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微型计算机原理接口与技术综述论文汇编

微型计算机原理与接口技术课程综述

内容摘要

微型计算机原理与接口技术主要讲的是微型计算机的基本工作原理、系统的组成及接口技术和基本的汇编语言程序设计知识。本文主要对微机原理与接口技术的学习内容和应用做介绍。

一、微型计算机原理与接口技术课程综述

本课程共分十章。第一章介绍了微型计算机的整体概念；第二章讲述了80X86微处理器的结构、功能、总线操作时序和80X86微处理器的新技术；第三章讲述了80X86微处理器的寻址方式、指令系统和汇编语言；第四章讲述了微型计算机的存储器和高速缓存技术；第五章讲述了输入输出和DMA技术；第六章讲述了中断系统和8259A中断控制器；第七章讲述了可编程定时计数器技术；第八章讲述了可编程并行接口技术、串行通信及接口技术；第九章讲述了A/D、D/A转换接口；第十章讲述了微型计算机的总线技术。本书在内容安排上注重讲解工作原理和基本概念，注重技术性和实用性，从而使学生能较清楚的了解微机的结构与工作流程，建立起系统的概念。

二、课程主要内容和基本原理

1.80X86微处理器结构

8086/8088 CPU的内部是由两个独立的工作部件构成,分别是总线接口部BIU(Bus Interface Unit)和执行部件EU(Execution Unit)。两者并行操作，提高了CPU的运行效率。

图1 8086内部结构

(1)总线接口部件BIU

BIU由以下六个部分组成：

①20位地址加法器

②4个16位段地址寄存器：代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、堆栈段寄存器SS和附加段寄存器ES

③1个16位指令指针寄存器IP

④内部寄存器(用于通信、暂存)

⑤输入输出总线控制电路

⑥1个6字节指令队列缓冲器

功能及工作过程：

总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O接口传送信息。主要工作过程如下：

①当指令队列中出现两个以上的指令字节空隙(8086是1个字节空隙)时，BIU会自动按CS和IP值所形成的20位实际物理地址对应的程序存储器单元中取指令字节

②一次从程序存储器中取两个指令字节，顺序存放在指令队列寄存器中

③由EU从队列指令中取走位于前列的指令，若指令需要在内存单元中读取数据，此时根据EU的请求在BIU中形成一个20位的存放数据的实际物理地址

④CPU从物理地址单元中取得操作数，经BIU送到内部的运算部件(ALU)数据总线，再由EU执行响应操作

⑤根据指令的性质，若需要，再由EU提出请求，将运算结果写入由BIU所指出的内存单元或者I/O端口中

(2)执行部件EU

8086和8088的执行部件EU的具体结构都是相同的，包含以下六个部分：

①4个16位的通用寄存器组(AX、BX、CX、DX)

②4个16位的专用寄存器(BP、SP、SI、DI)

③1个16位的算术逻辑单元(ALU)

④1个16位的状态标志寄存器

⑤1个数据暂存寄存器

⑥执行部件的控制电路

功能及工作过程：

①EU从BIU的指令队列中取出指令代码

②由EU控制电路的译码器对指令进行译码后执行指令所规定的全部功能

③执行指令所得结果或执行指令所需的数据，都由EU向BIU发出命令，对存储器或I/O接口进行读/写操作

④反映本次操作结果的状态写入到响应的状态寄存器

(3)EU和BIU的关系

从上面的操作过程可以看出EU只负责执行指令，BIU则负责取指令，读出操作数和写入结果。对于一般简单的处理器指令周期中，各种操作是顺序进行的。首先取指并译码，如果译码的结果需要从存储器取操作数，则启动一个总线周期去读操作数；其次执行指令；最后存储操作的结果。

2.80X86指令系统和汇编语言

本章重点是8086CPU指令的寻址方式，每条指令的格式、功能及标志的影响；同时还涉及到存储器单元的物理地址计算、标志位填写和堆栈操作。我们需要熟练掌握汇编语言类别、伪指令语句格式和作用、基本程序结构、调用程序和被调用程序之间数据传递途径以及汇编源程序上机调试过程。学习汇编语言重点的是阅读程序和编写程序。

内存储器及接口

1.存储器的组织

(1)．存储器空间与存储器结构

①存储空间

8086/8088有20条地址线，可直接对1M个存储单元进行访问。每个存储单元存放一个字节型数据，且每个存储单元都有一个20位的地址，这1 M个存储单元对应的地址为00000H~FFFFFH，如图所示。

图2 存储空间示意图

一个存储单元中存放的信息称为该存储单元的内容。如图所示，00001H单元的内容为9FH，记为：(00001H)=9FH。

若存放的是字型数据(16位二进制数)，则将字的低位字节存放在低地址单元，高位字节存放在高地址单元。如从地址0011FH开始的两个连续单元中存放一个字型数据，则该数据为DF46H，记为：(0011FH)=DF46H。

若存放的是双字型数