匯編語言與接口技術教材及參考資料：

微機原理與接口技術（第2版）朱曉華電子工業(yè)出版社

IBM-PC宏匯編語言程序設計

于春凡南開大學出版社IBM-PC匯編語言程序設計沈美明溫冬嬋清華大學出版社微型計算機技術及應用戴梅萼清華大學出版社課件地址:

FTP://21,YL,YL

史永宏：shiyh@

1895321696186981906

第1章微機基礎

目錄第一章微機原理1.1微機概述1.2計算機中數(shù)的表示和編碼1.3微機的一般概念1.4Intel微處理器結構

1.1.1微機發(fā)展概況1946年第一臺電子計算機問世1971年，美國Intel公司研究并制造了I4004微處理器芯片。該芯片能同時處理4位二進制數(shù)，集成了2300個晶體管，每秒可進行6萬次運算，成本約為200美元。它是世界上第一個微處理器芯片，以它為核心組成的MCS-4計算機，標志了世界第一臺微型計算機的誕生。微機概念：以大規(guī)模、超大規(guī)模構成的微處理器作為核心，配以存儲器、輸入/輸出接口電路及系統(tǒng)總路線所制造出的計算機。劃分階段的標志：以字長和微處理器型號。特點：速度越來越快

容量越來越大

功能越來越強1.1微機概述在微機的發(fā)展過程中，最為成功也最有影響力的是IBMPC系列微機。第一臺IBM-PC:1982年，采用Intel8088CPU的準16位微機IBMPC。微機的體系結構：馮.諾依曼建立的存儲程序概念計算機的組成二進制表示指令和數(shù)據(jù)程序和數(shù)據(jù)存放在存儲器中

微機采用了分層的存儲器系統(tǒng).存儲器可分為5層：

0層通常是CPU內部寄存器,離CPU最近,存取速度快,但數(shù)量有限.

1層存儲器是高速緩沖存儲器Cache

2層是主存儲器,通常由動態(tài)RAM(DRAM)組成

3層是大容量的虛擬存儲器（磁盤存儲器）

4層是外存儲器（光存儲介質等）軟件系統(tǒng)的發(fā)展同樣發(fā)展迅速。操作系統(tǒng)最為常見的5種：DOS，Windows,Linux,UNIX/Xenix,OS/2.

本課程是以MS-DOS為操作系統(tǒng)介紹80x86系列微機的原理及接口技術在微機家族中，單片微機的發(fā)展同樣十分引人注目。單片機是把CPU、一定容量的存儲器和必要的I/O接口電路集成在一個芯片上構成的具有計算機的完整功能的一種微機.1.1.2微機的應用1.工業(yè)控制2.事物處理3.計算機輔助設計和輔助制造（CAD/CAM）4.教學培訓5.家庭娛樂和家政事務管理6.科學和工程計算7.人工智能1.2計算機中數(shù)的表示和編碼主要內容：1.計算機中的進位計數(shù)制

2.計算機中常用的編碼

3.帶符號數(shù)的表示

1.2.1計算機中的進位計數(shù)制1.進位計數(shù)制的表示法十進制數(shù)

十進制數(shù)是大家熟悉的，用0，1，2，…，8，9十個不同的符號來表示數(shù)值，它采用的是“逢十進一，借一當十”的原則。二進制表示法基數(shù)為10的記數(shù)制叫十進制；基數(shù)為2的記數(shù)制叫做二進制。二進制數(shù)的計算規(guī)則是“逢二進一，借一當二”。

八進制表示法

八進制數(shù)是基數(shù)為八的計數(shù)制。八進制數(shù)主要采用0，1，2，…，7這八個阿拉伯數(shù)字。八進制數(shù)的運算規(guī)則為“逢八進一，借一當八”。八進制表示數(shù)值方法如下：例：（467.6)O=4*8^2+6*8^1+7*8^0+6*8^(-1)十六進制表示法

基數(shù)為16，用0-9、A-F十五個字符來數(shù)值，逢十六進一。各位的權值為16^I

十六進制表示數(shù)值方法如下：

NH=±Ki*16^i其中：Ki=0-9、A–F

例：（56D.3)H=5*16^2+6*16^1+13*16^0+3*16^(-1)

2.進位計數(shù)制之間的轉換二進制數(shù)和十進制數(shù)之間的轉換二進制數(shù)轉換為十進制數(shù)方法：按二進制數(shù)的位權進行展開相加即可。例:11101.101=1×24+1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=16+8+4+0+1+0.5+0.25+0.125=29.875十進制數(shù)轉換為二進制數(shù)方法：

A、將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進行轉換，然后再把轉換結果進行相加。

B、整數(shù)轉換采用除2取余法：用2不斷地去除要轉換的數(shù)，直到商為0。再將每一步所得的余數(shù)，按逆序排列，便可得轉換結果。

C、小數(shù)轉換采用乘2取整法：每次用2與小數(shù)部分相乘，取乘積的整數(shù)部分，再取其小數(shù)部分乘2直到小部分為0。將所取整數(shù)順序放在小數(shù)點后即為轉換結果。二進制數(shù)和八進制數(shù)、十六進制數(shù)間的轉換二進制數(shù)到八進制數(shù)、十六進制數(shù)的轉換

A、二進制數(shù)到八進制數(shù)轉換采用“三位化一位”的方法。從小數(shù)點開始向兩邊分別進行每三位分一組，向左不足三位的，從左邊補0；向右不足三位的，從右邊補0。

B、二進制數(shù)到十六進制數(shù)的轉換采用“四位化一位”的方法。從小數(shù)點開始向兩邊分別進行每四位分一組，向左不足四位的，從左邊補0；向右不足四位的，從右邊補0。八進制、十六進制數(shù)到二進制數(shù)的轉換方法：采用“一位化三位（四位）”的方法。按順序寫出每位八進制（十六進制）數(shù)對應的二進制數(shù)，所得結果即為相應的二進制數(shù)BCD碼：用二進制編碼表示十進制數(shù)

0000：0

0001：1

：：

1001：91.2.2計算機中常用的編碼

ASCII碼采用7位二進制代碼對字符進行編碼美國標準信息交換代碼例：‘A’41H

‘a(chǎn)’61H‘1’31H

換行0AH

回車

0DH

空格20H符號信息的編碼

ASCII碼表1.2.3帶符號數(shù)的表示1、數(shù)的表示：假設機器字長為8位：76543210符號位

數(shù)值位假設機器字長為16位：1514131211109876543210符號位=0正數(shù)

數(shù)值位

=

1負數(shù)2、數(shù)的常用表示法：原碼反碼補碼原碼表示法：符號+絕對值例：n=8bit[+3]原碼=0000,0011=03H[-3]原碼=1000,0011=83H[+0]原碼=0000,0000=00H[-0]原碼=1000,0000=80H0的表示不唯一反碼表示法：正數(shù)的反碼同原碼，負數(shù)的反碼數(shù)值位與原碼相反例：n=8bit[+5]反碼=0000,0101=05H[-5]反碼=1

111,1010=FAH[+0]反碼=0000,0000=00H[-0]反碼=1111,1111=FFH

0的表示不唯一

補碼表示法：正數(shù)的補碼：同原碼負數(shù)的補碼：（1）寫出該負數(shù)的原碼形式

（2）符號位保持不變，數(shù)值位按位求反，末位加一

例：機器字長8位，[-46]補碼=?[-46]原碼=10101110[-46]反碼=11010001[-46]補碼=11010010=D2H

機器字長16位，[-46]補碼=FFD2H

[+0]補碼=000000001111111100000000=00H=[-0]補碼0的表示唯一n位二進制補碼的表數(shù)范圍：-2n-1

N

2n-1-1十進制二進制十六進制十進制十六進制n=8n=16+127011111117F+327677FFF+126011111107E+327667FFE......……...+20000001002+20002+10000000101+100010000000000000000-111111111FF-1FFFF-211111110FE-2FFFE......……...-1261000001082-327668002-1271000000181-327678001-1281000000080-327688000

補碼的加法和減法：求補運算

：對一個二進制數(shù)按位求反、末位加一[X]補碼

[-X]補碼

[X]補碼加法規(guī)則：[X+Y]補碼=[X]補碼+[Y]補碼減法規(guī)則：[X-Y]補碼=[X]補碼+[-Y]補碼

補碼減法可轉換為補碼加法64(-46)18＋010000001101001000010010＋例：求補求補1.3微機的一般概念主要內容：1.計算機的基本組成和工作原理

2.名詞術語

3.微機結構

4.微機的工作過程

5.計算機軟件系統(tǒng)1.3.1計算機的基本組成和工作原理和結構：1.計算機的基本組成：運算器、控制器、存儲器、以及輸入和輸出設備。微處理器

微處理器（CPU）是大規(guī)模集成電路技術做成的芯片，芯片內集成有控制器、運算器和寄存器等相關部件，完成對計算機系統(tǒng)內各部件進行統(tǒng)一協(xié)調和控制。

控制器：根據(jù)程序中的命令發(fā)出各種控制信號，使各部分協(xié)調工作以完成指令所要求的各種操作。

運算器：對信息進行加工、運算的部件，執(zhí)行算術運算和邏輯運算。存儲器

功能：存放程序和數(shù)據(jù)。存儲器內存（主存）外存（輔存）RAMROMSRAMDRAMROMEPROME2PROM軟盤、硬盤、光盤I/O設備和I/O接口

I/O設備：微機配備的輸入/輸出設備（外設）。

I/O設備輸入設備輸出設備鍵盤鼠標掃描儀、數(shù)碼相機顯示器打印機繪圖儀2.存儲程序工作原理：

把編制好的程序和數(shù)據(jù)一起先送入存儲器中保存起來。啟動機器運行后，根據(jù)給出的程序中第一條指令的存儲地址，控制器就可以根據(jù)存儲程序中的程序周而復始的取出指令、分析指令、執(zhí)行指令，直至完成全部指令操作，即控制器通過指令流的串行驅動實現(xiàn)程序控制。1.3.2名詞術語1.微處理器：是將運算器和控制器做在一塊集成電路上的一個獨立部件。它具有解釋指令、執(zhí)行指令和與外界交換數(shù)據(jù)的能力。2.微機：通過總線把I/O、CPU和半導體存儲器有機結合在一起。微機分為：單板機（印制電路板）、單片機（芯片）、多板機。3.微機系統(tǒng)：微機配上外部設備、系統(tǒng)電源和系統(tǒng)軟件就構成微機系統(tǒng)。。4.微機多機系統(tǒng)：多臺微機/微處理器組合而成。5.微機開發(fā)系統(tǒng)（MDS）：在研制開發(fā)微機應用系統(tǒng)時，從程序調試到樣機的系統(tǒng)調試，他都能提供軟件和硬件的支持6.計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)：借助通信網(wǎng)絡將一定的域內的眾多計算機和外設連接起來構成計算機網(wǎng)絡可以實現(xiàn)計算機之間的互相通信和資源共享。7.多媒體：文、圖、聲、像等單媒體與計算機程序融合在一起形成的信息傳播媒體。1.3.3微機結構微機的結構是一種總線結構總線（BUS）:傳遞信息的一組公用導線。系統(tǒng)總線：從處理器引出的若干信號線，CPU通過它們與存儲器或I/O設備進行信息交換。一個部件只要滿足總線標準，就可以連接到采用這種總線標準的系統(tǒng)中。系統(tǒng)總線分為：地址總線：傳遞地址信息的總線，即AB。CPU在地址總線上輸出將要訪問的內存單元或I/O端口的地址，該總線為單向總線。內存容量的計算：16條地址線可訪問2^16=64KB。

20條地址線可訪問2^20=1MB。

1K=1024B1M=1024KB1G=1024MB

數(shù)據(jù)總線：傳遞數(shù)據(jù)信息的總線，即DB。在CPU進行讀操作時，內存或外設的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線送往CPU；在CPU進行寫操作時，CPU數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線送往內存或外設，數(shù)據(jù)總線是雙向總線。

控制總線：傳遞控制信息的總線，即CB。

一部分是從CPU輸出：通過對指令的譯碼，由CPU內部產(chǎn)生，由CPU送到存儲器、輸入/輸出接口電路和其它部件。如讀寫控制信號等。另一部分是由系統(tǒng)中的其他外設產(chǎn)生，送往CPU，如：中斷請求信號、總線請求信號、狀態(tài)信號。微處理器

包括：寄存器陣列（RS）、算術和邏輯運算單元（ALU)、控制器、內部總線及緩沖器存儲器每一個存儲單元有一個確定的地址。

注意：存儲單元的地址和該地址單元中存放的內容是兩個不同的概念。1.3.4微機的工作過程：在進行計算前，應做如下工作：（1）編寫程序（源程序）；（2）、將源程序匯編或編譯成計算機能識別的機器語言程序；（3）、將數(shù)據(jù)和程序放入存儲器中存放。例：完成5+9=？的程序：MOVA，05H/B0H05H；把05送入累加器AADDA，09H/04H09H；06與A中內容相加，結果存入累加器AHLT/F4H；停止所有操作。1、取指令階段的執(zhí)行過程：（設程序從00H開始存放）（1）、將程序計數(shù)器（PC或IP）的內容送地址寄存器AR。（2）、程序計數(shù)器PC的內容自動加1變?yōu)?1H，為取下一條指令作好準備。（3）、地址寄存器AR將00H通過地址總線送至存儲器地址譯碼器譯碼，選中00H單元。（4）、CPU發(fā)出“讀”命令。（5）、所選中的00單元的內容B0H讀至數(shù)據(jù)總線DB上。（6）、經(jīng)數(shù)據(jù)總線DB，讀出的B0H送至數(shù)據(jù)寄存器DR。（7）、數(shù)據(jù)寄存器DR將其內容送至指令寄存器IR中，經(jīng)過譯碼CPU“識別”出這個操作碼為“MOVA，05H”指令，于是控制器發(fā)出執(zhí)行這條指令的各種控制命令。PCARALUABIRIDPLA100B0H0105H0204H0306H04F4H34讀命令B0H56B0H控制信號（取第一條指令操作示意圖）B0H7B0H00H00HDR2、執(zhí)行指令階段的執(zhí)行過程：（1）、將程序計數(shù)器（PC或IP）的內容送地址寄存器AR。（2）、程序計數(shù)器PC的內容自動加1變?yōu)?2H，為取下一條指令作好準備。（3）、地址寄存器AR將01H通過地址總線送至存儲器地址譯碼器譯碼，選中01H單元。（4）、CPU發(fā)出“讀”命令。（5）、所選中的01H單元的內容05H讀至數(shù)據(jù)總線DB上。（6）、經(jīng)數(shù)據(jù)總線DB，讀出的05H送至數(shù)據(jù)寄存器DR。（7）、由控制碼計算機已知到讀出的是立即數(shù)，并要求將它送入累加器A中，所以數(shù)據(jù)寄存器DR通過內部總線將05H送入累加器A中。PCARALUABDRIRIDPLA02H101H00B0H0105H0204H0306H04F4H34讀命令05H56705H1.3.4計算機軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件和應用軟件系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、各種高級語言處理程序、編譯系統(tǒng)和其他服務程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等軟件。這些軟件不是用來解決具體應用問題的，而是利用計算機自身的功能，合理的組織解題流程，管理計算機軟、硬件各種資源，提供人-機間的接口，從而簡化或代替各環(huán)節(jié)中人所承擔的工作。還可以為用戶使用機器提供方便，擴大機器功能，提高工作效率。應用軟件是由用戶利用計算機及其系統(tǒng)軟件編制的解決實際應用問題的程序。1.4Intel微處理器結構Intel8086/8088微處理器結構主要內容：

8088的寄存器結構

8088的功能結構存儲器組織標志寄存器1.4Intel微處理器結構8088的寄存器結構AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDIIPPSWAX累加器字乘法，字除法，字I/OAL字節(jié)乘、除，字節(jié)I/O，十進制算術運算、查表AH字節(jié)乘、除BX基數(shù)寄存器查表轉換、間接尋址CX計數(shù)器串操作，循環(huán)計數(shù)CL變量移位或循環(huán)DX數(shù)據(jù)寄存器字乘法、除法，間接I./O尋址SP堆棧指針；BP基址指針；SI源變址指針；DI目的變址指針AX累加器BX基址CX計數(shù)DX數(shù)據(jù)堆棧指針基址源地址目的地址指令指針狀態(tài)標志8088的寄存器結構CSDSSSES代碼段數(shù)據(jù)段堆棧段附加段ODITSZAPCPSW進位奇偶校驗輔助進位零標志位符號標志位跟蹤標志位中斷標志位方向標志位溢出標志位8088的功能結構微處理器8086,8088結構類似。從程序員和使用角度來看的結構即編程結構從功能上分為兩部分：總線接口部分BIU（BusInterfaceUnit），執(zhí)行部分EU（ExecutionUnit）。

由于指令隊列的存在，兩部分各自執(zhí)行自己的功能并行工作，這種工作方式與傳統(tǒng)的計算機在執(zhí)行指令時的串行工作相比極大的提高了工作效率。

計算機執(zhí)行程序時，CPU的工作順序是：取指令執(zhí)行指令再取指令再執(zhí)行指令．．．ＣＰＵ串行工作。８０８６ＣＰＵ工作順序是：取指令，執(zhí)行指令同時進行。并行工作。8088的功能結構AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI暫存寄存器FLAGSCSDSSSESIP內部通用寄存器1234EU控制系統(tǒng)總線控制邏輯ALU加法器ABALUDB(16位）（8位）（20位）總線接口單元（BIU)執(zhí)行單元（EU）8088總線指令指針通用寄存器段寄存器指令隊列存儲器組織用段來組織邏輯空間

1、總的存儲空間為1M字節(jié)，每段最長可達64K字節(jié)。

2、各段起始地址能被16整除。（低4位為0）