微機原理總結複習

2021-10-12 20:59:21 字數 5078 閱讀 5588

微機原理

2.2.1、8088cpu概述

與8080/85相比,8088效能的提高主要依賴於:1、建立4位元組的指令預取佇列;2、設立位址段暫存器;3、在結構上和指令設定方面支援多為處理器系統。

2.2.2、8088cpu引線及其功能

最小模式下的引線:

a8~a15:它們是三態輸出引線,負責送出位址。

ad0~ad7:它們是位址、資料時分復用的輸入輸出訊號線。經由三態門輸出。

io/m:它是cpu的輸出控制訊號,用來區分當前操作時訪問存貯器還是訪問i/o埠。

wr:它是cpu的輸出控制訊號,有效時表示cpu正處於寫存貯器或i/o埠狀態。

dt/r:該引腳是cpu的輸出控制訊號,用於確定資料傳送方向,高電平為傳送方向,低電平為接受方向。

den:這是cpu經三態門輸出的控制訊號。有效時表示資料匯流排上有有效的資料。

ale:輸出控制訊號,高電平有效。有效時,表明cpu經其引線送出有效的位址訊號。

rd:它是讀選通輸出訊號,低電平有效,有效時表明cpu正在進行存貯器讀或i/o讀操作。

ready:它是準備就緒輸入訊號,高電平有效。有效時表示被訪問的裝置已準備好資料。

intr:它是可遮蔽中斷請求輸入訊號,高電平有效。

test:它是可用wait指令對該引腳進行測試的輸入訊號,低電平有效。有效時,cpu繼續執行程式;否則cpu就進入等待(空轉)狀態。

nmi:它是非遮蔽中斷輸入訊號,邊沿觸發,正跳變有效。

reset:它是cpu的復位輸入訊號,高電平有效。復位後的內部暫存器狀況見p24表2.2

inta:它是cpu輸出的中斷響應訊號,是cpu對外部輸入的intr中斷請求訊號的響應。

hold:它是高電平有效的輸入訊號,用於向cpu提出保持請求。

hlda:這是cpu對hold請求的響應訊號,高電平有效。有效時,所有三態輸出的訊號變為高阻狀態(浮動狀態)。

sso:是一條狀態輸出線。與io/m和dt/r訊號一起決定最小模式下現行匯流排週期的狀態。

clk:這是時鐘訊號輸入端。8088標準時鐘頻率為5mhz。

vcc:5v電源輸入引腳。

gnd:接地端。

最大模式下的引線(p25)

除24到34之外,其餘與最小模式完全相同(下述替換只是引腳位置替換)s2

s2(替換io/)、s1(替換dt/)、s0(替換den):這是最大模式下由8088cpu經三態門輸出的狀態訊號。

rq/gt0(替換hold)、rq/gt1(替換hlda):它們是匯流排請求允許引腳。

lock(替換wr):它是乙個匯流排封鎖訊號,低電平有效。該訊號有效時,別的匯流排控制裝置的匯流排請求訊號將被封鎖。

qs1(替換)、qs0(替換ale):它是cpu輸出的佇列狀態訊號。

high(sso):在最大模式時始終為高電平輸出。

2.2.3、8088內部結構

8088cpu內部結構

8088微處理器內部分為兩個部分:執行單元(eu)和匯流排介面單元(biu),圖見p27 圖2.4

eu單元負責指令的執行。它包括alu(運算器)、通用暫存器和狀態暫存器。

biu單元負責與存貯器和i/o裝置的介面。它由段暫存器、指令指標、位址加法器和指令佇列緩衝器組成。

2.2.5、時序

cpu與記憶體或藉口間進行通訊,如將乙個位元組寫入記憶體乙個單元(或藉口),這種寫(或讀)的過程成為乙個匯流排週期。

正常的匯流排週期,不論讀或寫,都用4個時鐘週期。

2.3.2、最小模式下的系統匯流排形成見p35 圖2.14

20條位址線用8282鎖存器形成。雙向資料匯流排用8286形成。控制匯流排訊號由8088cpu提供。

系統匯流排的控制訊號是8088cpu直接產生的。若8088cpu驅動能力不夠,可以加上74ls244

2.3.3、最大模式下的系統匯流排形成見p36 圖2.15

在進行dma傳送石,一定要保證匯流排形成電路的所有輸出訊號端都呈現高阻狀態,即放棄對系統匯流排的控制。

5.1.3、中斷控制器8259

8259的外部引線共28條,

d0~d7:雙向資料線,與系統匯流排的資料線相連線。

wr、rd:寫和讀的控制訊號,與系統匯流排的讀寫訊號相連線。=0,=1時外設產生指令;=1,=0時,內部產生指令。

cs:片選訊號,只有其為低電平時,才能實現cpu對8259的讀寫操作。通常連線系統的位址解碼器。

a0:8259內部暫存器的選擇訊號。

int:8259的中斷請求輸出訊號,可直接接到cpu的intr輸入端。

inta:中斷響應輸入訊號。

cas0~cas2:級聯控制線,多片8259級聯工作時,其中一片為主控級,其他均為從屬級晶元。

sp/en:雙功能引線,當工作在緩衝模式下時,它為輸出,用以控制緩衝傳送;在非緩衝模式時,它用作輸入,sp有效時,指定8259為主控級。

ir0~ir7:中斷請求輸入端。連線其他外設的中斷請求輸入。

內部暫存器:1、中斷請求暫存器(irr),內部儲存所有外部中斷源ir0~ir7的中斷請求狀態;2、中斷服務暫存器(isr),用來儲存所有正在服務的中斷源;3、中斷遮蔽暫存器(imr),儲存著被遮蔽的所有中斷源。

8259的工作方式:

(1)8080/85與8086/88工作模式:8259既可以工作在8080系統中,也可以用於8088系統中。在響應中斷過程中,cpu產生兩個inta脈衝。

這是,8259內部使用第乙個inta脈衝;在第二個inta脈衝期間,8259通過資料匯流排將中斷源的1個位元組的中斷向量碼送到資料匯流排上並傳送給cpu。

優先順序:1.一般完全巢狀方式2自動迴圈優先順序方式3特殊迴圈優先順序方式4特殊全巢狀方式

(2)特殊遮蔽模式:正常情況下,當乙個中斷請求被響應時,8259將禁止所有同級及更低優先順序中斷請求,稱為一般遮蔽方式。但在特殊情況下,也希望允許更低優先順序的中斷請求產生中斷。

(3)中斷結束:8259中,中斷結束是利用復位isr中的相應位來實現的,具體有兩種方法:1、自動結束,利用初始化命令字icw4設定這種結束方式;2、利用命令結束,利用操作命令自ocw2中的用慣命令實現中斷結束,中斷結束命令有兩種:

(a)一般中斷結束命令(eoi),該命令用於中斷巢狀方式;(b)特殊中斷結束命令,當8259工作在特殊遮蔽方式時,其中斷巢狀結構也變得雜亂起來,就必須採用特殊結束命令。

中斷觸發方式:1電平觸發2邊沿觸發

(5)查詢狀態:通過操作命令字ocw3中的p位置1,可以查詢8259的狀態。

8259的內部控制字

一.初始化命令字:1、初始化命令字icw1。

2、初始化命令字icw2,在8080模式下,它與icw1的d7~d5構成16為的入口位址。8088模式下,僅用icw2提供不同中斷源的中斷向量碼,中斷響應時,再根據中斷向量表獲得入口位址。

3、初始化命令字icw3,該字是用於多片8259級聯的。icw3的每一位對應乙個ir輸入,哪一位為1,表示相應的ir接從屬8259。

4、初始化命令字icw4,。

二.操作命令字ocw:1、操作命令字ocw1,用於設定對8259中斷的遮蔽操作。

2、操作命令字ocw2,用於設定優先順序是否迴圈、迴圈的方式及中斷結束方式。

3、操作命令字ocw3,可用於設定查詢方式、特殊遮蔽方式以及讀8259的中斷請求暫存器irr、中斷服務暫存器isr、中斷遮蔽暫存器imr的當前狀態。

8259的定址和連線:利用有效選中8259,再利用a0來燻製不同的暫存器和命令字。a0只可能有兩個狀態。因此,在硬體系統中,8259只占用兩個外設介面位址。

8259的介面位址為ff00h~ff07h。

8259的初始化使用:程式如下所示

mov dx, 0ff00h

mov al,13h

out dx, al

mov dx, 0ff02h

mov al, 48h

out dx, al

mov al, 03h

out dx, al

mov al, 0e0h

out dx, al

可以利用該程式來獨處8259內部暫存器的內容。

下面的程式用來驗證8259中斷遮蔽暫存器是否正常,不正常則轉至imerr

mov dx, 0ff02h

mov al, 0

out dx, al

in al,dx

or al, al

jnz imerr

mov al, 0ffh

out dx, al

in al, dx

add al, 1

jnz imerr

在讀imr時,可直接在對應a0=1的位址上讀出。

但要讀irr或isr時,必須先向8259寫入乙個命令字ocw3,**如下:

mov dx, 0ff00h ;對應a0=0

mov al, 0bh ;0bh為ocw3

out dx, alocw3寫入8259

in al, dx讀出isr的內容,放在al中

8259的級聯(p165):乙個主控8259可以連線8片從屬8259,最多允許有64個輸入

工作級聯框圖見p166圖5.30

6.4、可程式設計並行介面8255

外部引線及內部結構

d0~d7:雙向資料訊號,用來傳送資料和控制字。

rd:讀訊號線, 與其他訊號線一起實現對8255介面的讀操作, 通常接系統匯流排的。

wr:寫訊號線,與其他訊號一起實現對8255的寫操作,通常接系統匯流排的。

cs:片選訊號線,當它為低電平時,有效。

a0、a1:8255位址選擇訊號線.

reset:復位輸入訊號。8255復位後,a、b、c口均被定位輸入狀態。

pa0~pa7:a口的8跳輸入輸出訊號線。

pb0~pb7:b口的8跳輸入輸出訊號線。

pc0~pc7:c口的8跳輸入輸出訊號線。

6.4.2、8255的工作方式

1、工作方式0,又稱為基本輸入輸出方式。abc三口24條線全部規定為資料的輸入輸出線。共有16種不同組合。三口均可鎖存資料,而定義為輸入的口則無鎖存能力。

2、工作方式1,即選通輸入輸出方式。(1)方式1下,a口、b口均為輸出

此方式下,a口、b口均需借用c口來實現一些功能。c口的功能如下:

obf:輸出緩衝器滿訊號,低電平有效。

ack:外設響應訊號,低電平有效。

intr:中斷請求訊號,高電平有效。

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