接口及通讯复习.ppt

计算机科学与技术专业 微型计算机接口技术及应用 武汉科技大学 计算机科学与技术学院 微机原理部分 1.8086与MCS51的比较 2. 8086与8088的比较 相同点：字长都是16位。 主要差别：8086是 有16位外部数据线总线，而8088只有8位外部总线，所以把8088称为准16位CPU。 3. 8086CPU的内部结构 8086 CPU内部主要含两大部件： 执行部件（EU）和总线接口部件（BIU）。 EU负责指令的执行，其组成包括： 算术逻辑单元（ALU），可完成8位或16位操作数进行算术或逻辑运算； 4个16位通用寄存器(AX、BX、CX、DX) 4个16位专用寄存器(SI、DI、SP、 BP)； 标志寄存器flags:存放ALU运算结果特征 EU控制器：取指令控制和时序控制电路 BIU负责CPU与存储器、I/O设备之间的数据传送，其组成包括： 4个16位段寄存器（DS、CS、ES、SS）； 指令指针寄存器（IP）； 20位的地址加法器； 6字节指令队列缓冲器； 内部暂存器和总线控制逻辑。 两大部件可以并行工作。 4. 8086CPU的指令的执行过程 由于BIU与EU并行工作，所以指令执行不计取指时间，指令的执行过程可能需多次访问内存（取操作数），所以可能需要多个总线周期。一个典型的总线周期由4个时钟周期构成，在T1时钟周期AD15~AD0输出地址，由ALE锁存，地T3时钟周期AD15~AD0用作数据线在WR或RD的配合下读写内存数据。如果需要可在T3后插入等待周期TW。 5. 8086CPU的输入/输出(IN/OUT) 输入/输出指令有两种，一种是直接寻址的，只能对8位地址访问，另一类是间接寻址，用DX作为间接寻址寄存器，可以对64KB范围寻址。 IN　AL，PORT OUT PORT，AL IN　AX，PORT OUT PORT，AX IN　AL，DX OUT DX，AL IN　AX，DX OUT DX，AX I/O指令与读/写控制信号对应关系是：执行IN指令使RD信号有效，在M/IO=0的作用下，形成IOR完成读（输入）操作；执行OUT指令使WR信号有效，同样在M/IO=0的作用下，形成IOW完成写（输出）操作。 6. 8086CPU如何区分地址空间 8086CPU有一个引脚M/IO，当执行访问端口指令（IN/OUT）时，译码后的M/IO=0，当执行（MOV）指令时，译码后的M/IO=1，在此前提下，如果是读(或输入)，则RD有效，如果是写(或输出)WR，则有效， 7. 8086CPU的标志寄存器 8086CPU的标志寄存器包括6个状态标志： 零标志ZF：运算结果为零时，ZF置1 进位标志CF：运算结果有最高位的进位时，CF置1 符号标志SF：运算结果为负时，SF置1 奇偶标志PF：运算结果低8位中1的个数为偶数时，PF置1 溢出标志OF：有符号数运算结果有溢出时，OF置1 辅助进位标志AF：低4位有向高4位进位时，AF置1 还包括三个控制标志： 方向标志DF：STD置DF为1，串操作地址减量修改 单步标志了TF：TF为1时，处理器按单步执行指令(INT 1) 中断标志IF：STI可置IF为1，开中断 8. 指令对状态标志位的影响 MOV AL,8AH MOV BL,9CH ADD AL,BL 接口与通讯部分 1. I/O接口的功能 ----第1章P.4 I/O接口功能： 执行CPU命令； 返回外设状态； 数据缓冲； 信号转换； 设备选择； 数据宽度与数据格式转换。 2. I/O接口与CPU之间的数据交换方式 主要有三种方式： 查询方式： 优点：接口简单，易于实现；缺点：查询占CPU机时 应用：适用于CPU不太忙的情况 中断方式： 优点：提高了CPU的效率 应用：适用于CPU较忙的场合，尤其是实时控制和紧急事件处理 DMA方式： 优点：传输过程无需CPU干预；缺点：硬件开销大 应用：适合高速、大批量数据传输 3. 常用总线 ISA—Industrial Standard Architecture工业标准结构总线 EISA—Extended Industy Standard Architecture 扩展工业标准结构总线 PCI—Peripheral Component Interconnect外围器件互连总线 SCSI—Small Computer System Interface小型计算机系统接口总线 RS232—EIA为DTE和DCE设计的负逻辑串行总线 RS485—双线平衡方式传输总线 USB—通用串行总线 4. 总线中的信号线 （1）数据总线：双向三态逻辑； （2）地址总线：单向三态逻辑； （3）控制总线：传输控制和状态信号； （4）电源线和地线。 5