南京邮电大学微型计算机原理与接口技术期末考试复习课件.ppt

1、期末复习期末复习2012.122.3 32位微处理器的外部引脚位微处理器的外部引脚 地址线，数据线 总线周期控制信号 : D/C,M/IO,W/R 系统控制信号: INTR,NMI 例：当总线周期定义的三个基本信号M/IO=0,D/C=1,W/R=0时，表明80486微处理器当前的总线周期所要完成的操作是( A )。 A. I/O读B. I/O写 C. 存储器读 D.存储器写 第八章输入第八章输入/ /输出系统输出系统一接口电路的作用和功能一接口电路的作用和功能二、端口的概念、分类二、端口的概念、分类例如：什么是端口？分为哪几类？例如：什么是端口？分为哪几类？P220P220三、三、端口的编址

2、方式端口的编址方式端口和存储单元统一编址，端口和存储单元统一编址，I/O端口独立编址。端口独立编址。PC系列机采用系列机采用端口独立编址。端口独立编址。四、最常用的四、最常用的 I/O 指令指令（1 1）. .直接寻址直接寻址 I/O I/O 指令（指令（8 8位端口地址）位端口地址）（2 2）. DX. DX间接寻址间接寻址 I/O I/O 指令（当端口地址指令（当端口地址 8 8位）位）五、微机系统与五、微机系统与 I/O 端口的信息交换端口的信息交换 有四种方式有四种方式: 无条件传送无条件传送, 查询方式查询方式,中断方式中断方式 , DMA方式，其中方式，其中CPU不参与的是不参与的

3、是DMA方式方式六、六、8254定时器定时器/计数器计数器（1 1）掌握）掌握82548254定时器定时器/ /计数器的基本结构（三个计数器的基本结构（三个1616位计数器、控制位计数器、控制寄存器）和计数器的外部引脚功能（寄存器）和计数器的外部引脚功能（GATE,CLK,OUT)GATE,CLK,OUT)。 例：例：82548254有有3 3个个1616位计数器，每个计数器有位计数器，每个计数器有6 6种工作方式。计数种工作方式。计数初值可以设置为初值可以设置为二进制二进制或或BCDBCD码码。（2 2）82548254有有6 6种工作方式（方式种工作方式（方式0 0 方式方式5 5 ） 重

4、点：方式重点：方式2 2、方式、方式3 3（包括计数过程、波形、周期和启动方式）（包括计数过程、波形、周期和启动方式） 方式方式2 2、3 3初值自动重装，其余四种方式没有初值自动重装功能初值自动重装，其余四种方式没有初值自动重装功能。例：设例：设82548254计数器计数器1 1工作于方式工作于方式3 3，输入时钟为，输入时钟为1000Hz1000Hz，计数初值为，计数初值为1010，且采用二进制计数方式，则一个周期内计数器，且采用二进制计数方式，则一个周期内计数器1 1输出信号的高输出信号的高电平和低电平分别为电平和低电平分别为 _5 5_ _和和_5 5_ ms _ ms 。 （3 3）

5、掌握）掌握82548254在微型计算机系统中的应用在微型计算机系统中的应用 （外扩（外扩82548254和和PCPC机系统中机系统中82548254） 例：例：8254的三个计数器在的三个计数器在PC系列中是如何应用的？系列中是如何应用的？P238(4(4）82548254初始化编程初始化编程 向控制寄存器写入方式选择命令字。向控制寄存器写入方式选择命令字。 目的目的: 选择一个计数器选择一个计数器, 并确定其工作方式和并确定其工作方式和 计数值（或计数值（或 计数初值）的读计数初值）的读 / 写顺序。写顺序。 向选择的计数器写入计数初值向选择的计数器写入计数初值 (计数初值计数初值=Tout

6、 /Tclk)作业作业1 1 ：设设PC PC 系统机外扩了一片系统机外扩了一片8254 8254 及相应的实验电路。及相应的实验电路。(1) 根据由门电路构成的译码电路，分析出该片根据由门电路构成的译码电路，分析出该片8254 8254 的四个端口地址。其中控制口的地址是的四个端口地址。其中控制口的地址是_ _213H_213H_。(2)2)设设CLK0 CLK0 已接至已接至8MHz 8MHz 时钟，为了能从时钟，为了能从OUT0 OUT0 输出输出4KHz 4KHz 的方波，编写了的方波，编写了82548254初始化程序，其中假设初始化程序，其中假设0 0 号定时计号定时计数器工作在二进

7、制方式。数器工作在二进制方式。I8254 PROC MOV DX,213H MOV AL,00110110B OUT DX,AL MOV DX,210H MOV AX,2000 OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL RET I8254 ENDP第九章中断系统第九章中断系统一中断概念一中断概念 CPU暂停执行现行程序暂停执行现行程序,转而处理随机事件转而处理随机事件,处理完毕后再处理完毕后再返回被中断的程序返回被中断的程序,这一全过程称为中断。这一全过程称为中断。二、中断指令二、中断指令 STI CLI INT n IRET STI CLI INT n IRET 要求掌握要

8、求掌握 。中断指令在中断程序设计中何时使用。中断指令在中断程序设计中何时使用 。CPUCPU执行中断指令后，完成哪些操作执行中断指令后，完成哪些操作 。STI,CLISTI,CLI只对可屏蔽中断请求有效只对可屏蔽中断请求有效例：例：CPUCPU执行执行IRETIRET指令后，从栈顶弹出指令后，从栈顶弹出 6 6 字节数据，分别赋给字节数据，分别赋给_IP_IP_、_CS_CS_和和 _ _标志寄存器标志寄存器_。三中断向量三中断向量。中断向量是实模式下，中断服务子程序的中断向量是实模式下，中断服务子程序的 入口地址入口地址。包括包括(1)服务程序所在代码段段基址（服务程序所在代码段段基址（2个

9、字节）个字节） （2）服务程序入口的偏移地址（）服务程序入口的偏移地址（2个字节）个字节）在实模式下，在实模式下，CPU把把256种中断向量组成一张表设置在种中断向量组成一张表设置在 系统的系统的RAM最低端的最低端的1K单元单元（0 3FFH)。n型中断向量存放在内存单元地址型中断向量存放在内存单元地址4*n4*n+3这四个单元这四个单元三中断向量三中断向量4n+0+2+3+1 n 型服务程序入口的偏移地址型服务程序入口的偏移地址 n 型服务程序入口的段基址型服务程序入口的段基址 n 型中断向量型中断向量 例：实模式下，从内存地址例：实模式下，从内存地址0000H:0048H开始的连续开始的

10、连续4个单元中存放的内个单元中存放的内容为容为00H,38H,30H,50H,则该地址所对应的中断类型码为则该地址所对应的中断类型码为_12H_，该，该中断所对应的中断服务子程序的入口地址为中断所对应的中断服务子程序的入口地址为_53B00H_。中断向量表的引导作用CPU中断中断硬件中断硬件中断(外部中断外部中断)软件中断软件中断(内部中断内部中断)PC机机256种种中断中断可屏蔽中断可屏蔽中断非屏蔽中断非屏蔽中断 四、微机系统中断分类四、微机系统中断分类 （1）对于）对于CPU中断、软件中断、非屏蔽中断中断、软件中断、非屏蔽中断(NMI) 。概念。概念 。中断类型码的获得。中断类型码的获得

11、CPU中断中断 自动获得自动获得 软件中断软件中断 包含在软中断指令中包含在软中断指令中 非屏蔽中断非屏蔽中断 自动获得，自动获得，n=2（2）对于可屏蔽中断）对于可屏蔽中断 可屏蔽中断是通过可屏蔽中断是通过8259中断控制器连至中断控制器连至CPU的的 INTR。 PC/AT系统采用系统采用2片片8259A级联，管理级联，管理15级中断。级中断。 有非屏蔽中断请求，没有有非屏蔽中断请求，没有DMADMA请求请求 一条指令执行完一条指令执行完 有可屏蔽中断请求，没有有可屏蔽中断请求，没有DMADMA请求，没有非屏蔽中请求，没有非屏蔽中 断请求断请求CPUCPU一条指令执行完毕一条指令执行完毕C

12、PUCPU处于开中断状态（处于开中断状态（I I标标=1=1） 硬件中断和软件中断的区别硬件中断和软件中断的区别(P266-267) （1）中断引发的方式不同）中断引发的方式不同 （2）CPU获取中断类型码的方式不同获取中断类型码的方式不同 （3）CPU相应的条件不同相应的条件不同 （4）中断处理程序的结束方式不同）中断处理程序的结束方式不同。系统分配的。系统分配的8259口地址口地址 中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器 口地址口地址接收中断结束命令的接收中断结束命令的寄存器口地址寄存器口地址主主825921H20H从从8259A1HA0H要求掌握可屏蔽中断：要求掌握可屏蔽中断：。用户中断。用户中断

13、 中断源中断源: :系统总线插槽系统总线插槽B4端端引入的用户设计的硬件中引入的用户设计的硬件中断请求断请求 用户用户中断中断请求请求80X86INTRIR2IR2 INT INTIMRIMR主主8259 INT INTIR1IR1IMRIMR从从8259B4中断类型中断类型： 71H用户可置换的中断向量用户可置换的中断向量 71H,0AH 。日时钟中断。日时钟中断 中断源中断源: :系统系统8254 0#计数器，每计数器，每55ms有一次中断请求有一次中断请求 中断类型中断类型： 08H用户可置换的中断向量用户可置换的中断向量 08H,1CH 重点掌握重点掌握1CH out08254IR0

14、INT INTIMRIMR主主8259INTR80X86五。中断程序设计五。中断程序设计（1）主程序的编写）主程序的编写主要包括主要包括 a.中断向量的置换（读中断向量和写中断向量）中断向量的置换（读中断向量和写中断向量） b.硬件中断通路的开放和屏蔽。涉及到是否要对中断硬件中断通路的开放和屏蔽。涉及到是否要对中断 对于日时钟对于日时钟 08H (或其中的或其中的1CH), 默认下主默认下主8259已经打开，已经打开，无需再进行开放操作。无需再进行开放操作。（2）中断服务程序的编写）中断服务程序的编写根据置换的中断类型不同，需要解决是否要对中断管理器根据置换的中断类型不同，需要解决是否要对中断

15、管理器8259写中断结束命令字的问题。写中断结束命令字的问题。 对于日时钟对于日时钟 08H (或其中的或其中的1CH),不需要写不需要写中断结束命令字中断结束命令字例：例：利用利用系统时钟系统时钟,采用中断方式采用中断方式,每隔每隔1秒钟秒钟,在屏在屏幕上显示幕上显示 若干行若干行 I AM A STUDENT按任意键停止按任意键停止.DATA SEGMENT USE16OLD1CDD?ICOUNTDB18FLAGDB0MESGDBI AM A STUDENT,0DH,0AH,$DATA ENDSCODESEGMENTUSE16ASSUMECS:CODE,DS:DATABEG:MOVAX,D

16、ATAMOVDS,AXCLICALLREAD1CCALLWRITEICSTISCAN: MOVAH,1 INT16H JZSCANRETURN: CALL RESET MOV AH,4CH INT 21HSERVICEPROCPUSHAPUSHDSMOVAX,DATAMOVDS,AXDECICOUNTJNZEXITMOVICOUNT,18MOV AH,9 LEA DX,MESG INT 21HEXIT: POP DS POPA IRETSERVICEENDPREADICHPROCMOVAX,351CHINT21HMOVWORD PTROLD1C,BXMOVWORD PTROLD1C+2,ESR

17、ETREAD1CENDPWRITE1CPROCPUSHDSMOVAX,CODEMOVDS,AXLEADX,SERVICEMOVAX,251CHPOPDSRETWRITE1CENDPRESETPROCMOVDX,WORD PTR OLD1CMOVDS,WORDPTROLD1C+2MOVAX,251CHINT21HRETRESETENDPCODE ENDSEND BEG第十章串行通信第十章串行通信一基本概念一基本概念1.1.通信的基本方式分为并行通信和串行通信通信的基本方式分为并行通信和串行通信2.2.串行通信分为串行异步通信和串行同步通信串行通信分为串行异步通信和串行同步通信3.3.异步串行通信

18、的数据传输方式：异步串行通信的数据传输方式：单工通信、半双单工通信、半双工通信、全双工通信工通信、全双工通信 。 三种传输方式的特点。三种传输方式的特点。例：单工、半双工、全双工通信方式的特点是什么？例：单工、半双工、全双工通信方式的特点是什么？4. 4. 异步串行通信异步串行通信一帧数据的一帧数据的格式及通信速率的计算。格式及通信速率的计算。起始位起始位 1位位 0停止位停止位1,1.5,2位位1一帧一帧奇偶校验奇偶校验0-1位位数据位数据位 5-8位位(低位低位)高位高位) 例：例： 异步通信一帧数据格式中，按照发送的次序，先传送异步通信一帧数据格式中，按照发送的次序，先传送_起始位起始位

19、，紧接着是数据，紧接着是数据_ _最低位最低位，数据位后依次为，数据位后依次为_奇偶校验奇偶校验位位_ _，停止位停止位_ _。5.5.为为实现通信，收发双方实现通信，收发双方一帧数据的格式一帧数据的格式和和通信通信速率速率要保持一致。要保持一致。通信速率，又称波特率，表示每秒钟传送的通信速率，又称波特率，表示每秒钟传送的0、1 代码个数代码个数（包括起始位、校验位、停止位），单位为（包括起始位、校验位、停止位），单位为“波特波特”。（bite per sedond bps） 波特率波特率例：设一帧字符有例：设一帧字符有8个数据位，无校验，个数据位，无校验，1个停止位，如果波特个停止位，如果波

20、特率是率是9600，则每秒钟能传输多少个字符？，则每秒钟能传输多少个字符？ 9600/（1+9+1）=9606.RS2326.RS232信号采用负逻辑。信号采用负逻辑。“1”= 3V 15V，“0”= 3V 15V二、二、82508250芯片芯片 82508250内部寄存器的功能。内部寄存器的功能。82508250内部有内部有4 4级级中断中断: :以以”接收数据错中断接收数据错中断”优先级优先级最高最高, ,其次是其次是”接收中断接收中断”,“,“发送中断发送中断”，“调制调制解调器中断解调器中断”优先级最低优先级最低 三三8250的编程的编程 （1）8250的初始化编程。的初始化编程。 （

21、2） 8250的应用编程的应用编程 串行通信程序设计包括硬件连接和软件串行通信程序设计包括硬件连接和软件编程。编程。8250初始化步骤初始化步骤 80H线路控制寄存器，使除数寄存器访问位线路控制寄存器，使除数寄存器访问位=1 根据波特率计算出除数高根据波特率计算出除数高/低低8位位除数寄存器高除数寄存器高/低低8位，确定通信速率位，确定通信速率 D7=0的命令字的命令字线路控制寄存器：有线路控制寄存器：有2个目的个目的 定义一帧数据格式定义一帧数据格式 使除数寄存器访问位使除数寄存器访问位=0，从而使后继的对合，从而使后继的对合用端口的访问只读写非除数寄存器用端口的访问只读写非除数寄存器 设置

22、中断允许命令字设置中断允许命令字查询方式，则中断允许命令字查询方式，则中断允许命令字=0，禁止中断，禁止中断中断方式，使中断允许命令字相应位置中断方式，使中断允许命令字相应位置1 设置设置MODEM控制寄存器控制寄存器中断方式：中断方式：D3=1，允许，允许8250送出中断请求送出中断请求查询方式：查询方式：D3=0内环方式：内环方式：D4=1正常通信：正常通信：D4=0使用联络线：使用联络线：D1、D0位置位置1A A、B B两台两台PCPC机利用主串口进行点机利用主串口进行点- -点单工通信（不用联络点单工通信（不用联络线），发送采用查询方式，接收采用中断方式。一帧字线），发送采用查询方式

23、，接收采用中断方式。一帧字符包含符包含7 7个数据位，个数据位，1 1个停止位，个停止位，1 1个校验位，通信速率为个校验位，通信速率为48004800波特（分频系数为波特（分频系数为0018H0018H）。）。（1 1）下图是）下图是A A、B B两机的两机的RSRS232C232C接口示意图，根据题意完成连接口示意图，根据题意完成连线（不可有多余连线）。线（不可有多余连线）。2345620234562077（3）用对端口直接编程的方法为接收方编写）用对端口直接编程的方法为接收方编写8250初始初始化程序段。化程序段。I8250 PROC I8250 PROC MOV DX,3FBH MOV

24、 DX,3FBH MOV AL,80H MOV AL,80H OUT DX,AL ; OUT DX,AL ;寻址位置寻址位置1 1 MOV DX,3F9H MOV DX,3F9H MOV AL,00H MOV AL,00H OUT DX,AL ; OUT DX,AL ;写除数高写除数高8 8位位 MOV DX,3F8H MOV DX,3F8H MOV AL,18H MOV AL,18H OUT DX,AL ; OUT DX,AL ;写除数低写除数低8 8位位 MOV DX,3FBH MOV DX,3FBH MOV AL,0AH MOV AL,0AH OUT DX,AL ; OUT DX,AL

25、;无校验传送无校验传送,8,8位数据位数据 MOV DX,3F9HMOV DX,3F9H MOV AL,01H MOV AL,01H OUT DX,AL OUT DX,AL MOV DX,3FCH MOV DX,3FCH MOV AL,08H MOV AL,08H OUT DX,AL OUT DX,AL RET RETI8250 ENDPI8250 ENDP 8250查询方式下接收和发送程序的编程查询方式下接收和发送程序的编程 在发送数据前，读通信线状态寄存器在发送数据前，读通信线状态寄存器(状态口状态口)获取发送保持或移位寄存器获取发送保持或移位寄存器(数据数据口口)是否空闲；在接收数据前，

26、读通信线是否空闲；在接收数据前，读通信线状态寄存器状态寄存器(状态口状态口)获取接收缓冲寄存器获取接收缓冲寄存器(数据口数据口)是否已经收到是否已经收到1帧数据。帧数据。 SCANR：MOV DX，2FDHIN AL，DXTEST AL，01H； 00000001BJZ SCANR ； D0=1MOV DX，2F8HIN AL，DX第十一章并行第十一章并行I/OI/O接口接口一、一、8255A定时器定时器/计数器计数器（1）内部结构、端口地址以及与系统总线的连接）内部结构、端口地址以及与系统总线的连接（2）8255A三种工作方式（方式三种工作方式（方式0 方式方式2 ）的工作）的工作特点和特点

27、和I/O过程过程A口可工作在方式0、1、2B口可工作在方式0、1C口可工作在方式0工作方式工作方式适用于端口适用于端口方式方式0：基本型入：基本型入/出出A口、口、B口、口、C口口方式方式1：选通型入：选通型入/出出A口、口、B口口方式方式2：双向传输：双向传输A口口十 二十 三（3 3）在方式）在方式1 1中中C C口哪几个引脚作为信号联络线，各口哪几个引脚作为信号联络线，各信号信号联络线的含义。联络线的含义。例：例：82558255的数据口中，的数据口中，_A_A_口可工作在双向方式。口可工作在双向方式。例：例： 8255A8255A的的A A口初始化定义为选通型（方式口初始化定义为选通型

28、（方式1 1）时，如果对）时，如果对8255A8255A采用查询方式输入，必须先查询采用查询方式输入，必须先查询_IBF_IBF_ _，其电平为，其电平为高高时，时，表示可以输入数据；表示可以输入数据；如果对如果对8255A采用查询方式输出，必须先采用查询方式输出，必须先查询查询_OBF_，其电平为，其电平为高高时，表示可以输出数据；时，表示可以输出数据；二二. 8255的初始化编程的初始化编程 工作在方式工作在方式0时：方式选择命令字时：方式选择命令字控制口控制口 工作在方式工作在方式1、2时：时：a) 方式选择命令字方式选择命令字控制口控制口b) 允许中断（或禁止中断）的命令字允许中断（或

29、禁止中断）的命令字控制口控制口a. 如果数据口（如果数据口（A,BA,B或或C)C)工作在方式工作在方式0 0， 直接采用直接采用IN/OUTIN/OUT指令对其进行读写。指令对其进行读写。b. b. 如果数据口如果数据口(A(A或或B)B)工作在方式工作在方式1 1， 如果采用查询方式，且如果采用查询方式，且 A A或或B B口定义为输入口口定义为输入口, ,先用先用ININ指令读入指令读入C C口的内容，查询其中的口的内容，查询其中的IBF=1IBF=1时时, ,表示表示CPUCPU可可以继续用以继续用ININ指令从指令从A A或或B B口读入外设送来的数据。口读入外设送来的数据。 如果采

30、用查询方式，且如果采用查询方式，且 A A或或B B口定义为输出口口定义为输出口, ,先用先用ININ指令读入指令读入C C口的内容，查询口的内容，查询OBF=1 OBF=1 时时, ,表示表示CPUCPU可以用可以用OUTOUT指令向指令向A A或或B B口写数据以送给外设。口写数据以送给外设。 系统机外扩一片系统机外扩一片8255A8255A及相应电路如下图所示，外扩及相应电路如下图所示，外扩8255A8255A的端口地的端口地址为址为200H203H,200H203H,现利用系统机的日时钟外扩现利用系统机的日时钟外扩1CH1CH型中断，实现每隔型中断，实现每隔1s1s使八个发光二极管同时

31、闪烁一次，主机键盘有按键按下时结束，使八个发光二极管同时闪烁一次，主机键盘有按键按下时结束，返回返回DOSDOS操作系统。根据要求完成相关内容。操作系统。根据要求完成相关内容。PA7PA0D70DB70WRRDCSA1A0A1A0IOWIOR200H203HLED7LED1LED0+5V八个八个同向同向驱动器驱动器8255A（1 1）从图可以分析出，）从图可以分析出，A A口工作在方式口工作在方式 0 0 的输的输 出出 （入（入/ /出）。出）。 (2)(2)写出初始化程序写出初始化程序I8255A PROCI8255A PROC MOV DX,203H MOV DX,203H MOV AL,1000XXXXB MOV AL,1000XXXXB OUT DX,AL ; OUT DX,AL ;写入工作方式字写入工作方式字 RET RETI8255 ENDPI8255 ENDP