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1、读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思第一章微型计算机基础概论一、微型计算机系统1、微型计算机的发展(1)1946 年第一台计算机问世,经历电子计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、大规模集成、超大规模集成电路计算机5 代2、微型计算机的工作过程(1)冯诺依曼计算机:存储程序,由控制器、运算器、存储器、输入输出设备组成(2)工作过程:每一条指令都包含取指令、执行指令两个基本过程3、微机系统的组成(1)硬件系统1)微处理器(中央处理器/cpu)2)运算器3)控制器4)寄存器组5)存储器6)输入输出接口设备7)总线4、软件系统(1)分类:系统软件、应用软件二、计算机的数制和编码1、特殊的数制转换:
2、(1)十进制转换为二进制:1)整数:除2 取余,至商为0,从低到高排列2)小数:乘2 取整,达到精度,从高到低排列(2)十进制转换为十六进制1)整数:除16 取余2)小数:乘16 取整精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思2、计算机中的二进制数表示(1)定点小数:小数点准确固定在数据某个位置上,最高位表示符号,后面是小数数值部分(2)纯小数:没有符号位,表示同上(3)整数:小数点在最低位右边,可设置符号位(4)浮点小数 :小数点位置可以左右移动,设置有阶码符号位,尾数符号位,固定阶
3、码位数、尾数位数,尾数部分规格化用纯小数表示,可通过修改阶码移动小数点位置规格化。浮点数表数范围:阶码决定,浮点数精度:尾数决定3、二进制编码(1)BCD 码 : 4位2进 制 数 表 示 十 进 制 的0-9十 个 数 , 如8421BCD 码)(00110001.10010011BCD表示十进制数93.31,该编码逢十进一,最大只能表示数字 9 (2)BCD码二进制数:先转为十进制数,再转换(3)BCD 码的存储方式:字节方式存储,压缩BCD码用一个字节(8 位)存两个BCD码十进制数,非压缩BCD码用一个字节(8 位)存放一个4 位的十进制数,如:B1 0 0 0 0 1 1 08610
4、)(压缩 BCD码)B0 0 0 1 1 00 0 0 0 1 0 0 0 0 08610)(非压缩BCD码)4、字符编码:ASCII码(1)奇检验: 8 位二进制数1 的个数为奇数(2)偶检验: 8 位二进制数1 的个数为偶数三、无符号二进制数的算术运算和逻辑运算1、二进制数的算术运算:1)加法运算:逢二加一,有溢出2)减法运算:有借位3)乘法运算:乘1 照写,乘0 为 0,算术左移4)除法运算:算术右移精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思2、表数范围:0-2n-1(n 位)四
5、、有符号数二进制数的表示及运算1、有符号数的表示方法:原码、反码、补码2、十进制数与补码转换:(1)正数:原码(2)负数:按位取反加1 3、补码运算:(1)加法:YYXX补补补(2)减法:- Y-YXXYX补补补补补4、表数范围(8 位、 16 位) :8 位:(1)原码: 1111 1111B - 0111 1111B(-127 - +127)(2)反码: 1000 0000B - 0111 1111B(-127 - +127)(3)补码: 1000 0000B - 0111 1111B(-128 - +127)16 位:(1)原码: FFFFH - 7FFFH (-32767 - +327
6、67)(2)反码: 8000H - 7FFFH (-32767 - +32767)(3)补码: 8000H - 7FFFH (-32768 - +32767)5、溢出判断:次高位向最高位有进位(借位),最高位向上无进位(借位),超出表数范围但无进位,溢出;次高位向最高位无进位(借位),最高位向上有进位(借位),溢出精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思第二章微处理器与总线一、微处理器概述1、运算器( 1)组成:算术逻辑单元ALU、通用或专用寄存器组、内部总线( 2)类型:单总线、双
7、总线、三总线运算器2、控制器:( 1)基本功能 :指令控制、时序控制、操作控制( 2)组成:程序计数器PC 、指令寄存器IR、指令译码器ID、时序控制部件、微操作控制部件(核心)二、 8088/8086 微处理器1、数据总线宽度:8088 有 8 位, 8086 有 16 位,两者指令系统完全相同,都有40 根外部引线2、8088/8086 CPU 的特点( 1)指令流水线( 2)内存分段管理( 3)支持多处理器系统3、8088 CPU的外部引脚及其功能(page40)4、8088/8086 CPU 的功能结构( 1)内部结构 :1)执行单元EU:执行指令、分析指令、暂存中间结果、保留结果1
8、- 算术逻辑运算单元2 - 通用寄存器组3 - 标志寄存器4 - 数据暂存器2)总线接口单元BIU:负责 CPU与存储器、 I/O 接口之间信息传送1 - 地址加法器精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思2 - 段寄存器3 - IP 寄存器4 - 指令队列缓冲寄存器5 - 总线控制逻辑5、8088/8086 CPU 的内部寄存器( 1)寄存器分类:14 个 16 位寄存器1)通用寄存器:AX(累加器)、BX (基址寄存器) 、CX (计数寄存器) 、DX(数据寄存器)2)地址指针寄
9、存器:SP (堆栈指针寄存器) 、 BP(基址指针寄存器)3)段寄存器: CS (代码段寄存器) 、SS (堆栈段寄存器) 、DS(数据段寄存器) 、ES (附加段寄存器)4)控制寄存器:IP(指令指针寄存器) 、FLAGS (标志寄存器)6、8088/8086 CPU 的存储器组织(1)物理地址与逻辑地址:20 条地址线,可寻址内存220 = 1MB 1)物理地址:任何一个内存单元都有20 位2)逻辑地址:段基地址和段内偏移地址物理地址= 段基址 16 + 段内偏移(段基地址右移一位)3A00H : 0083H 3A083H (2)段寄存器的使用(page47)7、8088/8086 CPU
10、 的工作时序(1)8080 总线周期不管读写,至少4 个时钟周期三、 80386 微处理器1、80386 微处理器的主要特性:( 1)全 32 位结构( 2)32 位外部总线接口,最大传输率32MB/S ( 3)片内集成存储器管理部件MMU ,支持虚拟存储和特权保护精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思( 4)3 种工作方式:实地址方式、保护方式、虚拟8086 方式2、80386 的内部结构( 1)组成 :1)总线接口部件(BIU)2)中央处理部件(CPU) :包括指令预取单元(I
11、PU) 、指令译码单元(IDU) 、执行单元(EU)3)存储管理部件(MMU ) :分段部件、分页机构3、80386 的主要引脚信号(page53)4、80386 的内部寄存器( 1)通用寄存器( 2)指令指针和标志寄存器( 3)段寄存器( 4)控制寄存器( 5)系统地址寄存器( 6)调试寄存器( 7)测试寄存器5、80386 的工作模式( 1)实地址模式( 2)保护虚地址模式四、总线1、概述:( 1)总线的概念:一组信号的集合,是计算机系统各部件之间传输地址、数据和控制信息的公共通路( 2)总线的分类:1 - 按传送信息类型划分:数据总线(DB) 、地址总线( AB) 、控制总线( CB)2
12、 - 按总线的层次结构划分:前端总线、系统总线、外设总线( 3)总线结构:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思1 - 单总线结构2 - 多总线结构( 4)总线操作:1 - 工作方式:主控方式、从属方式2 - 总线周期步骤:总线请求、总线仲裁、寻址、传送数据、传送结束( 5)总线主要性能指标:1 - 总线带宽2 - 总线位宽3 -总线工作频率(6)总线的基本功能:1 - 总线数据传送:同步定时、异步定时、半同步定时方式2 - 总线仲裁控制:链式查询、计数器查询方式、独立请求方式3
13、- 出错处理4 - 总线驱动(7)常用系统总线和外设总线标准1)常用系统总线标准:ISA 、MCA、PCI 、MCA、EISA 、AGP、PCI-E 2)外设总线:USB 、IEEE 1394 (FireWire)(8)8086 系统总线( page87)第三章8086/8088 指令系统一、概述1、指令分类:( 1)数据传送类( 2)算术运算类( 3)逻辑运算和移位类精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思( 4)串操作类( 5)控制转移类( 6)处理器控制类2、指令的基本组成:(
14、 1)零操作数指令( 2)单操作数指令( 3)双操作数指令3、指令的操作数类型:( 1)立即操作数( 2)寄存器操作数( 3)存储器操作数4、CISC和 RISC指令系统( 1)复杂指令系统计算机CISC 1)优点:编译后生成的指令程序较小、执行较快、节省硬件资源、存取指令次数少、占用内存较少2)缺点:难以使用、控制逻辑不规整、工艺困难、执行时间较长、硬件复杂度高( 2)精简指令系统计算机RISC 1)优点:指令精简较少、运算速度较快、提高系统性能二、寻址方式1、8080/8086 寻址方式分类:( 1)寻找操作数的地址( 2)寻找下一条要执行的指令的地址2、寻址方式:( 1)立即寻址:mov
15、 ax, data ( 2)直接寻址:mov ax, data ( 3)寄存器寻址:mov si, ax 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思( 4)寄存器间接寻址:mov ax, si ( 5)寄存器相对寻址:mov ax, bx+data ( 6)基址- 变址寻址 :mov ax, bx+si ( 7)基址- 变址- 相对寻址: mov ax, bx+si+data ( 8)隐含寻址:mul bl(al bl ax )三、 8086 指令系统1、通用数据传送指令:( 1)一般
16、传送指令MOV ( 2)堆栈操作指令PUSH、POP ( 3)交换指令XCHG :XCHG AX, BX ( 4)查表转换指令XLAT :将BX+AL 所指单元的内容送至AL ( 5)字位扩展指令2、输入输出指令( 1)输入指令IN:IN AX, DATA( 2)输出指令OUT:OUT DX, AL ( 3)取偏移地址指令LEA :LEA BX, BUFFER 3、算术运算指令:(1)加减指令:ADD、SUB、NEG 、CMP (2)乘法指令:MUL、IMUL (3)除法指令:DIV、IDIV 4、逻辑运算指令(1)逻辑与 AND:AND OPRD1, OPRD2 (2)逻辑或 OR:OR O
17、PRD1 ,OPRD2 (3)逻辑非 NOT:NOT AX (AX按位取反送AX)(4)逻辑异或XOR :XOR OPRD1, PRD2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思(5)测试指令TEST :TEST AL, 02H( page120)5、串操作指令( 1)字符串:地址连续的若干单元字符或数据( 2)重复操作前缀: REP (无条件重复) 、REPE/REPZ(相等 /结果为零重复) 、REPNE/REPNZ(不相等 /结果不为零重复)( 3)串操作指令:1 )MOVS
18、OPRD1 , OPRD2 2 )MOVSB (一次送一个字节)3 )MOVSW(一次送一个字)6、程序控制指令( 1)无条件转移指令JMP ( 2)条件转移指令JCC ( 3)循环控制指令LOOP 、LOOPZ (LOOPE ) 、LOOPNZ (LOOPNE ) (循环条件CX 0 且 ZF = 0)( 4)过程调用和返回CALL 、RET ( 5)中断指令INT:INT N(中断向量码)第四章汇编语言程序设计一、汇编语言源程序1、机器语言:二进制码表示指令和数据的语言2、汇编语言:用指令助记符、符号地址、标号、和伪指令书写程序的语言3、伪指令:( 1)数据定义伪指令:1)DB:字节类型2
19、)DW:字类型精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思3)DD:双字类型4)DQ:四字类型5)DT:十字节类型4、BIOS和 DOS功能调用5、程序设计基础(此章节以汇编语言学习为主,可在专门语言学习书籍深究)第五章存储器系统一、概述1、存储系统的一般概念( 1)常见存储器:内存、cache、磁盘、可移动磁盘、磁带、光盘等( 2)微机中的存储器系统:1)现代微机存储系统分类:1 - 由 cache 和主存储器构成的cache存储系统,提高存储速度2 - 由主存储器和磁盘构成的虚拟存
20、储器系统,提高存储容量2)两种存储系统的特点:1 - cache 存储系统的而管理完全由硬件实现,对设计人员透明(不可见)2 - 磁盘存储系统采用软硬件结合,设计虚拟地址空间,提供远大于主存储器的实地址空间( 3)存储器系统的主要性能指标1)存储容量S 2)存取时间T:命中率( H)=N2N1N1(N1:访问 M1 的次数, N2:访问 M2 的次数)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思存取时间( T)=H T1 + (1 - H) T2 ( T1、T2 为 M1、 M2 的存
21、取时间,H 为命中率)3)单位容量平均价格C C=212211SSSCSC(C 表示价格, S表示容量)2、半导体存储器及其分类( 1)外存储器、内存特点:内存的容量小、存取速度快、价格较高,外存储器反之;内存临时少量存放数据,外存永久大量存放;内存可与CPU直接交换数据,外存储器不可以( 2)存储元:具有记忆功能的物理器件,用来存放二进制数据( 3)半导体存储器分类:1)随机存储器RAM: (半导体 MOS 型)静态读写存储器SRAM、动态读写存储器ROM 2)只读存储器ROM:1 - 掩膜式 ROM(只能读出无法修改)2 - 可编程式PROM(只能一次编程写入,可读出无法修改)3 - 紫外
22、线擦除式EPROM (可读写)4 - 电信号擦除式EEPROM (可读写)3、半导体存储器的主要技术指标( 1)存储容量( 2)存取时间和存取周期( 3)可靠性( 4)功耗二、随机存取存储器RAM 1、特点:主要用来存放当前运行的程序、输入输出数据、中间运算结果及堆栈,可随时修改、写入和读出,掉电后会丢失数据2、静态随机存取存储器SRAM(电位存储信息)( 1)6264 存储芯片: CPU 读写有固定的时序,对存储器的存取速度有一定要求,6264精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而
23、精思存储芯片功耗很小,应用在简单的应用软件系统中。( 2)SRAM芯片的应用:1)地址译码:基本逻辑电路构成译码器、专门译码器2)地址译码方式:全地址译码、部分地址译码3)构成存储器3、动态随机存取存储器DRAM(电容存储信息)( 1)结构:四管存储元、单管存储元( 2)2164A 存储芯片( 3)DRAM 的工作过程:1)数据读出2)数据写入3)刷新4、存储器扩展技术( 1)位扩展(字长) :保持地址单元数(存储单元数)不变,每个单元中的位数增加( 2)字扩展(存储容量) :保持每个存储单元位数不变,增加存储单元个数三、只读存储器ROM 1、2764 光擦 EPROM 2、98C64A电擦
24、EEPROM 3、闪存 FLASH (EEPROM )( 1)特点:写入速度类似RAM,掉电后内容不丢失( 2)应用:作存储卡,用于便携式设备,用于内存,如微机BIOS 、显卡 BIOS 四、高速缓冲存储器Cache 1、特点:减少CPU与内存之间的速度差异,提高存储系统整体性能2、cache 的工作原理:基于程序和数据访问局部性原理,把一段时间内频繁访问的信息放在小容量高速存储器cache 中,供程序在这段时间使用,加快程序运行速度。3、cache的读写操作精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 23 页读书之法 ,在循序而
25、渐进 ,熟读而精思1)贯穿读出法:所有请求先到cache 寻找,找到切断CPU对主存的请求1 - 优点:降低访存次数2 - 缺点:延迟CPU对主存的访问时间2)旁路读出法: CPU同时向 cache、主存发出请求, cache 可先写回数据, 写回切断CPU-主存请求信号,不命中cache 不做动作1 - 优点:没有时间延迟2 - 缺点:每次都要访存,占用总线时间3)写直达法:CPU同时写入cache、主存1 - 优点:操作简单2 - 缺点:主存降低系统写速度,占用总线时间4)回写法:数据只写入cache,不写入主存1 - 优点:减少访存次数,加快写入速度2 - 缺点:主存、cache同一时间
26、段数据不一致4、cache 的分级体系结构(1)微处理器性能估算:性能= NHCPIkf)1 (K:比例常数f:工作频率CPI :执行每条指令所需周期数H:Cache的命中率N:存取周期数(2)一级 cache (3)二级 cache 第六章输入 /输出和中断技术精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思一、输入 /输出系统概述1、I/O 系统的特点( 1)复杂性( 2)异步性( 3)实时性( 4)与设备无关性2、I/O 接口的基本功能( 1)I/O 地址译码与设备选择( 2)信息的
27、输入/输出( 3)命令、数据和状态的缓冲与锁存( 4)信息转换3、I/O 端口的编址方式( 1)I/O 端口: CPU与 I/O 接口通信,即I/O 接口内部的寄存器( 2)I/O 端口类型:数据端口、状态端口、命令(或控制)端口( 3)I/O 端口管理:地址总线N,CPU最多能管理2N 个端口,为确定操作的端口,为端口分配地址,称为I/O 地址,外设对应一个或多个端口(分配连续地址块),将其地址称为外设地址( 4)I/O 端口编址方式:1)与内存单元统一编址:可用访存方式访问I/O 端口,但占用一定内存地址空间2)独立编址:地址空间与内存地址空间完全独立,使用不同信号(IO/M) 、设置专门
28、访问外设的I/O 指令( 5)I/O 地址译码方式:基本逻辑门电路构成译码器、专门的译码器二、简单接口电路1、三态门接口:三态门芯片74LS244,三态门具有通断控制能力,其本身没有对信号的保持或锁存能力,一般用作输入接口2、锁存器接口:锁存器74LS273,锁存器接口具有信号保持能力,可等待总线响应输出信号至外部设备,常用作输出接口精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思3、简单接口的应用举例1)LED数码管:共阳极(高电平有效),共阴极(低电平有效)2)应用与连接三、基本输入
29、/输出方式1、主机与外设数据的输入输出方式1)无条件传送 (外设处于准备好状态):发光二极管、开关、继电器、步进电机1 - 优点:软硬件简单2 - 缺点:适用范围窄,CPU与外设不同步时容易出错3 - 适用于:慢速外设2)查询 (外设不一定准备好) :先查询外设是否准备好,就绪CPU传送数据,忙则等待1 - 满足条件:外部设备简单、慢速,实时性要求不高;连接到同一系统的设备工作速度相近2 - 优点:大大提高CPU的利用率3 - 缺点: 耗费大量时间读取外设状态及检测上,降低 CPU效率, 无法对多个外设实时响应4 - 适用于:慢速、中速外设3)中断4)直接存储器存取方式(DMA) :DMA 控
30、制器接管信号线的控制权,收到接口DMA 请求则向 CPU发送请求,控制总线的控制权,处理地址信息、向外设发送读写信号,DMA 过程结束向CPU发送 DMA 结束信号1 - 优点:处理CPU与高速外设及批量数据交换的传送速度2 - 适用于:高速外设四、中断技术1、 中断的基本概念: 将 CPU运行当前的程序中止挂起,去执行另一个随机的事件的程序,为中断服务程序,处理完该程序再返回挂起的程序的过程为中断。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思2、中断处理的一般过程( 1)中断请求(
31、2)中断源识别(中断判优 )1)软件判优2)硬件判优:中断控制判优、链式判优3)中断嵌套判优( 3)中断响应( 4)中断处理( 5)中断返回3、8086/8088 中断系统( 1)内部中断1)除法出错中断- 0 型中断2)单步中断- 1 型中断3)断点中断- 3 型中断4)溢出中断- 4 型中断5)用户自定义软件中断- n 型中断( 2)外部中断1)非屏蔽中断2)可屏蔽中断( 3)中断向量表( 4)8086/8088 中断响应过程五、可编程中断控制器8259A 1、8259A 的引线及内部结构( 1)8259A 的外部引线( page260)( 2)8259A 的内部结构1)中断请求寄存器IR
32、R 2)中断服务寄存器ISR 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思3)中断屏蔽寄存器IMR 4)中断判优电路2、8259A 的工作过程( 1)中断请求线(IR0 IR7 )收到中断请求信号,IRR置 1 ( 2)若中断请求线未被屏蔽,INT 引脚向 CPU发出中断请求信号( 3)CPU处于开中断状态,INTA信号响应( 4)8259A 接收INTA脉冲, ISR置 1, IRR复位( 5)第二个中断响应周期,CPU输出INTA脉冲,8259A 送出中断源对应的中断类型码,CPU
33、从中断向量表取出中断服务子程序的入口地址转去执行3、8259A 的工作方式( 1)中断优先方式与中断嵌套1)中断优先方式1 - 固定优先级方式:只要不重新设置,各中断请求的中断优先级固定不变2 - 循环优先级方式:各中断源轮流处于最高优先级,得到中断服务的中断源自动降为最低2)中断嵌套:1 - 普通全嵌套方式:CPU响应中断时,优先权最高的中断源ISR置 1,其他中断源被屏蔽2 - 特殊全嵌套方式:与普通全嵌套类似,只是同级中断请求也会响应,一个中断处理过程会被另一个同级中断请求打断( 2)中断结束处理方式:ISR相应ISi位复位1)自动中断结束方式2)正常中断结束方式3)特殊中断结束方式精选
34、学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思( 3)屏蔽中断源的方式1)普通屏蔽方式:IMR 某位置 1 2)特殊屏蔽方式:中断服务程序可动态地改变系统的优先权结构,较低优先级的中断源可得到响应( 4)中断触发方式1)边沿触发2)电平触发( 5) 级联工作方式: 中断源超过8 个, 无法用一片8259A 进行管理,这时可采用多片8259A级联工作方式,指定一片8259A 为主控芯片(主片) ,其他的为从属芯片(从片)4、8259A 的初始化编程( 1)8259A 的编程步骤:初始化编程(初
35、始化命令字ICW) 、操作方式编程(操作命令字OCW)( 2)8259A 内部寄存器的寻址方法( 3)8259A 的初始化顺序( 4)8259A 的内部控制字:1)初始化命令字ICW1 2)中断向量码ICW2 3)级联控制字ICW3 4)中断结束方式字ICW4 5)操作命令字OCW 6)中断结束和优先级循环OCW2 5、中断程序设计概述( 1)确定要使用的中断类型号( 2)保存原中断向量( 3)设置自己的中断向量( 4)设置中断屏蔽字精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思( 5)
36、CPU开中断( 6)恢复原中断向量第七章常用数字接口电路一、概述1、接口的作用:信息缓冲、信息变换、电平转换、数据存取和传送、联络控制2、接口的组成部分:1)总线接口:负责数据缓冲、传输管理等工作2)外设接口:负责外部设备通信时的联络、电平和信息转换等3、接口分类:1)按功能分:输入接口、输出接口2)按传送方式分:并行接口、串行接口3)按传送信息类型分:数字量输入/输出接口、模拟量输入/输出接口4、接口芯片内部划分:1)负责与系统总线连接:包括数据信号线、控制信号线、地址信号线2)负责与外设连接二、并行通信与串行通信1、并行通信( 1)并行接口的特点:以字或字节传送数据,速度快、效率高( 2)
37、适合近距离传送( 3)8 位、 16 位或 4 字节数据同时传输( 4)并行传送的信息不要求固定格式,串行传送反之2、并行接口的类型( 1)按数据传送分:输入接口、输出接口( 2)按传送数据的形式分:单向传送接口、双向传送接口( 3)按接口电路结构分:简单接口、可编程接口精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思( 4)按传送信息类型分:数字接口、模拟接口3、串行接口( 1)串行数据传送方式1 - 全双工通信方式:A、B之间存在数据双向通路,可发送,可接收2 - 半双工通信方式:A、
38、B之间一方发送,另一方只能强制接收3 - 单双工通信方式:A、B之间只允许单方发送,另一方接收( 2)调解与解调:将传送前占用频带很宽数字信号转换成适合传送的形式(调解),传送至目的地后再恢复成原始信号(解调)( 3)同步通信与异步通信1)同步通信:在约定的通速频率,发送端和接收端时钟信号频率、相位一致2)异步通信:通信中两个字符之间时间间隔不固定,单个字符内的数位的时间间隔一致( 4)串行通信的数据检验:奇偶校验码(只可检查出传输字符中的一位错误),循环冗余校验( CRC ,以数据块校验)三、可编程定时/计数器 8253 1、8253 的引线及结构( 1)引线及功能(page284) :三通
39、道, 24 根引脚( 2)内部结构和工作原理:1)计数器2)控制寄存器3)数据总线缓冲器4)读写控制逻辑( 3)计数启动方法1)软件启动精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思2)硬件启动2、8253 的工作方式(page 286)( 1)方式 0 - 计数结束中断( 2)方式 1 - 可重复触发的单稳态触发器( 3)方式 2 - 频率发生器( 4)方式 3 - 方波发生器( 5)方式 4 - 软件触发选通( 6)方式 5 - 硬件触发选通3、8253 的控制字: CPU将控制字写
40、入8253 的控制寄存器,以确定3 个计数器的工作方式4、8253 的应用( 1)8253 与系统连接( 2)8253 编程( page292)四、可编程并行接口8255 1、8255 的引线及结构(page 295) :40 根引脚, 3 个独立的输入输出端口(A、B、C口)以及一个控制寄存器,A0、A1 经地址译码产生4 个信号,用来选择端口和控制寄存器2、内部结构:( 1)数据端口 :A、B、 C 共 3 个 8 位数据端口, A、B 口的输入输出具有数据锁存能力,C口只有输出有锁存能力,输入不具备( 2)A 组和 B 组控制电路:1)A 组: A口 8 位, C口的高 4 位2)B组:
41、 B口的 8 位, C 口的低 4 位( 3)读写控制逻辑:接收总线的信号进行逻辑组合,形成控制命令,发送至A 组、 B 组控制电路( 4)数据总线缓冲器精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 23 页读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思3、8255 的工作方式( 1)方式 0:适用于无条件传送方式、查询工作方式1)输入: A 口、 C口高 4位2)输出: B 口、 C 口低 4 位( 2)方式 1:选通输入 /输出方式,数据输入输出要在选通信号控制下来完成1)A 口、 B口均为输出,C口的 6 条线作为选通控制信号线2)A
42、 口、 B口均为输入,C口的 6 条线作为选通控制信号线( 3)方式 2:双向传输方式,只有A 口工作,使外设利用8 位数据线与CPU双向传输数据,利用 C 口的 5 条线提供双向传输所需信号4、8255 的控制字及状态字( 1)控制字:用于设定3 个端口的工作方式( 2)状态字:反映当前C口各位的状态5、8255 的应用( 1)8255 与系统的连接: A、B、C三个端口, 一个控制寄存器,共占 4 个外设地址, CS、A0、A1、IOR、IOW 五个引脚可决定8255 与系统总线的连接状态( 2)软件设计:用于初始化程序设计、数据传输的控制程序设计精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 23 页