微机原理与接口技术课程总结

           

              班级：03

                    学号：B12020115

                    姓名：朱松峰

            

            微机原理与接口技术课程总结

这学期我们学习了微机原理与接口技术这门课程，这门课学起来是很难的，老师讲课很有激情，也很有层次，重点都告诉我们，每节课上课的时候都会回顾上节课的内容，也会找同学回答问题。经过一个学期的学习，我对《微机原理与接口技术》这门课也有了一定的认识。

第一节课老师反复强调需要高度熟练掌握的☆☆☆☆☆级重点计算机的主要组成部分：计算机主要由中央处理器（CPU），内存（memory），I/O接口和系统总线组成。第一章讲了计算机的发展史，微型计算机的特点和分类，微型计算机的系统组成，微型计算机的工作过程。都是些概念性的内容。

   第二章8086处理器，需要高度熟练掌握的☆☆☆☆☆级重点内容有8086/8088的内部结构图，8086/8088CPU引脚功能，物理地址的计算，8086最小模式系统的典型配置，8086总线周期各个T状态。需要掌握的有标志寄存器各标志位含义。

   总线接口部件（BIU）是联系微处理器内部与外部的重要通道，其主要功能是负责微处理器内部，与存储器和I/O接口之间的数据传送。具体的讲，BIU完成一下几个主要任务（1）取指令和预取指令（2）配合EU执行的指令（3）形成物理地址。BIU由段寄存器(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)、指令指针寄存器、地址加法器、总线控制电路和指令队列缓冲器等组成。执行部件（EU）：是执行指令并对各个硬件部分进行控制的部件，包含一个16位的算术逻辑元件，8个16位的通用寄存器，一个16位的状态标志寄存器，一个数据暂存寄存器和EU控制电路。他的主要功能简单地说就是执行全部指令。

          8086/8088的内部结构框图

   8086/8088CPU引脚功能：AD15～AD0（Address Data Bus）：16位地址/数据总线，分时复用。传输地址时三态输出，传输数据时三态双向输入/输出。A19/S6～A16/S3（Address/Status）：地址/状态线，三态，输出，分时复用。BHE/S7：高8位数据线允许/状态信号，三态输出，低电平有效。MN/MX：最小/最大工作模式选择信号，输入。RD（Read）：读选通信号，三态，输出，低电平有效。WR（Write）：写选通信号，三态，输出，低电平有效。M/IO：存储器或I/O端口控制信号，三态，输出。ALE：地址锁存允许信号，输出，高电平有效。DEN：数据允许信号，输出，低电平有效DT/R：数据发送/收发控制信号，三态，输出.READY（Ready）：准备就绪信号，输入，高电平有效.RESET：复位信号，输入，高电平有效。INTR：可屏蔽中断请求信号，输入，电平触发，高电平有效。INTA：中断响应信号，输出，低电平有效。NMI：不可屏蔽中断请求信号，输入，边沿触发，正跳变有效.TEST：测试信号，输入，低电平有效.HOLD：总线保持请求信号，输入，高电平有效。HLDA：总线保持响应信号，输入，高电平有效。CLK：时钟信号，输入。VCC（+5V），GND（地）

存储器涉及的几个地址术语：

1）物理地址。存储单元的实际地址，在1MB的存储器里，每一个存储单元都有一个唯一的20位地址，称为该存储单元的物理地址。物理地址=段基址*10H+偏移地址

2）偏移地址。这个存储单元相对于它所在段基址的字节距离，偏移地址为16位无符号数，称为偏移量，又称为有效地址EA.

3）逻辑地址。由段基址和偏移地址组成。

8086最小模式典型配置图

             典型的8086总线周期序列

总线组成四个周期：

    T1状态 完成寻址功能。T2状态 状态，T3状态 数据状态。

T3状态 数据状态。T4状态，结束状态，本质上是过渡状态。TW是等待状态。  当系统中所用的存储器或外设的工作速度较慢，从而不能用最基本的总线周期执行读操作时，系统中就要用一个电路来产生READY信号，READY信号通过时钟发生器8284A传递给CPU。CPU在 状态的前沿(下降沿处)对READY信号进行采样。如果CPU没有在 状态的一开始采样到READY信号为高电平，那么，就会在 和 之间插入等待状态 。插入 的个数取决于CPU接收到高电平READY信号的时间。CPU在不执行总线周期时，总线接口部件就不和总线打交道，此时，进入总线空闲周期。 

第三章指令系统这一章，我们学习了很多常用的指令，这些指令是学习微机原理的基础。要求高度熟练掌握的☆☆☆☆☆级重点有：MOV指令，输入输出指令IN和OUT测试指令TEST,减法运算指令，比较指令CMP串比较指令CMPS，条件转移指令，标志位操作指令CLC,STC,CLD,STD,CLI,STI。要求熟练掌握的☆☆☆级重点有8086寻址方式，堆栈的概念和操作原则，8086指令的一般格式如下操作码[操作数]，【操作数】分为，寄存器操作数，立即数操作数，存储器操作数，I/O端口操作数。

MOV指令，能实现以下操作：         ① CPU内部寄存器之间数据的任意传送(除了码段寄存器CS和指令指针IP以外)。         ② 立即数传送至CPU内部的通用寄存器组(即AX、BX、CX、DX、BP、SP、SI、DI)，给这些寄存器赋初值。         ③ CPU内部寄存器(除了CS和IP以外)与存储器(所有寻址方式)之间的数据传送，可以实现一个字节或一个字的传送。         ④ 能实现用立即数给存储单元赋初值。

输入输出指令：IN AX/AL，I/O端口地址；表示从外部设备输入数据给累加器，如果从外设端口中输入一个字节则给8位累加器AL，若输入一个字则给16位累加器AX。如 IN AL,80HOUT I/O端口地址，AX/AL；表示将累加器的数据输出给外部设备，如果向外设端口输出一个字节则用8位累加器AL，若输出一个字则用16位累加器AX。如OUT 81H,AL说明：当I/O端口地址不超过8位时，则直接放在指令中，若超过8位，则用DX间址。如MOV DX,8080H。

     标志位操作指令

第四章汇编语言程序设计。要求高度熟练掌握的☆☆☆☆☆级重点是定义字，子程序的编写。字DW定义一个字（两个单元）DW 未操作后面的每个操作数都占用2B，在内存中存放时，低字节在前，高字节在后。

第五章微型计算机存储器概括。高度熟练掌握的☆☆☆☆☆级重点内容存储器扩展技术，存储器与CPU链接，线选法与全译码法的特点。存储器按存储介质分类，1）半导体存储器：用半导体器件组成的存储器2）磁表面存储器：用磁性材料做成的存储器。按读写功能1）只读存储器(ROM)：存储的内容是固定不变的，只能读出而不能写入的半导体存储器。2）随机读写存储器(RAM)：既能读出又能写入的存储器。按存储方式1）随机存储器：任何存储单元的内容都能被随机存取，且存取时间和存储单元的物理位置无关。2）顺序存储器：只能按某种顺序来存取，存取时间和存储单元的物理位置有关。存储器扩展技术分为数量扩展，字长扩展。口站时需要解决的问题包括自扩展，字扩展，字位扩展。

   存储器接口和其它接口一样，主要完成三大总线任务，即实现与地址总线，控制总线，数据总线的链接。存储器译码方法分为片选控制译码和片内地址译码两部分。常用的片选控制译码方法有 1）线选法，2）全译码法，3）部分译码法4）混合译码法。线选法的优点是连线简单，片选控制无需专门的译码电路。但是有两个缺点1）当存在空闲地址线时，由于空闲地址线可随意取值0或者1，故将导致地址重叠。2）整个存储器地址分布不连续使可寻址范围减小。全译码法优点，讯初期的地址是连续且唯一确定的，即无地址重复和地址重叠现象。

   第六章输入输出和中断技术要求高度熟练掌握☆☆☆☆☆级重点中断控制方式特点和适用范围。熟练掌握☆☆☆级重点：同步式查询式控制方式的特点，中断技术，中断处理过程。

输入输出接口可以1）电平转换2）速度匹配3）格式转换。同步式程序控制方式特点：输入时假设外设准备好输出时假设外设空闲。查询式控制方式特点：CPU与外设之间自然同步。应用：适合CPU不太忙且传送速度要求不高时。中断控制方式特点：CPU与外设同时工作。应用，非高速大量数据传送。

DMS数据传送的特点是不经过CPU,不破坏CPU各寄存器内容，直接实现存储器与I/O数据传送。不可屏蔽中断NMI：属性是硬件不可屏蔽向量。可屏蔽中断INTR:属性，硬件可屏蔽。

软件中断特点：1）中断矢量号由CPU自动提供。2）除单步中断外，所有内部中断无法禁止。3）除单步中断外，任何内部中断的优先权都比外部高4）不可屏蔽。

中断处理过程1）中断请求，2）中断响应3）中断处理4）中断返回

   第七章常用可编程数字接口电路。高度熟练掌握☆☆☆☆☆级重点：8253控制字格式。要求掌握☆☆☆级重点的内容：8253工作方式。

8253的控制字由8位二进制数构成，该8位二进制数的每一位均有不同的含义及设置方法。

   Intel 8253 的主要功能：
（1） 具有三个独立的16位定时/计数通道，分别称为计数器0、计数器1、计数器2.
（2） 每个通道有六种工作方式，可实现精确定时及外部脉冲计数，由程序进行设置选择。
（3） 每个通道内的计数器均可以按照二进制或BCD码计数
（4） 每个计数器的计数速率可达到2MHz
（5） 可有软件方便地设置延时时间的长短
（6） 所有输入输出都与TTL兼容

    微机原理虽然学完了，但是对于微机知识绝不会停止。危机方面的知识是提高工作附加值的有力工具，虽然我是个学机械的，但是机械电子方向是个很好的方向。有的学校研究生复试也考微机原理，微机原理的重要性毋庸置疑！

第二篇：微机原理课程总结

微型计算机原理与接口技术课程总结

                                                                                                                   

系      别：           电子信息与电气工程系

专      业：            自动化

班      级：            自动化二班              

姓      名：            姚兰兰

学      号：            1205032038

指导  老师：            王敬生

摘要：自20世纪70年代第一代微型计算机问世以来，计算机技术以惊人的速度发展，涌现了数十个品种几百个型号的微处理器，数据宽度从8位、16位、32位发展到了64位，处理器芯片的CPU核心发展到了双核乃至4核、6核和8核，当前微型计算机的发展已经进入了智能多核时代。这门课程系统归纳和清晰展示已经发展了40多年的计算机高新技术，深入浅出地讲清楚那些看似深奥的计算机知识。

关键字：微机原理   8086/8088   接口技术

正文：

微型计算机原理与接口技术共学了九章，内容包括2部分：第1～5章是基础部分，以8086为主要对象，包括绪论、8086 CPU、寻址方式、指令系统、汇编语言程序设计和存储器。第6～9章讨论了接口和总线技术，包括中断、DMA和I/O接口以及8253、8254、8259A、8251A。

第一部分：

1、8086系统 

（1）BIU与EU的动作协调原则：

     它们两者的工作是不同步的，正是这种既相互独立又相互配合的关系，使得8086/8088可以在执行指令的同时，进行取指令代码的操作，也就是说BIU与EU是一种并行工作方式，改变了以往计算机取指令→译码→执行指令的串行工作方式，大大提高了工作效率，这正是8086/8088获得成功的原因之一 

（2）它的工作模式：有最小和最大 

（3）它的寻址方式： 

a、数据操作数

这类操作数是与数据有关的操作数，即指令中操作的对象是数据。数据操作数又可分为： A 立即数操作数。指令中要操作的数据包含在指令中。 B 寄存器操作数。指令中要操作的数据存放在指定的寄存器中。 C 存储器操作数。指令中要操作的数据存放在指定的存储单元中。 D I/O操作数。指令中要操作的数据来自或送到I/O端口。 

b、地址操作数 

这类操作数是与程序转移地址有关的操作数，即指令中操作的对象不是数据，而是要转移的目标地址。它也可以分为立即数操作数、寄存器操作数和存储器操作数，即要转移的目标地址包含在指令中，或存放在寄存器中，或存放在存储单元之中。 

对于数据操作数，有的指令有两个操作数：一个称为源操作数，在操作过程中其值不改变；另一个称为目的操作数，操作后一般被操作结果代替。有的指令只有一个操作数，或没有(或隐含)操作数。

对于地址操作数，指令只有一个目的操作数，它是一个供程序转移的目标地址。下面以MOV指令为例： 

MOVdst，src；(dst)←(src) 

2、I/O接口总线与中断 

中断传送方式的优点是：CPU不必查询等待，工作效率高，CPU与外设可以并行工作；由于外设具有申请中断的主动权，故系统实时性比查询方式要好得多。但采用中断传送方式的接口电路相对复杂，而且每进行一次数据传送就要中断一次CPU，CPU每次响应中断后，都要转去执行中断处理程序，且都要进行断点和现场的保护和恢复，浪费了很多CPU的时间。故这种传送方式一般适合于少量的数据传送。

第二部分：

1、8253的引脚功能

与系统总线相连：数据引脚D0—D7、地址引脚A1、A0、控制引脚RD/CS/WR；通道引脚CLKGATEOUT其他引脚GNDVCC 

2、可编程计数器/定时器8253的工作方式

方式0：计数结束中断方式，方式1：可编程单稳态输出方式，方式2：比率发生器（分频器），方式3：方波发生器，方式4：软件触发选通，方式5：硬件触发选通。

3、可编程外围接口芯片8255A及其应用 

8255A：引脚功能、内部结构-----A口B口C口、实际工作方式----数据传送过程、 实际使用------硬件连线------软件编程。 

3种工作方式：方式0：基本输入/输出，方式1：选通输入/输出，方式2：双向传送  

8255A的引脚：与系统总线相连：数据引脚D0—D7,地址引脚A1—A0,控制引脚RDCSWRRESET;端口线：端口PA7—PA0；端口C：PC7—PC4PC3—PC0；端口B：PB7---PB0；其他引脚：GNDVCC 

实际应用 ：

    由于微型计算机技术的发展日新月异，新技术不断涌现，我们所学的芯片及其应用要适应生活和科技的需求，就拿8255芯片举例： 

在实验中我们应用可编程输入输出接口芯片8255来实现交通灯控制实验，我们用8255的PA0..2、PA4..6来控制LED指示灯，模拟出交通灯的交替闪烁功能。这个小实验可以模拟出城市中十字路口的红绿灯情况，用8255这个芯片就可以实现，所以可以看出我们学习微机原理与接口技术的重要性。主机与外设的链接经常使用两种接口，并行接口和串行接口。而8255是由三个并行输入输出端口，读写控制逻辑，A组和B组控制电路，数据总线缓冲器构成。所以这个实验使我们熟悉了8255内部结构，熟悉了8255芯片的3种工作方式以及控制字格式。

总结：

    这门课程很注重系统性，先进性和实用性，前后呼应，并有大量的程序和硬件设计类题目，使学生能够深入了解计算机的原理、结构和特点，以及如何运用这些知识来设计一个实用的微型计算机系统。在此门课程的学习过程中，老师给我们讲解了一个个重要的知识点，引导我们很快的了解微机原理知识。在一个学期的课程学习中，我虽然没有将本门课程学得非常透彻，但对其中重要的内容还是有了大致的了解，并对微机原理的主要知识点有了大致的掌握，我将会在以后的学习中继续学习和探究本门课程，我相信此门课程将会对本专业后期的学习以及在印刷领域的应用产生重大的影响，并会在以后的学习生活或工作中得到更广泛的应用。