我们前面讲过,各种存储器都和CPU的地址线,数据线,控制线相连。CPU在操控它们的时候,把它们都当作内存来对待,把它们总地看作一个由若干存储单元组成的逻辑存储器,这个逻辑存储器我们称其为内存地址空间(可参见1.15节)
在PC机系统中,和CPU通过总线相连的芯片除各种存储器外,还有以下3种芯片。
1.各种接口卡(比如,网卡,显卡)上的接口芯片,它们控制接口卡进行工作
2.主板上的接口芯片,CPU通过它们对部分外设进行访问
3.其他芯片,用来存储相关的系统信息,或进行相关的输入输出处理。
在这些芯片中,都有一组可以由CPU读写的寄存器。这些寄存器,它们在物理上可能处于不同的芯片中,但是它们在以下两点上相同:
1.都和CPU的总线相连,当然这种连接时通过它们所在的芯片进行的。
2.CPU对它们进行读或写的时候都通过控制线向它们所在的芯片发出端口读写命令。
可见,从CPU的角度,将这些寄存器都当作端口,对它们进行统一编址,从而建立了一个统一的端口地址空间。每一个端口在地址空间中都有一个地址。
CPU可以直接读写以下3个地方的数据:
1.CPU内部的寄存器
2.内存单元
3.端口
这一章,我们讨论端口的读写。
14.1 端口的读写
做个对内存和对端口读写的对比:
对内存:
mov ax,ds:[8]
执行时与总线相关的操作如下所示:
1.CPU通过地址线将地址信息8发出
2.CPU通过控制线发出内存读命令,选中存储器芯片,并通知它,将要从中读取数据。
3.存储器将8号单元中的数据通过数据线送入CPU
对端口:
in al,60h
执行时与总线相关的操作如下:
1.CPU通过地址线将地址信息60h发出
2.CPU通过控制线发出端口读命令,选中端口所在的芯片,并通知它,将要从中读数据。
3.端口所在的芯片将60h端口中的数据通过数据线送入CPU。
1.CPU通过地址线
在访问端口的时候,CPU通过端口地址来定位端口。CPU最多可以定位64KB个不同的端口。端口的范围为0~65535
对端口的读写不能用mov,push,pop等内存读写指令。端口的读写指令只有两条:in 和 out,分别用于从端口读取数据和往端口写入数据。
注意在 in 和 out指令中,只能使用ax或al来存放从端口中读入的数据或要发送到端口的数据。访问8位端口时用al,访问16位端口时用ax。
对0~255以内的端口读写时,指定:al
in al,20h ;从20h端口读入一个字节
out 20h,al ;往20h端口写入一个字节
对256~65535的端口进行读写时,端口号放在dx中:
mov dx,3f8h ;将端口号3f8h送入dx
in al,dx ;从3f8h端口读入一个字节
out dx,al ;向3f8h端口写入一个字节 //有点懵逼
14.2 CMOS RAM芯片
PC机中,有一个CMOS RAM芯片,一般简称为CMOS。
此芯片的特征如下:
1.包含一个实时钟和一个有128个存储单元的RAM存储器
2.该芯片靠电池供电。所以关机后其内部的实时钟仍可正常工作,RAM中的信息不丢失。
3.128个字节的RAM中,内部实时钟占用0~0dh单元来保存时间信息,其余大部分单元用于保存系统配置信息,供系统启动时BIOS程序读取。
BIOS也提供了相关的程序,使我们可以在开机的时候配置CMOS RAM中的系统信息。
4.该芯片内部有两个端口,端口地址为70h和71h。CPU通过这两个端口来读写CMOS RAM
5.70h为地址端口,存放要访问的CMOS RAM单元的地址;71h为数据端口,存放从选定的CMOS RAM单元中读取的数据,或要写入到其中的数据。可见,CPU对CMOS RAM 的读写分两步进行。
14.3 shl和shr指令
左移和右移指令。
shl 是逻辑左移指令,它的功能为:
1.将一个寄存器或内存单元中的数据向左移位
2.将最后移出的一位写入CF中
3.最低位用0补充。
14.4 CMOS RAM中存储的时间信息
在CMOS RAM 中,存放着当前的时间:年,月,日,时,分,秒。这6个信息的长度都为1个字节,存放单元为:
秒:0 分:2 时:4 日:7 月:8 年:9
这些数据都是以BCD码的方式存放。
BCD码是以4位二进制表示十进制数码的编码方法。
一个字节可表示两个BCD码。
BCD码值=十进制数码值
BCD码值+30h=十进制数对应的ASCII码。
编程,在屏幕中间显示当前的月份。