微机原理及接口技术

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微机原理与接口技术课件PPT

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汇编语言的优点
汇编语言具有高效、可移植性、 可维护性等优点,适用于编写操 作系统、编译器等关键软件。
汇编语言的缺点
汇编语言编写复杂,容易出错, 且可移植性较差,需要针对不同 的计算机体系结构进行修改。
高级语言
01
高级语言的定义
高级语言是一种抽象程度更高的 编程语言,它使用更接近自然语 言的语法和语义。
实验提供参考。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
串行接口的数据传输速率比并行 接口慢,但只需要一根数据线, 因此成本较低。
03
串行接口的常见标准包括RS-232 、RS-422和USB。
04
中断控制器
中断控制器是微机中的一 种重要组件,它负责管理 计算机系统中断的处理。
中断控制器可以管理硬件 设备的中断请求,例如键 盘、鼠标和计时器等。
ABCD
并行接口通常用于连接打印机、磁盘驱动器等高速设备, 因为这些设备需要快速传输大量数据。
并行接口的常见标准包括ECP、EPP和USB。
串行接口
01
串行接口是一种数据传输方式, 它通过单个数据线逐位传输数据 。
02
串行接口通常用于连接鼠标、调 制解调器等低速设备,因为这些 设备不需要快速传输大量数据。
语音识别和图像处理
利用微机原理与接口技术,可以实现语音识 别和图像处理等功能,提高办公自动化水平 。
在家用电器中的应用
1 2 3
智能家居控制
微机原理与接口技术可以用于智能家居控制,实 现家用电器的远程控制和自动化控制。
电视和音响设备控制
通过微机原理与接口技术,可以实现电视和音响 设备的智能控制,提供更加便捷和智能的娱乐体 验。

微机原理与接口技术

微机原理与接口技术

微机原理与接口技术1.系统总线是连接计算机CPU、内存、辅存、各种输入输出部件的一组物理信号线及相关的控制电路。

2.若操作数由指令中指定的寄存器给出,则采用的寻址方式是寄存器直接寻址。

3.总线性能的重要指标是总线宽带,它定义了为总线本身所能达到的最高传输速率。

4.CISC指令的特点是指令长度固定、指令种类少、寻址方式少。

5.半导体静态存储器SRAM的存储原理是依靠双稳态电路保存信息,不需要刷新。

6.异步串行通信的主要特点是通信双方不需要同步,没有专门的同步字。

7.计算机外部中断分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断两类。

8.运算器完成的主要运算是算术运算和逻辑运算。

9.8251A工作在异步方式时最大波特率19.2Kbit/s;工作在同步方式时最大波特率64Kbit/s。

10.8255A的端口A有3种工作方式,端口B有2种工作方式。

11.同步串行通信规程规定,传送数据的基本单位是bit,其中最先传送的是同步字。

12.8259A对中断优先级的管理,可概括为完全嵌套方式,自动循环方式和特殊全嵌套方式。

13.子程序的属性可以分为near 或Far14.在中断驱动I/O方式中,当外设要和CPU交换数据时,它就通过硬件电路给CPU一个信号,这个信号叫做中断请求。

15.系统总线通常包含地址总线、数据总线和控制总线,其中地址总线的位数确定了总线的寻址能力。

16.Pentium系列微机主要采用南北桥结构和两个中心结构。

17.8259A内部主要有中断请求寄存器,中断屏蔽寄存器和中断服务寄存器。

18.DMA数据传送有2种方式:字节方式和数据块。

19.常用的主存到Cache的地址映像方式有直接映像、全相联映像和组相联映像。

20.奇偶校验法只能发现奇数个错,不能发现无错或偶数个错。

21.Cache存储器主要作用是解决协调主存和CPU的速度不匹配问题。

22.RISC指令系统中最大特点是长度固定,指令条数少,寻址种类少。

23.主机与I/O设备传送数据时,CPU的效率最低的是查询方式,较高的是中断方式。

微机原理与接口技术pdf

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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。

微机原理及接口技术实验

微机原理及接口技术实验

微机原理及接口技术实验一、实验目的本实验旨在通过学习微机原理和接口技术,了解和掌握微机系统的基本原理和接口技术的应用,培养学生对微机系统的认识和实践操作能力。

二、实验内容1. 微型计算机系统设计与搭建2. 微机输入输出接口技术应用实验3. 微机总线技术应用实验4. 微机存储器技术应用实验5. 微型计算机中断和DMA技术应用实验三、实验原理1. 微型计算机系统设计与搭建微型计算机主要由中央处理器、存储器、输入输出设备和总线组成。

本实验通过选择适当的芯片、电路连接和控制程序设计,实现一个基本的微型计算机系统。

2. 微机输入输出接口技术应用实验输入输出是微型计算机的重要组成部分,通过实验学习各种输入输出接口的原理和使用方法,并进行实际应用。

3. 微机总线技术应用实验总线是微型计算机各个部件之间传送数据和控制信息的公共通信路径。

通过实验学习总线的分类、结构和时序要求,掌握总线的实际应用。

4. 微机存储器技术应用实验存储器是微型计算机中存储数据和程序的重要设备。

通过实验学习不同类型存储器的原理和应用,掌握存储器的选择和使用。

5. 微型计算机中断和DMA技术应用实验中断和直接存储器访问(DMA)是微型计算机连接外部设备的重要技术。

通过实验学习中断和DMA的工作原理,掌握中断和DMA的应用方法。

四、实验步骤1. 根据实验要求,设计并搭建微型计算机系统;2. 连接输入输出设备,并编写控制程序;3. 进行输入输出接口技术应用实验,如串行通信、并行通信等;4. 进行总线技术应用实验,如总线传输数据测试等;5. 进行存储器技术应用实验,如读写存储器数据等;6. 进行中断和DMA技术应用实验,如中断服务程序编写等;7. 完成相关实验报告并进行总结。

五、实验设备和材料1. 微型计算机实验箱、电源适配器;2. 8051单片机、存储器芯片、输入输出芯片,如74HC164等;3. LED数码管、LCD液晶显示器、键盘、计算器等输入输出设备;4. 可编程芯片编程器、逻辑分析仪等实验设备。

微机原理与接口技术

微机原理与接口技术
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5.2 I/O端口及其编址方式
5.1.2 接口电路中的信息
❖数据信息 ❖状态信息 ❖控制信息
习惯上把分别传送这三种信息的端口称为 数据口、状态口、控制口
1.数据信息
❖ (1)数字量:
通常以8位或16位的二进制数以及ASCII码的形式传 输,主要指由键盘、磁盘、光盘等输入的信息或主 机送给打印机、显示器、绘图仪等的信息。
❖ (2)模拟量:
第5章 输入输出接口
❖5.1 微机接口及接口技术 ❖5.2 I/O端口及其编址方式 ❖5.3 端口地址译码 ❖5.4 CPU与外设之间的数据传送方式
5.1 微机接口及接口技术
• 5.1.1 为什么要设置接口电路 • 5.1.2 接口电路中的信息 • 5.1.3 接口的基本功能 • 5.1.4 接口的基本结构
2. 端口选择功能
❖微机系统中常有多个外设,而CPU在任一 时刻只能与一个端口交换信息,因此需要 通过接口的地址译码电路对端口进行寻址。
3. 信号转换功能
❖外设所提供的数据、状态和控制信号可能 与微机的总线信号不兼容,所以接口电路 应进行相应的信号转换。
4. 接收和执行CPU命令的功能
❖CPU对外设的控制命令一般以代码形式输 出到接口电路的控制端口,接口电路对命 令代码进行识别、分析,分解成若干控制 信号,传送到I/O设备,并产生相应的具 体操作。
模拟的电压、电流或者非电量。对模拟量输入而言, 需先经过传感器转换成电信号,再经A/D转换器变成 数字量;如果需要输出模拟控制量的话,就要进行 上述过程的逆转换。
❖ (3)开关量:
用“0”和“1”来表示两种状态,如开关的通/断、电 机的转/停、阀门的开/关等。
2.状态信息
CPU在传送数据信息之前,经常需要先了解外 设当前的状态。如输入设备的数据是否准备好 、输出设备是否忙等。

微机原理与接口技术实验报告

微机原理与接口技术实验报告

微机原理与接口技术实验报告引言微机原理与接口技术是计算机科学与技术专业的一门重要课程,通过实验的方式来深入理解微机原理和接口技术的原理和应用。

本实验报告将详细介绍我们在实验中所学到的内容和实验结果。

一、实验目的微机原理与接口技术实验的主要目的是让学生通过实验来了解和掌握微机系统的结构与工作原理,以及接口技术的基本原理和应用。

通过实验,我们可以加深对微机原理和接口技术的理解,并能够熟练操作相应的实验设备和软件。

二、实验内容本次实验主要包括以下几个方面的内容:1. 微机系统的组成与原理:了解微机系统的基本组成部分,包括微处理器、存储器、输入输出设备等,并学习它们的工作原理和相互之间的联系。

2. 微机系统的调试与测试:学习使用调试工具和测试设备来验证微机系统的正确性和稳定性,通过调试和测试来发现和排除系统中的问题。

3. 接口技术的原理与应用:了解各种接口技术的原理和应用,包括并行接口、串行接口、USB接口等,学会设计和实现简单的接口电路。

4. 接口电路的设计与调试:通过实际设计和调试接口电路,加深对接口技术原理的理解,并能够解决实际问题。

三、实验过程及结果在实验中,我们首先学习了微机系统的基本结构和工作原理,并通过实际操作,搭建了一个简单的微机系统。

通过调试和测试,我们验证了系统的正确性和稳定性。

接着,我们学习了各种接口技术的原理和应用。

我们以并行接口为例,设计了一个简单的并行接口电路,并通过实验验证了其正确性。

同时,我们还学习了串行接口和USB接口的原理,并了解了它们在实际应用中的重要性。

在接口电路的设计和调试过程中,我们遇到了一些问题,例如信号传输的稳定性、接口电路的兼容性等。

通过分析和调试,我们逐步解决了这些问题,并取得了令人满意的实验结果。

四、实验总结通过本次实验,我们深入了解了微机原理和接口技术的基本原理和应用。

通过实际操作和调试,我们不仅掌握了微机系统的组成和工作原理,还学会了设计和实现简单的接口电路。

微机原理与接口技术_第6章 IO接口

微机原理与接口技术_第6章 IO接口

三、I/O端口编址 (续) 2.I/O独立编址(续)
缺点: 专用I/O指令增加指令系统复杂性,且I/O指 令类型少,程序设计灵活性较差; 要求处理器提供MEMR#/MEMW#和IOR#/IOW#两 组控制信号,增加了控制逻辑的复杂性。

三、I/O端口编址 (续)
PC系列微机I/O端口访问 1.I/O端口地址空间
程序控制方式
程序控制方式是指CPU与外设之间的数据传送由程序 控制完成。 程序控制方式又分为无条件传送和条件传送两种 1.无条件传送方式(同步传送) 特点:输入时假设外设已准备好,输出时假设外设 空闲。 要求:输入接口加缓冲器,输出接口加锁存器。 应用:对简单外设的操作。
1. 无条件传送方式(同步传送) 输入接口的设计要求:
寻 址 确定输入端口地址 AB、M/ IO、ALE、DT/R 等待数据输入 等待数据输入 输入缓冲器 读入数据 输入缓冲器 DB CPU
一、 I/O 接口的功能 (续)
3. I/O接口应具有的功能(解决的方案)
1) 设置数据缓冲器以解决两者速度差异所带来的 不协调问题; 输出时: CPU DB 锁存器 输出设备数据线
以上三类信息分别通过各自的寄存器和相应的控制逻辑 来完成信息的传送。通常将这类寄存器和相应的控制逻辑称 为I/O端口。CPU与一个外设之间通常有三个端口。数据端口 (输入/输出);状态端口;控制端口。
二、I/O接口的一般结构 (续) I/O接口组成:接口由接口硬件和接口软件组成。 1.接口硬件
接口

这类接口面对总线,因此要使用三态输出器件; 对于输入信号有记忆功能的一般使用三态门; 对于输入信号无记忆功能的一般还要增加锁存功能;
1. 无条件传送方式(同步传送)

微机原理及接口技术

微机原理及接口技术

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。

3. 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)4.一般来说,其内部基本结构大都由 算数逻辑单元、控制单元、寄存器阵列、总线和总线缓冲器 四个部分组成。

高性能微处理器内部还有指令预取部件、地址形成部件、指令译码部件和存储器管理部件等。

二 1.总线接口单元BIU (Bus Interface Unit )包括段寄存器、指令指针寄存器、20位地址加法寄存器和先入先出的指令队列、总线控制逻辑。

负责与存储器、I/O 设备传送数据,即BIU 管理在存储器中获取程序和数据的实际处理过程。

20位地址加法器将16位段地址和16位偏移量相加,产生20位物理地址。

总线控制逻辑产生总线控制信号对存贮器和I/O 端口进行控制。

IP 指针由BIU 自动修改,平时IP 内存储下条要取指令的偏移地址;遇到跳转指令后,8086将IP 压栈,并调整其内容为下条要执行指令地址。

2.执行单元EU (Execution Unit )包括ALU 、状态标志寄存器、通用寄存器、暂存器、队列控制逻辑与时序控制逻辑等。

负责指令的执行。

将指令译码并利用内部的ALU 和寄存器对其进行所需的处理。

3.EU 和BIU 的动作管理—流水线技术原则控制器运算器 寄存器输入/输出接口存储器 CPU主机外部设备应用软件系统软件微型机软件微型机系统 微型机硬件(1)每当8086的指令队列中有2个空字节且EU 未向BIU 申请读写存储器操作时,BIU 就会自动把指令取到指令队列中。

(2)每当EU 要执行一条指令时,它会先从BIU 的指令队列前部取出指令代码,然后执行指令。

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8
2 寄存器寻址
操作数包含在某寄存器中,指令中指定寄存器名称。 对于16位操作数,寄存器可以是AX、BX、CX、DX、SI、 DI、SP和BP等;对于8位操作数,寄存器可以是AL、AH、 BL、BH、CL、CH、DL和DH。 不需要访存来取得操作数,所以速度较快。
例如: MOV SI,AX MOV AL,DH
注意:源、目的操作数的长度一致
9
3 直接寻址
操作数在存储器中,指令中直接包含其有效地址EA。
操作数一般在DS段中,若对其它段中的数据寻址,要在 指令中加段前缀指出段寄存器名,这称为段超越。
直接寻址的地址放在方括号内,在源程序中常用变量名 表示。
段寄存器 段地址
指令 EA
存储器 操作数
10
例: (1)MOV AX,[2000H] 将DS段中的2000H和 2001H 单元内容分别送AL和 AH (2) MOV AX,ES:[2000H]
M

DS 50000
+ 1234
51234
操作码

34H

12H

……
AH AL AX 67 89
50000
51234 89H
数 据
67H


12
4 寄存器间接寻址
操作数在存储器中,有效地址EA=[寄存器]。若以SI、DI、BX间 接寻址,则默认DS的内容作为段地址 。若以BP 间接寻址,则默认 SS的内容作为段地址 。 该寻址方式可用于表格处理,在处理完表中的一项后,修改指针 寄存器的内容就可以处理表中的另一项。 寄存器间接寻址时,寄存器名一定要放在方括号中。
AAH 55H
1223
堆 栈 段

16
例如:MOV AX ,[SI+1223H] 假设:(DS)=5000H, (SI)=3678H
M

DS 50000
SI 3678
+ 1223
5489B
操作码

23H

12H

… ……
AH AL AX 55 AA
50000 53678 5489B
AAH 55H
1223
MOV AX ,[SI] ;寄存器间接寻址 MOV AX,SI ;寄存器寻址
13
例如:MOV AX ,[SI] 假设:(DS)=5000H, (SI)=1234H
DS 50000
+ SI 1234
51234
M


操作码
码 段
……
AH AL AX 67 89
50000
51234 89H
数 据

67H

14
5 寄存器相对寻址
操作数的有效地址 EA=[基址或变址寄存器]+位移量
基址寄存器为BP、BX, BX以DS作为默认段寄存器,BP以SS 作为默认段寄存器。 变址寄存器为SI、DI,以DS作为默认段寄存器 位移量在指令中给出,位移量可以是8位或16位的。 书写时寄存器名要放在方括号中,位移可不写在方括号中。
第三章 8086的寻址方式和指令系统 教学重点
3.1 8086指令格式和寻址方式 3.3 8086指令系统
1
3.1 8086指令格式和寻址方式
3.1.1、指令格式 3.1.2、寻址方式
2
3.1.1 指令格式
标号:
操作码 操作数 ……, 操作数 ;注释
➢标号:是该指令所在地址的名字,其后必须跟“:”,可缺省 ➢操作码:指示计算机执行什么操作 ➢指令有单操作数、双操作数和无操作数之分 ➢源操作数/目的操作数 ➢加注释使程序容易读懂,前加 “;”
MOV AX,[BX+3] MOV AX,3[SI]
15
例如:MOV AX ,[BP+1223H] 假设:(SS)=5000H, (BP)=3678H
M

SS 50000
BP 3678
+
1223
5489B
操作码

23H

12H

… ……
AH AL AX 55 AA
50000 53678 5489B
7
1 立即数寻址
操作数就包含在指令中,作为 指令的一部分,跟在操作码后。
例如:MOV AX,1234H
立即数可以是8位,也可以是
16位。如是16位,按“高高低 AH AL
低”原则存放。
AX 12 34
主要用于赋初值。
Memory


操作码

34H

12H


注:立即数不能作目的操作数。以A~F打头的数字,前面要加一个0, 如 MOV AX,0FF00H
5
有效地址(EA):存储器寻址时,指令的操作数部给出的 地址是段内偏移地址,也称有效地址。
❖EA包括:
基址寄存器内容;变址寄存器内容;位移量;比例因子
❖计算方法:
EA=[基址寄存器]+([变址寄存器] *比例因子)+位移量
BX,BP
SI,DI
1
0,8,16
例:(BX)=2000H,(SI)=1000H,偏移量=0250H,
则EA= 2000H+1000H+0250H=3250H
6
二 各种寻址方式
8086/8088的寻址方式有8种: 1 立即数寻址(Immediate addressing) 2 寄存器寻址(Register addressing) 3 存储器寻址(Memory addressing)
直接寻址(Direct addressing) 寄存器间接寻址(Register Indirect addressing) 寄存器相对寻址 (Register relative addressing) 基址变址寻址(Based indexed addressing) 相对基址变址寻址 (Relative based indexed addressing)
段超越
将ES段中的2000H和 2001H 单元内容分别送AL和 AH 直接寻址中存储器操作数的有效地址也可用变量名的形式 给出。 例: VALUE DB 12H
MOV AL,[VALUE] 或 MOV AL,VALUE
11
例如:MOV AX ,[1234H] ;(DS)=5000H MOV AX ,ES:[1234H]
ห้องสมุดไป่ตู้
3
3.1.2 寻址方式
一 寻址方式和有效地址的概念 二 各种寻址方式 三 存储器寻址时的约定
4
一 寻址方式和有效地址的概念
寻址方式就是寻找指令中的操作数的方式。 8086/8088指令中的操作数的3种存放位置: ❖操作数就在指令中,立即数,立即寻址。 ❖ 某寄存器中,寄存器寻址。 ❖ 内存的数据区中,存储器寻址。
数 据 段

17
6 基址变址寻址
操作数的有效地址: EA= [基址寄存器]+[变址寄存器] 一般以基址寄存器来决定默认寄存器。 可以使用段超越。 该寻址方式主要用于二维数组。用基址寄存器存放数组首地 址,而用变址寄存器来定位数组中的各元素。 下面两种表示方法是等价的:
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