1、 目 录 第一章微型计算机概论第一章微型计算机概论 第二章第二章Intel80 x86Intel80 x86微处理器微处理器 第三章半导体存储器及其接口第三章半导体存储器及其接口 第四章微型计算机输入第四章微型计算机输入/输出系统概述输出系统概述 第五章并行接口技术第五章并行接口技术 第六章定时第六章定时/计数技术及其接口计数技术及其接口 第七章串行通信及串行接口技术第七章串行通信及串行接口技术 第八章中断技术及中断控制器第八章中断技术及中断控制器 第九章第九章DMADMA技术及技术及DMADMA控制器控制器 第十章总线技术第十章总线技术 第十一章人机接口技术第十一章人机接口技术 微型计算机概
2、述微型计算机概述 微型计算机系统的组成微型计算机系统的组成 计算机中数和字符的表示计算机中数和字符的表示 二进制运算二进制运算 习题与思考习题与思考 第一章第一章 微型计算机概述微型计算机概述 目 录帮助退 出下一章 第二章第二章 Intel 8086微处理器微处理器 Intel 8086微处理器微处理器 80 x86高档微处理器高档微处理器 习题与思考习题与思考上一章目 录帮助退 出下一章 第三章第三章 半异体存储器及其接口半异体存储器及其接口 存储器概述存储器概述 随机存取存储器随机存取存储器RAM 只读存储器只读存储器ROM 半导体存储器接口半导体存储器接口 存储体系结构存储体系结构 习
3、题与思考习题与思考上一章目 录帮助退 出下一章上一章目 录帮助退 出下一章 第四章第四章 微机接口技术概述微机接口技术概述 微机接口技术概述微机接口技术概述 输入输入/输出控制方式输出控制方式 习题与思考习题与思考上一章目 录帮助退 出下一章目 录帮助退 出下一章 第五章第五章 并行接口技术并行接口技术 并行通信及并行接口并行通信及并行接口 可编程并行接口可编程并行接口8255A 8255A的应用的应用 习题与思考习题与思考上一章目 录帮助退 出下一章第六章第六章 定时定时/计数技术计数技术及其接口及其接口 定时定时/计数技术概述计数技术概述 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253 8
4、253的应用的应用 习题与思考习题与思考上一章目 录帮助退 出下一章第七章第七章 串行通信及串行接口技术串行通信及串行接口技术 串行通信概述串行通信概述 可编程串行接口可编程串行接口8251A 8251A的应用的应用 习题与思考习题与思考上一章目 录退 出下一章帮助第八章第八章 中断技术及中断控制器中断技术及中断控制器 中断技术概述中断技术概述 8086中断系统中断系统 8259A中断控制器中断控制器 8259A在微机系统中的应用在微机系统中的应用 习题与思考习题与思考上一章目 录退 出下一章帮助第九章第九章 DMA技术及技术及DMA控制器控制器 直接存储器存取（直接存储器存取（DMA）概述）
5、概述 可编程可编程DMA控制器控制器8237A DMA技术在微机系统中的应用技术在微机系统中的应用 习题与思考习题与思考上一章目 录退 出下一章帮助 总线技术概述总线技术概述 系统总线系统总线 局部总线局部总线 习题与思考习题与思考 第十章第十章 总线技术总线技术 上一章目 录退 出下一章上一章目 录退 出下一章帮助第十一章第十一章 人机接口技术人机接口技术 键盘及其接口技术键盘及其接口技术 鼠标器及其接口技术鼠标器及其接口技术 显示器及其接口技术显示器及其接口技术 打印机及其接口技术打印机及其接口技术 外存储器及其接口外存储器及其接口 其它人机接口设备其它人机接口设备 习题与思考习题与思考上
6、一章目 录退 出帮助微型计算机是以微处理器为核心，配以存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成的计算机。以微处理器的发展为标志，自1971年出现微处理器开始，已推出六代产品：第一代微处理器（第一代微处理器（1971197119731973）以）以4 4位微处理器和低档位微处理器和低档8 8位微处位微处理器为代表理器为代表第二代微处理器（第二代微处理器（1974197419781978）以中高档）以中高档8 8位微处理器为代表位微处理器为代表第三代微处理器（第三代微处理器（1979197919841984）以）以1616位微处理器为代表位微处理器为代表第四代微处理器（第四代微处理器（198519
7、8519921992）以）以3232位微处理器为代表位微处理器为代表第五代微处理器（第五代微处理器（1993199320002000）以超级）以超级3232位微处理器为代表位微处理器为代表第六代微处理器（第六代微处理器（20012001年以后）以年以后）以6464位微处理器为代表位微处理器为代表帮帮帮 助助助1 1体积小、重量轻、功耗低体积小、重量轻、功耗低 2 2功能强功能强3 3可靠性高可靠性高 4 4价格廉价格廉 5 5结构灵活，适应性强结构灵活，适应性强 6 6使用方便、维护容易使用方便、维护容易 1 1、按字长分类：、按字长分类：4 4位机位机 /8/8位机位机 /16/16位机位机
8、 /32/32位机位机 /64/64位机位机2 2、按结构分类：、按结构分类：单片机单片机 /单板机单板机 /多板机多板机 /微型计算机微型计算机3 3、按制造工艺分类：、按制造工艺分类：MOSMOS型微机型微机 /双极型微机双极型微机 （1）字长）字长（2）内存容量）内存容量（3）主频）主频（4）运算速度）运算速度（5）指令系统）指令系统（6）可靠性）可靠性（7）兼容性）兼容性（8）性能价格比）性能价格比1 1、科学计算、科学计算2 2、信息管理、信息管理3 3、过程控制、过程控制4 4、计算机网络与通信、计算机网络与通信5 5、计算机辅助教学、设计、制造、计算机辅助教学、设计、制造6 6、
9、仪器仪表与家电控制、仪器仪表与家电控制CPUROMI/O接口接口1I/O接口接口nAB外部设备外部设备1外部设备外部设备nDBCBRAM 存储器存储器 运算器运算器 控制器控制器输输入入设设备备输输入入接接口口输输出出设设备备输输出出接接口口微处理器微处理器微型计算机微型计算机1 微处理器微处理器2 内存储器内存储器3 输入输入/输出接口输出接口4 系统总线系统总线5 外部设备外部设备1、系统软件、系统软件:操作系统操作系统 服务型程序服务型程序 语言处理程序语言处理程序 2、应用软件应用软件:定制应用软件定制应用软件通用应用软件通用应用软件 微处理器微处理器：又称微处理机，是由一片或几片大又
10、称微处理机，是由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器功能的中央规模集成电路组成的具有运算器和控制器功能的中央处理器部件处理器部件 微型计算机微型计算机：又称主机或微机，是以微处理器又称主机或微机，是以微处理器为核心部件，再配上内存储器、输入为核心部件，再配上内存储器、输入/输出接口电路及输出接口电路及系统总线所构成的计算机系统总线所构成的计算机 微型计算机系统微型计算机系统：是以微型计算机为核心，配是以微型计算机为核心，配以相应的输入以相应的输入/输出外设、电源、辅助电路以及指挥微输出外设、电源、辅助电路以及指挥微型计算机工作的系统软件所构成的系统型计算机工作的系统软件所构成的系统
11、 硬件系统硬件系统软件系统软件系统主机主机外部设备外部设备电源、机箱、辅助电路电源、机箱、辅助电路微型计算机系统微型计算机系统 微处理器微处理器 内存储器内存储器 I/O接口电路接口电路 系统总线系统总线算术逻辑单元算术逻辑单元控制单元控制单元寄存器组寄存器组ROMRAM地址总线地址总线数据总线数据总线控制总线控制总线输入输入/输出设备输出设备外存储器外存储器系统软件系统软件应用软件应用软件操作系统操作系统服务型程序服务型程序语言处理程序语言处理程序进位计数制是一种计数方法，进位计数制是一种计数方法，十进制十进制数是人们最熟悉、最常用的，数是人们最熟悉、最常用的，计算机中采用计算机中采用二进制
12、二进制数，为了表示数，为了表示方便，我们有时使用方便，我们有时使用十六进制十六进制数或数或八进制八进制数数（3E9F.A83E9F.A8）1616或或3E9F.A8H3E9F.A8H逢十六进一，借一当十六逢十六进一，借一当十六01234567890123456789ABCDEFABCDEF1616十六进制十六进制（1234.561234.56）1010或或1234.56D1234.56D逢十进一，借一当十逢十进一，借一当十0123456789012345678910十进制十进制（4527.064527.06）8 8或或4527.06Q4527.06Q逢八进一，借一当八逢八进一，借一当八0123
13、4567012345678八进制八进制（1010.011010.01）2 2或或1010.01B1010.01B逢二进一，借一当二逢二进一，借一当二0 10 12二进制二进制表示方法示例表示方法示例进位规则进位规则有效数码有效数码基数基数计数制计数制二进制数二进制数 十进制数十进制数：各位二进制数码乘以对应位的权之和各位二进制数码乘以对应位的权之和 十六进制数十六进制数十进制数十进制数：各位十六进制数码乘以对应位的权之和各位十六进制数码乘以对应位的权之和 1、2、例如：例如：=122+121+020+02-1+12-2 D=6.25 D=5161+11160+1216-1D=91.75 D11
14、0.01B5B.CH十进制数十进制数 二进制数二进制数：（：（整数部分整数部分）除除2取余，直至商为取余，直至商为 0十进制数十进制数 二进制数二进制数：（：（小数部分小数部分）乘乘 2 取整，直至积为取整，直至积为 0，或达到精度要求，或达到精度要求例如：例如：6.25 D=110.01B6/2 商商3 余余03/2 商商1 余余11/2 商商 余余10.252 积积 0.5整数部分为整数部分为00.52 积积 1 整数部分为整数部分为 10.0 3、十进制数十进制数 十六进制数十六进制数：（：（整数部分整数部分）除除16取余，直至商为取余，直至商为 0十进制数十进制数 十六进制数十六进制数
15、：（：（小数部分小数部分）乘乘 16 取整，直至积为取整，直至积为 0，或达到精度要求，或达到精度要求例如：例如：91.75 D=5B.CH91/16 商商5 余余11即即B5/16 商商0 余余 5 0.7516 积积 12.整数部分为整数部分为C0.0 4、二进制数二进制数 十六进制数十六进制数：一位十六进制数唯一对一位十六进制数唯一对应应 4 位二进制数位二进制数 例如：例如：=0110.0100B5 B.CH二二 进进 制制 数数十十 六六 进进 制制 数数0 0 0 000 0 0 110 0 1 020 0 1 130 1 0 040 1 0 150 1 1 060 1 1 171
16、 0 0 081 0 0 191 0 1 0A1 0 1 1B1 1 0 0C1 1 0 1D1 1 1 0E1 1 1 1F110.01B=6.4H=0101 1011.1100B=1011011.11B5、数值型数据数值型数据：无符号数、带符号数：无符号数、带符号数二进制带符号数的符号位表示二进制带符号数的符号位表示：使用二进制编码的：使用二进制编码的最高位最高位，“0 0”表示表示“正正”，“1 1”表示表示“负负”机器数机器数：将符号位与数值位一起予以数值化的数：将符号位与数值位一起予以数值化的数真值真值：机器数所代表的数值为该机器数的真值：机器数所代表的数值为该机器数的真值常用带符号
17、数编码：常用带符号数编码：原码、反码、补码、过余码等原码、反码、补码、过余码等1、原码、原码 最高位为符号位，最高位为符号位，0 0表示正数，表示正数，1 1表示负数，其余表示负数，其余各位表示数值的绝对值大小各位表示数值的绝对值大小 以机器字长为以机器字长为8位为例：位为例：+1 原原=00000001B =01H+127原原=01111111B =7FH+0 原原 =00000000B =00H-1 原原 =10000001B =81H-127原原 =11111111B =FFH-0 原原 =10000000B =80H2、反码、反码 最高位为符号位，最高位为符号位，0 0表示正数，表示正
18、数，1 1表示负数，正数表示负数，正数的反码与原码的表示相同，负数的反码为其原码除符的反码与原码的表示相同，负数的反码为其原码除符号位之外的其余各位按位取反号位之外的其余各位按位取反 以机器字长为以机器字长为8位为例：位为例：+1 反反=00000001B =01H+127反反=01111111B =7FH+0 反反=00000000B =00H-1 反反=10000001B =11111110B =FEH-127反反=11111111B =10000000B =80H-0 反反=10000000B =11111111B =FFH、补码、补码 正数的补码与原码的表示相同，负数的补码为其正数的补
19、码与原码的表示相同，负数的补码为其原码除符号位之外的各位按位取反后再加原码除符号位之外的各位按位取反后再加1 1以机器字长为以机器字长为8位为例：位为例：+1 补补=00000001B =01H+127补补=01111111B =7FH+0 补补=00000000B =00H-1 补补 =10000001B+1=11111110B+1 =FFH-127补补=11111111B+1 =10000000B+1 =81H-0 补补 =10000000B+1 =11111111B+1 =00H4、过余码、过余码 又称移码，是将真值在数轴上往正方向平移又称移码，是将真值在数轴上往正方向平移2 2n-1n
20、-1后得到的编码。即将真值加上一个正数后得到的编码。即将真值加上一个正数2 2n-1n-1，这个加，这个加上去的正数称为上去的正数称为过余量过余量 以机器字长为以机器字长为8位，过余量为位，过余量为128为例：为例：+1 过余过余=128+1 =129=100000001B+127过余过余=128+127=255=11111111B+0 过余过余=128+0 =128=100000000B-1 过余过余 =128-1 =127=01111111B-127过余过余=128-127=1 =000000001B-0 过余过余 =128-0 =128=100000000B5、补码与真值的转换、补码与真
21、值的转换 正数的补码等于其真值，即正数补码的真值就等正数的补码等于其真值，即正数补码的真值就等于正数补码本身的二进制值于正数补码本身的二进制值以机器字长为以机器字长为8位为例：位为例：XX补补=0 01010011B1010011B时，正数，即时，正数，即X=+1010011BX=+1010011B+83+83XX补补=1 10101101B0101101B时，负数，将时，负数，将XX补补按位取反再加按位取反再加1 1，得到得到01010011B01010011B8383，即，即X X-83-83对于负对于负数的补码首先确定其符号位，然后将补码数的补码首先确定其符号位，然后将补码按位全部取反再
22、加按位全部取反再加1，即得到其真值的绝对值，即得到其真值的绝对值1、定点数：、定点数：小数点位置固定不变小数点位置固定不变定点整数：定点整数：小数点隐含于最末位的后面小数点隐含于最末位的后面定点小数：定点小数：小数点隐含于最高位的前面小数点隐含于最高位的前面2、浮点数：、浮点数：小数点位置可以改变小数点位置可以改变符号位符号位阶码阶码尾码尾码1、ASCII码码（美国信息交换标准代码）（美国信息交换标准代码）ASCII码码表包括表包括52个大小写英文字母、个大小写英文字母、09数字、数字、一些运算符号、标点符号、其它专用符号、控制符号一些运算符号、标点符号、其它专用符号、控制符号一个一个ASCI
23、I码由码由7 位二进制编码组成，在一个字节位二进制编码组成，在一个字节中最高一位空闲，用中最高一位空闲，用0补充补充5AH5AH42H42H41H41HASCIIASCII码码z zb ba a字符字符7AH7AH62H62H61H61HASCIIASCII码码Z Z39H39H9 920H20H空格空格0DH0DH回车回车B B31H31H1 10AH0AH换行换行A A30H30H0 007H07H响铃响铃字符字符ASCIIASCII码码字符字符ASCIIASCII码码字符字符常用常用ASCII码码2、BCD码码用用4位二进制数来表示位二进制数来表示1位十进制数的编码方法位十进制数的编码方
24、法称为二进制编码的十进数或称为二称为二进制编码的十进数或称为二十进制数，简十进制数，简称称BCD码码111111117 701110111111011106 601100110110111015 501010101110011004 401000100101110113 300110011A AB BC CD DE EF F101010102 2001000109 9100110011 1000100018 8100010000 000000000十进制数十进制数BCDBCD编码编码十进制数十进制数BCDBCD编码编码这六种情这六种情况在况在BCDBCD码码中不允许中不允许出现出现8421-B
25、CD编码表编码表3、汉字编码、汉字编码 汉字输入码：汉字输入码：利用键盘输入汉字的输入编码利用键盘输入汉字的输入编码数字编码、字音编码、字形编码、音形编码数字编码、字音编码、字形编码、音形编码 汉字交换码：汉字交换码：用用2个个7位表示的标准编码位表示的标准编码国标码（一级汉字国标码（一级汉字3755个、二级汉字个、二级汉字3008个）个）汉字内码：汉字内码：计算机系统内部存储和处理汉字信计算机系统内部存储和处理汉字信息时所使用的编码息时所使用的编码 汉字字形码：汉字字形码：表示汉字形状的编码表示汉字形状的编码点阵字形、轮廓字形点阵字形、轮廓字形XX补补-Y-Y补补=X=X补补+-Y+-Y补补
26、X+YX+Y补补 =X=X补补+Y+Y补补X-YX-Y补补 =X=X补补-Y-Y补补补码加减法运算公式：补码加减法运算公式：二进制二进制加法加法运算规则：运算规则：二进制二进制减法减法运算规则：运算规则：0+0=0 0+0=0 0-0=0 0-0=0 0+1=1 0+1=1 0-1=1(0-1=1(有借位有借位)1+0=1 1+0=1 1-0=11-0=11+1=0(1+1=0(有进位有进位)1-1=01-1=0 与运算规则：与运算规则：或或运算规则：运算规则：0 0与与0=0 0=0 0 0或或0=0 0=0 0 0与与1=0 1=0 0 0或或1=1 1=1 1 1与与0=0 0=0 1
27、1或或0=10=11 1与与1=1 1=1 1 1或或1=11=1 异或运算规则：异或运算规则：非运算规则：非运算规则：0 0异或异或0=0 0=0 非非0=1 0=1 0 0异或异或1=1 1=1 非非1=0 1=0 1 1异或异或0=1 0=1 1 1异或异或1=01=0 简述微型计算机系统的组成及各部分作用简述微型计算机系统的组成及各部分作用 填空填空1、微型计算机系统由、微型计算机系统由_子系统和子系统和_子系统两部分组成子系统两部分组成2、计算机软件分为、计算机软件分为_软件和软件和_软件软件硬件硬件软件软件系统系统应用应用 举例说明微型计算机的特点及其应用举例说明微型计算机的特点及
28、其应用()15H=21D=1000101B()15H=21D=1000101B()()求一个数的补码就是对其求补求一个数的补码就是对其求补()8()8位二进制补码位二进制补码0D8H0D8H表示的真值是表示的真值是4040 判断对错判断对错 数据总线：数据总线：16位位端口地址线：端口地址线：16位位 地址总线：地址总线：20位位时钟频率：时钟频率：5MHz 内存空间：内存空间：CPU可直接寻址可直接寻址1MB内存空间内存空间 指令系统：指令系统：90多条指令多条指令 寻址方式：寻址方式：7种基本寻址方式种基本寻址方式 中断功能：内部中断、外部中断，中断功能：内部中断、外部中断，256级中断级
29、中断 工作模式：单处理器工作模式、多处理器工作模式工作模式：单处理器工作模式、多处理器工作模式 流水线工作方式：取指令、执行指令并行进行流水线工作方式：取指令、执行指令并行进行 兼容性：与兼容性：与8080、8085兼容兼容 执行单元（执行单元（EU）总线接口单元（总线接口单元（BIU）总线控制逻辑总线控制逻辑 指令指针寄存器指令指针寄存器IP 段寄存器段寄存器 地址加法器地址加法器 指令队列缓冲器指令队列缓冲器1、BIU执行单元（执行单元（EU）总线接口单元（总线接口单元（BIU）算术逻辑单元（算术逻辑单元（ALU）EU控制电路控制电路 寄存器组寄存器组、Uv CPU取指过程取指过程执行单元
30、（执行单元（EU）总线接口单元（总线接口单元（BIU）存存储储器器DBCBABv CPU向内存写数过程向内存写数过程执行单元（执行单元（EU）总线接口单元（总线接口单元（BIU）存存储储器器DBCBABv EU取指、译码过程取指、译码过程执行单元（执行单元（EU）总线接口单元（总线接口单元（BIU）存存储储器器DBCBAB 8086EUBIUBUS取指取指1忙忙取指取指2忙忙执指执指1取指取指3忙忙执指执指2取指取指4忙忙执指执指3取指取指5忙忙执指执指4ttt3、8086的内部结构特点：的内部结构特点：指令的提取与执行分别由指令的提取与执行分别由BIU和和EU两部件完成，二者既独立又相两部件
31、完成，二者既独立又相互配合互配合并行工作。并行工作。执指执指5忙忙 1、数据寄存器数据寄存器AX、BX、CX、DX(16位位)AX、AL（累加器）用于完成各种运算和传送移位等操累加器）用于完成各种运算和传送移位等操作，在乘法、除法指令中约定使用作，在乘法、除法指令中约定使用AX、AH、AL存放相关数存放相关数据，在据，在I/O指令中约定使用指令中约定使用AX、AL存放存放I/O数据数据BX（基址寄存器）在存储器间接寻址时用于存放段内偏基址寄存器）在存储器间接寻址时用于存放段内偏移地址移地址CX（计数寄存器）在循环处理指令和串处理指令中约定计数寄存器）在循环处理指令和串处理指令中约定使用使用CX
32、存放循环次数，实现计数控制，在移位指令中约定使存放循环次数，实现计数控制，在移位指令中约定使用用CL存放移位次数存放移位次数 DX（数据寄存器）在间接寻址的数据寄存器）在间接寻址的I/O指令中用于存放端指令中用于存放端口地址，在字乘法、字除法指令中也约定使用口地址，在字乘法、字除法指令中也约定使用DX存放双字数存放双字数据的高位部分据的高位部分 2、专用寄存器专用寄存器SP、BP、SI、DI(16位位)用来存放操作数或偏移地址用来存放操作数或偏移地址SP（堆栈指针寄存器）用来指示栈顶的偏移地址，一（堆栈指针寄存器）用来指示栈顶的偏移地址，一般用于访问堆栈的栈顶单元般用于访问堆栈的栈顶单元BP（
33、基址指针寄存器）用来指示堆栈段某一操作数所（基址指针寄存器）用来指示堆栈段某一操作数所在单元的偏移地址，一般用于访问堆栈段内任意单元在单元的偏移地址，一般用于访问堆栈段内任意单元SP、BP一般与一般与SS寄存器联用以确定堆栈段中某一存储寄存器联用以确定堆栈段中某一存储单元的地址单元的地址SI（源变址寄存器）用来存放源操作数偏移地址（源变址寄存器）用来存放源操作数偏移地址 DI（目的变址寄存器）用来存放目的操作数偏移地址（目的变址寄存器）用来存放目的操作数偏移地址 SI、DI一般与一般与DS联用联用,用来确定数据段中某一存储单元用来确定数据段中某一存储单元的地址，在串操作指令中的地址，在串操作指
34、令中DI默认与默认与ES联用联用用来存放代码段、数据段、堆栈段、附加段用来存放代码段、数据段、堆栈段、附加段的段基址的段基址 3、段寄存器段寄存器CS、DS、SS、ES(16(16位位)用来存放代码段中的指令的偏移地址用来存放代码段中的指令的偏移地址 4、指令指针寄存器指令指针寄存器IP(16(16位位)在程序运行在程序运行的过程中，的过程中，IP自动加自动加“1”，始终始终指向下一条指令首字节指向下一条指令首字节，它与，它与CS寄存器联用确定寄存器联用确定下一条指令的物理地址，是用来控制指令序列的下一条指令的物理地址，是用来控制指令序列的执行流程的寄存器执行流程的寄存器6个个状态位状态位记录
35、指令操作后结果的状态信息，由记录指令操作后结果的状态信息，由CPU根根据结果自动设置据结果自动设置CF 进位标志进位标志SF 符号标志符号标志OF 溢出标志溢出标志PF 奇偶标志奇偶标志ZF 零标志零标志AF 辅助进位标志辅助进位标志CFPFAFZFOFSFTFIFDF3 个个控制位控制位控制处理器的操作，根据需要由程序用指控制处理器的操作，根据需要由程序用指令设置令设置DF 方向标志方向标志IF 中断允许标志中断允许标志TF 陷阱标志陷阱标志 5、标志寄存器标志寄存器FLAG(16(16位位)指令周期指令周期：执行一条指令所需的时间，不同指令执行一条指令所需的时间，不同指令的指令周期不等长的
36、指令周期不等长总线周期总线周期：CPU访问内存或访问内存或I/O端口存端口存/取一个数取一个数据或指令所用的时间，一个基本的总线周期由个时据或指令所用的时间，一个基本的总线周期由个时钟周期组成钟周期组成时钟周期时钟周期：时钟脉冲的重复周期时钟脉冲的重复周期 典型的典型的8086总线周期时序总线周期时序 T1 T2 T3 T4 T1 T2 T3 Tw T4 TI TI T1 T2 T3 Tw Tw T4空闲周期空闲周期CLK等待周期等待周期等待周期等待周期 1、工作模式、工作模式 最小模式最小模式：单微处理器模式，系统中只有一个：单微处理器模式，系统中只有一个80868086微处理器，所有的总线
37、控制信号均由微处理器，所有的总线控制信号均由CPUCPU直接产直接产生，因此系统中的总线控制电路少，控制信号较少，生，因此系统中的总线控制电路少，控制信号较少，一般不必接总线控制器一般不必接总线控制器最大模式最大模式：多微处理器模式，系统中可包含：多微处理器模式，系统中可包含2 2个个或或2 2个以上微处理器，其中一个个以上微处理器，其中一个80868086为主处理器，其为主处理器，其他的微处理器为协处理器（如他的微处理器为协处理器（如80878087、80898089）系统中控制信号较多，需要通过总线控制器与总系统中控制信号较多，需要通过总线控制器与总线相连，控制总线驱动能力较强线相连，控制
38、总线驱动能力较强 2、引脚功能、引脚功能 8086 3、8086最小模式下的典型配置最小模式下的典型配置 4、8086最大模式下的典型配置最大模式下的典型配置 v 线性地址线性地址 微型计算机的内存储器以微型计算机的内存储器以字节字节为基为基本单位存储信息，每个字节占用一个存本单位存储信息，每个字节占用一个存储单元，每个存储单元给定一个惟一的储单元，每个存储单元给定一个惟一的地址，这个地址称为地址，这个地址称为物理地址物理地址，物理地，物理地址以二进制无符号整数形式从址以二进制无符号整数形式从0 0开始编开始编号，顺序增号，顺序增1 1 内存储器编址内存储器编址00000H00000H0000
39、1H00001H00002H00002H00003H00003H00004H00004H00005H00005H00006H00006H00007H00007H1 1、80868086存储器组织存储器组织1 1、80868086存储器组织存储器组织v 数据存储数据存储 例：例：字节：（字节：（0006H）=34H 规则字：（规则字：（0006H）=1234H 非规则字：（非规则字：（0009H）=5678H v 分段技术分段技术 8086系统把系统把1MB的内存空间的内存空间分为若干个段，要求：分为若干个段，要求：每段的容量不超过每段的容量不超过64KB段内起始地址必须能被段内起始地址必须能被
40、16整除整除各段的功能因具体用途而定，各段的功能因具体用途而定，可分为代码段、数据段、堆栈段、可分为代码段、数据段、堆栈段、附加段附加段段内起始单元地址的高段内起始单元地址的高16位位（低（低4位为位为0）称为）称为段基址段基址，段内，段内某单元距首单元的位移量称为某单元距首单元的位移量称为偏偏移地址移地址/有效地址有效地址0000 H0001 H0002 H0003 H0004 H12340H12341H12342H12343H12344H.物理地址物理地址段内偏移地址段内偏移地址段基址段基址偏移地偏移地址址0000 H0001 H0002 H0003 H0004 H.1234 H 1 1、
41、80868086存储器组织存储器组织v 分段技术分段技术 在在8086系统中，每个存储系统中，每个存储单元都可以用两种地址表示：单元都可以用两种地址表示：物理地址物理地址 是内存中信息存储的是内存中信息存储的实际地址实际地址逻辑地址逻辑地址（段基址：偏移地址）（段基址：偏移地址）是允许在程序中编排的地址是允许在程序中编排的地址CPU必须按照物理地址对必须按照物理地址对对内存进行寻址，访存时首先对内存进行寻址，访存时首先把逻辑地址转换为物理地址，把逻辑地址转换为物理地址，然后再对内存单元进行读然后再对内存单元进行读/写写物理地址与逻辑地址：物理地址与逻辑地址：000016位段基址位段基址20位物
42、理地址位物理地址地址加法器地址加法器16位段基址位段基址16位偏移地址位偏移地址1 1、80868086存储器组织存储器组织5128位位奇奇地址地址存储体存储体5128位位偶偶地址地址存储体存储体00000H00002H00004H.00001H00003H00005H.v 分体结构分体结构 1 1、80868086存储器组织存储器组织D7D0偶偶地址存储体地址存储体SEL A19A1D7D0奇奇地址存储体地址存储体SEL A19A1DBD7D0D15D8ABA19A1A0BHE2、8086的的I/O空间空间8086系统与外部设备之间通过系统与外部设备之间通过I/O接口芯片联系接口芯片联系每个
43、每个I/O芯片内部都有一个或几个芯片内部都有一个或几个I/O端口（寄存器），端口（寄存器），每个端口对应一个端口号（又称端口地址），每个端口对应一个端口号（又称端口地址），8086系统允系统允许有许有64K个个8位端口，两个相邻的位端口，两个相邻的8位端口可以组成一个位端口可以组成一个16位的端口位的端口指令系统提供了指令系统提供了IN及及OUT指令访问端口，指令访问端口，CPU在执在执行这样的指令时，会从硬件上产生有效的行这样的指令时，会从硬件上产生有效的RD信号或信号或WR信号，同时使信号，同时使M/IO信号变为低电平，通过外部逻辑电路信号变为低电平，通过外部逻辑电路的组合产生对的组合产生
44、对I/O端口的读端口的读/写信号写信号 一台微机在运行过程中，需要一台微机在运行过程中，需要CPU执行许多操作，执行许多操作，8086CPU的操作主要有以下几种：的操作主要有以下几种：系统复位与启动操作系统复位与启动操作 总线读总线读/写操作写操作 中断操作中断操作 最小模式下的总线保持请求响应操作最小模式下的总线保持请求响应操作 最大模式下的总线请求最大模式下的总线请求/允许允许/释放操作释放操作80868086的复位和启动操作是通过的复位和启动操作是通过RESETRESET引脚的触发信号执行的，引脚的触发信号执行的，80868086要求复位信号至少维持要求复位信号至少维持4 4个时钟周期的
45、高电平，若是初次上电个时钟周期的高电平，若是初次上电则要求至少维持则要求至少维持50s50s的高电平的高电平当当RESETRESET信号一进入高电平，信号一进入高电平，80868086就会结束现行操作，进入内就会结束现行操作，进入内部复位状态，并将部复位状态，并将CPUCPU内部将全部寄存器置为初值内部将全部寄存器置为初值0000H其它寄存器其它寄存器空空指令队列指令队列0000HES寄存器寄存器0000HSS寄存器寄存器0000HDS寄存器寄存器FFFFHCS寄存器寄存器0000H指令指针指令指针IP0000H标志寄存器标志寄存器系统复位重新启动时，便系统复位重新启动时，便从内存的从内存的F
46、FFF0H单元开始执行单元开始执行程序。一般在程序。一般在FFFF0H处存放一处存放一条条JMP指令，转移到系统程序入指令，转移到系统程序入口处，保证系统一启动就可以自口处，保证系统一启动就可以自动进入系统程序动进入系统程序8086复位操作时序复位操作时序RESET输入输入内部内部RESET三态门三态门输出信号输出信号不作用状态不作用状态浮空浮空CLK12T12T4T后后1T后后 在在RESET信号变成高电平后，经过信号变成高电平后，经过1个时钟周期，所有的三态输出个时钟周期，所有的三态输出线被置为高阻态，并一直维持高阻态（浮空）直到线被置为高阻态，并一直维持高阻态（浮空）直到RESET信号变
47、为低电信号变为低电平为止，但在高阻态的前半个时钟周期，三态输出线被置为不作用状态，平为止，但在高阻态的前半个时钟周期，三态输出线被置为不作用状态，当时钟信号又变成高电平时，才置为高阻态当时钟信号又变成高电平时，才置为高阻态置为高阻态的三态输出线包括：置为高阻态的三态输出线包括：AD15AD0、A19/S6A16/S3、BHE/S7、M/IO、DT/R、DEN、WR、RD、INTA。另外几条控制线在。另外几条控制线在复位后处于无效状态，但不浮空，它们是复位后处于无效状态，但不浮空，它们是ALE、HLDA、RQ/GT0、RQ/GT1、QS0、QS1CLKA19/S6A16/S3AD15AD0ALE
48、M/IOBHE/S7RDDT/RDENT1T2T3TWT4BHE输出输出高：读内存高：读内存 低：读低：读I/O地址输出地址输出状态输出状态输出地址输出地址输出数据输入数据输入T1状状态态 M/IO信号指出信号指出CPU访问的对象，访问的对象，=1访问内存，访问内存，=0访问外设。访问外设。该信号的有效电平一直保持到总线周期结束的该信号的有效电平一直保持到总线周期结束的T4状态。状态。20位地址信号通过多路复用总线分别输出访问内存或外设的位地址信号通过多路复用总线分别输出访问内存或外设的端口地址。端口地址。作为奇存储体的选择信号作为奇存储体的选择信号BHE信号有效。信号有效。ALE引脚上输出一
49、个正脉冲作为地址锁存信号。在引脚上输出一个正脉冲作为地址锁存信号。在T1状态结状态结束时，束时，ALE的下降沿用做地址锁存器的选通信号，使地址锁存。的下降沿用做地址锁存器的选通信号，使地址锁存。若系统中接有数据收发器若系统中接有数据收发器8286，在，在T1状态时，状态时，DT/R 输出低输出低电平，控制其接收数据。电平，控制其接收数据。T2状状态态 A19/S6A16/S3上输出状态信息上输出状态信息S6S3，并持续到，并持续到T4状态状态 地址信号消失，地址信号消失，AD15AD0进入高阻态，为读入数据作准备进入高阻态，为读入数据作准备 BHE/S7引脚输出状态信息引脚输出状态信息S7 R
50、D信号有效，送出访问内存或信号有效，送出访问内存或I/O端口的读信号。端口的读信号。若系统中接有数据收发器若系统中接有数据收发器,则则DEN信号低电平有效，作为其选信号低电平有效，作为其选通信号。通信号。T3状状态态 在基本总线周期的在基本总线周期的T3状态，存储单元或状态，存储单元或I/O端口将数据送到了端口将数据送到了数据总线上，数据总线上，CPU通过通过AD15AD0接收数据。接收数据。T2状态的各信号电平持续到状态的各信号电平持续到T3状态。状态。Tw状状态态 CPU在在T3状态的前沿采样状态的前沿采样READY信号，为低电平信号，为低电平,说明数据总线上没有说明数据总线上没有数据，就
