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文章目录
第一章 微型计算机基础概论第一讲 关于第二讲 微型计算机系统组成第三讲 微机工作过程第四讲 常用数制第五讲 编码第六讲 数及其运算第七讲 基本逻辑运算和逻辑门第八讲 基本逻辑运算及其门电路
第二章 微处理器与总线第九讲 8088/8086微处理器第十讲 8088的主要引线及其内部结构第十一讲 8088CPU内部寄存器第十二讲 实模式下的存储器寻址第十三讲 8088 系统总线
第三章 指令系统概述第十四讲 8088/8086指令系统第十五讲 指令的寻址方式第十六讲 数据传送指令
第四章 算术运算，逻辑运算与移位操作指令第十七讲 算术运算类指令第十八讲 逻辑运算指令第十九讲 移位操作指令
第五章 串操作指令第二十讲 串操作指令第二十一讲 串传送与串比较指令第二十二讲 串扫描指令第二十三讲 串装入与串存储指令
第六章 程序与处理器控制指令第二十四讲 程序控制指令第二十五讲 处理器控制指令
第七章 汇编语言第二十六讲 汇编语言程序设计第二十七讲 数据定义伪代码第二十八讲 符号与段定义相关伪指令第二十九讲 其他伪指令第三十讲 系统功能调用
第八章 半导体存储器第三十一讲 半导体存储器概述第三十二讲 微机中的存储器第三十三讲 存储单元的编址第三十四讲 存储器扩展技术
第九章 输入输出与中断技术第三十五讲 输入输出技术概述第三十六讲 简单接口芯片第三十七讲 基本输入输出方法DMA控制器8237A
第三十八讲 中断技术
第十章 可编程数字接口电路可编程定时计数器8253可编程并行接口8255可编程中断控制器8259
第十一章 模拟接口电路模拟量的输入输出D/A转换器和A/D转换器D/A转换器（DAC0832）NSA/D转换器（ADC0809）
补充
大学课程《微机原理与接口技术》学习笔记整理
我的博客原文链接
大学课程《微机原理与接口技术》学习笔记整理
第一章 微型计算机基础概论
第一讲 关于
计算机的主要应用：数值计算，信息处理，过程控制微机原理与接口技术包括：数值信息表示，微型机基本原理，汇编程序设计，半导体存储器及其接口设计，输入输出技术
第二讲 微型计算机系统组成
计算机系统：
硬件系统
主机系统：CPU，存储器，输入输出接口，总线外部设备 软件系统 能够与CPU直接进行信息交换的部件属于主机系统，不能够与CPU直接进行信息交换的部件属于外部设备CPU
微处理器简称CPU，是计算机的核心主要包括：运算器，控制器，寄存器组 存储器：
计算机中的记忆装置。用于存放计算机工作过程中需要操作的数据和程序内存储器 ：
存取速度较快，容量相对较小内存按单元组织，每单元都对应一个惟一的地址每个内存单元中存放1Byte数据【每8位0或1称 为1字节（Byte）】内存单元个数称为内存容量按工作方式分类：随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM） 外存储器
联机外存：硬磁盘脱机外存：各种移动存储设备 输入/输出接口
接口是CPU与外部设备间的桥梁主要功能：
数据缓冲寄存；信号电平或类型的转换；实现主机与外设间的运行匹配。 总线
是一组导线和相关的控制、驱动电路的集合。是计算机系统各部件之间传输地址、数据和控制信息的通道地址总线（AB） 数据总线（DB） 控制总线（CB）
第三讲 微机工作过程
计算机的工作就是按照一定的顺序，一条条地执行指令指令： 由人向计算机发出的、能够为计算机所识别的命令过程：取指令->分析指令->读取操作数->执行指令->存放结果顺序执行： 一条指令执行完了再执行下一条指令。
执行时间=取指令+分析指令+执行指令设：三个部分的执行时间均为Δt，则：执行n条指令时间T0为：T0=3nΔt 并行执行： 同时执行两条或多条指令。
仅第1条指令需要3 Δt时间，之后每经过1 Δt，就有一条指令执行结束执行时间： T =3Δt +（ n-1）Δt 并行： 更高的效率，更高的复杂度相对于顺序执行方式，指令并行执行的优势用加速比S表示：
S=顺序执行花费的时间/并行执行花费的时间例： 3n Δt /（3Δt +（ n-1）Δt) =3n/（2+n） 冯 • 诺依曼计算机的工作原理: 存储程序工作原理,结构特点:运算器为核心冯 • 诺依曼机的工作过程
取一条指令的工作过程：
① 将指令所在地址赋给程序计数器PC；② PC内容送到地址寄存器AR，PC自动加1；③ 把AR的内容通过地址总线送至内存储器，经地址译码器译码，选中相应单元。④ CPU的控制器发出读命令。⑤ 在读命令控制下，把所选中单元的内容（即指令操作码）读到数据总线 DB。⑥ 把读出的内容经数据总线送到数据寄存器DR。⑦ 指令译码:数据寄存器DR将它送到指令寄存器IR，然后再送到指令译码器ID 特点：
程序存储，共享数据，顺序执行属于顺序处理机，适合于确定的算法和数值数据的处理。 不足：
与存储器间有大量数据交互，对总线要求很高；执行顺序由程序决定，对大型复杂任务较困难；以运算器为核心，处理效率较低；由PC控制执行顺序，难以进行真正的并行处理。 哈佛结构
指令和数据分别存放在两个独立的存储器模块中；CPU与存储器间指令和数据的传送分别采用两组独立的总线；可以在一个机器周期内同时获得指令操作码和操作数。
第四讲 常用数制
计算机中的常用计数制：十进制 ，二进制数 ，十六进制数 ，八进制数
第五讲 编码
编码：
信息从一种形式或格式转换为另一种形式的过程用代码来表示各种信息，以便于计算机处理。 需要编码的信息种类：数值，字符，声音，图形，图像所有需要由计算机处理的信息，都需要编码，使所有信息都以二进制码形式表示计算机中的编码
数值编码：
二进制码BCD码 西文字符编码
ASCII码 BCD（Binary Coded Decimal）码
用二进制表示的十进制数特点：
保留十进制的权，数字用0和1表示。 8421BCD编码：
用4位二进制码表示1位十进制数，每4位之间有一个空格1010—1111是非法BCD码（0001 0001 .0010 0101）BCD =11 .25 =（1011 .01）B BCD码在计算机中的存储方式
以压缩BCD码形式存放：
用4位二进制码表示1位BCD码一个存储单元中存放2位BCD数 以扩展BCD码形式存放
用8位二进制码表示1位BCD码.即高4位为0，低4位为有效位每个存储单元存放1位BCD ASCII码
西文字符编码：将每个字母、数字、标点、控制符用1Byte二进制码表示标准ASCII的有效位：7bit，最高位默认为0 ASCII码的奇偶校验
奇校验：加上校验位后编码中“1”的个数为奇数。偶校验：加上校验位后编码中“1”的个数为偶数。
第六讲 数及其运算
定点数浮点数
小数点的位置可以左右移动的数规格化浮点数：尾数部分用纯小数表示，即小数点右边第1位不为0 无符号数有符号数：用最高位表示符号，其余是数值，0正，1负
原码：最高位为符号位，其余为真值部分
[X]原=符号位+|绝对值|有[+0]和[-0]之分 反码：
若X>0 ，则 [X]反 = [X]原若X0， 则 [X]补 = [X]反= [X]原若XCS（代码段寄存器）
CS×16+IP 数据段==>DS（数据段寄存器）
DS×16+偏移地址 附加段==>ES（附加段寄存器）
ES×16+偏移地址 堆栈段==>SS（堆栈段寄存器）
SS×16+SP 8086/8088内存中每类逻辑段的数量最多64K个 逻辑段与逻辑地址
内存的分段式逻辑分段，不是物理段两个逻辑段可以完全重合或部分重合 堆栈及堆栈段的使用
堆栈：
内存中一个特殊区域，用于存放暂时不用或需要保护的数据。常用于响应中断或子程序调用
第十三讲 8088 系统总线
总线时序
CPU工作时序
CPU各引脚信号在时间上的关系 总线周期
CPU完成一次访问内存（或接口）操作所需要的时间8086的基本总线周期为4个时钟周期，每个时钟周期间隔称为一个T状态（8086/8088：5MHz时钟信号，时钟周期T=200ns）  T1 状态：BIU将RAM或I/O地址放在地址/数据复用 总线（AD）上。T2 状态：
读总线周期： A/D总线为接收数据做准备。改变线路的方向。写总线周期： A/D总线上形成待写的数据，且保持到总线周期的结束(T4)。 T3, T4:对于读或写总线周期，AD总线上均为数据。Tw: 当RAM或I/O接口速度不够时，T3与 T4 之间可插入等待状态 Tw 。Ti : 当BIU无访问操作数和取指令的任务时，8086不执行总线操作，总线周期处于空闲状态 Ti 。 总线：
按层次结构分类：
CPU总线系统总线外部总线 按传送信息的类别分类：
地址总线数据总线控制总线 按总线在微机系统的位置分类：
片内总线片间总线系统总线通信总线 总线的基本功能
数据传送仲裁控制出错处理总线驱动 总线的主要性能指标
总线带宽（B/S）
单位时间内总线上可传送的数据量总线带宽=位宽×工作频率 总线位宽（bit）
能同时传送的数据位数 总线的工作频率（MHz）
总线带宽=（位宽/8）×（工作频率/每个存储周期的时钟数） 引脚信号设计特点
分时复用，如引脚AD0-AD15
如何实现：增加地址锁存器8282三位锁存器8286八位数据收发器 两种工作模式复用
最大模式最小模式
第三章 指令系统概述
第十四讲 8088/8086指令系统
指令：控制计算机完成某种操作的命令指令系统：处理器所能识别的所有指令的集合指令的兼容性：同一系列机的指令都是兼容的一条指令应包含的信息：
运算数据的来源运算结果的去向执行的操作 指令格式  指令中的操作数
立即数：参加操作的数据本身，可以是8位或16位，只能作为源操作数，无法作为目标操作数
MOV AX, 1234H 寄存器：数据存放地址
MOV AX, BX 存储器：数据存放地址
参加运算的数存放在存储器的某一个或两个单元中表现形式： [操作数在内存中的偏移地址]MOV AL, [1200H]
第十五讲 指令的寻址方式
操作数可能的来源或运算结果可能的去处：
由指令直接给出寄存器内存单元 寻找操作数所在地址的方法可以有三种大类型：
指令直接给出的方式存放于寄存器中的寻址方式存放于存储器中的寻址方式 1.直接寻址：
指令中直接给出操作数的偏移地址直接寻址方式下，操作数默认为在数据段，但允许段重设，即由指令给出所在逻辑段。MOV AX，ES：[1200H] ES：段重设符 2.寄存器间接寻址
操作数存放在内存中，数据在内存中的偏移地址为方括号中通用寄存器的内容仅有4个通用寄存器可用于存放数据的偏移地址，BX，BP，SI，DI
若使用BX,SI,DI，则操作数在数据段DS中
物理地址=DS×16+{BX/SI/DI} 若使用BP，则操作数在堆栈段SS中
物理地址=SS×16+BP 间接寻址的一般格式：[ 间址寄存器 ]例： MOV AX，[BX]可以段重设 3.寄存器相对寻址
操作数的偏移地址为寄存器的内容加上一个位移量相对寻址主要用于一维数组的操作MOV AX，[BX+DATA] 4.基址、变址寻址
操作数的偏移地址为
一个基址寄存器的内容 + 一个变址寄存器的内容； 操作数的段地址由选择的基址寄存器决定
基址寄存器为BX，默认在数据段DS基址寄存器为BP，默认在堆栈段SS 基址变址寻址方式与相对寻址方式一样，主要用于一维数组操作。 5.基址、变址、相对寻址
操作数的偏移地址为：
基址寄存器内容+变址寄存器内容+位移量 操作数的段地址由选择的基址寄存器决定。基址变址相对寻址方式主要用于二维表格操作。例如：MOV AL, [BP][DI]5==>也可以表示为[BP+DI+5] 6.隐含寻址
指令中隐含了一个或两个操作数的地址，即操作数在默认的地址中。例：
MUL BL 指令执行：
AL×BL-->AX I/O端口寻址方式
直接端口寻址
由指令提供一个8位端数（0-255） 间接端口寻址
由DX寄存器给出，寻址64KB
第十六讲 数据传送指令
8086指令系统从功能上包括六大类：
数据传送算术运算逻辑运算和移位串操作程序控制处理器控制 数据传送类指令
1.通用数据传送指令
一般数据传送指令
MOV格式：MOV dest,src操作：src->dest例子：MOV AL, BL注意点：两操作数字长必须相同；两操作数不允许同时为存储器操作数；两操作数不允许同时为段寄存器；在源操作数是立即数时，目标操作数不能是段寄存器；IP和CS不作为目标操作数，FLAGS一般也不作为操作数在指令中出现。 堆栈操作指令
先进后出，以字为单位压栈：PUSH OPRD 16位寄存器或存储器两单元 出栈：POP OPRD 指令的操作数必须是16位；操作数可以是寄存器或存储器两单元，但不能是立即数；不能从栈顶弹出一个字给CS；PUSH和POP指令在程序中一般成对出现；PUSH指令的操作方向是从高地址向低地址，而POP指令的操作正好相反。堆栈指针寄存器SP指向栈顶位置 交换指令
格式：XCHG REG，MEM/REG注：两操作数必须有一个是寄存器操作数;不允许使用段寄存器。例：XCHG AX, BX,XCHG [2000], CL 查表转换指令
格式：XLAT说明：用BX的内容代表表格首地址，AL内容为表内位移量，BX+AL得到要查找元素的偏移地址操作：将BX+AL所指单元的内容送AL（将BX为首地址的,偏移地址为AL的内容送给AL。） 字位扩展指令
将符号数的符号位扩展到高位；指令为零操作数指令，采用隐含寻址，隐含的操作数为AX及AX，DX无符号数的扩展规则为在高位补0字节到字：CBW，将AL内容扩展到AX ，若AL最高位=1，则执行后AH=FFH，若AL最高位=0，则执行后AH=00H 。AL不变（即将AL的符号位移至AH）
CBW属符号扩展指令，它可以把8位扩展到16位，扩展前后两数的真值不变，主要用于数据类型不同时用符号扩展指令可以使得数据类型相同。 字到双字：CWD，将AX内容扩展到DX AX ，若AX最高位=1，则执行后DX=FFFFH，若AX最高位=0，则执行后DX=0000H
CWD的作用是将带符号的16位整数（AX）转为32位的带符号位的整数(DX:AX),例如：AX=0xFFFE, 转为32位带符号位的整数时，DX=0xFFFF,AX=0XFFFE.又例如：AX=0x0002,转为带符号位的整数时DX=0x0000,AX=0x0002. 2.输入输出指令
从端口地址读入数据到累加器/将累加器的值输出到端口中指令格式：
输入指令： IN acc，PORT输出指令 ：OUT PORT，acc 根据端口地址码的长度，指令具有两种不同的端口地址表现形式：直接寻址，间接寻址 3.地址传送指令
LEA取偏移地址指令
将变量的16位偏移地址写入到目标寄存器LEA REG,SRC LDS指令
LDS（Load pointer using DS）的一般格式：LDS 通用寄存器，存储器操作数(32位) LES指令
LDS和LES均用于将一个32位的远地址指针写入到目标寄存器。LES（Load pointer using ES）的一般格式：LES 通用寄存器，存储器操作数(32位) 4.标志传送指令
隐含操作数AH,将FLAGS的低8位装入AH
LAHF（Load AH from Flags）SAHF（Store AH into Flags） 隐含操作数FLAGS
PUSHF（Push flags onto stack）POPF（Pop flags off stack） 除标志传送指令外，其它指令的执行对标志位不产生影响
第四章 算术运算，逻辑运算与移位操作指令
第十七讲 算术运算类指令
加法运算指令
1.ADD加法指令
格式：ADD OPRD1，OPRD2操作：OPRD1+OPRD2-->OPRD1ADD指令的执行对全部6个状态标志位都产生影响 2.ADC带进位的加法指令
OPRD1+OPRD2+CF-->OPRD1 3.INC加1指令
格式：INC OPRD操作：OPRD+1-->OPRD常用于在程序中修改地址指针,OPRD不能是段寄存器,不能是立即数，除CF外，影响其他标志位 减法运算指令
1.普通减法指令SUB
格式：SUB OPRD1，OPRD2操作：OPRD1- OPRD2-->OPRD1对标志位的影响与ADD指令同 2.考虑借位的减法指令SBB
操作：OPRD1- OPRD2- CF-->OPRD1 3.减1指令DEC
格式：DEC OPRD操作：OPRD - 1-->OPRD除了不影响CF外，影响其他标志位 4.比较指令CMP
格式： CMP OPRD1，OPRD2操作：OPRD1- OPRD2指令执行的结果不影响目标操作数，仅影响标志位！ 5.求补指令NEG
NEG OPRD操作：0-OPRD-->OPRD 乘法指令
乘法指令采用隐含寻址，隐含的是存放被乘数的累加器AL或AX及存放结果的AX，DX；1.无符号的乘法指令MUL
MUL OPRD不能是立即数和段寄存器操作：
OPRD为字节数AL×OPRD-->AXOPRD为16位数AX×OPRD-->DX,AX 2.带符号的乘法指令IMUL
格式：IMUL OPRD指令格式及对操作数的要求与MUL指令相同。指令执行原理：
① 将两个操作数取补码（对负数按位取反加1，正数不变）；② 做乘法运算；③ 将乘积按位取反加1。 除法指令
1.无符号除法指令
格式： DIV OPRD操作：
操作数是字节(8位)：AX/OPRD,商–>AL,余数–>AH操作数是字(16位)：DX,AX/OPRD,商–>AX,余数–>DX 2.有符号除法指令
格式： IDIV OPRD指令格式及对操作数的要求与DIV指令相同。 注：
余数符号与被除数相同范围
双字/字：商范围 -32768到+32767字/字节：商范围 -128到+127超过范围按除数为0处理，产生0号中断 算术运算指令的执行大多对状态标志位会产生影响
第十八讲 逻辑运算指令
逻辑运算指令
对操作数的要求：
大多与MOV指令相同。“非”运算指令要求操作数不能是立即数； 对标志位的影响
除“非”运算指令，其余指令的执行都会影响除AF外的5个状态标志；无论执行结果如何，都会使标志位OF=CF=0。“非”运算指令的执行不影响标志位。 1."与"指令
格式：AND OPRD1，OPRD2操作：两操作数相“与”，结果送目标地址。(OPRD1)∧(OPRD2)-->(OPRD1)CF=0,OF=0,SF,ZF,PF有影响，对AF无影响 2."或"指令
格式：OR OPRD1，OPRD2操作：两操作数相“或”，结果送目标地址 3."非"指令
格式：NOT OPRD操作：操作数按位取反再送回原地址 4."异或"指令
格式：XOR OPRD1，OPRD2操作：两操作数相“异或”，结果送目标地址 5."测试"指令
格式：TEST OPRD1，OPRD2操作：执行“与”运算，但运算的结果不送回目标地址。应用：常用于测试某些位的状态
第十九讲 移位操作指令
移位操作指令
控制二进制位向左或向右移动的指令
非循环移位指令循环移位指令 移动移动1位时由指令直接给出；移动两位及以上时，移位次数必须由CL指定 1.非循环移位指令
逻辑左移SHL
格式： SHL OPR,CNT注：
OPR不能是立即数和段寄存器操作数CNT移位次数，若为1，直接写在指令中，若为几，必须先写入CL中对CF，OP，PF,ZF，SF有影响，对AF无意义 算术左移SAL
格式：SAL OPR,CNT操作同SHL 逻辑右移SHR
格式：SHR OPR,CNT 算术右移SAR
格式：SAR OPR,CNT操作：左边补上符号位，和之前的符号一样 2.循环移位指令
不带进位位的循环移位
左移 ROL
格式： ROL OPR,CNT 右移 ROR
格式： ROR OPR,CNT 带进位位的循环移位
左移 RCL
格式： RCL OPR,CNT 右移 RCR
格式： RCR OPR,CNT
第五章 串操作指令
第二十讲 串操作指令
针对数据块或字符串的操作可实现存储器到存储器的数据传送；待操作的数据串称为源串，目标地址称为目标串。串操作指令的操作对象是多个字节数（一串字符或数据），因此，指令的执行需要确定：
串所在的区域
源串一般存放在数据段，偏移地址由SI指定。允许段重设。目标串必须在附加段，偏移地址由DI指定 串的首地址（原串、目标串起始地址）串长度（大小）
串长度值由CX指定 串的操作方向
由DF标志位决定。指令根据DF状态自动修改地址指针
DF=0 增地址方向DF=1 减地址方向 通过增加重复前缀， 可以实现对CX值的自动修改
无条件重复REP
当CX≠0时，REP后的指令将继续重复执行常用于传送类指令前–》未传完则继续传送 条件重复
相等（为零）重复：REPE（REPZ）CX≠0 ∩ ZF=1，则前缀后的指令将继续重复执行不相等（不为零）重复：REPNE（ REPNZ）CX≠0 ∩ ZF=0，则前缀后的指令将继续重复执行条件前缀常用于运算类指令前，当：
1）操作未结束 AND 结果=02）操作未结束 AND 结果≠0 使其后的指令继续重复执行。 串操作指令
串传送 MOVS串比较 CMPS串扫描 SCAS串装入 LODS串送存 STOS
第二十一讲 串传送与串比较指令
1.串传送指令
功能：将原数据串传送到目标地址格式：
MOVS OPRD1，OPRD2MOVSB,按字节传送MOVSW，按字传送 串传送指令常与无条件重复前缀连用 2.串比较指令功能：用于实现两个数据串的比较操作：
目标串-源串，结果不写回目标地址常与条件重复前缀连用 格式：
CMPS OPRD1，OPRD2CMPSBCMPSW 前缀的操作对标志位不影响
第二十二讲 串扫描指令
格式：
SCAS OPRDSCASBSCASW 执行与CMPS指令相似的操作，区别是：这里的源操作数是AX或AL 串扫描指令应用例：
在ES段中从2000H单元开始存放了10个字符，寻找其中有无字符“A”。若有则记下搜索次数，将搜索次数写入到DATA1单元，并将存放“A”的地址写入DATA2单元。
第二十三讲 串装入与串存储指令
1.串装入指令
格式：
LODS OPRDLODSBLODSW 操作：
对字节：AL [DS:SI]对 字：AX [DS:SI] 2.串存储指令 格式：
STOS OPRDSTOSBSTOSW 操作：
对字节： AL [ES:DI]对 字： AX [ES:DI] 串操作指令应用注意事项:
需要定义附加段
目标操作数必须在附加段 需要设置数据的操作方向
确定DF的状态 源串和目标串指针分别为SI和DI串长度值必须由CX给出注意重复前缀的使用方法
传送类指令前加无条件重复前缀串比较类指令前加条件重复前缀，但前缀不影响ZF状态
第六章 程序与处理器控制指令
第二十四讲 程序控制指令
程序控制类指令
转移指令
通过修改指令的偏移地址或段地址及偏移地址实现程序的转移无条件转移指令–>无条件转移到目标地址
JMP OPRD段内直接转移
当偏移量为8位时，称为段内直接短跳转
格式：JMP (SHORT) 标号操作：(IP) |