2022年微机原理笔记 .pdf

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1、微机原理笔记（一）- 绪论第一章绪论1-2 计算机的结构总线：信息传输的通道AB、DB 、CB 常用术语：位（ bit ）：字节（ byte ）： 8 为二进制数构成一个字节（char ）字： 16 位二进制数构成一个字，两个字节（int ）双字： 32 位二进制数构成一个字，两个字（long ）指令：让CPU 执行基本操作的命令指令的构成：操作数、操作码CPU 执行一条指令的过程：取指令代码- 译码 - 执行指令系统： CPU 可执行所有指令的集合程序：指令的有机结合1-3 进位计数制计算符号：D 10 个、 B 2 个、 H 16 个权： D 10 的幂、 B 2 的幂、 H 16 的幂基

2、： D 10 、B 2、H 16 十进制（ D） - 二进制（ B）整数部分：除以二取余，逆序排列小数部分：乘以2 取整，顺序排列任意进制整数部分，除以基取余，逆序排列小数部分，乘以基取整，顺序排列符号数的表示：数的符号：用一位（最高位）二进制数表示0（正数） 1（负数）原码：最高位为符号数，符号位之后为该数的绝对值反码：最高位为符号位正数的反码表示：与该数原码相同负数的反码表示：在其正数反码表示基础上按位求反补码：正数的部门与原码相同负数的部门在正数的补码表示，按位求反，在最低位加1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 1

3、0 页注： 1、补码不等于负数2、求补不等于补码，求补是求其相反数的操作二进制编码1、 BCD 码压缩的 BCD 码：一个字节表示2 位 BCD 码非压缩的BCD 码：一个自己表示1 位 BCD 码2、ASC码：七位二进制数表示一个符号高位为0 微机原理笔记（二）-8086结构一、 8086CPU内部结构算数逻辑单元(ALU) ：运算器的重要部件，完成算术运算（加、减、乘、除、求补、与、或、异或、求反、移位、循环移位）程序状态字 (psw) ：又称标志寄存器，记录运算结果的特征控制器：指令译码、发出控制信号、协调各部件工作段寄存器： CS、DS、SS、ES、IP（指令指针，存放下一条直线指令在

4、存储单元内的地址，每取一个字节的指令代码会自动加1）二、 8086寄存器结构AX ：16 位寄存器，分为2 个 8 位 AH 、AL 作用： 1、通用寄存器，数据的存取2、与 DX 一起构成双字作为低16 位，在乘法和除法指令中使用3、作为累加器BX ：16 位寄存器，分为2 个 8 位 BH 、BL 作用： 1、通用寄存器2、作为访问存储器的地址指针CX：16 位寄存器，分为2 个 8 位 CH、CL 作用： 1、通用寄存器2、在循环指令中作为循环计数器、循环指令。在串操作指令中传送计数器。DX ：16 位寄存器，分为2 个 8 位 DH 、DL 作用： 1、通用寄存器2、与 AX 一起构成

5、双字作为高16 位，在乘法、除法指令中使用3、作为输入、输出地址，不可有作为存储器地址BP：16 位寄存器作用： 1、通用寄存器2、访问存储器的地址指针SP：16 位堆栈指针，只想堆栈的栈顶，可作为访问存储器地址SI、DI ：16 位寄存器作用： 1、通用寄存器2、可以作为访问存储器的地址精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 10 页3、在变址寻址时作为变址寄存器4、在串操作时，SI 作为源指针，DI 作为目的指针psw：程序状态字，16 位寄存器，又称FL、 FR 状态位： CF、PF、 AF、ZF、SF、OF(6 位，操作

6、结果的特征) 控制位： TF 、IF 、DF CF：进位标志位。运算结果最高位产生进位或借位，该位置为1，否则为0 PF：奇偶标志位。运算结果的低8 位，有偶数个1，该位置1，有奇数个1，该位置 0 AF ：辅助进位标志位。运算结果的低4 位产生进位或借位该位置1，否则置0 ZF ：全零标志位。运算结果为0 时，该位置1，否则置0 SF：符号标志位（负数标志位）。运算结果是负数，该位置1，否则置0 OF：溢出标志位。运算结果超出表示的范围，该位置1，否则置0 注：符号数运算溢出，根据OF 判断，不带符号数运算产生溢出根据CF 判断次高位产生进位a，最高位产生进位b，OF=a 异或 b TF ：

7、单步标志位。若TF=1 ，执行一条指令后，产生一个中断，单步执行IF：中断标志位。若IF=1 ，允许 CPU 响应可屏蔽中断DF ：方向标志位。串操作时使用。DF=0 ，地址指针式增量+1 或+2 ；DF=1 ，地址指针是减量-1或-2 三、 8086CPU引脚介绍电源（ 40 ），接地（ 1，20），时钟信号（19），重置（ 21） -输入引脚高电平有效AD0 AD15 ：地址 / 数据线，分时复用，地址A0A15 ，数据 D0D15 。线传送地址，然后传送数据，双向输入/ 输出，三态（0，1，高阻）A19/S6 A16/S3 ：地址 / 状态线，分时复用，三态，输出，8086 中 S6 不

8、用， S5 表示 IF 状态BHE ：总线高位有效，输出，三态，低电平有效（8086没有）BHE=0 ，表示 CPU 正在使用D8D15进行数据传送A0=0 ，表示 CPU 正在使用D0D7进行数据传送偶地址由D0D7数据传数（ A0=0 ）奇地址由D8D15数据传数（ A0=1 即 bhe=0 ）MN/MX：最小 / 最大工作模式选择输入最小模式： MN/MX=1单 CPU 系统最大模式： MN/MX=0多 CPU 系统ALE ：地址锁存允许信号，输出，高电平有效开始传送地址时，ALE 由 0 变成 1，经过一定时间，ALE 由 1 变成 0 锁存地址M/IO ：存储器 /IO ，输出，三态

9、（8088 与其相反）M/IO=1，访问存储器；M/IO=0，访问 I/O 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页RD：读、取数，输出，低电平有效，三态RD=0 ，CPU 从数据线上获取数据WR ：写、输出、低电平有效、三态DEN ：数据缓冲器控制（驱动器控制），输出，低电平有效DT/R ：数据传送方向DT/R=1 ，由 CPU 到存储器 /IO ；DT/R=0，由存储器 /IO到 CPU READY ：准备就绪信号，输入，高电平有效INIR ：可屏蔽中断请求，输入，高电平有效，与IF 对应INTA ：中断响应信号，输

10、出。等于0 时， CPU 响应屏蔽中断NMI ：非屏蔽中断请求，不受IF 控制，输入，上升沿有效TEST ：输入，低电平有效，外部事件与CPU 同步HOLD ：总线请求信号，输入，高电平有效HLDA ：总线响应信号BX 、BP、SI、DI 、SP、IP、CS、DS、 ES、SS可访问存储器的地址8086 存储空间1MB 四、 8086存储器的组织结构每段 =64KB 记录段起始地址偏移地址EA( 有效地址 )16 位BX 、BP、SI、DI 、SP、IP 直接地址限制：段棋手地址的低四位必须为0 物理地址 =段基址 16+EA( 有效地址 ) 物理地址 存储单元0300H:0100H PA =

11、 0300H*16 + 0100H = 03000H + 0100H = 03100H 时序：时钟周期： 1 个 CLOCK 周期总线周期： 4 个时钟周期构成控制信号：变为有效- 无效指令周期：一到几个总线周期构成M/IO RD WR AO BHE 操作1 0 1 0 1 D0D7读 M 0 1 1 0 D8D15读 M 0 1 0 0 D0D15读 M 读 16 位精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 10 页 0 1 1 0 D8 D15 读低位 0 1 0 1 D0D7读高位微机原理笔记（三）- 寻址方式寻址方式得到操

12、作数或操作数的地址的方法1、 立即寻址指令中直接给出了参加操作的操作数MOV AX,3680(80放入 AL ，36 放入 AH) ADD BL,30H 用 BL 的内容加上30H 的 结果送入BL 立即数相当于C 语言中的常量2、 寄存器寻址操作数在CPU 内部的某一个寄存器ADD AL AH /(AL)+(AH)-AL SUB AH BL /(AH)-(BL)-AH CF=1,PF=1,AF=0 ZF=0,SF=1,OF=0 3、直接寻址指令中直接给出了操作数的有效地址EA(16 位) MOV AX 200H 段寄存器缺省DS MOV AX es:2000H ADD AL 2380H 4、

13、寄存器间接寻址操作数的地址在BX 、BP、SI、DI 、SP 段基址： BX( 缺省 )、SI、 DI 、DS、BP、SP 5、相对寄存器寻址EA = ( BX , BP , SI , DI ) + 指令给出的8 位或 16 位位移量MOV AX BX+5 = MOV AX 5BX 6、基址变址寻址方式EA = ( BX , BP ) + ( SI, DI) BX 缺省 DS , BP 缺省 SS 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 10 页7、相对基址变址寻址方式EA = （ BX , BP ）+ ( SI , DI )

14、+ 8位或 16 位位移量注：计算EA，结果一定是16 位计算 PA，结果一定是20 位微机原理笔记 (四) - 数据传送指令一、MOV MOV 目的，源将源的内容送到目的中MOV AX,0 /8位传送或16 位传送MOV byte ptr BX,0 /8位传送MOV word ptr BX,0 /16位传送通用寄存器、存储器 数寄存器CS 不可作为目的 通用寄存器 存储器通用寄存器 通用存储器注：1、 CS、IP 和立即数不能作为目的操作数2、 操作数的尺寸必须一致3、 两个操作数不能同时位存储器操作数（串操作除外）二、堆栈操作指令堆栈：记寻返回地址，按照后进先出的原则组织，保存地址或数据的

15、布局硬件堆栈：专门的布局，一般在CPU 内部，速度快，容量小；在存储器中开发一块区域作为堆栈使用，速度慢8086 堆栈生成方式向下生成：从地址高的地方向地址低的地方使用向上生成：从地址低的地方向地址高的地方使用操作方式：按字节（ 8051 ）按字（ 8086 ）按双字：堆栈指针SP(16 位) 指向栈顶（最后一个入栈数据存放单元）入栈： PUSH 源出栈： POP 目的三、交换指令XGHG op1,op2 op1,op2 不可同时为存储器操作数，任何一个都不能为段寄存器操作数四、换码指令XLAT ( 表名 ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -

16、- -第 6 页，共 10 页五、地址传送指令1、LEA 目的，源将源的有效地址（EA）送到目的中2、LDS 寄存器名，存储器从源操作数指定的存储单元中取出4 字节的连续地址，前2 个字节送入目的寄存器，后两个字节送入 DS 中六、标志传送1、LAHF 将 psw 中低 8 位送入 AH 中2、SAHF 将 AH 内容存入psw 中低 8 位3、pushF 将 psw 送入栈中4、popF 标志出栈七、输入输出指令IN/OUT 微机原理笔记（五）- 算数运算指令一、加法指令：（一） ADD ：不带进位位的二进制加法指令ADD 目的，源/ 两者均不能为段寄存器，目的不能为立即数功能：目的 +源

17、- 目的将 CF 清零ADD AL,0（二） ADC ：带进位的二进制加法指令ADC 目的，源/ 影响 psw 功能：目的 +源 +CF- 目的（三） INC ：加 1 指令INC 目的（源）/ 影响 psw, 不影响 CF 功能：目的 +1- 目的（四） BCD 加法调整指令1、 DAA ：组合的BCD 码加法调整指令功能： AL 的低四位 9 或 AF=1,AL+06H-AL；否则什么都不做AL 的高四位 9 或 CF=1,AL+06H-AL；否则不动作注： DAA 只能调整AL ，不能调整AH 。2、 AAA ：非压缩的加法调整指令功能：根据当前标志，对AL 内容进行调整AL 的低四位

18、9 或 AF=1 （不会同时产生），AL+06H-AL,AH+1-AH 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页二、减法指令（一） SUB ：不带进位的二进制减法指令SUB 目的，源功能：目的 -源- 目的（二） SBB：带进位的二进制减法指令SBB 目的，源/ 影响 psw 功能：目的 -源-CF- 目的（三） DEC ：减 1 指令DEC 目的/ 影响 psw ，不影响CF 功能：目的 -1- 目的（四） NEG ：求补指令NEG 目的/ 影响 psw 功能： 0- 目的 - 目的（五） CMP ：比较指令CMP o

19、p1,op2 /op1-op2,影响 psw （同 SUB）用途：比较两数是否相等：ZF=1,op1=op2 ；ZF=0,op1!=op2 比较两个无符号数大小：CF=1,op1=op2 ；CF=0&ZF=0,op1op2; 比较两个带符号数大小：OF SF=0,op1=op2; OFSF=1,op1op2 （六） DAS ：压缩 BCD 码调整（七） AAS ：非压缩BCD 码调整三、乘法指令（一） MUL ：无符号数乘法指令MUL 源 / 源不能为立即数，可以是8 位二进制数，16 位二进制数功能：若源为8 位， AL* 源-AX ；若源为 16 位， AL* 源-DX,AX 若运算结果高

20、半部分为0，则 OF=0, 否则为 1 （二） IMUL ：无符号数乘法指令IMUL 源注：若乘积高半部分为低半部分的符号扩展，择CF=0&OF=0，否则为1 （三） AAM ：乘法的ASCII 调整指令四、除法指令：（一） DIV ：无符号数除法指令DIV 源功能：如果源是8 位， AX / 源 - AL( 高)，AH( 余) 如果源是16 位， DX,AX / 源 - AX( 高), DX( 余) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页注：此指令会产生除法溢出，即16 位除以 8 位，结果必须是8 位， 32 位除

21、以 16 位结果必须为16 位。（二） IDIV ：符号数除法指令IDIV 源功能：如果源为8 位， AX / 源 - AL( 高),AH( 低) 如果源为16 位， DX,AX / 源 - AX( 高),DX( 低) 注：除法溢出同DIV （三） CBW 功能：把AL 中字节的符号位扩充到AH 的所有位，这时AH 被称为 AL 的符号扩充注：不影响psw (四)CWD （五） AAD ：除法的 ASCII调整指令功能：在做除法前，把BCD 码转换成二进制数注：影响SF,ZF,PF, 对 OF,CF,AF无定义微机原理笔记（六）- 逻辑运算和移位指令一、逻辑运算和移位指令（一） NOT ：取反

22、指令格式： NOT 目的功能：目的 - 目的取反注：对标志位无影响（二） AND ：逻辑与指令格式： AND 目的，源功能：目的 - 目的与 源注：主要用于操作数某些保留（“ 与 1” ），和某些位清除（“ 与 0” ）（三） OR：逻辑或指令格式： OR 目的，源功能：目的 - 目的或 源注： “0 或” 保留， “1 或” 置 1 （四） XOR 异或指令格式： XOR 目的，源功能：目的 - 目的异或源注： “0 异或 ” 保留， “1 异或 ” 取反精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页（五） TEST 格式：

23、 TEST 目的，源功能：目的与 源，仅修改FR 二、算术逻辑和移位指令（一） SAL / SHL：Shift Arithmetic Left 格式： SAL 目的，计数值功能： CF-MSB-LSBMSB-LSB-CF 注：右移除2，但余数丢掉（无符号数）（三） SAR:Shift Arithmetic Right 格式： SAR 目的，计数值功能： MSB-LSB-CF MSB-MSB 注：高位保持不变（有符号数）（四）循环移位指令：Rotate ROL:Rotate Left ROR:Rotate Right RCL:Rotate through Carry Left RCL:Rotate Through Carry Right 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页