微机原理与接口技术素材 牟琦 贾建萍 清华大学出版共58页
08 常用接口芯片-微机原理与接口技术(第3版)-牟琦-清华大学出版社
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图8.2 8255内部结构
8.1 可编程并行接口8255
1) 面向CPU的接口电路 (1) 数据总线缓冲器：是一个三态双向的8位缓冲器，是8255与系统数据
总线的接口。接口的数据线D7～D0直接与CPU数据总线相连， 以实现CPU与8255接口之间的信息传递。CPU向8255写入控制 字或从8255中读状态信息以及所有数据的输入和输出，都需要 通过数据缓冲器来进行传递。
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8.1 可编程并行接口8255
(2) 此时接口也可向CPU发出一个中断请求信号，同上面的输入过程相 同，CPU可以用软件查询方式或中断的方式将CPU中的数据通过接 口输出到外设中。当输出数据送到接口的输出缓冲寄存器后，再输 出到外设。
(3) 与此同时，接口向外设发送一个启动信号，启动外设接收数据。外设 接收到数据后，向接口回送一个“输出回答”信号。
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8.1 可编程并行接口8255
并行接口中包括状态信息、控制信息和数据信息，这些信息分别存放 在状态寄存器、控制寄存器和数据缓冲寄存器中。 1) 状态寄存器：用来存放外设的信息，CPU通过访问这个寄存器来了解某
个外设的状态。 2) 控制寄存器：CPU对外设的操作命令都寄存在控制寄存器中。 3) 数据缓冲寄存器：缓冲器是用来暂存数据的。这是因为外设与CPU交换
(2) 外设接到回答信号后，将撤销“输入数据准备好”信号。在接口 收到数据后，它会在状态寄存器中设置“准备好输入”状态位，以 便CPU对其进行查询。
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8.1 可编程并行接口8255
(3) 接口向CPU发出一个中断请求信号，这样CPU可以用软件查询方 式或中断的方式将接口中的数据输入到CPU中。
07 输入输出技术-微机原理与接口技术(第3版)-牟琦-清华大学出版社
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7.1 输入/输出系统概述
② 状态端口 存放外围设备或者接口部件本身的状态。外设通过状态寄存器存放
向CPU提供的可查询的外设状态信息，CPU可通过数据线读回，并根据 外设的状态信息采取相应措施。 ③ 控制端口
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7.1 输入/输出系统概述
⑸ 中断管理/DMA控制功能 有些接口，为了能够实现以中断方式与CPU交换信息，或以DMA方
式与存储器交换信息，往往在接口电路中设置中断控制逻辑或DMA控制 逻辑，以便能够向主机提出中断请求或DMA请求，反过来，对主机给予 的请求应答能得到立即响应，即提供相应的处理。
微机原理与接口技术（第3版）
牟 琦 主编 清华大学出版社
微机原理与接口技术（第3版）
7 输入输出技术
输入/输出系统概述 程序控制方式 中断方式 直接存储器存取 例题解析
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7.1 输入/输出系统概述 7.1.1 输入/输出接口
1. 接口电路 主机对性能各异的外设进行控制，与它们交换信息，在主机与外设
地址线
主
I/O
机
控制线
接
数据线
口
……
设
外
备
围
控
设
制
备
器
图7.1 外围设备的连接
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7.1 输入/输出系统概述
2. 接口电路分类 ⑴ 按接口电路的通用性：可以分为专用接口和通用接口。 专用接口：是指针对某一种具体的外围设备而设计的接口电路。 通用接口：是可供多种外围设备使用的标准接口。 ⑵ 按数据传送格式：可以分为并行接口和串行接口。 并行接口：是指接口与系统总线之间，接口与外围设备之间，都按
第2微机原理与接口技术清华大学-PPT精品
编写相应的程序段。
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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
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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
【2024版】微机原理与接口技术课件
-67
CS=0，CP=1， CS CP=1，产生溢出，
运算出错。
1001 0010 + 0010 0110
1100 1000
cs 0,cp 0,
-110 + 54
-56
cs cp 0
4. 十进制数的二进制编码
BCD码:
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 012 3 45 6 7 8 9
MOV AL,[2000H] ADD AL,2 HALT
1.5 典型微处理器系统及工作原理
一.典型微处理器的结构
1.6 计算机中的数制和编码
1、常用进位制
10、12、16、60进位制
1)、十进制 特点：十个数0~9 逢十进一
例：
1992 .5 1103 9102 9101 2100 5101 899.19 8102 9101 9100 1101 9102
• 程序的存放 ---- 要求机器能自动执行这些程序,就必须把这些程序存 放到存储器的某个区域. 计算机在执行时把这些指令 一条条取出来加以执行.
三、CPU执行过程
操作 ： 将两个数 10 和 2 相加.
指令： mov al, [2000]
add al, 2
hlt 机器指令：A0 00 20
04 02 F4
符号位有进位，CS=1；否则CS=1。 数值部分最高位有进位，CP=1，否则 CS=1 利用“异或”电路判别：
Cs Cp 1 ，有溢出。
CS CP 10
CS CP
1
01
1
00
0
11
1
八位补码运算：（-128 ~ +127）
微机原理与接口技术实验讲稿PPTppt课件185页PPT
SPP信号 STOBE Data0～7 ACK
BUSY
PE SELECT AUTO LF ERROR INTI SLCT IN
GND
EPP信号 方向 nWrite 输出 Data0～7 双向 Interrupt 输入
nWait 输入
用户自定义 aSTB nAddrSTB 口
nWrite
D1 DB0...DB7 .
.
Q1 A0
Q2 Q3
A1 A2
.
Q4
nWait 信号产 生电路
D8
Q5 Q6
A5
控制寄存器 （BASE+2）
×
×
DIR IRQEN ASTRB INIT DSTRB WRITE
方向位 1=输入 0=输出
中断使能位
初始化位
读/写状态位
1有效
1有效
1=读
地址选通位
数据选通位 0=写
0有效
0有效
▼ EPP接口初始化 在使用EPP之前应将并口置于正向传输模 式（输出），即将控制寄存器的方向位 （Bit5）置0。可编写EPP初始化函数 epp_init()如下：
EPP端口写函数epp_write_data()
void epp_write_data(unsigned char paddr,unsigned char data)
{ outportb(0x37b,paddr); epp_check_clear(); outportb(0x37c,data); epp_check_clear();
void epp_init(void) {
outportb(0x37a,0x04);
微机原理与接口技术牟琦贾建萍清华大学出版第三章答案.doc
CH03汇编语言程序设计习题与思考题1.下列语句在存储器中分别为变量分配多少字节空间？并M出存储空间的分配图。
VARl DB 10, 2VAR2DW5DUP (? ), 0VAR3 DB …HOW ARE YOU? ‟，3 DUP (1, 2)VAR4DD-1, 1, 0解答：字节空间----VAR1： 2； VAR2： 12； VAR3： 20； VAR4: 12。
存储空间的分配图：DS： 0000 0A 02 00 00 00 00 00 00—00 00 00 00 00 00 48 4F0010 57 20 20 41 52 45 20 20—59 4F 55 3F01 02 01 020020 01 02 FFFFFF FF01 00—00 00 00 00 00 002.假定VAR1和VAR2为字变量，LAB为标号，试指出下列指令的错误之处。
(1)ADD VARl, VAR2 (2) SUB AL, VAR I(3) JMPLAB[CX] (4) JNZVAR1(5) MOV[1000H1，100 (6) SHLAL，4解答：(1)两个操作数中至少有一个为寄存器；(2)AL为字节，VAR1为字变量，不匹配；(3)U巾不能用CX, LAB为标号，非变量；(4)转向地址应为标号，不能是变量；(5)目的操作数的类型不确定；(6)SHL指令屮，当所移位数超过1时，必须用CL或CX来取代所移位数。
3.对于下面的符号定义，指出下列指令的错误。
A1 DB ?A2DB 10K1 EQU 1024(1)MOVK1, AX (2) MOVA1, AX (3) CMPA1, A2 (4) K1EQU 2048解答：(1)K1为常量，不能用MOV指令赋值；(2)A1为字节，AX为字变量，不匹配；(3)A1未定义，无法做比较指令；(4)K1重新赋值前，必须用PURGE释放。
4.数据定义语句如下所示：FIRST DB 90H, 5FH, 6EH, 69HSECOND DB 5 DUP(?)THIRD DB 5 DUP⑺自FIRST单元开始存放的是一个四字节的十六进制数(低位字节在前)，要求：编一段程序将这个数左移两位后存放到自SECOND开始的单元，右移两位后存放到自THIRD 开始的单元。
微型计算机原理与接口技术(清华大学出版社第二版)
2.1微处理器主要由那几部分组成？解：运算器，控制器，寄存器组2.4 总线周期中，何时需要插入Tw等待周期？插入Tw周期的个数取决于什么因素？解：在每个总线周期的T3的开始处若READY为低电平，则CPU在T3后插入一个等待周期Tw。
在Tw的开始时刻，CPU还要检查READY状态，若仍为低电平，则再插入一个Tw。
此过程一直进行到某个Tw开始时，READY已经变为高电平，这时下一个时钟周期才转入T4.插入Tw周期的个数取决于READY电平维持的时间2.6 在8086/8088CPU，标志寄存器包含哪些标志位？各位为0（为1）分别表示什么含义？解：CF进位标志位。
若算术运算时最高位有进位则CF=1，否则CF=0PFo奇偶标志位。
当运算结果低8位中“1”的个数为偶数时PF=1，为奇数时PF=0AF辅助进位位。
再加（减）法操作中，b3向b4有进位（借位）时，AF=1,否则AF=0ZF零标志位。
当运算结果为零时ZF=1，否则ZF=0 SF符号标志位。
当运算结果的最高位为1时SF=1，否则SF=0OF溢出标志位。
当算术运算的结果溢出时，OF=1，否则OF=0 TF跟踪标志位。
TF=1时使CPU处于单步执行指令的工作方式IF中断允许标志位。
IF=1时使CPU可以响应可屏蔽中断请求，IF=0时则禁止响应中断DF方向标志位。
DF=1使串操作按减地址方式进行。
DF=0使串操作按增地址方式进行2.7 8086/8088CPU中，有哪些通用寄存器和专用寄存器？说明它们的作用。
解：AX,BX,CX和DX寄存器一般用于存放参与运算的数据或运算的结果。
除此之外：AX：主要存放算术逻辑运算中的操作数，以及存放I/0操作的数据BX：存放访问内存时的基地址CX：在循环和串操作指令中用计数器DX：在寄存器间接寻址的I/O指令中存放I/O地址。
在做双字长乘除法运算时，DX与AX合起来存放一个双字长数SP：存放栈顶偏移地址BF：存放访问内存时的基地址SP和BP也可以存放数据，但他们的默认段寄存器都是SSSI:常在变址寻址方式中作为源地址指针DI：常在变址寻址方式中作为目标地址指针专用寄存器包括4个段寄存器和2个控制寄存器：CS：代码段寄存器，用于存放代码段的段基地址DS：数据段寄存器，用于存放数据段的段基地址SS：堆栈段寄存器，用于存放堆栈段的段基地址ES：附加数据段寄存器，用于存放附加段的段基地址IP:指令指针寄存器，用于存放吓一跳要执行指令的偏移地址FLAGS:标志寄存器，用于存放运算结果的特征2.9 在8088CPU中物理地址和逻辑地址是什么？一直逻辑地址为1F00:38A0H，如何计算出其对应的物理地址?若已知物理地址，其逻辑地址唯一吗？解:物理地址是CPU存取存储器所用的地址。
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
《微型计算机原理与接口技术》清华大学出版社-冯博琴-吴宁主编-课后答案
第1章基础知识1.1 计算机中常用的计数制有哪些？解：二进制、八进制、十进制（BCD）、十六进制。
1.2 什么是机器码？什么是真值？解：把符号数值化的数码称为机器数或机器码，原来的数值叫做机器数的真值。
1.3 完成下列数制的转换。
微型计算机的基本工作原理汇编语言程序设计微型计算机接口技术建立微型计算机系统的整体概念，形成微机系统软硬件开发的初步能力。
解：（1）166，A6H（2）0.75（3）11111101.01B, FD.4H(4 ) 5B.AH, (10010001.011000100101)BCD1.4 8位和16位二进制数的原码、补码和反码可表示的数的范围分别是多少？解：原码（-127~+127）、（-32767~+32767）补码(-128~+127）、（-32768~+32767）反码（-127~+127）、（-32767~+32767）1.5 写出下列真值对应的原码和补码的形式。
（1）X= -1110011B（2）X= -71D（3）X= +1001001B解：（1）原码：11110011 补码：10001101（2）原码：11000111 补码：10111001（3）原码：01001001 补码：010010011.6 写出符号数10110101B的反码和补码。
解：11001010，110010111.7 已知X和Y的真值，求[X+Y]的补码。
（1）X=-1110111B Y=+1011010B（2）X=56D Y= -21D解：（1）11100011（2）001000111.8 已知X= -1101001B，Y= -1010110B，用补码求X-Y的值。
解：111011011.9 请写出下列字符的ASCII码。
4A3-！解：34H，41H，33H，3DH，21H1.10 若给字符4和9的ASCII码加奇校验，应是多少？解：34H，B9H1.11 上题中若加偶校验，结果如何？解：B4H，39H1.12 计算下列表达式。
微机原理与接口技术清华大学版第4章 ppt课件
定义字符串必须用DB伪指令
例：
DATA1 DB ‘ABCD’，66H
41H ‘ 42H A‘’ 43H B‘’ 44H C‘’
66H D’
2020/12/27
4
1. 汇编语言源程序与汇编程序
汇编语言源程序
用助记符编写
汇编程序
源程序的编译程序
汇编语言 源程序
汇编程序
机器语言 目标程序
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5
2. 汇编语言程序设计与执行过程
输入汇编语言源程序（EDIT） 汇编（MASM） 链接（LINK） 调试（TD）
源文件 . ASM 目标文件 .OBJ 可执行文件.EXE 最终程序
20
取值运算符
用于分析存储器操作数的属性
OFFSET SEG
取得其后变量或标号的偏移地址 取得其后变量或标号的段地址
TYPE LENGTH SIZE
取变量的类型 取所定义存储区的长度 取所定义存储区的字节数
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取值运算符例
MOV AX，SEG DATA MOV DS，AX MOV BX，OFFSET DATA
[变量名] 伪指令助记符 操作数，… ；[注释]
表示符号地址
定义变量类型
定义变量值 及区域大小
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1. 数据定义伪指令助记符
DB DW DD DQ DT
定义的变量为字节型 定义的变量为字类型（双字节） 定义的变量为双字型（4字节）
定义的变量为4字型（8字节）
定义的变量为10字节型
例：
MOV AL，8 AND 4 MOV AL，8+4-1
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微机原理与接口技术(清华大学课件,全套)
‚非‛运算
按位求反
‚异或‛运算
相同则为0，相异则为1
46
4.
译码器
各引脚功能
输入端与输出端关系（真值表）
掌握74LS138译码器
47
74LS138译码器
主要引脚及功能 G1 G2A G2B C B Y0
• • • •
A
Y7
48
三、机器数（有符号数）的运算
49
计算机中符号数的表示
写：
CPU将信息放入内存单元，单元中原来的内容被覆盖。
19
内存储器的分类
随机存取存储器（RAM）
按工作方 式可分为
只读存储器（ROM）
20
输入/输出接口
接口是CPU与外部设备间的桥梁
CPU
I/O
接口
外 设
21
接口的分类
串行接口 并行接口 数字接口 输入接口
输出接口
模拟接口
22
接口的功能
原码： -127 ~ +127
反码： -127 ~ +127 补码： -128 ~ +127
62
2. 符号二进制数与十进制的转换
对用补码表示的二进制数：
1）求出真值
2）进行转换
63
[例]：补码数转换为十进制数
[X]补=0 0101110B
正数
所以：真值=0101110B X=+46
[X]补=1 1010010B
73
2. 程序和指令
程序：
具有一定功能的指令的有序集合
指令：
(完整word版)《微机原理及接口技术》(第2版)—习题解答
《16/32位微机原理、汇编语言及接口技术·第2版》习题解答第1章微处理器指令系统〔习题1.1〕微型计算机到目前为止已发展了几代？给出各代微机的特点和典型的微处理器。
〔解答〕〔习题1.2〕什么是微型计算机？PC机、单片机和数字信号处理器的含义各是什么？〔解答〕⏹微型计算机：以大规模、超大规模集成电路为主要部件，以集成了计算机主要部件——控制器和运算器的微处理器为核心，所构造出的计算机系统⏹PC机：PC（Personal Computer）机就是面向个人单独使用的一类微机⏹单片机：用于控制的微处理器芯片，内部除CPU外还集成了计算机的其他一些主要部件，如：ROM、RAM、定时器、并行接口、串行接口，有的芯片还集成了A/D、D/A 转换电路等。
⏹数字信号处理器DSP：主要面向大流量数字信号的实时处理，在宿主系统中充当数据处理中心，在网络通信、多媒体应用等领域正得到越来越多的应用〔习题1.3〕微型计算机主要由哪些基本部件组成？各部件的主要功能是什么？〔解答〕CPU：存储器：外部设备：〔习题1.4〕什么是微机的系统总线？微机的总线结构为它带来了哪些好处？除电源和地线外，一般将总线分为哪3组信号？总线的使用特点是什么？〔解答〕⏹系统总线：传递信息的一组公用导线，CPU通过它们与存储器和I/O设备进行信息交换⏹好处：组态灵活、扩展方便⏹三组信号线：数据总线、地址总线和控制总线⏹其使用特点是：在某一时刻，只能由一个总线主控设备来控制系统总线，只能有一个发送者向总线发送信号；但可以有多个设备从总线上同时获得信号。
〔习题1.5〕简述微型计算机的两个主要应用方向及其应用特点。
〔解答〕⏹用于数值计算、数据处理及信息管理方向⏹采用通用微机，要求有较快的工作速度、较高的运算精度、较大的内存容量和较完备的输入输出设备，为用户提供方便友好的操作界面和简便快捷的维护、扩充手段。
⏹用于过程控制及嵌人应用方向⏹采用控制类微机，要求能抵抗各种干扰、适应现场的恶劣环境、确保长时间稳定地工作，要求其实时性要好、强调其体积要小、便携式应用强调其省电。
微机原理与接口技术素材 牟琦 贾建萍 清华大学出版
• 0的反码表示(两种方法) [+0]反=00000000 [-0]反=11111111
－26－
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补 码
• 表示方法 X>0时，[X]补= [X]原
X<0时，[X]补= [X]反+1
• 0的补码表示(一种方法) [+0]补=00000000
[-0]补=11111111+1=00000000
各种进制位权如下: 二进制：2n……23 22 21 20 . 2-1 2-2 ……2-m
八进制：8n……83 82 81 80 . 8-1 8-2 ……8-m
十六进制：16n……163 162 161 160 . 16-1 16-2 ……16-m
－14－
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结束
(1101.1)2 = 1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1
2 2 (0 2 1 (1 0
－17－
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结束
(77.25)10 = ( 115. 2 )8 余数 8 77 (5 8 9 (1 8 1 (1 0
0.25 × 8 2.00
－18－
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结束
(77.25)10 =( 4D. 4 )16 余数 16 7 7 ( 13 16 4 ( 4 0
• 表示方法
符号位用0或1表示，数值部分不变
例: (设机器字长为8位) 13的原码为 0 0001101 -13的原码为 1 0001101
• 0的原码表示(两种方法)
[+0]原=00000000 [-0 ]原=10000000
－25－
Vwq微机原理与接口技术
二、 P33习题1
7、8（有解题过程）
37
§1.2.2 计算机中带符号数的表示方法
无符号数 有符号数
算术运算 逻辑运算
38
一、无符号数的运算
算术运算 包括： 加法运算 减法运算 乘法运算 除法运算
39
1. 规则
基本规则 要记牢
加法：1+1=0（有进位）, … 减法：0-1=1（有借位）, … 乘除法：…
2-3
四
1985 1989
32
80386 80486
1-2
2.9 13
27.5 120
4.77-10 8-20
12-33 25-66
<1 1-2
6-12 20-40
五 1993 32 Pentium 0.6-0.8
330
60-200
100-200
1995 1996 六 1997 1999 2001
七
一、常用记数制
十进制——符合人们的习惯 二进制——便于物理实现 十六进制——便于识别、书写 八进制
17
计数制 基数 数码
进位关系
二进制 2 0、1
逢二进一
八进制 8 0、1、2、3、4、5、6、7 逢八进一
十进制 10 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 逢十进一
十六进制 16 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9
43
3. 逻辑运算
与(∧)、或(∨)、非(▔) 、异或(⊕) 特点：按位运算，无进借位 运算规则
….. 例：A=10110110, B=01101011 求：A∧B, A∨B, A⊕B
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3. 逻辑运算
例：A=10110110, B=01101011 A 10110110 B 01101011