接口复习串讲.ppt
《接口复习串讲.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《接口复习串讲.ppt(43页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第一章第一章第一章第一章 微型计算机概述微型计算机概述接口技术接口技术总复习总复习1.1.掌握微型计算机掌握微型计算机组成:微处理器、存储器、输入/输出接口电路和系统总线。2.掌握微处理器掌握微处理器CPU组成:组成:由算术逻辑部件ALU和累加器;寄存器组、指令指针寄存器、段寄存器;时序和控制逻辑部件;内部总线等组成。3.了解微型计算机性能指标:主频、字长、内存容量、存取周期、运算速度。1系统软件I/O接口寄存器组运算器控制器RAMROMI/O接口I/O设备I/O设备系统总线微处理器微型计算机微型计算机系统第二章第二章第二章第二章 8086/8088CPU8086/8088CPU8086是16
2、位微处理器.采用双列直插式,40个引脚。其中1616根数据线数据线,2020根地址地址线线,在访问内存时使用地址线A19-A0,可寻址1MB的内存空间;在访问外设时使用地址线A15A0,共能寻址64K个I/O端口。有较强的指令系统,可对多种数据类型进行处理。8088是准16位微处理器,对外数据线8根(D7D0)。1.结构和功能8086/8088CPU从功能上可分为总线接口单元 BIU和指令执行单元EU两部分组成。BIU功能:完成取指令、形成20位物理地址、读操作数、送结果、所有与外部的操作由其完成。EU功能:从BIU的指令队列中取出指令、指令译码并且执行指令。BIU和EU的操作时并行的。2.8
3、086与8088的区别1)对外数据线宽度不同:8086 是16位,8088是8位2)指令队列大小不同:8086队列为6字节,当队列有2个/2个以上字节空余时,BIU便会自动执行取指操作,填满指令队列,8088队列4字节,有1个字节空余时,BIU便会自动执行取指操作,补充指令队列。3)存储器和I/O控制信号不同,8086 为为 M/IOM/IO,而,而80888088为为IO/MIO/M 3.3.8086/8088 CPU8086/8088 CPU工作模式工作模式两种:最大模式和最小模式。两种:最大模式和最小模式。1 1)掌握其)掌握其主要特点及区别最小工作模式特点:单处理器模式,单处理器模式,
4、系统中只有系统中只有系统中只有系统中只有8086一个处理器一个处理器一个处理器一个处理器,往往用在组成基于8086 CPU的最小系统。系统中所需要的系统中所需要的控制信号直接由控制信号直接由控制信号直接由控制信号直接由8086808680868086 CPUCPUCPUCPU提供提供提供提供MN/MX MN/MX MN/MX MN/MX 接接接接+5V+5V+5V+5V最大工作模式特点:多处理器模式,多处理器模式,系统中包含一个以上的多个多个多个多个处理器,比如包含协处理器8087或I/O处理器8089 系统控制信号控制信号控制信号控制信号不是由8086直接产生,而是通过总线控制器总线控制器总
5、线控制器总线控制器8288828882888288提供提供提供提供 MN/MX MN/MX MN/MX MN/MX 接地接地接地接地设置设置设置设置:MN/MX=如何设定工作方式1 (接+5v)最小模式 0 (接“地”)最大模式 2)掌握最小模式主要引脚和功能,以及与所讲的各种接口芯片如何连接、信号方向、是否三态。(DENDEN,M/IOM/IO,RDRD,WRWR,HOLDHOLD,HLDAHLDA,READYREADY,ALEALE,BHEBHE)及引脚的作用?3)掌握数据总线、地址总线宽度及寻址内存、掌握数据总线、地址总线宽度及寻址内存、I/OI/O的地址范围的地址范围8086CPU:1
6、616根数据线、2020根地址线,在访问内存时使用地址线A19A19A0A0,可寻址内存空间220,即1MB1MB的内存范围;在访问外设时使用地址线A15A15A0A0,能寻址I/O端口216,即能 寻址64K64K个个8 8位的位的I/OI/O 端口端口。8088CPU:准16位微处理器,对外8根数据线。数据总线:三态、双向地址总线:三态、输出4、8086/8088存储器的分段结构,存储器的分段结构,分体结构分体结构1)为什么分段?如何分段?因为8086/8088CPU直接寻址内存1MB,但CPU内部寄存器只有16位,只可寻址64KB,因此系统把整个存储空间分成许多逻辑段,每段容量不超过64
7、KB;段和段之间可以是连续的,也可以是分开的或重叠的。2)掌握物理地址、逻辑地址、段基址、偏移量的概念,以及物理地址的计算。见课件、例题、习题。3)分体结构 在物理连接上,8086CPU把1MB存储空间分两个512KB的存储体:偶地址存储体和奇地址存储体。偶地址存储体偶地址存储体偶地址存储体偶地址存储体的数据线与的数据线与CPUCPU数据总线数据总线低低低低8 8 8 8位(位(位(位(D D D D7 7 7 7D D D D0 0 0 0)相连,相连,奇地址存储体奇地址存储体的数据线与的数据线与CPUCPU数据总线数据总线高高8 8位位(D(D1515D D8 8)相连。相连。当 A A0
8、 0=0时选偶数地址存储体,当 BHE=0时选中奇数地址存储体。8086CPU从偶地址开始读/写一个字,只需访问一次存储器。8086CPU从奇地址开始读/写一个字,需占2个总线周期。5.堆栈的操作:堆栈的增长方式:堆栈地址由高向低增长,栈底设在存储器的高地址区。堆栈的工作方式:先进后出先进后出以字字为单位进行操作:每次压入或弹出都是一个字,且堆栈中的数据项以低字节在偶地址,高字节在奇地址的次序存放。进栈、出栈操作及指针变化:PUSH时,先自动修改指针 SP2 SP,然后低位数据(SP),高位数据(SP1);POP时,先弹出SP和SP1单元的内容,然后修改指针SP+2SP;复习例题及作业6、80
9、86/8088系统,系统复位时各寄存器的值系统,系统复位时各寄存器的值。RESET信号为高高电平时,8086CPU进入复位态。复位时CS为FFFFH,其它都清0(PSW、IP、DS、SS、ES、指令队列清空等)在复位之后重新启功时,从(CS:IP)内存的FFFF0H开始执行指令。北京工业大学计算机学院7、CPU的时钟周期、总线周期、指令周期的时钟周期、总线周期、指令周期。时钟周期:CPU的时钟频率的倒数,也称T状态总线周期总线周期:8086CPU中,BIU完成一次访问存储器或I/O端口操作所需要的时间称作一个总线周期。一个总线周期由几个T状态组成。指令周期:从取指令到执行指令完毕所需的时间称为
10、指令周期。三者的关系三者的关系三者的关系三者的关系:一个指令周期由几个总线周期组成;一个总线周期由几个T状态组成,在8086/8088CPU中每个总线周期至少包含4个(T1T4)时钟周期。要求能根据给定的CPU主频,计算出时钟周期及总线周期。8、时序时序8086 CPU在总线周期的T1状态传送 地址地址 信息信息。读操作时:T1时送地送地送地送地址址,T3T4时从存储器或I/O读数据读数据读数据读数据;写操作时:T1时送地址送地址送地址送地址,T2时就写数据等待存储器或I/O取走数据取走数据取走数据取走数据.,T2T3时AD总线低16位上传送的是数据信息。T3时检测Ready,若Ready=0
11、就插入Tw.Tw:等待周期。为什么要有Tw?因为慢速外设或存储器,不能及时提供数据时,CPU处于等待状态,在T3状态的前沿采样READY信号线,若READY=1则为正常周期,若READY=0READY=0,则在T3周期结束后进入Tw周期。T3和T4之间可插入多多多多个Tw。Ti空闲状态(空闲周期)CPU不取指令,不读/写数据时,进入空闲周期。只有在CPU和存储器或I/O接口间传输数据时,CPU执行总线周期,当CPU不执行总线周期时(指令队列已装满,EU未申请访问存储器时),BIU不和总线打交道,就进入Ti总线空闲周期时,是否CPU不执行指令?不是,在空闲周期时,虽然CPU对总线进入空操作,但C
12、PU内部操作仍然进行,例如ALU执行运算,内部寄存器之间数据传输等,即EU在工作。故,Ti是BIU队EU的等待。9、8284时钟发生器包括哪三部分电路,时钟发生器包括哪三部分电路,OSC、CLK、PCLK三者的频率三者的频率。包括时钟信号发生器、复位生成电路、就绪控制电路三部分OSC:等于晶体振荡器的工作频率 CLK=1/3 OSC PCLK=1/2 CLK 北京工业大学计算机学院思考题:1、8086CPU由哪两部分组成?它们的主要功能是什么?2、8086CPU与8088CPU的主要区别是什么?3、8086系统中存储器采用什么结构?用什么信号选中存储体?4、若CS=8000H,则当前代码段可寻
13、址的存储空间的范围是多少?5、IF标志的含义及作用?6、某程序数据段中存放了两个字,1EE5H和2A8CH,已知(DS)=7850H,数据存放的偏移地址为3121H及285AH。试画图说明它们在存储器中的存放情况,若要读取这两个字,需要对存储器进行几次操作?7、若当前SS=3500H,SP=0800H,说明堆栈段在存储器中的物理地址,若此时入栈10个字节,SP内容是什么?若再出栈6个字节,SP为什么值?解答:35800H,入栈10个字节,(SP)=7F6H,出栈6个字节后(SP)=7FCH 8、8284时钟发生器可提供哪几个时钟信号?9、8086CPU复位之后重新启功时,从何处何处开始执行指令
14、?10、8086CPU最小模式系统配置.为什么需要地址锁存器?几片?说明8086系统中最小模式与最大模式的主要区别.第三章、微型计算机和外设的数据传输第三章、微型计算机和外设的数据传输1I/O接口接口:是设置在CPU与外设之间的一组控制电路。其基本功能是对数据传送的控制。和外设交换的基本信息就是数据数据数据数据,数据信息大致分为三种类型:数字量数字量数字量数字量、模拟量模拟量模拟量模拟量和开关量开关量开关量开关量。2I/O接口的功能接口的功能:设置数据缓冲以解决速度不匹配设置信号电平转换电路解决信号电平不匹配设置信息转换逻辑满足对各自格式的要求设置信息转换逻辑如:A/D,D/A,并串转换设置时
15、序控制电路来同步CPU和外设的工作提供地址译码电路,对I/O端口进行寻址3 I/O端口端口是指外设接口中存放和传送数据信息、控制信息和状态信息的寄存器,各类信息在接口中进入不同的寄存器,这些寄存器称为I/O端口,每个端口有一个端口地址。8086/8088CPU用IN或OUT指令对其进行读或写。4I/O端口的类型端口的类型:(三类):(三类)1)数据端口数据端口:用来存放外设和CPU之间交换的数据,主要起数据缓冲的作用。2)状态端口状态端口:主要用来指示外设的当前状态,每个外设可以有几个状态位,可由CPU读取。常见的状态位有:准备就绪;忙碌、错误位3)命令端口也称为控制端口命令端口也称为控制端口
16、,用来存放CPU向接口发出的各种命令和控制字,以便控制接口或设备的动作常见的命令信息有启动位、停止位、允许中断位等。常见的控制位有方式选择控制字、操作命令字 5.5.I/OI/OI/OI/O端口的编址方式端口的编址方式端口的编址方式端口的编址方式:两种:两种:与与存储器统一编址存储器统一编址方式方式(存储器映像寻址方式存储器映像寻址方式)和和I/O I/O 独立编独立编址方式址方式.8086/8088CPU采用I/O独立编址方式,用IN或OUT指令对其进行读或写。有以下两种寻址方式:6、I/O地址译码地址译码要求熟练掌握熟练掌握熟练掌握熟练掌握74LS138 74LS138 的使用的使用的使用
17、的使用!并熟练规范地会出画译码电路.地址译码包括:地址线、M/IO*I/O奇/偶地址的问题I/O芯片的数据线D7D0通常接8086CPU的低8位D7-D0数据线,此时端口地址都是偶地址;即A00但I/O芯片的D7D0接8086CPU8086CPU的数据总线高8位D15-D8时,则此时端口地址都是奇地址,即A01。(1)(1)直接直接I/OI/O寻址寻址(地址范围地址范围:00:00FFH)FFH)输入指令输入指令 IN IN ALAL,端口地址端口地址 输出指令输出指令 OUT OUT 端口地址端口地址,ALAL(2)(2)间接间接I/OI/O寻址寻址(地址范围地址范围:0000:0000FF
18、FFH)FFFFH)输入指令输入指令 MOV MOV DXDX,端口地址端口地址 IN IN ALAL,DXDX 输出指令输出指令 MOV MOV DXDX,端口地址端口地址 OUT OUT DXDX,ALAL7、CPU与外设之间数据传送方式:与外设之间数据传送方式:三种:(1)程序控制方式程序控制方式程序控制方式程序控制方式(2)中断方式中断方式中断方式中断方式(3)DMADMA方式方式方式方式程序控制方式又分为无条件传送和条件传送(即查询方式)。要求了解每种方式的特点,及查询式输入/输出接口电路图,根据此图能叙述数据输入/输出过程。思考题:1。I/O端口的定义?一般的接口电路中可以设置哪些
19、端口?计算机对I/O端口编址时采用哪两种方法?在8086/8088CPU中一般采用哪种编址方法?2。CPU与外设间传送数据主要有哪几种方法?北京工业大学计算机学院第四章、第四章、8086/8088的中断系统的中断系统(重点)1、8086/8088中断系统的中断分类中断系统的中断分类中断源的分类内部中断(软件中断):包括几种(INTn指令、除法错、溢出错、单步、断点中断)外部中断(硬件中断):不可屏蔽NMI,可屏蔽INTR不可屏蔽NMI:NMI一般用在如系统断电等,紧急情况下可屏蔽INTR:可用指令开放(STI),禁止(CLI)2。8086/8088采用矢量中断结构,可以处理256种不同的中断,
20、中断类型码范围:0255(或0FFH)每个中断向量占用中断服务程序入口地址表的4单元,中断服务程序入口地址表定位于内存的00000H到003FFH单元。4nIP(L)4n+1IP(H)4n+2CS(L)4n+3CS(H)nnnn4 4,即,即4n4n+3共共4字节存放字节存放IP,CS3。中断类型号获取的方法(提供中断类型号的方式)三种:对于除法错、溢出、NMI、断点、单步中断,CPU自动提供类型号04;对于用户自己确定的软件中断INT n,由n决定;对于外部可屏蔽中断INTR,可由8259A提供。存放规则:高2个字节存放中断入口地址的段地址CS低2个字节存放中断入口地址的段内偏移量IP例:某
21、中断的中断类型号为68H,中断服务程序入口地址的段地址为A000H,偏移量为2050H。向量地址的计算68H*4=1A0H2050HIPA000HCS67H中断向量69H中断向量50H20H00HA0H001A0H001A1H001A2H001A3H4、8259A功能和引脚是8086/8088系列的可编程中断控制(1)一片Intel8259可管理8个中断请求,并把当前优先级最高的中断请求送到CPU的INTR端.(2)允许9片8259级联,构成64级可屏蔽的中断系统。(2片级联可管理15级可屏蔽中断,3片?)(3)每一级中断可由程序单独屏蔽或允许(4)当CPU响应中断时,为CPU提供中断类型码.
22、(5)可以通过编程选择多种不同工作方式5.8086/8088中断系统的中断优先级中断系统的中断优先级8259A优先级的设定方法(4种)完全嵌套、特殊全嵌套、优先级自动循环、优先级特殊循环。要求掌握:每种方式的特点及区别完全嵌套和特殊全嵌套优先级高至低顺序都是IR0IR7完全嵌套:禁止同级及低级中断请求进入特殊全嵌套:允许同级中断请求进入,禁止低级中断请求进入.特殊全嵌套是专为级联方式设置的,级联时,主片要设为特殊全嵌套方式。优先级自动循环与优先特殊循环的区别:优先级特殊循环用程序指定谁为最低优先级。一个设备服务完毕,其优先级自动排列到最后,其下一级升为最高级。例如:IR3进行中断处理,IR3处
23、理完后,优先级顺序则为IR4,IR5,IR6,IR7,IR0,IR1,IR2,IR3。6、8086/8088中断系统的中断响应过程中断系统的中断响应过程熟悉中断响应过程及流程:中断请求;中断响应;保护现场;转入执行中断服务子程序;恢复现场和中断返回IRET(返回出栈PSW,CS,IP)。CPU对可屏蔽中断请求的响应过程要执行两个连续的中断响应INTA总线周期,每个周期包括4个时钟周期T1-T4,第一个周期,CPU通知外设准备响应中断,外设应准备好中断类型号,第二个周期,CPU接收外设接口发来的中断类型号。7.EOI命令的功能:清中断服务寄存器ISR的相应位。中断结束方式实际上就是对中断服务寄存
24、器ISR中对应位的处理。当ISRi=1,表示正对相应外设进行处理;当中断结束时,必须使ISRISRi i=0=0,什么时候使ISR对应位置“0”,就产生了不同的中断方式。有几种中断结束(EOI)方式?包括普通EOI方式;特殊EOI方式;自动AEOI方式。什么情况下要发中断结束命令?答:非自动EOI方式时正常中断嵌套时(即高级中断低级的),EOI命令应放在哪?答:放在中断服务程序未尾,IRET返回指令之前。若放在中间,会出现什么情况?为什么?提前发出了EOI,则允许响应同级或低级的中断申请,容易造成重复嵌套,使优先级高的中断不能及时服务。EOI命令是发给谁的?给8259A的发几个?若是单片:发一
25、个若是主从:发2个,一个给从片,一个给主片,分别发8、8086/8088中断系统的中断嵌套中断系统的中断嵌套中断嵌套图,要求熟练会画要求熟练会画!画图要规范画图要规范,有STI、EOI命令、IRET北京工业大学计算机学院9、8259A的结构及管脚功能的结构及管脚功能主要引脚及功能,和CPU如何连接(如A0、INT、INTA*等)端口选择线A0缓冲方式、非缓冲方式指什么?指8259A与CPU数据总线相连时,中间是否通过总线驱动器两种方式,相关连接,接法不同(SP*/EN*)初始化时由ICW4来设置8259A可以记忆中断请求吗?可以,有中断请求寄存器IRR(8位),用来存放外部输入的中断请求信号I
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 接口 复习 串讲
限制150内