微机接口技术复习资料

第一章微型计算机基础概论

一、微型计算机系统

1、微型计算机的发展

（1）1946年第一台计算机问世，经历电子计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模集成、超大规模集成电路计算机5代

2、微型计算机的工作过程

（1）冯诺依曼计算机：存储程序，由控制器、运算器、存储器、输入输出设备组成（2）工作过程：每一条指令都包含取指令、执行指令两个基本过程

3、微机系统的组成

（1）硬件系统

1）微处理器（中央处理器/cpu）

2）运算器

3）控制器

4）寄存器组

5）存储器

6）输入输出接口设备

7）总线

4、软件系统

（1）分类：系统软件、应用软件

二、计算机的数制和编码

1、特殊的数制转换：

（1）十进制转换为二进制：

1）整数：除2取余，至商为0，从低到高排列

2）小数：乘2取整，达到精度，从高到低排列

（2）十进制转换为十六进制

1）整数：除16取余

2）小数：乘16取整

2、计算机中的二进制数表示

（1）定点小数：小数点准确固定在数据某个位置上，最高位表示符号，后面是小数数值部分

（2）纯小数：没有符号位，表示同上

（3）整数：小数点在最低位右边，可设置符号位

（4）浮点小数：小数点位置可以左右移动，设置有阶码符号位，尾数符号位，固定阶码位数、尾数位数，尾数部分规格化用纯小数表示，可通过修改阶码移动小数点位置规格化。浮点数表数范围：阶码决定，浮点数精度：尾数决定

3、二进制编码

（1）BCD 码：4位2进制数表示十进制的0--9十个数,如8421BCD 码）（00110001.10010011BCD

表示十进制数93.31，该编码逢十进一，最大只能表示数字9

（2）BCD 码<--->二进制数：先转为十进制数，再转换

（3）BCD 码的存储方式：字节方式存储，压缩BCD 码用一个字节（8位）存两个BCD 码十进制数，非压缩BCD 码用一个字节（8位）存放一个4位的十进制数，如：

B 100001108610

=）（（压缩BCD 码） B 00011000001000008610

=）（（非压缩BCD 码）

4、字符编码：ASCII 码

（1）奇检验：8位二进制数1的个数为奇数

（2）偶检验：8位二进制数1的个数为偶数

三、无符号二进制数的算术运算和逻辑运算

1、二进制数的算术运算：

1）加法运算：逢二加一，有溢出

2）减法运算：有借位

3）乘法运算：乘1照写，乘0为0，算术左移

4）除法运算：算术右移

2、表数范围：0----

2n

-1（n 位） 四、有符号数二进制数的表示及运算

1、有符号数的表示方法：原码、反码、补码

2、十进制数与补码转换：

（1）正数：原码

（2）负数：按位取反加1

3、补码运算：

（1）加法：

][][]Y [Y X X 补补补+=+ （2）减法：]-[][[Y]][][-Y X X Y X 补

补补补补+==- 4、表数范围（8位、16位）：

8位：

（1）原码：1111 1111B ---- 0111 1111B （-127 -- +127）

（2）反码：1000 0000B ---- 0111 1111B （-127 -- +127）

（3）补码：1000 0000B ---- 0111 1111B （-128 -- +127）

16位：

（1）原码：FFFFH ---- 7FFFH （-32767 -- +32767）

（2）反码：8000H ---- 7FFFH （-32767 -- +32767）

（3）补码：8000H ---- 7FFFH （-32768 -- +32767）

5、溢出判断：次高位向最高位有进位（借位），最高位向上无进位（借位），超出表数范围但无进位，溢出；次高位向最高位无进位（借位），最高位向上有进位（借位），溢出

第二章微处理器与总线

一、微处理器概述

1、运算器

（1）组成：算术逻辑单元ALU、通用或专用寄存器组、内部总线

（2）类型：单总线、双总线、三总线运算器

2、控制器：

（1）基本功能：指令控制、时序控制、操作控制

（2）组成：程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、时序控制部件、微操作控制部件（核心）

二、8088/8086微处理器

1、数据总线宽度：8088有8位，8086有16位，两者指令系统完全相同，都有40根外部引线

2、8088/8086 CPU的特点

（1）指令流水线

（2）内存分段管理

（3）支持多处理器系统

3、8088 CPU的外部引脚及其功能（page40）

4、8088/8086 CPU的功能结构

（1）内部结构：

1）执行单元EU：执行指令、分析指令、暂存中间结果、保留结果

1 -- 算术逻辑运算单元

2 -- 通用寄存器组

3 -- 标志寄存器

4 -- 数据暂存器

2）总线接口单元BIU：负责CPU与存储器、I/O接口之间信息传送

1 -- 地址加法器

2 -- 段寄存器

3 -- IP寄存器

4 -- 指令队列缓冲寄存器

5 -- 总线控制逻辑

5、8088/8086 CPU的内部寄存器

（1）寄存器分类：14个16位寄存器

1）通用寄存器：AX（累加器）、BX（基址寄存器）、CX（计数寄存器）、DX（数据寄存器）

2）地址指针寄存器：SP（堆栈指针寄存器）、BP（基址指针寄存器）

3）段寄存器：CS（代码段寄存器）、SS（堆栈段寄存器）、DS（数据段寄存器）、ES（附加段寄存器）

4）控制寄存器：IP（指令指针寄存器）、FLAGS（标志寄存器）

6、8088/8086 CPU的存储器组织

（1）物理地址与逻辑地址：20条地址线，可寻址内存2^20 = 1MB

1）物理地址：任何一个内存单元都有20位

2）逻辑地址：段基地址和段内偏移地址

物理地址= 段基址× 16 + 段内偏移（段基地址右移一位）

3A00H : 0083H <——————> 3A083H

（2）段寄存器的使用（page47）

7、8088/8086 CPU的工作时序

（1）8080总线周期不管读写，至少4个时钟周期

三、80386微处理器

1、80386微处理器的主要特性：

（1）全32位结构

（2）32位外部总线接口，最大传输率32MB/S

（3）片内集成存储器管理部件MMU，支持虚拟存储和特权保护