微机原理复习大纲

汇编语言程序设计（约30%）
一、基本概念1、二进制数，十进制数，十六进制数和BCD 码数之间的转换方法。

例：（129.5）10＝（10000001.01 ）2＝（81.8 ）16 （10010111）BCD＝（97 ）10＝（110001 ）2
十进制与非十进制的转换基本原则：
原则1：整数部分与小数部分分别转换；
原则2：整数部分采用除基数(转换为2进制则每次除2，转换为8进制每次除8，以此类推)取余法，直到商为0，而余数作为转换的结果，第一次除后的余数为最低为，最后一次的余数为最高位；
原则3：小数部分采用乘基数(转换为2进制则每次乘2，转换为8进制每次乘8，以此类推)取整法，直至乘积为整数或达到控制精度。

2 、真值数和补码数之间的转换方法及8 位字长表示不同数的范围。

机器字长为8 位的补码数,其表示数值的真值范围是-128-+127
机器字长为8 位的原码数，反码数,其表示数值的真值范围是-127-+127
机器字长为8 位的无符号数,其表示数值的真值范围是0-255
例：字长＝8 位，则[-6]补＝( F9 ) 16，
若[X]补＝E8H，则X 的真值为( - FE ) 16
原码
最高位为符号位，数值位部分就是该数的绝对值。

例如：假设某机器的字长为8位，则：
+23(17H)的原码机器数为：00010111
-23(-17H)的原码机器数为：10010111
其中最高位是符号位，后7位是数值位。

反码
最高位为符号位，数值位部分对于正数就是该数的绝对值，对于负数则为其绝对值的按位取反。

例如:
+23(17H)的反码机器数为：00010111
-23(-17H)的反码机器数为：11101000
数字0的反码有两种表示方式
(+0)10 = (00000000)2
(- 0)10 = (11111111)2
补码
对于正数，补码和其原码、反码相等；对于负数，补码的符号位为1，数值位为其绝对值按位取反后末位加1。

例如:
+23(17H)的补码机器数为：00010111
-23(-17H)的反码机器数为：11101000
-23(-17H)的补码机器数为：11101001
3.整数的补码运算
4.实地址模式下，物理地址的形成
物理地址计算公式:物理地址=段基址*16+偏移地址
4、80486 的寻址方式
486 有3 类7 种寻址方式（段约定的概念）
立即寻址方式：获得立即数
寄存器寻址方式：获得寄存器操作数
存储器寻址方式：获得存储器操作数（内存操作数）
内存寻址方式16 位寻址规定可使用的寄存器
例：指出下列指令源、目操作数的寻址方式：
ADD AX,TABLE 间接寻址
MOV AX,[BX+SI+6] 基址加间址寻址
MOV AL,[BX +6] 基址寻址
MOV AL,[SI+6] 间址寻址
MOV DX,[BX] 间接寻址
MOV AX,BX 寄存器寻址
MOV AL,-1 立即寻址
5.指令的正确书写格式
指令的书写格式
目标指令（机器指令）：用一串0，1代码书写的指令；
注意：硬件只能识别、存储、运行目标指令！
符号指令：用规定的助记符、规定的书写格式书写的指令。

6.6 种标志位的意义A,C,O,P,S,Z
条件码：
①OF(Overflow Flag)溢出标志,溢出时为1,否则置0.标明一个溢出了的计算,如:结构和目标不匹配.
②SF(Sign Flag)符号标志,结果为负时置1,否则置0.
③ZF(Zero Flag)零标志,运算结果为0时置1,否则置0.
④CF(Carry Flag)进位标志,进位时置1,否则置0.注意:Carry标志中存放计算后最右的位.
⑤AF(Auxiliary carry Flag)辅助进位标志，记录运算时第3位(半个字节)产生的进位置。

有进位时1,否则置0.
⑥PF(Parity Flag)奇偶标志.结果操作数中1的个数为偶数时置1,否则置0.
控制标志位：
⑦DF(Direction Flag)方向标志，在串处理指令中控制信息的方向。

⑧IF(Interrupt Flag)中断标志。

⑨TF(Trap Flag)陷井标志。

为举例方便说一下jnz和jz
测试条件
JZ ZF=1
JNZ ZF=0
即Jz＝jump if zero (结果为0则设置ZF零标志为1,跳转)
Jnz＝jump if not zero
5、重要指令的功能
指令的组成形式为：
操作码+ 操作数
操作码——告诉计算机要执行的操作是什么，如：加、减、逻辑与等。

操作数——执行操作过程所要操作的数，如加运算的两个加数。

6, 计算机系统的基本组成。

硬件：存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备。

软件：
系统软件：操作系统，程序设计语言及其编辑、编译软件……
应用软件：为解决某一实际问题而编制的软件。

7，存储器的扩展。

位扩展法：只加大字长，而存储器的字数与存储器芯片字数一致, 对片
子没有选片要求。

字扩展法。

字位同时扩展法。

总片数=总容量/（容量/片）
8. 汇编语言程序的开发过程。

编辑，编译，连接，运行
9. 读写程序段能力
I/O 接口概念
1．接口电路中的端口是什么？端口如何分类？【教材P220，数据端口，状态端口，控制端楼】
端口是接口电路中能与CPU通过IN、OUT指令交换信息的寄存器。

端口分类
数据口：存放CPU和外设交互（输入或输出）的数据；
控制口：存放控制接口电路、外设工作的控制信息。

状态口：存放状态信息，主要用于反映外设的状态。

2．总线基本概念与分类。

（地址总线，数据总线，控制总线）
总线（BUS）是微型计算机中将各部件连接起来的信息传
输通道，是各种公共信息线的集合，采用总线结构便于部件和
设备的扩充。

地址总线：传输CPU访问存储器、I/O端口的地址信号。

数据总线：传输CPU读/写内存，读写I/O端口时的数据。

控制总线：CPU发出的控制命令，或外部向CPU提出的请求。

3．掌握CPU 对外设（I/O 设备）的寻址有哪两种（统一编址和独立编址）。

存储器映像方式
将存储器与外设端口统一编址，或者说将外设端口看作是存储器的一个单元。

优点：不需要专门的端口操作指令，可以使用全部的存储器操作指令访问端口（指令多且灵活）。

缺点：外设端口占用了存储器空间，减少了存储器容量，增加了译码电路的复杂度。

I/O端口独立编址
优点：不占用存储器地址空间。

缺点：CPU需要增加专门的I/O操作指令。

4．CPU 的输入，输出指令。

（IN,OUT 指令）
IN
OUT:执行OUT指令时：AL内容→数据线；端口地址→地址线；地址译码器输出有效，同时#IOW变低，把数据锁存到8个D触发器中。

5．微机系统与I/O 之间有哪些传送方式？（无条件，查询，中断，DMA）其中DMA 方式不需要CPU 参与
1、无条件传送
只能用于外部设备和CPU的动作同步时，否则出错。

现在已经很少使用。

2、查询方式传送
接口电路简单。

但是在状态查询过程中，如果外设数据一直没有准备好，则CPU会不断的查询、等待，此时软件上必须做合适的处理，否则将影响程序的执行效率。

3、中断传送方式
只有当外设数据准备好时（此时外设将向CPU发出请求），CPU才进行数据传送（在中断服务程序中），其余时间CPU可以做其他事情，CPU效率大大提高；但是，每传送一次数据，CPU都要执行一次中断服务程序，在中断服务程序中，除执行IN 和OUT 指令外，还要进行诸如保护断点、保护标志寄存器、保护某些通用寄存、恢复等一些工作，95%的时间是额外开销，从而传送效率并不高。

4、DMA传送方式
在DMAC的控制下，外设直接和存储器（也可外设与外设，存储器与存储器之间）进行数据传送，而不必经过CPU。

这种方式下的传送速度基本取决于外设与存储器的速度，从而传送效率大大提高。

计数器/定时器8254
1．掌握可编程芯片8254 定时器/计数器的基本结构（三个16 位计数器；每个计数器有6 种工作方式，计数初值可设置成 2 进制或BCD 码）和相关外部引脚功能（CLK,OUT,GATE）。

GATE：控制引脚；CLK：计数脉冲输入；OUT：计数器输出
2．掌握8254 的三个计数器工作在方式2 和方式3 时的基本特点和应用。

计数器0：工作在方式3，初值=0，OUT0输出周期为55ms的方波，其作用是定时向系统提出日时钟中断请求。

计数器1：工作在方式2，初值=18，OUT1输出周期为15.1μs的连续脉冲，其作用是定时向DMAC提出动态存储器刷新请求。

计数器2：工作在方式3，初值=533H，为声音系统提供900Hz方波。

注意：用户禁止使用计数器1，可以使用计数器0、2。

3．掌握怎样确定8254 的端口地址、根据工作要求确定控制字和计数初值，熟练掌握初始化编程。

例：设系统8254 的计数器2 工作在方式3，计数初值为2000，采用二进制计数。

下列程序段的功能是完成对该片8254（口地址为40H~43H）计数器 2 的初始化，请将程序补充完整。

MOV AL, ①___10110110B_____
OUT ②_43H______,AL
MOV AX,2000
OUT ③__42H_______,AL
④__MOV____AL, AH____
OUT ⑤_____42X____,AL
中断与8259 控制器
1．什么是中断？
CPU暂停执行现行程序，转而处理随机事件，处理完毕后再返回被中断的程序继续执行，这一全过程称为中断。

2．(1)什么是中断向量？
中断向量是实模式下，中断服务子程序的入口地址。

它由两部分组成：
中断服务程序所在代码段的段基址，2字节；
中断服务程序所在代码段的段内偏移地址，2字节；
(2)中断类型码和80X86 的中断向量表的关系。

例：(00180H)=44H ，(00181H)=55H，(00182H)=66H，(00183H)=77H，请问00180H~00183H 中存放的是什么中断类型的中断向量？中断向量为多少？对应的物理地址是多少？
3．CPU 响应可屏蔽中断和非屏蔽中断的条件。

响应可屏蔽中断的条件
①有可屏蔽中断请求、没有DMA请求、没有非屏蔽中断请求；
②CPU一条指令执行完毕；
③CPU处于开中断状态（I标志=1）。

响应非屏蔽中断的条件
①有非屏蔽中断请求、没有DMA请求；
②一条指令执行完毕。

4．8259A 芯片的作用。

作用：中断控制器。

例：PC/AT 系统使用两片8259 级联,可管理( C )级中断。

A．8 B．9 C．15 D．16
5．CPU 响应可屏蔽中断的全过程。

8259A的中断过程──CPU响应硬件中断的过程
①首先，如果外部有有效中断请求输入，则中断请求寄存器将寄存加到引脚IR0～IR7上的中断请求；
②在中断屏蔽寄存器的过滤下,没有被屏蔽的中断请求被送到优先权电路判优；
③优先权电路选中当前级别最高的中断源,然后从引脚INT向CPU发出中断请求信号；
④如果CPU满足响应中断的条件，则CPU向8259A发出2个中断响应信号（2个连续的负脉冲，由#INTA引脚送出）。

⑤8259A从引脚#INTA收到第1个中断响应信号之后，立即使中断服务寄存器中与被选中的中断源对应的那一位置1，同时把中断请求寄存器中的相应位清0；
6．掌握可屏蔽中断中日时钟中断，用户中断的中断类型码和中断处理过程；重点掌握中断向量的置换和用户中断的设计。

例：编程实现：利用系统定时中断，每隔18*55ms,显示一行“hello”,主机按任意键停止。

日时钟中断
中断源：系统8254 0#计数器，每55ms有一次中断请求；
中断类型：8型；
日时钟中断的处理流程：
①开中断，保护现场（DS…压栈）；
②40H DS，对“日时钟计数器”加1；
③测算软驱马达关闭时间；
④执行INT 1CH（即在INT 08H的ISR中执行软件中断INT 1CH，INT 1CH结束时IRET 返回INT 08H的ISR）；
⑤向主8259送中断结束命令；
⑥恢复现场，IRET
7、硬件中断和软件中断的区别
①中断的引发方式不同；
连接到INTR或NMI引脚的信号引发/ 执行INT n引发。

②CPU获取中断类型码的方式不同；8259A提供/ 按中断号取自中断向量表。

③CPU响应的条件不同；硬件中断只有在开中断情况下才能响应/ 软件中断不受此限制。

④中断处理程序的结束方式不同；硬件中断结束前要做两件事：一是向8259A送中断结令，以使8259A在ISR中清除标志位，结束中断；二是执行IRET指令，中断返回/ 软件中断只需直接执行IRET指令。

串行接口8250
1．掌握异步通信的特点及数据帧的格式及波特率（通信速率）的定义；
异步通信特点：异步通信传送中，收、发双方必须约定：
收发双方的通信速率必须一致；
收发双方的数据帧格式必须一致
数据帧的格式：
波特率定义：通信速率，又称波特率，表示每秒钟传送的0、1 代码个数（包括起始位、校验位、停止位），单位为“波特”。

（bits per second，bps）——波特率
2．串行数据传输的三种方式：掌握单工，半双工，全双工通信的含义；
单工：单工方式只允许数据按照一个固定的方向传送；
半双工：收发双方均具备接收和发送数据的能力，但只有一条信道，数据不能同时在两个方向上传送；
全双工：收发双方均可同时进行数据接收和发送.
3．掌握RS-232C 接口标准
该标准对串行通信中的两个关键问题作了规定：信号的电平标准和控制信号的定义。

4．掌握8250 在异步串行通信中的具体使用（初始化和查询方式通信程序设计）。

（1）例：利用甲、乙两台计算机的主串口直接相连进行单工通信。

甲发送，乙接收。

双方通信前约定：7 位数据位，1 位停止位，偶校验，通信速率为2400bps （0030H）, 双方均采用查询方式进行数据的发送和接收。

请将下列对甲计算机的I8250 初始化
程序段补充完整。

MOV DX,3FBH
MOV AL, (1)____80H____
OUT DX,AL
MOV DX,3F8H
MOV AL, (2)____0____
OUT DX,AL
MOV DX,3F9H
MOV AL,0
OUT DX,AL ；设置波特率
MOV DX,3FBH
MOV AL, (3)_____30H___
OUT DX,AL ；设置数据格式
MOV DX,3F9H
MOV AL, (4)____0AH____
OUT DX,AL ；禁止所有中断
MOV DX,3FCH
MOV AL, (5)__01H______
OUT DX,AL
（2）查询方式发送程序段
RSCAN: MOV DX,3FDH
IN AL,DX
TEST AL，20H
JZ RSCAN
MOV AL,待发送的数据
MOV DX,3F8H
OUT DX,AL
（3）查询方式接收程序段
TSCAN: MOV DX,3FDH
IN AL,DX
TEST AL，01H
JZ TSCAN
MOV DX,3F8H
IN AL，DX
并行接口8255A
1．了解8255A 的组成结构；
2．掌握如何确定8255A 的端口地址、控制字以及初始化编程；
例：设系统外扩一片8255 及相关外围电路，端口地址为200H～203H，现设置8255A 的 A 口、B 口工作在选通型输入方式，允许 B 口中断、A 口禁止中断。

要求编写初始化程序段。

（要求无关项设置“0”）
I8255A PROC
MOV DX,233H
MOV AL,10000110
OUT DX,AL
MOV AL,00000101
OUT DX,AL
RET
I8255A ENDP
3．掌握8255A 的三种工作方式及其特点；重点在方式0 和方式1 的工作过程，及方式1 的信息传送特点；
方式0：基本型输入/输出端口A、端口B、端口C
方式1：选通型输入/输出端口A、端口B
方式2：双向传输端口A
即：
A口可工作在方式0、1、2
B口可工作在方式0、1
C口只能工作在方式0
例：8255A 的 A 口工作在方式 1 输入或输出时，各对应的一组端口联络信号是什么？对应的信号名称？
8255A 的B 口工作在方式1 输入或输出时，各对应的一组端口联络信号是什么？对应的信号名称？
4.掌握CPU 对8255A 读写操作时芯片相关引脚的状态。

8255A的初始化编程
端口工作在方式0时
方式选择命令字->8255A控制端口；
端口工作在方式1、2时：
（1）方式选择命令字->8255A控制端口；
（2）允许或禁止中断命令字->8255A控制端口；。