微机原理与接口技术,微机原理与接口基础教学

微机原理与接口技术知识点
1.微型计算的组成（冯 诺依曼结构）：
输入设备，输出设备，存储器，算术逻辑单元，控制单元
（算术逻辑单元和控制单元共同构成*处理单元即CPU）
2.处理速度：（电子速度）CPU（寄存器：CPU中的读写存储器）>存储器>I/O设备（机械速度）
3.三总线结构指：AB（地址总线）、CB（控制总线）、DB（数据总线）
4.低级语言有机器语言和汇编语言，前者为01码，是计算机唯一能够理解且直接执行的语言，面向问题的程序设计语言称为高级语言
5.0或1就是二进制的一位称为1比特（bit）八个二进制位称为1字节（byte），即一个字节八位或者一个字节八比特，两个字节称为一个字（word）十六位，一般数字后跟B为二进制数，D为十进制数，H为十六进制数
6.BCD数运算时出现低位向高位进（借）位，则通过加（减）0110来手动进行调整；求带符号数的减法时通过加上他的补码来实现计算，对正数求反加一即可得到他的补码；ASCII码中0为0110000（48），A为1000001（65），a为1100001（97）
7.8086CPU曾是使用广泛的16位微处理器，为串行交替的工作方式，由执行单元EU和总线接口单元BIU两部分构成，执行单元包含通用寄存器，暂存寄存器，算术逻辑单元ALU，标志寄存器，EU控制单元，总线接口单元BIU包括地址加法器，内部寄存器，指令队列缓冲器，总线控制单元，EU实际上不与外界打交道，所有与外部的操作都在BIU的控制下完成
8.EU中ALU算术逻辑单元完成八位或者十六位的二进制运算，结果通过内部总线通过寄存器组或BIU的内部寄存器，等待写入存储器，暂存寄存器用来暂时存放参加运算的操作数，经ALU算术逻辑单元运算后置入FR标志寄存器中保存，EU控制器负责从BIU的指令队列中取指令，根据 指令要求EU内部各部件发出控制命令
9.三类寄存器
段寄存器（内部寄存器）：
CS（Code Segment）：保存代码段的段地址，代码段用于存储程序的指令。
SS（Stack Segment）：保存堆栈段的段地址，堆栈段用于形成堆栈区。
DS（Data Segment）：保存数据段的段地址，数据段用于暂存原始数据和处理后的中间结果及最终结果。
ES（Extra Segment）：保存扩展段的段地址，扩展段与数据段类似，一般情况下，数据段用于存储局部变量，扩展段用于存储全局变量。
标志寄存器：
CF（Carry Flag）：进位/借位标志。（最高位）
PF（Parity Flag）：奇偶标志。（置位位的个数，为偶则PF=1，表示为PE；为奇则PD=0，表示为PO）
AF（Auxiliary Carry Flag）：辅助进位/借位标志，用于BCD加法的调整。（运算的低四位产生了进位或借位，AF=1，表示为AC；否则AF=0，表示为NA）
ZF（Zero Flag）：零标志。（运算结果为0，则标志置位；否则复位）
SF（Sign Flag）：符号标志，用于标志符号的正负。（运算结果最高位为1，则标志置位，表示为NG；否则标志复位，表示为PL）
OF（Overflow Flag）：溢出标志，用于标志符号数的运算结果是否超出表达范围（无符号数的溢出以CF标志）。（双高异或判别）
另外3位通过人为设置，用以控制8086的3种特定操作，称为控制标志。
TF（Trap Flag）：陷阱标志，也称为单步标志，用于程序的单步执行调试。
IF（Interrupt Flag）：中断标志。（IF=1，表示为EI，即允许响应可屏蔽中断的请求；IF=0，表示为DI，即禁止响应可屏蔽中断的请求）
DF（Direction Flag）：方向标志。（DF=1，表示为DN，即down，串操作后地址指针自动减量；DF=0，表示为UP，即up，串操作后地址指针自动增量）
通用寄存器：
AX（Accumulator），累加寄存器；主要用于乘除运算和输入输出操作时存储操作数、优化移动操作。
BX（Base），基寄存器；主要用于存储器间接寻址时存储数据段的基地址。
CX（Counter），计数寄存器；主要用于循环、重复、移位操作时存储计数值。
DX（Data），数据寄存器；主要用于乘除运算时存储操作数、输入输出操作间接寻址时存储I/O地址。
SP（Stack Pointer），堆栈指针寄存器；用于存储站定的偏移地址。
BP（Base Pointer）基指针寄存器；主要用于存储器间接寻址时存储堆栈段的基地址。
SI（Source Index），索引源寄存器；主要用于存储器间接寻址时存储索引地址、串操作时存储原串偏移地址。
DI（Destination Index），目的索引寄存器 ；主要用于存储器间接寻址时存储索引地址、串操作时存储目的串偏移地址。
10.较高存储器地址的字节存放该字的高8位，较低存储器地址的字节存放在该字的低8位；物理地址=16d×段基址+偏移地址
11.8086的7种寻址方式：
立即数寻址
寄存器寻址
直接寻址
寄存器间接寻址
基址/变址寻址（SI只能对应BP和BX，DI只能对应BP和BX）
基址变址相对寻址
12.N一般指立即数，M指存储器，R指寄存器
13.8086指令集
通用数据传输指令：MOV、PUSH、POP、XCHG
累加器专用传输指令：IN、OUT、XLAT、LEA、LDS、LES
算数运算指令：ADD、ADC（考虑CF标志位的加）、INC（自加1）、DAA（对压缩BCD码加法操作的自动校正0110）、AAA（其余加法校正）、SUB、SBB、DEC、DAS、AAS、CMP（比较指令，本质是相减但是不计算结果只影响标志位）、NEG、（I）MUL、AAM、（I）DIV、CBW、CWD、AAD、NOT、AND、OR、XOR、TEST（本质是AND但是不计算结果只影响标志位）、SHR、SHL、ROR、ROL、JMP（无条件跳转）、条件跳转多涉及标志位的情况、LOOP（循环指令，每次执行该指令CX-1）
14.汇编语言程序设计：
变量定义，具体的常见变量类型有DB(8位)、DW、DD
？是随机数
DUP能用于重复定义LENTH则用于求解有DUP重复了多少次
PTR用于强制类型转换
用‘’单引号引起来部分为ASCII码形式
段定义以SEGMENT开始ENDS结束
15.接口包含有数据信息（数字量，模拟量，A/D转换，开关量），状态信息（表征外设工作状态的信息），控制信息（CPU通过接口发出的控制外设工作的信息）
16.接口是CPU与外设间的桥梁
17.接口在电路中的作用：
数据缓冲功能，寄存器和锁存器解决告诉主机与低俗外设间的速度匹配功能
端口选择功能，CPU在一时刻只能与一个端口交换信息
信号转换功能，外设与总线信号的统一
接收和执行CPU的命令功能
中断功能，中断CPU使其处理突发事件
可编程功能，可编程芯片直接改变接口驱动程序就可以实现更新
数据宽度和数据格式转换的功能，串并-并串 变换
18.I/O端口（接口电路中能被CPU直接访问的寄存器地址）编址方式（统一编址（单片机和DSP）和独立编址（8086和8088有自己的专有指令））
19.端口地址译码，三个口每个口都有一个地址，门电路，译码器，比较器
20.CPU与外设的传送方式，小批量：无条件传送，查询方式传送，中断方式传送，大批量：DMA（接权CPU）直接存储器存取方式
21.可编程芯片
8255可编程并行接口芯片
8253定时/计数器

上海求育QY-JXSY42微机原理与接口技术实验箱是配套计算机技术的硬件基础课程,通过实验箱的学习使学生从理论和实践上掌握微型计算机的工作原理和基本组成.
微机系统扩展：8088CPU，64K监控程序存储器，64K用户程序和数据存储器，64K实验程序存储器，开放式46键盘电路，开放式6位动态数码管显示电路，配有串口或USB通信方式，出厂配置为串口。
常用接口芯片：8250、8251、8253、8255、8279、0809、0832、74LS273、74LS244、8237、8259、RS232等；
控制对象：小型直流电机、步进电机、温度、压力、继电器、电子音响喇叭等；
实验项目
软件实验：
（1）二进制多位加法实验
（2）二进制转换为BCD码实验
（3）BCD码转换为二进制码
（4）十进制数的BCD码相减运算
（5）内存清零实验
（6）数码显示实验
（7）求最大数和最小数
（8）数据块传送实验
（9）分支程序设计。
硬件实验：
（1）A/D转换实验
（2）D/A转换实验（一）
（3）D/A转换实验（二）
（4）8255A并行口实验（一）
（5）8255A并行口实验（二）
（6）定时器/计数器实验
（7）8259单级中断控制器实验
（8）串行口发送实验（双机通讯）
（9）串行口接收实验（双机通讯）
（10）小直流电机调速实验；
（11）步进电机控制
（12）继电器控制
（13）存贮器读写实验
（14）电子琴实验
（15）简单I/O口扩展实验
（16）8251可编程通讯接口和PC机通讯
（17）1616LED点阵显示实验
（18）128*64LCD液晶显示实验
（19）8237DMA传送实验
（20）8250可编程异步通讯接口实验
（21）8279键盘显示实验
（22）温度控制实验
（23）压力测量实验