微型计算机技术知识点

一、 名词解释

1. 编程结构：就是指从程序员和使用者的角度看到的结构。

2. 最小模式：就是在系统中只有8086一个微处理器。所有总线控制信号都直接由8086产生。

3. 无源状态：是一个总线操作过程就要结束，另一个新的总线周期还未开始。

4. 硬件中断：是通过外部的硬件产生的。分为两类：非屏蔽中断和可屏蔽中断。

5. 软件中断：是CPU根据某指令或者软件对标志寄存器中某个标志的设置而产生的，与硬件电路无关。

6. DMA：即直接存储器存取方式，按数据块传输的传输方式。

7. 传输率：就是指每秒传输多少位，串行传输率也常叫波特率。

二、 知识点

1. 微型计算机分类

①按规模分类：单片机、个人计算机、本记本电脑、掌上电脑。

②按微处理器字长分类：4位、8位、16位（8086/8088）、32位。

2. CPU内部包括以下三部分，他们用内部总线连接：

① 算术逻辑部件

② 累加器和寄存器组

③ 控制器

3. 寄存器组包括通用寄存器和专用寄存器。

4. 累加器和通用寄存器用来保存参加运算的数据集元算的中间结果，也用来存放地址。

5. .专用寄存器都是微指令的执行而设置的，包括程序计数器、堆栈指针、标志寄存器等。

6. CPU的内部总线也成为片内总线，是连接CPU各部件的信息通路。片内总线根据功能分为数据总线、地址总线和控制总线。

7. 微信计算机由CPU、存储器、输入/输出接口和系统总线构成，即为主机。

8. 微处理器的性能指标最重要的两项：

a) 字长(指CPU能同时处理的数据位数，也成为数据宽度。字长越长，计算能力越高，速度越快) 。

b) 主频（即CPU的时钟频率，主频越高，运算速度越快。）

9. 编程结构从功能上，8086分为两部分，即总线接口部件（BIU）和执行部件（EU）。

10. 中断向量表最多可容纳256个中断向量。占内存1K。

11. 8086的I/O编制方式：①是通过硬件将I/O端口和存储器统一编制的方式。②是I/O端口的独立编制方式。

12. 存储器的扩充：数据宽度扩充和字节数扩充。P144

13. 16位CPU用20为地址总线寻址1MB存储空间，首地址为0 0000H,末地址为F FFFFH。整个内存有连个512KB的存储体组成，一个为奇地址存储体，数据线与数据总线的高8位相连，也称高字节存储体；一个为偶地址存储体，数据线与数据总线的低8位相连，也称低字节存储体。（16位CPU对存储器访问，分为按字节数访问和按字访问。）。

14. 接口按功能分为：一类是使CPU正常工作所需要的辅助电路；另一类是输入/输出接口。

15. CPU和输入/输出设备之间的信号：

1) 数据信息

a) 数字量

b) 模拟量

c) 开关量

2) 状态信息

3) 控制信息

16. 中断控制器包括：中断优先级管理电路、中断请求锁存器、中断类型寄存器、当前中断服务寄存器和中断屏蔽寄存器。

17. 在用异步通信时，发送端需要用发送时钟来决定每一位对应的时钟长度，接收端也需要一个接收时钟来确定每一位的时间长度。这两个时钟的频率可以是位传输率的16倍、32倍、或64倍。这个倍数称为波特率因子，而位传输率称为波特率。

18. 可编程串口接口可检测三种错误：奇/偶校验错误、覆盖错误和信息帧格式错误。

19. 串行接口部件内部有4个主要寄存器：控制寄存器、状态寄存器、数据输入寄存器和数据输出寄存器。

20. 8251A由7个模块组成：接收缓冲器、接收控制电路、发送缓冲器、发送控制器、数据总线缓冲器、读/写控制逻辑电路和调制/解调电路。

21. 简答

1. 总线接口部件的功能

答：总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。具体讲，总线接口部件要从内存取指令送到指令队列；CPU执行指令时，总线接口部件要配合执行部件从指定的内存单元或外设端口中取数据，将数据传送给执行部件，或者把执行部件的操作结果传

送到指定的内存单元或者外设端口中。

2. 软件中断的特点：

1) 用一条指令进入中断处理子程序，中断类型号有指令提供。

2) 进入中断，不需执行中断响应总线周期。

3) 部首中断允许标志IF的影响，只有TF为1时，才能执行单步中断。

4) 正在执行软件中断是，如果非屏蔽中断请求，完成当前指令后立即响应；如果可屏蔽中断指令，之前执行了开放中断指令，IF为1，则完成后可执行可屏蔽中断请求。

5) 软件终端没有随机性。

3. 软件中断有如下特点：

1) 用一条指令进入中断处理子程序，并且，中断类型号有指令提供。

2) 进入中断时，不需要执行中毒那相应总线周期。

3) 不受中断允许标志IF的影响。但软件中断的1号中断受标志寄存器中另一标志即TF（单步中断标志）的影响，只有TF为1时，才执行单步中断。

4) 正在执行软件中断是，如果外部硬件中断请求，且为非屏蔽中断请求，则执行完当前指令后立即给予响应。如果是可屏蔽中断请求，且在此前由于中断处理子程序中执行了

开放中断指令，从而使中断允许标志IF为1，在当前指令执行完成后响应可屏蔽中断请求。

5) 软件中断没有随机性。

4. 8086的I/O编址有哪几种？有缺点是什么？

1) 一种是通过硬件将I/O端口和存储器统一编址的方式。

a) 优点：是不必专门设置I/O指令，使用起来很灵活。

b) 缺点：是I/O端口占用了内存地址，是内存空间缩小；访问内存的指令较长，

速度慢；另外，访问内存和访问I/O的指令形式一样，影响程序的可读性。

2) 另一种是I/O端口独立编制的方式。

a) 采取这种方式，指令系统中有专门的I/O指令。运行速度快，增加程序的可读性。

5. 选择存储器件的考虑因素：

1) 易失性

2) 只读性

3) 存储容量

4) 速度

5) 功耗

6. 存储器和CPU的连接要考虑的几点：

1) 高速CPU和较低速度存储器之间的速度匹配问题（通过插入等待状态Tw来解决）。

2) CPU总线的负载能力问题。

3) 片选信号和行地址、列地址的产生机制。

4) 对芯片内不得寻址方式（CS）。

7. 片选信号的产生方法：

1) 线选法：直接用地址线作为片选信号，每条地址线选一个芯片。（缺点是整个存储器的地址方式常常不连续；容易地址重叠）。

2) 全译码法：就是留下用作片内译码的低位地址后，把全部高位地址进行译码来产生片选信号。（存储器单元地址是唯一的，且连续）。

3) 部分译码法：在留出作为片内译码的低位地址后，只将高位地址的一部分进行译码来产生片选信号。

8. 接口的功能：

一个接口的基本功能是在系统总线和I/O设备之间传输信号，提供缓冲作用，以满足

接口两边的时序要求。

1) 寻址功能

2) 输入/输出功能

3) 数据转换功能

4) 联络功能

5) 中断管理功能

6) 复位功能

7) 可编程功能

8) 错误检测功能

i. 传输错误（如：奇/偶校验错误）

ii. 覆盖错误

9. CPU和外设之间的数据传送方式

1) 程序方式

a) 无条件传送方式（外设处于就绪状态时；如开关）；

b) 条件传送方式：也成为查询方式传送。

一个数据传送过程有以下三个环节组成：

① CPU从接口中读取状态字

② 读取状态字。

CPU检测状态字对应为是否满足“就绪”条件，如不满足，则会前一步

③ 如状态字表明外设已处于“就绪”状态，则传送数据。

2) 中断方式

为了提高CPU的效率和使用系统有实时性能，可采用中断传送方式。

硬件中断：非屏蔽、可屏蔽

软件中断

3) DMA方式

在DMA方式下，外设利用专用的接口直接和存储器进行高速数据传送，并不经过CPU，也不需要CPU执行指令。数据的传输速度基本上决定于外设和存储器的速度。

10. 串行通信的方式：

1) 按照数据传送时发送过程和接收过程的关系

a) 全双工方式：（如果一个通信系统中，对数据的两个传输方向采用不同的通道，）

可以同时进行发送和接收的。

b) 半双工方式：输入过程和输出过程使用同一通道，且不能同时进行。

c) 单工方式：系统只能在一个方向传输信息，即只能发送或接收。

2) 按照时钟对通信过程的定时方式：

a) 同步通信：一个信息帧可含有多个甚至上千个字符。

b) 异步通信：一个信息帧只含一个字符。

（传输率相同时，同步方式的信息有效率比异步方式高）