微机原理与接口技术_第2章2_xly课件

《微机原理与接口技术_第2章2_xly课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机原理与接口技术_第2章2_xly课件（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2020/9/25,杭州电子科技大学自动化学院,微机原理与接口技术,04:11,2,第二章 8086系统结构,8086CPU内部结构 8086CPU引脚及功能 8086CPU存储器组织 8086CPU系统配置 8086CPU时序,04:11,3,复习,8086CPU内部结构,04:11,4,复习,8086CPU引脚及功能,04:11,5,主要内容,存储器地址的分段 8086存储器的分体结构 堆栈的概念,2-3 8086存储器组织,2-4 8086系统配置,最小模式 最大模式,有关术语 存储器分类,2020/9/25,6,一、有关术语 1. 位 ( bit ) 2. 字节 ( Byte ) 3.

2、 字和字长 (word) 4. 位编号 5. 指令、指令系统和程序 6. 寄存器 7. 译码器,2020/9/25,7,1. 位 ( bit) 指计算机能表示的最基本最小的单位 在计算机中采用二进制表示数据和指令，故： 位就是一个二进制位，有两种状态，“0” 和 “1”,2. 字节 ( Byte ) 相邻的8位二进制数称为一个字节 1 Byte = 8 bit 如：1100 0011 0101 0111,有关术语,2020/9/25,8,3字和字长,字长是每一个字所包含的二进制位数。 常与CPU内部的寄存器、 运算装置、总线宽度一致,字是CPU内部进行数据处理的基本单位。,有关术语,2020/

3、9/25,9,例 某CPU内含 8位运算器，则： 参加运算的数及结果均以 8位 表示, 最高位产生的进位或借位在8位运算器中不保存，而将其保存到标志寄存器中,1 0 1 1 0 1 0 1 被加数(8位) + 1 0 0 0 1 1 1 1 加数(8位) 进位 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 和(8位),有关术语,2020/9/25,10,字长是衡量CPU工作性能的一个重要参数。 不同类型的CPU有不同的字长。 如: Intel 4004 是 4 位 8080 是 8 位 8088/ 8086/80286 是 16 位 80386/80486、Pentium 是 3

4、2 位,4位 8次 8位 4次 16位 2次 32位 1次,有关术语,2020/9/25,11,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,有关术语,2020/9/25,12,4. 位编号 为便于描述，对字节,字和双字中的各位进行编号。 从低位开始，从右到左依次为 0、1、2 注意: 从0开始编号.,编号,1,0,1,0,0,0,1,0,字节,数据Data,地址Address,有关术语,2020/9/25,13,字的位编号为15 0,双字的位编号依此类推，为31 0,有关术语,2020/9/25,14,5. 指令

5、、指令系统和程序,指令是CPU能执行的一个基本操作。 如：取数、加、减、乘、除、存数 等 指令系统是CPU所能执行的全部操作。 不同的CPU，其指令系统不同。 程序是用户在使用计算机时，为要解决的问题，用一条条指令编写的指令序列。 构成程序的指令在存储器中一般都是顺序存放， 要破坏这种顺序性，必须由转移指令操作。,有关术语,2020/9/25,15,6寄存器 寄存器是用来存放数据和指令的一种基本逻辑部件。 根据存放信息的不同，有指令寄存器、数据寄存器、地址寄存器等。,有关术语,2020/9/25,16,7译码器 译码器是将输入代码转换成相应输出信号的逻辑电路。,指令是CPU能执行的一个基本操作

6、; CPU的设计者对CPU的所有指令进行编码; 用户用编码形式的指令进行编程，程序存放在内存中; CPU从内存取来编码形式的指令, 对指令进行译码，发出执行该指令功能所需的信号,有关术语,2020/9/25,17,根据译码内容的不同，可分为： 指令译码器: 将指令代码转换成该指令所需的各种控制信号。 地址译码器: 将地址信号转换成各地址单元相应的选通信号。,2020/9/25,18,二、存储器分类,2020/9/25,19,2-3 8086存储器组织,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,存储器地址的分段 存储器地址的分段； 物理地址的形成； 逻辑地址的来源； 8086存储器的分体结构

7、 分体结构概念； 分体结构读写操作； 存储器与总线连接； 堆栈的概念 堆栈的定义； 堆栈段的构成及特点； 堆栈的工作方式及特点；,主要内容,04:11,20,存储器地址的分段,存储器的要求： 以字节为单位存储信息，每个存储单元有唯一的地址。 分段管理的原因： 80868088系统的存储空间lM字节(即220，要20位物理地址)，CPU内部寄存器只有16位（只能寻址64K字节）。整个存储中间分成许多逻辑段。,(1)存储器地址的分段,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,04:11,21,存储器地址的分段,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,分段管理的特点： 每段容量不超过64K

8、字节； 允许各个逻辑段在整个存储空间中浮动； 段和段之间可以连续，也可以分开或重叠。 存储单元的实际地址：段地址+段内偏移地址（IBM PC机规定段的首地址必须从每小段(paragraph)的首地址开始，机器规定每16字节为一小段，所以段起始地址必须能被16整除）。,04:11,22,(2)物理地址形成,地址范围：00000FFFFFH 物理地址段基址16十偏移地址 其中： 段基址：放在段寄存器地址（CS、DS、ES、SS） 偏移地址：从段地址开始的相对偏移位置（放在指令指针寄存器IP、16位通用寄存器中）,逻辑地址：段基址:偏移地址 (无符号的16位二进制数，程序设计时用),物理地址：存储器

9、的绝对地址，是CPU访问存储器的实际寻址地址。,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,存储器地址的分段,04:11,23,物理地址形成过程：,段基址指每段的起始地址，根据前述PC机规定，它必须是每小段的首地址，即必须能被16整除，则其低4位一定为0。 从段寄存器中取出段基址，将其左移4位，再与16位偏移地址相加，就得到了物理地址（由总线接口部件BIU的地址加法器完成）。,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,存储器地址的分段,04:11,24,(3)逻辑地址来源,访问存储器的操作类型不同，BIU所使用的逻辑地址来源也不同,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,存储器地址

10、的分段,04:11,25,取指令(IP) 堆栈操作(SP) 读/写存储器操作数或访问变量 字符串寻址 （源操作数放在DS：SI中，目标操作数放在ES：DI中),第二章 8086系统结构 8086存储器组织,存储器地址的分段,04:11,26,8086存储器的分体结构,(1)分体结构概念,两个存储体：偶地址存储体+奇地址存储体，各为512KByte，共1M Byte.,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,04:11,27,8086存储器的分体结构,两个存储体： 偶地址存储体+奇地址存储体，各为512KByte，共1M Byte。,与数据总线低8位相连，当A00时，选择访问偶地址存储体，

11、从低8位数据总线读写一个字节。,与数据总线高8位相连，当A01时，选择访问奇地址存储体，从高8位数据总线读写一个字节。,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,04:11,28,BHE 、 A0 编码含义,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,8086存储器的分体结构,04:11,29,字节存储 ：一个字节存放一个单元。 如单元00100H中的内容为34H，表示为(00100H)34H。,字存储：一个字存于相邻两个单元，且低位字节在低地址，高位字节在高地址，字单元的地址以低位地址表示。 如：(00100H)1234H，(00103H)0152H,一个字可以从偶地址开始存放，也可以

12、从奇地址开始存放。,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,8086存储器的分体结构,04:11,30,(2)分体结构读写操作,从偶地址读一个字节,从奇地址读一个字节,注意：8086CPU访问存储器时，以字为单位进行，并从偶地址开始。,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,8086存储器的分体结构,04:11,31,从奇地址读一个字,若字单元地址从偶地址开始，只需访问一次存储器,若字单元地址从奇地址开始，要访问两次存储器,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,8086存储器的分体结构,04:11,32,(3)存储器与总线连接,8086系统,第二章 8086系统结构 808

13、6存储器组织,8086存储器的分体结构,04:11,33,堆栈的概念,(1)堆栈的定义,堆栈：存储器中开辟一个区域，用来存放需要暂时保存的数据。,(2)堆栈段构成及特点,堆栈段：存储器中的一个段，由段定义语句定义，可以在存储器1M字节空间内任意浮动，容量小于等于64K字节。 段基址：堆栈寄存器SS指定； 栈顶：堆栈指针SP指定，指向当前栈顶单元。,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,04:11,34,堆栈的概念,(3)堆栈的工作方式及特点,工作方式：“先进后出”，指令为PUSH、POP，栈顶指针SP的变化由CPU自动管理。 操作特点：以字为单位进行操作，低字节在偶地址，高字节在奇地址

14、，每访问一次堆栈就能压入弹出一个字。 地址增长方式：一般是向上增长：栈底设在存储器的高地址区，堆栈地址由高向低变化。,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,04:11,35,堆栈操作指令的执行过程：,执行PUSH指令时： CPU自动修改指针SP2SP，使SP指向新栈顶； 将低位数据压入(SP)单元，高位数据压入(SP+1)单元。 当执行POP指令时： CPU将当前栈顶SP(低位数据)和SP+1(高位数据)中的内容弹出； 自动修改指针，使SP+2SP，SP指向新栈顶。,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,堆栈的概念,04:11,36,例 题,例1假如当前SSC000H堆栈段64

15、K，SP1000H，指出当前栈顶在存储器中的位置。 解： 当前栈顶在存储器中的地址为： SS16SP = C1000H,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,堆栈的概念,04:11,37,例2上例中若AX3322H，BX1100H，CX6655H，执行指令PUSH AX，PUSH BX，再执行指令POP CX，此时堆栈中内容发生什么变化，AX，BX，CX中的内容是什么?,sp,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,堆栈的概念,04:11,38,堆栈操作动画：,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,堆栈的概念,04:11,39,堆栈的主要用途 中断，子程序调用，数据暂时保

16、存。 【注意】： 先进入的内容后弹出； PUSH和POP指令成对。,第二章 8086系统结构 8086存储器组织,堆栈的概念,04:11,40,2-4 8086系统配置,简述,系统配置方式： 最小模式（ CPU的引脚MNMX瑞接高电平+5V） 最大模式（ CPU的引脚MNMX瑞接高电平低电平） 系统配置特点： 最小模式为单机系统，控制信号由CPU提供； 最大模式为多处理器/协处理器系统，控制信号由总线控制器8288提供。（常用的处理器有数值运算协处理器8087，输入/输出处理器8089） CPU的2431引脚意义不同,第二章 8086系统结构 8086系统配置,04:11,41,8086最小模式系统,8086CPU 存储器 I/O接口芯片 时钟发生器：8284A （1片） 地址锁存器：82828283或74LS373 （3片） 双向数据总线收发器：82868287或74LS245 （2片）,第二章 8086系统结构 8086系统配置,8086系统配置,04:11,42,最小模式系