2 中央处理器与单片机
2.3 MCS-51单片机
CPU组成
运算器 PSW
RS1、RS0： 4组寄存器选择位，选择哪一个使用R0~R7符号。 OV：溢出标志位，形成规则：CP CS 用于符号数(补码)运算时，判断是否出现溢出，即A中的运算结果是否超 出了的表示范围(-128～+127)。若超出范围OV =1，否则OV =0。 CP=1：b7到b8有进位/借位， CS=1：当b6到b7有进位/借位。 P：奇偶标志位 指示A中1的个数的奇偶性。 P =1：1的个数是奇数；P =0：1的个数是偶数。
2 中央处理器与单片机
2.2 单片机概述
发展及产品概览
产品发展 现在，有许多公司生产单片机，产品已达近百个系列、成千个品种。
如此多型号的单片机，如何比较? 哪一种是最好的? 如何选择? 硬件和软件，以适当的成本，满足应用要求！
2 中央处理器与单片机
2.2 单片机概述
应 用
单片机功能强大、使用灵活、体积小、价格低廉，应用非常广泛。 大幅度提高了传统产品的性能价格比，甚至实现了传统技术无法完成的任务 ，已经深入到工农业的各个领域和日常生活中。 应用中，单片机的作用主要表现为： 取代传统的模拟控制电路，实现数字化控制； 取代传统的组合逻辑，实现软件逻辑控制； 取代传统的信号处理电路，实现数字化信号处理； 取代机械系统的控制方法，实现数字化、智能化控制 改变了传统的处理与控制方式，实现智能化处理与控制。
Ch2 中央处理器与单片机
◘ 2.1 中央处理器(CPU) ◘ 2.2 单片机概述 ◘ 2.3 MCS-51单片机
2 中央处理器与单片机
2.1 中央处理器(CPU)
内部结构与组成
虚线框内：运算器，以外的：控制器。 内部数据总线(Internal Data Bus)： “无箭头双线” 将CPU内部的各个组成部分连接起来 通过数据总线缓冲器DBB (Data Bus Buffer)缓冲后输出到CPU芯片外部 ，成为数据总线信号DB，用于读写存储器、I/O口等数据。
2 中央处理器与单片机
2.2 单片机概述
内部结构
复位电路： 一个单脉冲信 号产生电路， 外接定时器件 产生单片机需 要的复位信号。 中断控制器：完成中断系统的控制，是单片机必备的部件，且中断源有 内部和外部两类，内部源来自内部得特殊功能部件。 并行I/O接口：用于数据的并行输入/输出，AB、DB、CB和特殊功能部 件信号的输入/输出。 串行I/O接口：支持串行通信，仅需要2条数据传输线(TXD和RXD)。 定时/计数器：用于定时和计数，是应用中常用的功能。 特殊功能部件：模拟数字转换器(ADC)、数字模拟转换器(DAC)、脉宽 调制器(PWM)、串行I/O接口、定时/计数器。
2 中央处理器与单片机
2.1 中央处理器(CPU)
工作原理与过程
半导体存储器的基本结构 存储阵列 包含若干存 储单元，每 个单元由若 干bit组成， 在片内有唯 一的地址。 存储单元1 的地址为0001H 地址寄存器：锁存来自芯片外部的地址信号An~A0(编码格式) 地址译码器：将地址译成唯一的电路地址信号，选择某个存储单元。 数据寄存器：控制存储阵列中数据的输入/输出 读信号Read，写信号Write，数据线Dn~D0。 芯片选择信号CS：在使用多片存储器时，An~A0、Dn~D0由所有芯片 共用，它区分读写哪一个芯片---芯片的电路地址信号。
2 中央处理器与单片机
2.1 中央处理器(CPU)
内部结构与组成
控制器：CPU的指挥中心 从存储器读取指令、根据 指令指挥CPU的各部分完 成指令规定的功能，并进 行中断控制。 PC (Program Counter) 程序计数器，专用寄存器， 用于存放当前要执行指令的 机器码在内存中的地址。 PC的值通过地址总线缓冲器ABB (Address Bus Buffer)缓冲后输出到 CPU芯片外部，成为地址总线信号AB。 CPU复位后，PC值被设置为一个固定值； 该值确定了复位后CPU要执行的第一条指令机器码在内存中的地址。