东北大学微机原理总复习.doc

微型机 分 类 指标 组成 4位、8位、16位、32位 单片机、个人计算机、笔记本、掌上电脑 CPU位数 CPU主频 内存容量和速度 硬盘容量 哈夫曼结构 CPU 存储器 I/O接口 系统总线 微处理器 微型计算机 微型计算机系统 CPU，计算机的核心 由CPU、存储器、I/O接口和系统总线组成 即主机 在微型计算机基础上，配上系统软件、应用软件、外部设备 本课主要讲述微型机的组成部分CPU、系统总线、I/O接口、存储器的工作原理和连接。 CPU 组成：算数逻辑部件、累加器和寄存器组、控制器 性能 8086 8051 指标 字长：16位 主频：4.7MHz 字长：8位 主频：12MHz 总线 数据总线：16位D0-D15 地址总线：20位A0-A19，BHE 控制总线：WR、RD、M/IO 总线型： 数据总线：8位 地址总线：16位 控制总线：WR、RD、PSEN 非总线型： 不扩展总线 组成 BIU（总线接口部件） 段寄存器（CS、DS、ES、SS） 指令指针（IP） 地址加法器 指令队列(6字节) EU（执行部件）： 算数逻辑部件（ALU） 通用寄存器(AX、BX、CX、DX) 专用寄存器（BP、SP、SI、DI） 标志寄存器FR 运算器 累加器ACC 寄存器B 程序状态字寄存器PSW 控制器 程序计数器PC 指令寄存器IR 定时与控制逻辑 复位 高电平、4个时钟周期 复位状态： CS：FFFFH IP：0000H 其他：0 高电平，2个机器周期（机器周期=12个晶荡周期或6个时钟周期） 复位状态： PC=0000H P0~P3=FFH，各口可用于输出，也可用于输入； SP=07H，第一个入栈内容将写入08H单元； IP、IE和PCON的有效位为0 PSW=00H，当前工作寄存器为0组。 I/O与存储器 寻址/编址 存储器（M/IO高电平）：1M I/O（M/IO低电平）：64K 特殊地址： 0:0000 -- 0:03FFH 中断向量表 FFFF:0000 复位地址 分段管理(编址)： 段寄存器值左移4位+偏移量 程序存储器：64K 特殊地址 0000H：复位地址 0003H：外部中断0中断服务程序地址 000BH：定时器0中断服务程序地址 0013H：外部中断1中断服务程序地址 001BH：定时器1中断服务程序地址 0023H：串行通讯中断服务程序地址 数据存储器：外部64K 内部128Bytes 00H-1FH：寄存器组区R0-R7，四组 20H-2FH：位寻址区 30H-7FH：通用数据存储区 80H-FFH：特殊功能寄存器区 单独编址 指令区分 IN OUT 与存储器统一编址 指令相同 地址锁存A0-A19、BHE(3片) 16位数据总线 地址锁存A0-A15(1片) 8位数据总线 M/IO区分存储器和IO 16位内存 BHE、A0组合 A0= 0 BHE= 1 按字节访问偶地址存储体 A0= 1 BHE= 0 按字节访问奇地址存储体 A0= 0 BHE= 0 按字访问 A0= 1 BHE= 1 无效 为提高读写效率，字地址从偶地址开始。 程序存储器需要PSEN信号 数据存储器需要RD、WR信号 总线时序 最小模式：四个时钟周期 T1：输出M/IO、地址、ALE、BHE T2：输出状态S3-S6 RD WR和DB T3： RD 存储器或IO送数据到DB Tw： 需要时插入 T4：撤销所有操作 中断 支持256个中断 硬件中断 非屏蔽中断（NMI） 可屏蔽中断 （INTR） 软件中断 专用中断 0：除0中断 1：单步中断 2：非屏蔽中断 3：断点中断 4：溢出中断 中断向量（中断服务程序地址） 0:0000 -- 0:03FFH 中断向量表 CS：IP，共4个字节 前两个存放IP，后两个存放CS 0:0080H开始的4个字节存放10H、20H、30H、40H则20H号中断服务程序地址为4030H：2010H 支持5个中断 外部中断0、1 定时器中断0、1 串口中断 两级优先级 0003H：外部中断0中断服务程序地址 000BH：定时器0中断服务程序地址 0013H：外部中断1中断服务程序地址 001BH：定时器1