微机原理课程笔记

记录一下微机原理的重点和学习体会。

CPU原理

BIU：总线控制单元
EU：指令执行单元

寄存器

AX,BX,CX,DX是与数据有关的，SP,BP,SI,DI是与地址相关的，SS,DS,ES,CS是与段有关的。
为什么BX也是和数据相关的呢？因为BX中存储的内容可以是数据，也可以是指针。这时候指针就可以被认为是数据的一部分。即，我的数据是一段地址而已。
所有X寄存器（AX,BX,CX,DX）都可以被拆成高低两个小寄存器。例如AX可以拆分出AH和AL。

FLAGS中的9个标志位

1. CF只和溢出位有关。只要溢出就是1
2. AF只和第四位有关。第四位溢出就为1
3. SF只和最高位有关。最高位为1就为1
4. PF只和1的数量有关。偶数个1就为1
5. ZF只和0的数量有关。全是0就为1。
   以上说的，都是根据二进制运算结果的状态判断的。
   唯一一个例外是OF。OF是操作数和结果状态共同决定的。11->0和00->1会产生OF。
   寄存器是属于EU的

三个地址

物理地址=段地址×16+偏移地址
指令：CS:IP
堆栈：SS:SP

存储器

20位地址，1MB寻址空间（$2^{20}=1024768=1024×1024$）。
AD19-0

读写周期

首先明确几个标志位。

1. BHE选择奇地址
2. ALE使能地址锁存器
3. DT/R给出数据锁存器方向
4. M/IO选择目标设备
5. RD/WR使能目标设备
6. DEN使能数据输出
   所有读写周期的各种时序，都是由BIU控制的。

指令系统

寻址方式

比较重要的是：直接寻址，寄存器间接寻址，寄存器间接相对寻址，隐含寻址。实际编程中很少用到变址寻址。

指令

需要记住的：

1. MOV A,B。这个记不住就不用学了
2. MOVX A,B。
3. JMP A。包括：JMP,JC/JNC,JZ/JNZ。十分重要！
4. LOOP A。每次LOOP CX－1
5. IN A,B
6. OUT A,B

8255接口

8255是一个IO扩展芯片。
8255有四个寄存器，A口,B口,C口,控制口。对应00，01，10，11四个地址。这四个地址在8255上，表示为A1和A0。8255还有一个CS片选端。这样组成了一个相对复杂的系统。
D0~D7的数据，可以被送到四个地方，也可以从四个地方读取。送到哪里取决于地址线设定哪里。要想使用控制字，必须将数据送到控制口，这样数据才能作为控制字。要想读取A口状态，地址线必须设置到A口。
控制字决定的是工作模式，实际的IO高低电平状态、选通输入状态等，不是控制字给的。
8255的控制字如下。

图中展示的，最高位必须是1，即方式选择控制字。最高位为0的时候是另外一套控制字。
方式0：基本输入输出方式
方式1：选通输入输出方式
方式2：双向传输方式

以这个系统为例。8255的A1,A0接到了8086的A2,A1。假设我想把数据送到控制口。即8255的A1A0需要为11。那么，8086的A2A1需要为11。8255的CS接入了74LS138的Y4，为了使Y4拉低，使能8255，需要先把G1G2G3置为100，即A7,M/IO,A6,A5分别为1011。Y4对应到CBA分别为100，即A4,A3,A0分别为100。
总结：
A7~A0分别为11110110，即F6H。M/IO为0，即处于读写IO状态。
同理，A口地址为F0H，B口地址为F2H，C口地址为F4H。因为M/IO必须是0，即读写IO状态，那么必须用IN或者OUT指令，不能用MOVX。
要想实现题目中的功能，只需要读取A口状态，将A口状态原封不动写入B口即可。控制字应当把A口和B口都设为方式0：基本输入输出方式。
转换成代码，就是：

MOV DX,0F6H    #控制口地址
MOV AL,90H
OUT DX,AL      #控制口写入90H，A口方式0，输入，B口方式0，输出

MOV DX,0F0H    #A口地址
IN DX,AL       #读取A口数据
MOV DX 0F2H    #B口地址
OUT DX,AL      #数据输出给B口

DAC和ADC