微机原理复习提纲

第一章概述

1．微处理器、微型计算机、微型计算机系统三者的定义及其区别。

CPU是由一片或几片大规模集成电路组成的中央处理器，是计算机运算和指挥控制核心。由ALU、控制电路、总线结构、寄存器阵列构成。微型计算机是由CPU、总线、存储器、I/O接口电路构成的裸机。微型计算机系统是一微型计算机为主体，配以相应的外部设备、电源、辅助电路和所需的软件构成的计算机系统。

2．什么是总线？依据传输的信息类型，微机系统的总线可分成哪三种，分别传输的是什么信息？以及传输信号的方向。总线十一组导线，是各种公共信号线的集合，微型计算机个组成部分之间通过系统总线联系在一起，实现各种信息的传输，包括双向数据总线，双向控制总线，单向地址总线。分别传输数据信息、控制信号和时序信号、地址信息。

3．清楚数的不同数制表示方式及转换方法。掌握符号数的表示方式（正数和负数）以及它们的原码、反码和补码计算方法。

第二章8086/8088微处理器

1．8086/8088微处理器从逻辑上看有哪两部分组成（BIU、EU）？每一部分的组成和功能？

BIU：指令的读取、读操作数和写结果。段寄存器、内部通用寄存器、指令指针、6字节指令队列（先进先出队列）、地址加法器、执行控制逻辑。

EU:指令的执行。ALU、数据寄存器、指针变址寄存器、标志寄存器、EU控制系统

2．6字节的指令队列（8088是4个）在微处理器中扮演了什么角色？引入指令队列后带来了什么好处？

BIU使用指令队列来实现流水线操作。当指令队列中有两个或两个以上空字节，且EU未向BIU申请读写存储器或I/O口时，BIU就会自动地顺序预取后续指令到指令队列（先入先出队列）。

队列输入指针：在一个字节的代码装入队列输入端后，自动调整队列输入指针，以指向下一个字节单元。

队列输出指针：EU从队列输出端取指令，在其取走一个字节的代码后，自动调整队列输出端指针，使其指向队

列中下一个可用字节单元。

当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU便进入空闲状态。

当EU准备执行一条指令时，首先从BIU部件的指令队列前端取出指令代码，然后用几个时钟周期对指令进行译

码并执行指令。在此过程中，若需访问存储器或I/O口，则EU会请求BIU进入总线周期，完成读写存储器或I/O口的操作。若此时BIU正好处于空闲状态，则立即响应EU的请求；若BIU正将某个指令字节取到指令队列中，则BIU将首先完成这个取指令的总线周期，然后再去响应EU的请求。

3．熟悉8086/8088中的14个16位寄存器（特别是4个通用寄存器、段寄存器DS、CS，专用寄存器SI、DI，标志寄存器FR）。能够在汇编语言中灵活使用这些寄存器。熟悉标志寄存器PSW中的9个标志位。

4．从三总线角度，熟悉8086CPU的常用引脚线。

5．什么是总线的三态性？什么是总线的分时复用？

6．什么是最大模式和最小模式？它们的配置各是怎么样的？引脚上又有什么不同？

7．熟练掌握8086/8088存储器分段的特点。（段地址、偏移地址、逻辑地址、物理地址）

8．8086和8088的不同之处。8086存储体的结构。

9．和周期有关的几个概念（时钟周期、总线周期、指令周期、空闲周期、等待周期），它们的相互关系。能看懂8086/8088系统中典型的时序图。

10．32位以上的CPU及其相关知识统统不要求掌握。

第三章8086的指令系统

1．熟悉8086的寻址方式，特别是立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址和寄存器间接寻址。

2．熟悉常用的指令。MOV、PUSH、POP、IN、OUT、ADD、SUB、INC、DEC、DAA、DAS、AND、OR、NOT、JMP、JC、JZ、LOOP、CALL、INT。

第四章汇编语言程序设计

1．能够读懂汇编语言程序。

2．能够编写简单的汇编语言程序。

第五章存储器及其接口

1．了解微机系统的存储体结构。

2．按存储器的读写功能，半导体存储器可以分为哪两大类？每一类又分为几种？它们的各自特点是什么？

随机ＲＡＭ和只读ＲＯＭ。ＲＡＭ分为ＳＲＡＭ和DRAM。

ROM包括掩膜、一次性编程PROM（熔丝式烧断写入０）、紫外线可擦除ＥＰＲＯＭ（紫外线照射玻璃窗口３０分钟）、电可擦除ＥＥＰＲＯＭ（高压击穿，电子流入栅极）、ＦｌａｓｈＲＯＭ。

ＳＲＡＭ速度快，功耗大，容量小，一般作为高速缓冲，

ＤＲＡＭ速度慢，功耗小，容量大，集成度高，但电容回漏电，信息会丢失，需要专用电路定期进行刷新，一般作为内存（主存）。

3．基本的存储器芯片模型是怎么样的？不同的存储器芯片有哪些相通的引脚？重点掌握地址线和数据线。

半导体存储器芯片是构成半导体存储器的基本元件，有存储体（存储矩阵）和外围电路组成，存储体由大量基本存储电路组成，每个电路存放一个二进制信息，（ｍ个电路可以构成一个并行存取的ｍ位二进制代码的存储单元）每个存储单元赋予唯一的一个编号就是存储单元的地址。对于一个容量为２^ｎ个存储单元的存储体，需要ｎ条地址线来编址，若每个单元存放ｍ位信息，则需要ｍ条数据线传送数据，该芯片的存储容量为２^ｎ×ｍ。

4．为什么要对存储器芯片进行分组？（扩展）

5．存储器芯片的地址线如何和地址总线连接？（8086的存储体结构）片选信号CS#如何连接？

地址总线低位部分直接连接到存储器芯片上，高位部分产生片选信号。

6．线选法、全译码法、部分译码法都是怎么回事？能够根据要求对微机的存储系统的地址线进行连接，并能给出芯片单元的地址。

把高位地址编码转换为片选控制信号，对地址信息的译码。

线选法：在剩余高位地址总线任选一位直接与芯片cs引脚相连作为片选信号，无需译码器，但有较多的地址重叠区。

全译码法：把剩余的地址总线全部接在片外译码器上，物理地址与实际存储单元一致，但译码电路复杂。

部分译码法：剩余的地址总线中的一部分接在译码器上，译码电路简单，但出现地址重叠区，一个存储单元对应多个地址。

7．不会专门考大家各种数字电路、与非门。

第六章输入/输出接口和数据传输

1．什么是输入/输出接口？为什么要引入输入/输出接口（功能）？

接口是一组电路。是CPU与存储器、I/O设备等外设之间协调动作的控制电路。

功能：a速度匹配，设置数据的锁存、缓冲逻辑，以适应两者速度上的差异。它们通常由若干个寄存器或RAM芯片组成。b时序匹配，设置时序控制逻辑，实现异步传输的规程。通常，用“握手应答”方式确保两者操作同步

c信号格式匹配，设置时序控制逻辑，实现异步传输的规程。通常，用“握手应答”方式确保两者操作同步

d信号电平匹配，设置电气性能的适配逻辑，以确保两者的电路按各自要求的信号类型和电平工作。

e对象选择，设置地址译码和选择逻辑，以保证CPU按照预定的路径访问选定的I/O设备。

f传输控制设置设备控制及监测逻辑，以保证按微机指定的命令控制外部设备完成相应的操作，并把指定设备的工作状态返回给微机

g其他设置中断和（或）DMA控制逻辑，以保证在中断和（或）DMA允许的情况下，产生中断或DMA请求信号，并在接收到中断和

（或）DMA应答之后，对设备实施中断处理或DMA的传输。

2．什么是输入/输出端口？什么是输入/输出端口地址？I/O端口地址的编址方式有哪两种？各是怎么回事？

I/O接口中供CPU直接访问存取访问的那些寄存器或某些硬件的特定电路。

端口统一编址：把端口视为存储器单元，为其分配存储器地址。优点：寻址手段丰富且灵活；外设寄存器数仅受总存储容量限制；

读写控制逻辑简单。缺点：占用原本有限的存储空间；访问指令相对专用I/O指令效率（时间和空间）较低。

独立编址：把所有I/O接口看做一个独立于存储空间的I/o 空间。优点：地址空间独立，不占用存储器地址空间；地址线较少，寻址速度快。

缺点：I/O指令少，故访问手段简单，影响程序设计灵活性；需要存储器和I/O端口两套控制逻辑，控制逻辑复杂。

3．CPU和外设交换的信息有哪三类？它是如何利用输入/输出接口交换这三类信息的？

数据信息、地址信息、一部分控制信息

4．CPU和外设间交换信息的数据传送方式有哪两大类？软件传送方式又分哪几种？每种的特点是什么？各适用于什么场合？

无条件传送接口电路最简单，只需设置数据缓冲寄存器和外设端口地址译码器即可。——同步传送方式。在输入时，使用IN指令；输出时，使用OUT指令。

对简单外设进行操作，或者外设的定时是固定的或已知的场合；用于控制CPU与低速接口之间的信息交换。

查询传送方式在CPU传送数据前，首先检查外设状态，若其准备好，就进行数据传送，否则就等待。——异步传送方式。接口电路出具有数据缓冲器或锁存器外，还有外设的状态标志。应用于外设不多，CPU负担不，实时性要求不高的场合。特点：该方式中CPU与I/O设备的关系是CPU主动，I/O被动，即I/O操作由CPU启动。

优点：相对于无条件传送方式，更容易实现数据的有准备传送，程序编写容易，工作可靠。

缺点：由于需要不断测试状态信息，使大量CPU工作时间被查询环节消耗，导致传送效率较低。

中断传送方式会在每次外设准备好或空闲时，主动向CPU发出中断请求，以示要传送数据，CPU响应该请求后，执行中断服务程序，实现与外设的数据传送。

这种方式适用于一般工作速度不是很快的外设，特别是实时控制、检测场合。

优点：系统的工作效率高，CPU、I/O设备可以并行工作，外设可以主动向CPU请求，能够得到CPU的及时响应。

缺点：每次传送数据，CPU都要做许多额外的工作，传送速度仍然不是很快。

第七章微型计算机的中断系统

1．什么是中断？什么是中断源？什么是中断优先级？什么是中断嵌套？

中断是当CPU执行正常程序过程中，出现内部或外部事件的请求，CPU暂停当前正常程序的执行，转去执行请求事件的处理操作，CPU在事件处理结束后再回到被暂时中断的程序继续顺序执行的过程。

中断源是指引起计算机执行程序中断的事件。

当存在两个或两个以上的中断源向CPU提出中断请求时，中断系统根据各个中断源的重要性给每个中断源确定一个中断优先权。

当前中断处理过程中，又有优先级别更高的中断源发出中断请求，中断系统要能够使CPU暂停当前中断服务程序的执行，转而去响应和处理优先级别更高的中断请求，处理结束后再返回原优先级别较低的中断服务程序。当发出新的中断请求的中断源优先级别比当前处理的中断源同级或更低是，CPU不予响应。这就是中断嵌套的管理。

2．了解中断过程有哪四个步骤？每一步做什么事情？

中断请求、中断优先级判断、中断响应、中断服务、中断返回

3．什么是中断类型码？什么是中断向量？什么是中断向量表？中断向量表在什么地方？有多大？

中断向量就是中断服务程序入口地址，中断向量表就是中断服务程序入口地址表。8086中断系统最多有255个中断源，每个中断源对应一个中断类型号，每个类型号对应一个中断向量，CPU根据中断类型号来产生中断服务程序入口地址。

在内存的最低区域建立一个中断向量表来存放256个中断向量，即0段的0~3FFH。共占用1kb区间。

4．理解可屏蔽中断的中断响应过程的时序图？（经过几个总线周期？每个周期做什么事情？）

5．单片8259A最多可以管理多少级中断？级联的时候呢？

8级最多64级

6．能够根据要求对8259A进行初始化。（不要求强记初始化命令字和操作命令字）

第八章并行通信和并行接口

1．常见的接口芯片有哪些共同部分组成？

2．什么是串行通信？什么是并行通信？二者的优缺点比较？

与外设之间可实行多位数据同时传输的接口电路

数据在单条1位宽的传输线上，一位一位地按顺序传送。

3．8255A有几个通道？每个通道有几种工作方式？8255A有几个端口？端口地址是怎么样的？

4．8255A的三种工作方式的各自特点和适用场合。（不要求强记C口引脚作为联络功能时的具体含义）

方式0（基本输入/输出方式）各个端口作为8位数据输入或输出端口，c口可作为8位端口或两个独立的4位端口，输出口有锁存能力，输入口没有，适合于无条件输出方式

方式1（选通输入/输出方式）任何口可作为输入或输出口，C口固定6位作为AB口的选通控制信号（联络信号），剩下两位作为数据位，输入输出口都有锁存能力，适合于中断控制下的输入输出

方式2（双向选通传送方式）可作为输出口同时又可作为输入口，只有A口可作用方式2，占用C口5位作为选通控制信号，适合于中断控制下的输入输出和查询方式与CPU连系

5．根据题意能够对8255A进行初始化编程。能够看懂8255A的应用程序。（不要求强记方式选择控制字）

第九章可编程的定时器/计数器8253

1．什么是定时？什么是计数？可编程的定时器/计数器的基本工作原理。

计数：将外部对象的数量、事件的发生次数转化为电脉冲数量并进行度量。

定时：对周期恒定的脉冲时钟信号进行减量计数。

2．8253有几个通道？每个通道有几种工作方式？8253有几个端口？端口地址是怎么样的？

3个通道：

3．对于8253的六种工作方式，掌握它们的异同点，尤其是输出信号的特点。

方式0（计数结束中断）

方式1（可编程单稳态输出）

方式2（比率发生器）

方式3（方波发生器）

方式4（软件触发选通）

方式5（硬件触发选通）启动计数

4．根据题意能够对8253进行初始化编程。（不要求强记控制字）包括计算初值计算、方式控制字分析及程序初始化。

第十章串行通信和串行接口8251A

1．什么是同步串行通信？什么是异步串行通信？各自的数据格式是怎么样的？

串行通信的两种工作方式。

异步串行通信以一个字符为传输单位。通信中两个字符间的时间间隔是不固定的，但在同一个字符中的两个相邻位代码间的时间间隔是固定的。

同步串行通信以数据块（一组字符）为单位。通信中每个字符间的时间间隔是相等的，而且每个字符中各相邻位代码间的时间间隔也是固定的。

2．什么是单工？什么是半双工？什么是全双工？

单工：发送与接收之间只有一根传输线。只能单向传送。

半双工：发送与接收之间只有一根传输线。但能分时交替进行双向传送。

全双工：发送与接收之间有两条传输线。能双向同时传送

3．异步收发器(UART)由哪三部分组成？其常设的错误标志有哪三种？各是什么意思？

接收器：负责数据接收，并把串行码转换为并行码。

发送器：负责把并行码转换为串行码，并执行发送任务。

控制器：主要用来接收CPU的控制信号，执行CPU所要求的操作，并输出状态信息和控制信息。

奇偶错误：接收时对字符中“1”的个数进行统计，若与字符格式中设的奇偶性不一致，则置位该标志，发奇偶错信息。帧错误：接收的字符格式不符合规定(如无停止位等)，则置位该标志，发帧错误信息。

溢出(丢失)错误:当接收到第二个字符的停止位时，CPU还未取走前一个接收的字符，就会出现数据丢失现象，则置位该标志

4．根据题意能够对8251A进行初始化编程。（不要求强记控制字）