Intel 8086/8088 微型计算机原理及接口技术

1. Intel 8086/8088微型计算机原理及接口技术

2. 第一章 计算机基础知识

3. 第一章 计算机基础知识 • 1.1 微型计算机的发展史 • 1.2 微型计算机和微型计算机系统 • 1.3 进位计数制与不同进制数间的转换 • 1.4 计算机中数的表示及运算 • 1.5 逻辑运算 • 1.6 小结

4. 1.1 微型计算机的发展史 1971~1973年 第一代微处理器 以4位和低档8位的Intel 4004和Intel8088为代表。 1974 ~1977年 第二代微处理器 8位机代表产品有Intel 8080/8085、MC6800 、Z80 和6809。 1978 ~1984年 第三代微处理器 16位机代表产品有 Intel 8086/8088、MC6800、Z8000等。 1985 ~1999年 第四代微处理器32位机代表产品有 Intel 80386/80486、MC68020、Pentium pro等 。

5. 1.2 微型计算机和微型计算机系统

6. 一、微处理器 微处理器(Microprocessor)一般称为CPU（Central Processing Unit），虽然具有运算能力和控制功能，但是它并不是微型计算机，不包含微型计算机硬件的全部功能，但它是微型计算机控制、处理的核心。 微处理器包括算术逻辑部件ALU、控制部件和寄存器组三个基本部分，主流微处理器具有通用性，不仅用于微型机也用于工作站及超级计算机。

7. 二、微型计算机微型计算机(Microcomputer)是以微处理器为核心，加上存储器、输入/输出接口电路和系统总线组成的。 微处理器的性能决定了整个微型计算机的各项关键指标，存储器包括随机存储器RAM和只读存储器ROM，输入/输出接口电路是用来使外部设备和微型计算机相连的，系统总线为 CPU和其它部件之间提供数据、地址和控制信息的传输通道。

8. 二、微型计算机 微型计算机(Microcomputer)是以微处理器为为核心，加上存储器、输入/输出接口电路和系统总线组成的。 微处理器的性能决定了整个微型计算机的各项关键指标，存储器包括随机存储器RAM和只读存储器ROM，输入/输出接口电路是用来使外部设备和微型计算机相连的，系统总线为 CPU和其它部件之间提供数据、地址和控制信息的传输通道。

9. 1.微处理器 微处理器是微型计算机的核心芯片，它包括运算器、控制器和寄存器三个主要部分。运算器又称算术逻辑单元ALU，其主要功能是完成数据的算术和逻辑运算。控制器一般由指令寄存器、指令译码器和控制电路组成，它根据指令的要求，对微型计算机各部件发出相应的控制信息，使它们协调工作。CPU内部的寄存器用来存放经常使用的数据。 CPU

10. 2.内存储器 内存储器又称主存储器，它是微型计算机的存储和记忆装置，用以存放数据和程序。主要有两种类型：RAM和ROM，CPU对内存的操作有两种：读和写。读操作是指CPU将内存单元的内容送入CPU内部，而写操作是指CPU将其内部信息传送到内存单元保存起来。 CPU 存 储 器

11. 3.I/O接口和外部设备 外部设备是指微型计算机上配备的输入输出设备，其功能是为微型计算机提供具体的输入输出手段。常用的输入设备有键盘、鼠标器和扫描仪等，常用的输出设备有显示器、打印机和绘图仪等，磁盘、光盘既是输入设备，又是输出设备。 由于各种外部设备的工作速度、驱动方法差别很大，无法与CPU直接匹配，所以不能将它们简单地连接到系统总线上。需要有一个接口电路来充当它们和CPU间的桥梁，通过接口电路来完成信号变换、数据缓冲、与CPU联络等工作。这一类电路被称为I/O接口电路。 CPU I/O 接 口 输 出 设 备 I/O 接 口 存 储 器 输 入 设 备

12. 4.系统总线 微型计算机的硬件主要由微处理器、内存、I/O接口和外部设备组成，它们之间是用系统总线连接的。系统总线就是传送信息的公共导线，一般有三组总线。地址总线AB：传送CPU发出的地址信息，是单向总线。数据总线DB：传送数据信息，是双向总线，CPU既可通过DB从内存或输入设备读入数据，又可通过DB将CPU内部数据送至内存或输出设备。控制总线CB：传送控制信息，有些是CPU向内存及外设发出的信息，有些是外设等发送给CPU的信息，通常，CB中每一根线的传送方向是一定的。 地址总线 AB CPU I/O 接 口 输 出 设 备 I/O 接 口 存 储 器 输 入 设 备 数据总线 DB 控制总线 CB

13. 1.3 进位计数制与不同进制数间的转换 • 进位计数制 • NR= aiRi • 式中n和m分别为NR小数点左边和右边的位数。 • ai和Ri分别为第i位的数符和第i位的权。 • R为进制数的基数。

14. 2.不同进制数之间的转换 二进制数转换为十进制数 方法：各位二进制数与其对应位权的乘积和就是二进 数所对应的十进制数。 十进制数转换为二进制数 方法: 把要转换的十进制数整数部分不断除以2，并记下 余数，直到商为0为止。 把要转换的十进制小数部分不断乘以2，并记下 整数部分，直到结果的小数部分为0为止。

15. 十六进制数和二进制数之间的转换 方法：把每位十六进制数写成四位二进制数。 十六进制数和十进制数之间的转换 方法：各位十六进制数与其对应位权的乘积和就是十六进 数所对应的十进制数。 2.不同进制数之间的转换

16. 1.4 计算机中数的表示及运算 • 1.位 ( bit) • 指计算机能表示的最基本的单位 • 在计算机中采用二进制表示数据和指令，一个 bit 就是一个二进制位， 它有两种状态，“0” 和 “1” • 2. 字节 ( Byte ) • 相邻的8位(bit)二进制数称为一个字节 1 Byte = 8 bit • 如： 1100 0011 • 0101 0111

17. 3. 字和字长( Word ) • 字是CPU内部进行数据处理的基本单位。 • 字长是指每一个字所包含的二进制位数，亦指计 算机内部一次可以处理的二进制数的位数。 • 常与CPU内部的寄存器、 运算装置、总线 • 宽度一致一般计算机的字长取决于它的通用 • 寄存器、内存储器、ALU的位数和数据总线 • 的宽度。 • 微型计算机字长有 4位、8位、16位， • 高档微机字长为32位或64位。

18. 位1 或 0 1位 • 字节1100 0011 8位 • 字1100 0011 0011 1100 16位 • 双字1100 0011 0011 1100 1100 0011 0011 1100 32位 高字节 低字节 高 字 低 字 • 8086 Cpu 把一个字定为16 位， 1 Word = 2 Byte • 一个双字定为32位1 DWord = 2 Word= 4 Byte

19. 符号被数码化，在对数据进行运算时，符号位应如何处理？符号被数码化，在对数据进行运算时，符号位应如何处理？ 把符号位和数值位一起编码：原码，反码，补码。 2） 原码 正数符号位用“0”表示，负数符号用“1”表示， 这种表示法称为原码。 X=+105 [X]原= 0 1101001 X=-105 [X]原= 1 1101001 符号 数值 原码表示简单,其真值 转换方便，但不便于作减法运算。 引进反码，补码。

20. 3）反码： 正数的反码：与其原码相同 (最高位“0”表示正，其余位为数值位。) 负数的反码：将其(负数)原码的符号位不变,其余位按位取反 例： [+4]反= 0 0000100 [-4]反= 1 1111011 [+127]反 = 0 1111111 [-127]反 = 1 0000000 [+0]反= 0 0000000 [-0]反= 1 1111111

21. 4）. 补码： 正数的补码：与其原码相同 (最高位 用“0”表示正，其余位为数值位.) 负数的补码：将其反码+1 [+127]原=0 1111111 [+0]原=0 0000000 [-127]反=1 0000000 [-0]反=1 1111111 [-127]补=1 0000001 [-0]补=0 0000000

22. 8421BCD码 • 用4个二进制位表示一个十进制位，即用0000表示‘0’，0001表示‘1’，…..1001表示‘9’。 • 8421BCD码是十进制数，因为，它有10个数符（0000、0001、….1000、1001），且逢十进一。 • 引入8421BCD码的目的是为了使只会二进制运算的计算机进行十进制的运算（即便于人－机对话）。 • 8421BCD码与十进制数的转换： （0001 1000 0101）BCD＝（185）10 （26）10＝（0010 0110）BCD

23. 组合（亦称压缩）BCD码 用一个字节（分高4位和低4位）表示2个十进制位，即用4个二进 制位 0000B～1001B表示0～9。 例如：十进制数6429的压缩BCD码表示为 0110 0100 0010 1001 B（即6429H） • 分离（亦称非压缩）BCD码 用一个字节表示1个十进制位。其中，低4位与压缩BCD码 相同，高4位无意义。 例如：十进制数6429的非压缩BCD码表示为 xxxx0110 xxxx0100 xxxx0010 xxxx1001 B 注意，数字字符 ‘0’～‘9’的ASCII码可以被称为0～9的 非压缩BCD码。

24. ASCII码（主要用于计算机通信） • 采用7位二进制编码（称标准ASCII码），共表示128个字 符。其中，33个为不可打印/显示的控制字符，95个为可打印字符。 • 在计算机中，一个ASCII码占一个字节，其最高位在信息 交换时常用作为奇偶校验位，但读取字符时，规定把它当作‘0’。 • 数字字符‘0’～‘9’的ASCII码为30H～39H，大写字母字符‘A’~’Z’的ASCII码为4AH~5AH。 • 扩展ASCII码：采用8位二进制编码，共表示256个字符。其中，前128个同标准ASCII码，后128个为图形符号。

25. 1.5 逻辑运算 • “与”运算（AND） 用符号“”或符号“”表示，真值表如下： • “或”运算（OR） 用符号“+”或“”表示。运算规则如下：

26. “非”运算（NOT） 如果变量为A，则“非”运算为 。运算规则如下：

27. “异或”运算（XOR） “异或”可用符号 或者 来表示，运算规则如下：

28. 1.6 小 结 本章主要内容小结及基本要求： • 掌握不同进制：十进制、二进制、八进制和十六进制。 • 微型计算机由微处理器、存储器、以及I/O接口组成 。 • 无符号数和有符号数在计算机中的表示及运算。 • 引入补码的原因。 • 8421BCD码是一种二进制编码的十进制数。 • ASCII码是字符的二进制编码。