Notes de cours Microprocesseurs 3

République Tunisienne
Ministère de l’Enseignement
Supérieur et de la
Recherche scientifique et de
la Technologie
Notes de cours
Microprocesseurs
3ème niveau Informatique Industrielle
Mohamed Ali KAMMOUN
Année Universitaire : 2006-2007
Version : 2.0
Institut Supérieur des Etudes
Technologiques de Mahdia

Table des matières
CHAPITRE I :....................................................................................................................................................... 1
INTRODUCTION GENERALE AUX MICROPROCESSEURS.................................................................... 1
1. INTRODUCTION....................................................................................................................................... 2
1.1. DEFINITIONS ......................................................................................................................................... 2
2. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DU MICROPROCESSEUR..................................................... 3
3. ARCHITECTURE D’UN MICROPROCESSEUR.................................................................................. 5
CHAPITRE II:...................................................................................................................................................... 7
LE MICROPROCESSEUR 16 BITS 8086/8088 ................................................................................................ 7
1. INTRODUCTION....................................................................................................................................... 8
2. STRUCTURE INTERNE........................................................................................................................... 8
2.1. UNITE D’INTERFACE DE BUS................................................................................................................. 9
2.2. UNITE D’EXECUTION............................................................................................................................. 9
2.3. LES REGISTRES ..................................................................................................................................... 9
2.3.1 Registres de données..................................................................................................................... 10
2.3.2 Les pointeurs et index.................................................................................................................... 10
2.3.3 Registres de segments.................................................................................................................... 10
3. FONCTIONNEMENT INTERNE DU 8086........................................................................................... 10
3.1. FONCTIONNEMENT EN MODE INTERRUPTION....................................................................................... 10
3.1.1 Principe d’échange par interruption.............................................................................................10
3.1.2 Les différents types d’interruptions............................................................................................... 11
3.2. FONCTIONNEMENT AVEC LA MEMOIRE ............................................................................................... 11
3.2.1 Segmentation................................................................................................................................. 11
3.2.2 Le mapping.................................................................................................................................... 12
3.2.3 La gestion de la pile...................................................................................................................... 13
3.3. FONCTIONNEMENT AVEC LES ENTREES/SORTIES ................................................................................. 13
CHAPITRE III:................................................................................................................................................... 15
LA PROGRAMMATION ASSEMBLEUR DU 8086/8088............................................................................. 15
1. DEMARCHE A SUIVRE POUR ECRIRE UN PROGRAMME EN ASSEMBLEUR....................... 16
2. CONSTITUTION D’UN PROGRAMME SOURCE............................................................................. 16
2.1. LES INSTRUCTIONS ............................................................................................................................. 16
2.2. LES DIRECTIVES .................................................................................................................................. 16
2.2.1 Les directives de données.............................................................................................................. 16
2.2.2 Les directives de segment et de procédure.................................................................................... 17
2.2.3 La directive macro ........................................................................................................................ 18
2.2.4 Les directives de blocs................................................................................................................... 18
2.2.5 Les directives de contrôle.............................................................................................................. 19
2.2.6 Les directives de liaison................................................................................................................ 19
2.3. LES OPERATEURS ................................................................................................................................19
2.3.1 Les opérateurs arithmétiques........................................................................................................ 19
2.3.2 Les opérateurs logiques ................................................................................................................ 20
2.3.3 Les opérateurs relationnels........................................................................................................... 20
2.3.4 Les opérateurs retournant une valeur........................................................................................... 21
2.3.5 Les opérateurs attribuant une valeur............................................................................................21
3. LES MODES D’ADRESSAGE ................................................................................................................ 21
3.1. ADRESSAGE IMMEDIAT ....................................................................................................................... 21
3.2. ADRESSAGE REGISTRE ........................................................................................................................ 22

3.3. ADRESSAGE DIRECT............................................................................................................................ 22
3.4. ADRESSAGE INDIRECT ........................................................................................................................ 22
3.5. ADRESSAGE RELATIF A UNE BASE (BASE) ........................................................................................... 22
3.6. ADRESSAGE INDEXE ........................................................................................................................... 22
3.7. ADRESSAGE BASE INDEXE................................................................................................................... 22
3.8. RECAPITULATION ............................................................................................................................... 22
CHAPITRE IV:................................................................................................................................................... 23
LES INSTRUCTIONS DU 8086/8088............................................................................................................... 23
1. INTRODUCTION..................................................................................................................................... 24
2. LES INSTRUCTIONS DE TRANSFERT DE DONNEES.................................................................... 24
2.1. LES INSTRUCTIONS A USAGE GENERAL ............................................................................................... 24
2.2. LES INSTRUCTIONS D’ENTREE / SORTIE .............................................................................................. 25
2.3. LES INSTRUCTIONS DE TRANSFERT D’ADRESSE ................................................................................... 26
2.4. LES INSTRUCTIONS DE TRANSFERT DE FLAGS...................................................................................... 26
3. LES INSTRUCTIONS ARITHMETIQUES........................................................................................... 26
3.1. LES INSTRUCTIONS D’ADDITION.......................................................................................................... 26
3.2. LES INSTRUCTIONS DE MULTIPLICATION ............................................................................................. 27
3.3. LES INSTRUCTIONS DE SOUSTRACTION................................................................................................ 27
3.4. LES INSTRUCTIONS DE DIVISION.......................................................................................................... 28
3.5. LES INSTRUCTIONS D’EXTENSION DU SIGNE........................................................................................ 28
4. LES INSTRUCTIONS DE MANIPULATION DES BITS.................................................................... 29
4.1. LES INSTRUCTIONS LOGIQUES ............................................................................................................. 29
4.2. LES INSTRUCTIONS DE DECALAGE....................................................................................................... 30
4.3. LES INSTRUCTIONS DE ROTATION ....................................................................................................... 31
5. LES INSTRUCTIONS DE BRANCHEMENT....................................................................................... 32
5.1. BRANCHEMENT INCONDITIONNEL....................................................................................................... 32
5.2. BRANCHEMENT CONDITIONNEL .......................................................................................................... 32
5.3. LES INSTRUCTIONS DE BOUCLE ........................................................................................................... 33
6. LES INSTRUCTIONS STRING.............................................................................................................. 34
6.1. LES INSTRUCTIONS MOVE-STRING ..................................................................................................... 34
6.2. LES INSTRUCTIONS COMPARE-STRING................................................................................................ 34
6.3. LES INSTRUCTIONS LOAD-STRING (LODS) ET STORE-STRING (STOS) .......................................... 34
6.4. LES INSTRUCTIONS SCAN-STRING ..................................................................................................... 35
7. LES INSTRUCTIONS D’INTERRUPTION.......................................................................................... 35
8. LES INSTRUCTIONS DE CONTROLE DE PROCESSUS................................................................. 36
8.1. OPERATIONS SUR LES FLAGS............................................................................................................... 36
8.2. SYNCHRONISATION EXTERNE ............................................................................................................. 37
8.3. NON OPERATION ................................................................................................................................. 37
CHAPITRE V :................................................................................................................................................... 38
LES OPERATIONS D’ENTREES/SORTIES.................................................................................................. 38
1. INTRODUCTION..................................................................................................................................... 39
2. ENTREE/SORTIE D’UN CARACTERE ............................................................................................... 39
2.1. ENTREE D’UN CARACTERE .................................................................................................................. 39
2.2. SORTIE D’UN CARACTERE ................................................................................................................... 39
3. ENTREE/SORTIE D’UNE CHAINE DE CARACTERE ..................................................................... 39
3.1. ENTREE D’UNE CHAINE ....................................................................................................................... 39
3.2. SORTIE (AFFICHAGE) D’UNE CHAINE .................................................................................................. 40
4. QUELQUES FONCTIONS DE L’INTERRUPTION 21H DOS........................................................... 40

5. ENTREE/SORTIE SUR PORT................................................................................................................ 41
CHAPITRE VI:................................................................................................................................................... 42
LES INTERRUPTIONS..................................................................................................................................... 42
1. INTRODUCTION..................................................................................................................................... 43
2. LES INTERRUPTIONS MATERIELLES............................................................................................. 43
3. LES INTERRUPTIONS LOGICIELLES............................................................................................... 43
4. TRAITEMENT D’UNE INTERRUPTION............................................................................................ 44
4.1. PRISE EN CHARGE D’UNE INTERRUPTION............................................................................................. 44
4.2. VECTEUR D’INTERRUPTIONS............................................................................................................... 44
4.3. ARCHITECTURE D’UNE ROUTINE DE TRAITEMENT D’INTERRUPTION ................................................... 45
4.4. INSTRUCTIONS SPECIFIQUES................................................................................................................ 46
CHAPITRE VII:................................................................................................................................................. 47
L’INTERFACE PARALLELE I8255 ............................................................................................................... 47
1. DESCRIPTION ......................................................................................................................................... 48
2. FONCTIONS DES LIGNES DE COMMANDES.................................................................................. 49
3. PROGRAMMATION DU PPI................................................................................................................. 49
3.1. FORMAT DU MOT DE COMMANDE........................................................................................................ 49
3.2. SEQUENCE DE LECTURE/ECRITURE..................................................................................................... 50
4. MODE 0 DU PPI ....................................................................................................................................... 50
BIBLIOGRAPHIE.............................................................................................................................................. 51

Liste des figures
FIG. 1 : INTERVENTION D’UN SYSTEME INFORMATIQUE. SOUS LA DIRECTION D’UN PROGRAMME, IL TRAITE DES
DONNEES ET FOURNIT UN RESULTAT. ............................................................................................................. 2
FIG. 2 : COMPOSITION D’UN SYSTEME INFORMATIQUE DES PLUS CLASSIQUES, ICI UN PC DE BUREAU. ON Y TROUVE
UNE UNITE CENTRALE ET PLUSIEURS PERIPHERIQUES. .................................................................................... 2
FIG. 3 : VOICI LE SYNOPTIQUE LE PLUS DEPOUILLE D’UN MICRO-ORDINATEUR. IL COMPREND LE
MICROPROCESSEUR RELIE D’UNE PART A DES MEMOIRES CENTRALES ET D’AUTRE PART, A DES CIRCUITS
D’INTERFACES LE CONNECTANT AU CLAVIER, A L’ECRAN, ETC ...................................................................... 3
FIG. 4: EN UNE PREMIERE APPROCHE, ON PEUT CONSIDERER QUE LE MICROPROCESSEUR EST DOTE DE TROIS
GROUPES DISTINCTS APPELES 1) L’UNITE DE RECHERCHER D’UNE INSTRUCTION EN MEMOIRE, 2) L’UNITE DE
DECODAGE DE L’INSTRUCTION, ET ENFIN 3) L’UNITE D’EXECUTION. .............................................................. 4
FIG. 5: CE NOUVEAU SYNOPTIQUE EST PLUS DEVELOPPE QUE LE PRECEDENT. IL FAIT INTERVENIR TROIS
IMPORTANTS REGISTRES (IL S’AGIT DE PETITES MEMOIRES LINEAIRES) QUI SONT LE COMPTEUR ORDINAL, LE
REGISTRE D’INSTRUCTIONS ET L’ACCUMULATEUR. DANS LES PROCESSEURS EVOLUES, LE NOMBRE DES
REGISTRES S’ACCROIT CONSIDERABLEMENT ET, BIEN SUR, ILS CHANGENT DE NOMS...................................... 5
FIG. 6 : CERTAINS MICROPROCESSEURS INCORPORENT DES CIRCUITS D’HORLOGE. SEUL, LE QUARTZ, QUI BAT LA
FREQUENCE DE TRAVAIL, RESTE EXTERNE...................................................................................................... 5
FIG. 7 : LE PLUS SOUVENT, LES PHASES DE L’HORLOGE SONT CREEES PAR UN CIRCUIT INTEGRE INDEPENDANT
PILOTE PAR LE QUARTZ. IL Y EN A DEUX, ICI. ELLES SONT ENSUITE APPLIQUEES AU MICROPROCESSEUR. ...... 6
FIG. 8 : LES BATTEMENTS DE L’HORLOGE PILOTENT L’EXECUTION DES INSTRUCTIONS. ICI, ON SUPPOSE QUE
L’INSTRUCTION EST EXECUTEE EN TROIS PERIODES D’HORLOGE, OU TROIS MICROCYCLES............................. 6
FIG. 10 : PRINCIPE DE L’ECHANGE PAR INTERRUPTION........................................................................................... 11
FIG. 11 : PRINCIPE DE LA SEGMENTATION .............................................................................................................. 12
FIG. 12 : LE MAPPING............................................................................................................................................. 12
FIG. 13 : VECTEUR D’INTERRUPTIONS.................................................................................................................... 45
FIG. 14 : STRUCTURE INTERNE DU 8255................................................................................................................. 48
FIG. 15 : BROCHAGE DU PPI 8255.......................................................................................................................... 48
FIG. 15 : MOT DE COMMANDE................................................................................................................................49
FIG. 16 : MOT DE COMMANDE EN MODE SET/RESET .............................................................................................. 50