微機(jī)原理及接口技術(shù)許雪林Email:xxl@2023/10/222課程介紹以INTEL8086CPU為核心介紹微型計(jì)算機(jī)的基本工作原理匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)建立起微機(jī)系統(tǒng)的整體概念;具備一定的使用匯編語(yǔ)言編程能力;形成微機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用、維護(hù)及開發(fā)的初步能力2023/10/223課程安排教材牟琦聶建萍主編，微機(jī)原理與接口技術(shù)，清華大學(xué)出版社，2007.12課時(shí)與考核課堂：44學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)：16學(xué)時(shí)考核：課終考試占70%，平時(shí)學(xué)習(xí)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)驗(yàn)等考核占30%

學(xué)習(xí)方法課堂：準(zhǔn)時(shí)到堂、專注聽課、做好筆記、積極互動(dòng)、大膽提問(wèn)課外：廣泛閱讀、扎實(shí)溫習(xí)、多作思考、認(rèn)真練習(xí)、討論請(qǐng)教實(shí)驗(yàn)：每次必做、充分準(zhǔn)備、鞏固理論、掌握技能、獨(dú)立過(guò)關(guān)2023/10/224參考教材周明德，微型計(jì)算機(jī)IBM-PC系統(tǒng)原理及應(yīng)用,清華大學(xué)出版社，1994.7楊全勝，現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù)，電子工業(yè)出版社，2002.3艾德才等.Pentium系列微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)，高等教育出版社，2001年1月馮博琴主編，微機(jī)原理與接口技術(shù)，清華大學(xué)出版社孫德文，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)，高等教育出版社沈美明溫冬嬋，IBMPC匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（第2版），清華大學(xué)出版社，2001.82023/10/225第一章微型計(jì)算機(jī)概述1.1匯編語(yǔ)言概述1、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言：二進(jìn)制表示匯編語(yǔ)言：機(jī)器語(yǔ)言的符號(hào)化，與機(jī)器密切相關(guān)。需要編譯后才能被機(jī)器執(zhí)行高級(jí)語(yǔ)言2、匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)

面向機(jī)器的低級(jí)語(yǔ)言，通常是為特定的計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)系列專門設(shè)計(jì)的。保持了機(jī)器語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，具有直接和簡(jiǎn)捷的特點(diǎn)。可有效地訪問(wèn)、控制計(jì)算機(jī)的各種硬件設(shè)備,如磁盤、存儲(chǔ)器、CPU、I/O端口等。目標(biāo)代碼簡(jiǎn)短，占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快，是高效的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。經(jīng)常與高級(jí)語(yǔ)言配合使用，應(yīng)用十分廣泛。學(xué)習(xí)、開發(fā)、調(diào)試較難，易出錯(cuò)。2023/10/226第一章微型計(jì)算機(jī)概述1.1匯編語(yǔ)言的概述3、匯編語(yǔ)言的意義速度：對(duì)于同一個(gè)問(wèn)題，用匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)出的程序能達(dá)到“運(yùn)行速度最快”?？臻g：對(duì)于同一個(gè)問(wèn)題，用匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)出的程序能達(dá)到“占用空間最少”。功能：匯編語(yǔ)言可以實(shí)現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言難以勝任甚至不能完成的任務(wù)，通常用于核心程序和計(jì)算機(jī)控制。知識(shí)：學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言，有助于對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的理解、寫出更好的程序，特別有助于嵌入式計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)。2023/10/227第一章微型計(jì)算機(jī)概述1.4數(shù)據(jù)表示方法1、數(shù)制

數(shù)制基數(shù)數(shù)碼

二進(jìn)制Binary20,1

八進(jìn)制Octal80,1,2,3,4,5,6,7

十進(jìn)制Decimal100,1,2,3,4,5,6,7,8,9

十六進(jìn)制Hexadecimal160,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F2023/10/228第一章微型計(jì)算機(jī)概述1.4數(shù)據(jù)表示方法2、數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換（1）二、八、十六

十:按權(quán)展開（2）十

二、八、十六整數(shù)部分除以（2、8、16）取余小數(shù)部分乘以（2、8、16）取整（3）二十六2023/10/229第一章微型計(jì)算機(jī)概述1.4數(shù)據(jù)表示方法3、計(jì)算機(jī)中正負(fù)數(shù)的表示（1）假設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為8位（2）假設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為16位

76543210符號(hào)位

數(shù)值位H.O.NibbleL.O.Nibble符號(hào)位=0正數(shù)

數(shù)值位

=

1負(fù)數(shù)1514131211109876543210H.O.ByteL.O.Byte2023/10/2210第一章微型計(jì)算機(jī)概述1.4數(shù)據(jù)表示方法4、定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)（1）定點(diǎn)數(shù)的表示格式（2）浮點(diǎn)數(shù)的表示格式浮點(diǎn)數(shù)規(guī)格化：1/2≤|s|＜1數(shù)符尾數(shù)階符階碼(E)數(shù)符尾數(shù)(s)2023/10/2211第一章微型計(jì)算機(jī)概述1.4數(shù)據(jù)表示方法5、原碼、反碼和補(bǔ)碼（1）真值：機(jī)器數(shù)所表示的真實(shí)的數(shù)值（2）機(jī)器數(shù)：連同符號(hào)位一起數(shù)值化了的數(shù)（3）原碼：符號(hào)+絕對(duì)值優(yōu)缺點(diǎn)（4）反碼：正數(shù)的反碼同原碼，負(fù)數(shù)的反碼數(shù)值位與原碼相反優(yōu)缺點(diǎn)（5）補(bǔ)碼：正數(shù)的補(bǔ)碼：同原碼負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼：寫出與該負(fù)數(shù)相對(duì)應(yīng)的正數(shù)的補(bǔ)碼按位求反末位加一2023/10/2212第一章微型計(jì)算機(jī)概述1.4數(shù)據(jù)表示方法5、原碼、反碼和補(bǔ)碼（6）無(wú)符號(hào)整數(shù)的表數(shù)范圍：0≤N≤2n-1

（7）n位二進(jìn)制補(bǔ)碼表數(shù)范圍：-2n-1

≤N≤2n-1-1十進(jìn)制（D）二進(jìn)制（B）十六進(jìn)制（H）十進(jìn)制（D）十六進(jìn)制（H）N=8N=16+127011111117F+327677FFF+126011111107E+327667FFE…………………………+20000001002+20002+10000000101+100010000000000000000-111111111FF-1FFFF-211111110FE-2FFFE…………………………-1261000001082-327668002-1271000000181-327678001-1281000000080-3276880002023/10/2213第一章微型計(jì)算機(jī)概述1.4數(shù)據(jù)表示方法5、補(bǔ)碼的加法和減法規(guī)則（1）加法：[X+Y]補(bǔ)碼=[X]補(bǔ)碼+[Y]補(bǔ)碼（2）減法：[X-Y]補(bǔ)碼=[X]補(bǔ)碼+[-Y]補(bǔ)碼補(bǔ)碼減法可轉(zhuǎn)換為補(bǔ)碼加法2023/10/2214第一章微型計(jì)算機(jī)概述1.4數(shù)據(jù)表示方法6、進(jìn)位和溢出（1）進(jìn)位：由于運(yùn)算結(jié)果超出了位數(shù),最高有效位向前的進(jìn)位，這一位自然丟失，一般不表示結(jié)果的對(duì)錯(cuò)。（2）溢出：表示結(jié)果超出了字長(zhǎng)允許表示的范圍，會(huì)造成結(jié)果出錯(cuò)。（3）判斷溢出的方法：同符號(hào)相加或異符號(hào)相減可能導(dǎo)致溢出最高二位的進(jìn)位值不同時(shí)便產(chǎn)生溢出（4）解決溢出的方法：解決溢出的方法是增加位長(zhǎng)2023/10/2215第一章微型計(jì)算機(jī)概述1.4數(shù)據(jù)表示方法7、BCD碼（1）壓縮BCD碼以4個(gè)二進(jìn)制位表示1個(gè)十進(jìn)制位，用0000B～1001B表示0～9。例如，十進(jìn)制數(shù)6429的壓縮BCD碼表示為0110010000101001B（即6429H）（2）非壓縮BCD碼以8個(gè)二進(jìn)制位表示1個(gè)十進(jìn)制位，低4位與壓縮BCD碼相同，高4位無(wú)意義。例如，十進(jìn)制數(shù)6429的非壓縮BCD碼表示為xxxx0110xxxx0100xxxx0010xxxx1001B有時(shí)，要求非壓縮BCD碼的高4位為0，這時(shí)，6429的非壓縮BCD碼為06040209H。可以看出，數(shù)字字符'0'～'9'的ASCII碼恰好是0～9的非壓縮BCD碼。2023/10/2216第一章微型計(jì)算機(jī)概述1.4數(shù)據(jù)表示方法8、ASCII碼ASCII碼字符集采用一個(gè)字節(jié)表示字符常用字符的ASCII碼：數(shù)字'0'～'9'：30H～39H字母'A'～'Z'：41H～5AH字母'a'～'z'：61H～7AH空格：20H回車CR：0DH換行LF：0AH空字符：0注意回車與換行的差別：CR用來(lái)控制光標(biāo)回到當(dāng)前行的最左端；LF用來(lái)移動(dòng)光標(biāo)到下一行，而所在列不變2023/10/2217第一章微型計(jì)算機(jī)概述1.4數(shù)據(jù)表示方法9、基本數(shù)據(jù)類型位（Bit）：1個(gè)二進(jìn)制位。計(jì)算機(jī)是在特定位數(shù)下工作的，如8位、16位、32位等。字節(jié)（Byte）：8位。位編號(hào)從右到左為0～7，第1位為最低位，第8位為最高位。字（Word）：16位。位編號(hào)從右到左為0～15，第1位為最低位，第16位為最高位。位0～7為低字節(jié)，位8～15為高字節(jié)。雙字（DoubleWord）：32位。位編號(hào)從右