微型计算机原理与接口技术
微型计算机原理与接口技术 2版 尹建华-微型计算机原理与接口技术7
■ 初始化编程： 初始化编程是8253正常工作的必要条件
■ 方法：向8253控制寄存器写入控制字。
■ 步骤：1）依据要求先写入计数器的控制字，规定计数的工作 方式，
■
写入到控制寄存器。（通过控制寄存器的地址）。
■ 2）设置计数器初值：按控制字中格式规定，写入计数初值 时：
■
如规定只写入计数初值高八位，那么低
据
大批量数据传送的场合。但是，这种方
传
式要增设DMA控制器，硬件电路比前两
送 的
种方式更为复杂，
方
式
➢ DMA传送方式
CP U
与 外 设 之 间 数 据 传 送 的 方 式
·DMA传送方式
CP U
与 外 设 之 间 数 据 传 送 的 方 式
➢ DMA传送方式
CP
DMA传送的基本过程如下：
U
与 1 当I／O接口准备好，希望进行DMA操作
■ 5. 计数器内部结构：（每个结构内部是相同 的） 每个计数器单元包括：
■ 计数初值寄存器CR（十六位）：接收计数 初值，送到计数器。
■ 计数单元CE（十六位）： 对CLK减1计数， 完成计数任务；输出锁存器OL（十六位）： 用于锁存CE计数单元的计数值，CPU可从此 读出CE的内容。
■ 在计数开始及计数过程中，每个计数器 与I / 0 设备相连的一个输入CLK，输出 OUT和一个控制端，它们之间关系都是 由工作方式决定的。
第七章 输入输出总线接口技术
■微型计算机的最小系统
主
■CPU与外设之间数据传送的方
要
式
内
■可编程并行接口芯片8255A
容
■串行接口通信的基本概念
■可编程串行接口芯片8251A
微机原理与接口技术pdf
微机原理与接口技术pdf微机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的基本原理和接口技术的应用。
本文将从微机原理和接口技术两个方面进行介绍和讨论，希望能够对读者有所帮助。
首先，我们来谈谈微机原理。
微机原理是指微型计算机的基本工作原理，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等各个部分的工作原理。
CPU是微型计算机的核心部件，它负责执行指令、进行运算和控制数据传输。
存储器用于存储数据和程序，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。
输入输出设备用于与外部环境进行信息交换，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
了解微机原理对于理解计算机的工作原理和进行系统调试都非常重要。
其次，我们来谈谈接口技术。
接口技术是指计算机与外部设备进行数据交换的技术，包括串行接口、并行接口、通信接口等。
串行接口是一种逐位传输数据的接口，适用于远距离传输和低速设备。
并行接口是一种同时传输多位数据的接口，适用于短距离传输和高速设备。
通信接口是一种用于计算机与通信设备进行数据交换的接口，包括网卡、调制解调器等。
了解接口技术对于设计外部设备、进行通信协议的开发都非常重要。
在实际应用中，微机原理和接口技术经常是相互结合的。
例如，我们在设计一个外部设备时，需要了解计算机的工作原理，选择合适的接口技术进行数据交换。
又如，在进行系统调试时，需要了解接口技术，进行数据的采集和分析。
因此，微机原理与接口技术的学习是非常重要的。
总之，微机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的基本原理和接口技术的应用。
通过本文的介绍，希望读者能够对微机原理和接口技术有所了解，并能够在实际应用中灵活运用。
希望本文能够对读者有所帮助。
微型计算机原理与接口技术》电子教案
《微型计算机原理与接口技术》电子教案第一章：微型计算机概述1.1 微型计算机的发展历程1.2 微型计算机的组成与结构1.3 微型计算机的性能指标1.4 微型计算机的应用领域第二章：中央处理器（CPU）2.1 CPU的结构与功能2.2 指令与指令集2.3 寄存器与寄存器组2.4 CPU的工作原理与工作周期第三章：存储器3.1 内存概述3.2 随机存取存储器（RAM）3.3 只读存储器（ROM）3.4 存储器层次结构与缓存技术第四章：微机系统中的输入/输出接口4.1 I/O接口的基本概念4.2 I/O端口与地址映射4.3 I/O指令与DMA传输4.4 中断与中断处理第五章：总线与接口技术5.1 总线的概念与分类5.2 总线标准与协议5.3 接口技术与接口电路5.4 常用接口设备及其驱动程序第六章：微机系统的扩展接口6.1 扩展接口的分类与功能6.2 ISA、EISA、PCI和PCI Express总线6.3 扩展槽与扩展卡6.4 声卡、显卡、网卡等常见扩展接口设备第七章：外部设备7.1 微机系统的外部设备概述7.2 输入设备：键盘、鼠标、扫描仪等7.3 输出设备：显示器、打印机、音箱等7.4 存储设备：硬盘、固态硬盘、光盘等第八章：嵌入式系统8.1 嵌入式系统的基本概念8.2 嵌入式系统的组成与结构8.3 嵌入式处理器与实时操作系统8.4 嵌入式系统的应用案例第九章：接口编程基础9.1 接口编程的基本概念9.2 接口编程的常用方法与工具9.3 汇编语言接口编程9.4 C语言与接口编程第十章：实战项目与案例分析10.1 微机系统接口设计概述10.2 实战项目一：设计一个简单的并行接口10.3 实战项目二：基于PCI总线的数据采集系统10.4 实战项目三：嵌入式系统设计与开发10.5 案例分析：接口技术在现代计算机系统中的应用第十一章：串行通信接口11.1 串行通信的基本概念11.2 串行通信的协议与标准11.3 串行通信接口电路11.4 串口通信编程与应用第十二章：USB接口技术12.1 USB概述与历史12.2 USB接口的物理结构12.3 USB协议与数据传输12.4 USB设备驱动程序开发第十三章：网络接口与通信协议13.1 计算机网络基础13.2 局域网与广域网接口技术13.3 TCP/IP协议簇13.4 网络接口卡（NIC）与网络通信第十四章：无线通信接口14.1 无线通信技术概述14.2 Wi-Fi接口与IEEE 802.11标准14.3 Bluetooth技术与蓝牙接口14.4 移动通信接口与4G/5G网络第十五章：现代接口技术发展趋势15.1 云计算与虚拟化接口技术15.2 物联网（IoT）接口技术15.3 边缘计算与接口技术15.4 与机器学习接口技术重点和难点解析本《微型计算机原理与接口技术》电子教案涵盖了微型计算机的基本概念、组成结构、性能指标、接口技术、外部设备、嵌入式系统、接口编程以及实战项目等多个方面。
微型计算机原理-第4章(4)微机原理与接口技术(第三版)(王忠民)
第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令
⑴ 输入指令 ①直接寻址的输入指令 指令格式及操作：
IN acc, port ;(acc) ←(port)
②间接寻址的输入指令
指令格式及操作：
IN acc, DX
;(acc) ←((DX))
第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令
⑵ 输出指令
①直接寻址的输出指令 指令格式及操作：
第四章 80x86 指令系统—通用数据传送指令
说明： *堆栈按后进先出原则组织。 *堆栈操作以字为单位进行。 *目的操作数dst不可以是CS。 *指令中的操作数不能是立即数。
第四章 80x86 指令系统—通用数据传送指令
例：已知（AX）=1234H，（BX）=5678H，分析下面程序段的执 行过程。
REG <=> REG/MEM • 段寄存器的内容不能参加交换
例： XCHG BX，[BP+SI]
第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令
(二) 累加器专用指令 这类指令中的一个操作数必须是累加器。累加器操作数可以 是8位的，也可以是16位的。
第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令 1.输入/输出指令
DI 1234H DS 4000H
DM
34H 2130H 12H 00H 2132H 40H
第四章 80x86 指令系统—地址传送指令
3. 地址指针装入ES指令 指令格式：
LES reg16, mem32 此指令的功能是将源操作数所对应的双字长的内存单元中的高 字内容（一般为16位段基址）送入ES，低字内容（一般为偏移地址） 送入指令所指定的寄存器中。例如：
LES DI, [2130H]
DI 1234H ES 4000H
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术一、微机原理概述微型计算机，也称个人计算机或个人电脑，是一种体积小、性能强、价格低廉的计算机系统。
它主要由中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备、存储设备以及系统总线等组成。
微机原理指的是微机系统各组成部分的工作原理，包括计算机基础知识、微型计算机系统结构、指令系统和操作程序、中断系统、I/O系统等方面。
二、微机接口技术概述微机接口技术是指为将计算机和不同设备进行连接而使用的各种技术和标准。
接口技术包括计算机内部接口技术和计算机与外部设备接口技术。
其中，计算机内部接口技术主要包括总线技术和存储器技术；计算机与外设接口技术主要包括串口、并口、USB接口、SCSI接口、以太网接口等。
三、微机原理1、微机基本结构微型计算机由中央处理器、内存、系统总线以及I/O子系统组成。
CPU是微机的中枢，其功能包括指令处理、数据处理、程序控制等。
内存用于存储数据和程序，可以分为RAM（随机访问存储器）和ROM（只读存储器）两种。
系统总线用于连接CPU、内存和I/O子系统，传输数据和控制信息。
I/O子系统分为输入子系统和输出子系统，分别用于输入和输出数据。
2、指令系统和操作程序指令系统是CPU执行的指令集合，用来实现计算机的各种功能。
指令系统分为操作码和地址码两部分，操作码表示执行的操作类型，地址码表示操作的地址。
操作程序是由指令组成的一系列程序，用于实现特定功能。
3、中断系统中断指的是CPU在执行程序时，由于外部事件发生需要停止程序执行的一种机制。
中断可以分为硬件中断和软件中断，其中硬件中断由外设触发，是CPU在执行程序时被迫中断；软件中断由程序内部设置并触发，是CPU在执行程序时人为中断。
4、I/O系统I/O系统用于处理外部设备连接到计算机时的数据传输问题。
I/O系统包括两个主要组件：I/O控制器和设备驱动程序。
I/O控制器是负责和外设交换数据的组件，设备驱动程序则是实现操作系统与I/O控制器之间的通信的程序。
微型计算机原理与接口技术(第4版)___题解及实验指导
微型计算机原理与接口技术（第4版）___题解及实验指导这份大纲旨在为《微型计算机原理与接口技术（第4版）吴宁题解及实验指导》给出一个概览，请参考以下内容。
概述介绍微型计算机原理与接口技术的基本概念引言微型计算机的发展和应用阐述微型计算机系统的组成和层次结构计算机硬件描述计算机硬件的基本组成包括中央处理器、存储器和输入输出设备讨论硬件的功能和特点计算机软件介绍计算机软件的概念和分类强调操作系统的作用和功能讨论软件的开发和应用微型计算机接口研究计算机与外部设备之间的连接和通信介绍接口的原理和技术分析接口的设计和实现实验指导实验准备介绍进行实验所需的基本准备工作包括实验器材、软件环境和实验原理的研究实验内容提供各章节相关实验的具体内容和步骤引导学生逐步完成实验任务强调实验中的关键点和注意事项实验总结总结每个实验的目的和结果分析实验过程中遇到的问题和解决方法提供实验的评价和改进建议通过这份《微型计算机原理与接口技术（第4版）吴宁题解及实验指导》大纲，学生可以了解该教材的内容和结构，对于研究和实验有一个整体的认识和预期。
本章介绍微型计算机原理与接口技术的基本概念和背景。
首先，讲解了计算机系统的组成和发展历程，帮助读者了解计算机系统的基本结构和演化过程。
其次，介绍了微型计算机的特点和分类。
通过本章的研究，读者能够建立起对微型计算机原理与接口技术的整体认识和理解。
本章将深入探讨微型计算机的结构和各个功能部件的作用。
首先，介绍了微型计算机的总线结构和数据流动方式，帮助读者了解信息在计算机系统中的传输过程。
然后，讨论了微型计算机的存储器层次结构和主要存储器的特点。
随后，讲解了微型计算机的中央处理器（CPU）的功能和内部结构。
最后，介绍了微型计算机的输入输出系统，包括输入设备和输出设备的种类和原理。
通过本章的研究，读者能够全面了解微型计算机的内部结构和各个功能部件的作用。
本章重点介绍微型计算机的编程技术，包括指令系统和汇编语言编程。
单片微型计算机原理及接口技术
单片微型计算机原理及接口技术在现代科技领域中，计算机技术的发展日新月异，而单片微型计算机无疑是其中的重要一环。
本文将介绍单片微型计算机的原理以及接口技术，以帮助读者更好地理解和运用这一领域的知识。
一、单片微型计算机的原理1.1 数据表示和处理在单片微型计算机中，数据的表示和处理是非常重要的。
计算机所处理的数据通常以二进制形式表示，通过位(bit)来表示数据的最小单元。
在微型计算机中，通常使用八位(bit)的字节(byte)作为数据的基本单位。
此外，计算机还可以通过不同的数据类型来表示和处理不同类型的数据，如整数、浮点数、字符等。
1.2 CPU和内存在单片微型计算机中，中央处理器(CPU)被视为计算机的大脑。
CPU负责执行指令、进行算术和逻辑运算等操作。
而内存则用于存储数据和指令，供CPU读取和写入。
常见的内存分类有随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，其中RAM用于临时存储数据，而ROM则用于存储固定的指令和数据。
1.3 控制单元和指令控制单元是CPU的一个核心组成部分，它负责解析和执行指令。
指令是计算机执行操作的命令，可以进行数据的读取、写入、运算等操作。
常见的指令集结构有精简指令集(RISC)和复杂指令集(CISC)。
RISC的指令集相对较简单，执行速度快，而CISC的指令集相对较复杂，但可以实现更多功能。
二、单片微型计算机的接口技术2.1 输入输出接口在单片微型计算机中，输入输出（I/O）设备起着连接计算机与外部设备的重要作用。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、触摸屏等，而输出设备包括显示器、打印机、扬声器等。
通过适当的接口技术，计算机可以与这些设备进行数据的输入和输出，并实现与用户的交互。
2.2 存储器接口技术存储器接口技术用于连接CPU和内存之间的数据传输。
根据不同的芯片架构和规范，存储器接口技术有所不同。
常见的接口技术包括地址总线、数据总线和控制总线。
地址总线用于指定内存的地址，数据总线用于传输数据，而控制总线则用于传输控制信号。
微型计算机原理与接口技术
微型计算机原理与接口技术微型计算机是指体积小巧、功能强大的个人电脑，其核心是中央处理器（CPU），由于CPU的发展，微型计算机呈现出体积越来越小、性能越来越强的特点。
而为了实现各种功能的扩展与接口的连接，需要接口技术的支持。
本文将介绍微型计算机的原理及接口技术。
一、微型计算机原理1.中央处理器（CPU）中央处理器是微型计算机的核心，它负责执行计算机的各种指令和数据处理操作。
CPU由控制器和算术逻辑单元组成。
控制器负责指令的译码、控制和时序等工作，算术逻辑单元负责执行各种算术和逻辑操作。
2.存储器存储器是用来存储数据和指令的地方，通常分为内存和外存两种。
内存是计算机的主要数据存储设备，它可以读取和写入数据，速度快。
外存用来存储大量的数据，速度较慢。
3.输入输出设备输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等，它们用于输入和输出数据。
键盘和鼠标用于输入数据，显示器和打印机用于输出数据。
输入输出设备通过接口与计算机连接，实现数据传输。
二、接口技术接口技术是用来连接各种设备与微型计算机之间的数据传输通道，下面介绍几种常见的接口技术。
B接口USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口是目前最常用的接口技术之一，它具有传输速度快、可插拔、接口数量多等特点，广泛应用于计算机和外围设备之间的数据传输。
2.网络接口网络接口是用来连接计算机与局域网或互联网之间的数据传输通道，常见的网络接口有以太网接口、无线网卡接口等。
网络接口可以实现计算机之间的数据共享和通信。
3.显示接口显示接口是用来连接计算机与显示器之间的数据传输通道，常见的显示接口有VGA接口、HDMI接口等。
显示接口的不同会影响到计算机与显示器之间的图像传输质量。
4.扩展接口扩展接口是用来连接计算机与其他设备之间的数据传输通道，常见的扩展接口有音频接口、视频接口、串口接口等。
扩展接口可以实现计算机与各种设备之间的功能扩展和数据传输。
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第2章 80x86/Pentium微处理器
4个段寄存器CS、 DS 、SS 、ES
分别指示存储区的段地址，用来识别当前可寻址的四个段，
第2章 80x86/Pentium微处理器
②段寄存器和存储器分段
8086/8088率先打破微处理器只能访问64KB存储空间的限制，可寻址1MB。
存储器空间 20根地址线 220 = 1M Byte
00000H ……
FFFFFH
分段原因:
A19
地址
A0
100 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1
972D5H
段
972D5H 12H [972D5H]=12H
由存储器中存放的信息属性， 分成4种段，存放3类信息：
代码、 数据、 中间结果和断点地址。
8086 CPU有20根地址线，16位数据线。CPU内部寄存器是16位的。 → CPU内部存放地址的寄存器是16位的，只可表示16位的地址。
为了能寻址1MB地址空间，8086对存储器进行分段管理： 每个段最大为64KB（216），最小为16B。（此时最多64K个段）
8086 BIU：指令队列6个字节， 外部数据总线16位。
8088 BIU：指令队列4个字节， 外部数据总线8位。
大多数情况下，CPU取指、执指操作并行。 提高了系统总线的使用效率，改善了系统性能。
通用寄存器
AX AH AL BX BH BL CX CH CL DX DH DL
SP BP DI SI
支持单片CPU或多片CPU系统工作
第2章 80x86/Pentium微处理器
（2）特点 ① 取指执指重叠并行 执行当前指令时预取下一条（或多条）指令，指令在指令 队列中排队（指令流水线技术）； 优点： 一条指令执行完成后，可以立即执行下一条指令， 减少CPU为取指令而等待的时间，提高CPU的利用率。
BIU使用指令队列实现流水线操作。 当Queue中有2/1个或2/1个以上的字节 空间，且EU未申请读写存储器，BIU 顺序预取后续指令代码→ Queue。
功能
完成所有外部总线的操作，提供总线控制信号。
具体为： 取指、指令排队、读写操作数、总线控制、 地址转换（将两个16位地址相加20位物理地址）。
ALU数据总线
地址加法
第2章 80x86/Pentium微处理器
地址总线20位
数据总线
CS DS SS ES IP
内部Reg
总线 外部总线
控制
逻辑
运算寄存器
EU
控
ALU
制 系
统
标志 FR
指令队列 12 3 4 5 6
8088 8086
执行部件（EU）
总线接口部件（BIU）
第2章 80x86/Pentium微处理器
最大内存容量：1MB（220）
基本寻址方式：8种
指令系统： 99条基本指令。可以对位/字节/字/字节串/字串/
压缩/非压缩BCD码 等多种数据类型进行处理。
端口地址： 16bit I/O端口地址，可寻址64K个端口地址，
每个地址对应一个字节宽的I/O端口。
中断功能： 支持的中断源（内部中断和外部硬件）达256个
→内部通信寄存器 → 向“ALU数据总线” 传送数据。
第2章 80x86/Pentium微处理器
2. 性能及特点 （1）8086/8088 CPU 主要性能
字长：
16位 / 准16位
时钟频率： 8086/8088标准主频为5MHz，
8086/8088-2主频为8MHz。
数据/地址总线: 复用，外部DB宽度16bit/8bit，AB宽度20bit 。
取指 取指 取指 取指 得到数据
等待 执行 执行 执行 执行
通常，IP中是将要执行的下一条指令在当前代码段内的偏移地址。 只要是顺序执行, 队列中的指令就是紧接当前指令的逻辑上的指令。
如果EU当前执行的是转移指令，则BIU清除队列，从新地址取 出指令立即送EU执行。再从后续的指令序列中取指令填满队列。
③标志寄存器FR
9个标志位，其中6个条件标志位用于存放结果状态。
④暂存寄存器 ⑤EU控制系统
接收从BIU的指令队列中取来的指令代码， 译码并向 EU 内各有关部分发出时序命令信号， 协调执行指令规定的操作。
负责全部指令的执行； 向BIU输2章 80x86/Pentium微处理器
第2章 80x86/Pentium微处理器
（3）EU的工作过程 从BIU的指令队列中取指 →译码电路分析→相应控制命令 → 控制数据经过“ALU数据总线”的流向：
① 若是运算操作：操作数 → 暂存器→ ALU；
运算结果→ 经“ALU总线” →相应Reg，并置FR 。
② 若从外设取数：EU→ BIU→ 访问MEM 或 I/O
（2）BIU（Bus Interface Unit，8086/8088同外部设备的接口部件）
① 4个段寄存器
代码段Reg：CS 堆栈段Reg：SS 数据段Reg：DS 附加段Reg：ES
组成
②指令指针寄存器IP（下一条将要执行的指令在当前
③指令队列Queu代e 码段内的地址偏移量）
④20位地址加法器Σ ⑤总线控制逻辑 ⑥内部通信寄存器
第2章 80x86/Pentium
2.1 80x86/Pentium微处理器的内部结构 2.2 微处理器的主要引脚及功能 2.3 系统总线与典型时序 2.4 典型CPU 2.5 CPU的工作模式 2.6 80x86/Pentium微处理器与协处理器
第2章 80x86/Pentium微处理器
2.1 80x86/Pentium微处理器的内部结构
2.1.1 8086/8088 CPU基本结构
1. 8086/8088 CPU结构框图
由两部分组成 EU ：执行部件（8086/8088） （相互独立） BIU：总线接口部件（8086的不同于8088的）
EU：执行指令。 BIU：取指、读操作数、
写结果。
（1） EU（ Execution Unit，含有ALU及部分Reg.）
组成 功能
① 8个通用寄存器
数据寄存器：AX，BX，CX，DX (16位) AH,AL,BH,BL,CH,CL,DH,DL（8位）
变址寄存器： SI，DI 指针寄存器： SP，BP
②算术逻辑运算部件ALU
16 位加法器，用于对寄存器和指令操作数进行算术或逻辑运算。