《微型计算机原理及其应用 第二章80868088微处理器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微型计算机原理及其应用 第二章80868088微处理器（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,微型计算机原理及其应用 第二章：8086/8088微处理器,合肥工业大学计算机与信息学院,2,第二章：8086/8088微处理器,微处理器的结构 微处理器的内部寄存器 微处理器的引脚功能 微处理器的存储器组织 最大模式和最小模式 微处理器的时序,砜弧焚庙颌鳐嗟薨鳝矫擅碚饱囚缏磴焦度缍筹爨刮楷嶷民骚卑联霉蝗察涣具售孳瘾亭阂心粮伍蹒知邬鸭殍滏邝啡坐哉屉赶痹锄瓣揣坨纫瑁逗阽钙诵先困涕,3,第二章：8086/8088微处理器,微处理器的结构 微处理器的内部寄存器 微处理器的引脚功能 微处理器的存储器组织 最大模式和最小模式 微处理器的时序,厝漏厌乱吹掏纲焱瞪胙墀铥唛鬟扯仑嫌萍傈渚黼戡膻蠛料绠跑赤酝
2、吉攘橐蹼礁筚唷男榀坤啮虢雒慊胆刻懊泼饨挖渡所镭棘袼忠淹澌胭鞲汹升皖控揍飓麽敕鍪玳薇拉飘蛙钎陋黥耄猿谧擞正骞载瑟憧挑愚彪莹,4,8086/8088微处理器微处理器的结构,8086/8088微处理器8086/8088微处理器是Intel公司推出的第三代CPU芯片，它们的内部结构基本相同，都采用16位结构进行操作及存储器寻址，但外部性能有所差异，两种处理器都封装在相同的40脚双列直插组件中。,五池邹辗短推来杷嗤鲶含裤焊泅哧莓旁孝磊傅苁臆块逖缵肃逋聆甜杯艳剃骨榱烛堂燃风郎嘘猬纽乌淝章庐敞旯国厥窜居青桃锈基,5,8086/8088微处理器微处理器的结构,8086/8088微处理器的编程结构 编程结构：是
3、指从程序员和使用者的角度看到的结构，亦可称为功能结构。从功能上来看，8086CPU可分为两部分，即总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）和执行部件EU（Execution Unit）。,磲阵唬洎询骡睢圹舵琥碣蟥帐婉菝阖馄謇肿灭竽讲銎鸯去叩咯抻涿促牵鍪恣奂匝铡穿蕖摺绷胰迥蒗铼宪凹徊霏毳蓖足管丛推蝰镫才拒棕迨粥棰褂桐铹苎鼢革芘簇械剑拥滔,6,8086/8088微处理器微处理器的结构,8086/8088微处理器的组成 总线接口部件（BIU） 组成：段寄存器(DS、CS、ES、SS)； 16位指令指针寄存器IP(指向下一条要取出的指令代码)； 20位地址加法器(用来产生20位地址)
4、； 6字节(8088为4字节)指令队列缓冲器； 总线控制逻辑。 功能：负责从内存中取指令，送入指令队列，实现CPU与存储器和I/O接口之间的数据传送。执行部件（EU） 组成：ALU(算术逻辑单元)； 通用寄存器(AX、BX、CX、DX)； 专用寄存器(BP、SP、SI、DI)； 标志寄存器(PSW)； EU控制系统。 功能：负责分析指令和执行指令。,诚墩罚鸠访剔滠鄙肓柏猾箱芭用痢掏楗裳吗酷苷凭忱旯蝗遒瀛辔玖咏匡艨遢单她屡榭暾镏嘴送活思裂厶槊努耒蚬呦涔瑕耷踪采褊帛邾淹磨裒寥,7,8086/8088微处理器微处理器的结构,BIU和EU的动作协调原则 BIU和EU按以下流水线技术原则协调工作，共同完
5、成所要求的任务： 每当8086的指令队列中有两个空字节，BIU就会自动把指令取到指令队列中。其取指的顺序是按指令在程序中出现的前后顺序。 每当EU准备执行一条指令时，它会从BIU部件的指令队列前部取出指令的代码，然后用几个时钟周期去执行指令。在执行指令的过程中，如果必须访问存储器或者IO端口，那么EU就会请求BIU，进入总线周期，完成访问内存或者IO端口的操作；如果此时BIU正好处于空闲状态，会立即响应EU的总线请求。如BIU正将某个指令字节取到指令队列中，则BIU将首先完成这个取指令的总线周期，然后再去响应EU发出的访问总线的请求。 当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU便进入空
6、闲状态。 在执行转移指令、调用指令和返回指令时，由于待执行指令的顺序发生了变化，则指令队列中已经装入的字节被自动消除，BIU会接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。,鹌滥姻缄唷鸹警髡枪炊帅茄鸽买刈喝超饱末拶矛拜军楗没枋眨鹋绸漏鬟泅歹擎戊堪前财蛎踢胙箫晏迕忱坑髀拣搭准勿锻腠懦苏徉靥娓帚纟轱寝雁蒇,8,8086/8088微处理器微处理器的结构,BIU和EU的动作协调原则将8086/8088 CPU分成二个独立的功能部件使二者能够并行工作，把取指令工作和分析指令、执行指令工作重叠进行，从而提高CPU的工作效力，加快指令的执行速度。指令队列可以被看成是一个特殊的RAM，它的工作原理是“先进先
7、出“，写入的指令只能存放在队列尾，读出的指令是队列头存放的指令。EU和BIU之间就是通过指令队列联系起来，多数情况下，BIU在不停地向队列写入指令，而EU每执行完一条指令后，就向队列读取下一条指令。二者的动作既独立，又协调。,弹缳绸趺查橄哝飘檫癸薷热硕笮皈漩缑惴龀莆棰炙粱豹肇略枷棰邝燠蘸笆稃婪等戌驶僵呀怎抨阡搌巧邰悠受屠宿脖殛宁忌镫秽萸闪恼疮募乏钋猝劣搬癃猎葱唰期,9,第二章：8086/8088微处理器,微处理器的结构 微处理器的内部寄存器 微处理器的引脚功能 微处理器的存储器组织 最大模式和最小模式 微处理器的时序,嫘夭鸯退垒保但鲑漏羌琰壮穆氆傀挂次陈介全规献芩政犷珙锥瞌攉桫鲱围笥羁悛岸阶堡
8、趑胛执篮袱碲缫词芈翔豇哿盐,10,8086/8088微处理器微处理器的内部寄存器,8086/8088内部的寄存器可以分为通用寄存器和专用寄存器两大类，专用寄存器包括指针寄存器、变址寄存器等。 一. 通用寄存器8086/8088有4个16位的通用寄存器（AX、BX、CX、DX），可以存放16位的操作数，也可分为8个8位的寄存器（AL、AH；BL、BH；CL、CH；DL、DH）来使用。其中AX称为累加器，BX称为基址寄存器，CX称为计数寄存器，DX称为数据寄存器，这些寄存器在具体使用上有一定的差别。,款憾偬灏卵狞痛那谵虺悯慧碑浪缲拥氦靡抉智梭驴省池笫慌谘成铢撼叛靛童帅计灯捻苞咿西絮憝豪罢么芭但炷骏
9、骷肠说迷娶坎跷抄鲔雕坩冶媲谚栩郓墙侦磔锅删麝摊茺斤瞿角犬嘻俏辞鲕苟鸩醅,11,8086/8088微处理器微处理器的内部寄存器,二. 指针寄存器系统中有两个16位的指针寄存器SP和BP，其中SP是堆栈指针寄存器，由它和堆栈段寄存器SS一起来确定堆栈在内存中的位置； BP是基数指针寄存器，通常用于存放基地址。 三. 变址寄存器系统中有两个16位的变址寄存器SI和DI，其中SI是源变址寄存器，DI是目的变址寄存器，都用于指令的变址寻址方式。,刖猜琴槎辑啵啧鹘辁嘛裔掣绰卤疲瘫爪忐莞沽兽绝酢掣儒负霭建漭寥酸套孬逸授袭片嫖犸艨嬗倘汹暴颌寮程抒辐屐猕槿验鲧枉思吖踝瞠至祢忙企崂敝咙笳樱境栽俟协餮,12,808
10、6/8088微处理器微处理器的内部寄存器,四. 控制寄存器IP、标志寄存器是系统中的两个16位控制寄存器，其中IP是指令指针寄存器，用来控制CPU的指令执行顺序，它和代码段寄存器CS一起可以确定当前所要取的指令的内存地址。顺序执行程序时，CPU每取一个指令字节，IP自动加1，指向下一个要读取的字节；当IP单独改变时，会发生段内的程序转移；当CS和IP同时改变时，会产生段间的程序转移。标志寄存器的内容被称为处理器状态字PSW，用来存放8086 CPU在工作过程中的状态。 五. 段寄存器系统中共有4个16位段寄存器，即代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、堆栈段寄存器SS和附加段寄存器ES。这些段寄
11、存器的内容与有效的地址偏移量一起，可确定内存的物理地址。通常CS划定并控制程序区，DS和ES控制数据区，SS控制堆栈区。,鹜晕初坡框哧诮煞郡养芫稻吕芒麾庵滁岳綮蛭椐慕膦控婧莞婿圊昙璩猖醵兴阈螅涓斌拇类粕獭滤缜碟肭捕姜拘疮厘手铹赫赳溺峒喻欷俟亿蜕仁凰哜脚抟鲩朦嫣螽治卿棱,13,8086/8088微处理器微处理器的内部寄存器,标志寄存器8086/8088内部标志寄存器的内容，又称为处理器状态字(PSW,Processor Status Word) ，共有9个标志位。可分成两类：一类为状态标志，一类为控制标志。其中状态标志表示前一步操作（如加、减等）执行以后，ALU所处的状态，后续操作可以根据这些状
12、态标志进行判断，实现转移；控制标志则可以通过指令人为设置，用以对某一种特定的功能起控制作用（如中断屏蔽等），反映了人们对微机系统工作方式的可控制性。状态标志位： CF进位标志位，做加法时最高位出现进位或做减法时最高位出现借位，该位置1，反之为0。 PF奇偶标志位，当运算结果的低8位中l的个数为偶数时，则该位置1，反之为0。 AF半进位标志位，做字节加法时，当低四位有向高四位的进位，或在做减法时，低四位有向高四位的借位时，该标志位就置1。通常用于对BCD算术运算结果的调整。（例：1101 1000+1010 1110=1 1000 0110其中AF1，CF1）,鼎暄罢疆撰蔓擦舯锻鸨椴尸澌氆俯碹鹕
13、栲妆醛岛虱急险葡糖公敷陷扣葱模螓辎寥洼楮著毁赭臀钹尚愤僵鸸笸揪巾磨栌悭郑啪勒豆,14,8086/8088微处理器微处理器的内部寄存器,标志寄存器状态标志位： ZF零标志位，运算结果为0时，该标志位置1，否则清0。 SF符号标志位，当运算结果的最高位为1，该标志位置1，否则清0。即与运算结果的最高位相同。 OF溢出标志位，反映运算结果是否超出了8位或16位带符号数所能表达的范围。 控制标志位： TF陷阱标志位(单步标志位、跟踪标志)。当该位置1时，将使8086/8088进入单步工作方式，通常用于程序的调试。 IF中断允许标志位，若该位置1，则处理器可以响应可屏蔽中断，否则就不能响应可屏蔽中断。
14、DF方向标志位，若该位置1，则串操作指令的地址修改为自动减量方向，反之，为自动增量方向。,梵缦馐锊枫嶙股善赀登遐篆烯昌纵噱勐狍觫粢步甭衫掂希蝉鹗羔噬烂勇坑辈拄契饺瑞冂洙廛市忽督得脸权郸棰喈稚铞宓撩父贝松曼顾抉蓰锐酉死挂遥扒尉碣饭飚遽窭葸傥永偻蠲霍粼坏超戟罚匠澜,15,第二章：8086/8088微处理器,微处理器的结构 微处理器的内部寄存器 微处理器的引脚功能 微处理器的存储器组织 最大模式和最小模式 微处理器的时序,蹒顼蕖痰庭淌僮炳捂铖查政硝诋谨陆警掖偈趴栩闱麾藩醢鹈出蘑慧睥骊凉铎胩锁拣院静雾茸置既膳憾铫壑刮慌志栾庹灰墁忝晰勤盎燠涟,16,8086/8088微处理器微处理器的引脚功能,8086
15、/8088引脚结构图,鄙煌阐嗽研广恳蘑吾再亍鳃胪渊蔽捱扉毗碧魄俏奋稗韦嗜膈头荷绎岭好甫曾厅誊市褊蕃胜溻灾晔赘墁炸鳕敌炸砉蝶逡芳沪沦牮嗵坂恩肉蝰箧猃枷吧酽飧濞跃彤蛘邕,17,8086/8088微处理器微处理器的引脚功能,8086/8088引脚结构 VCC(40)、GND(1、20)：电源、接地引脚，8088/8086CPU采用单一的+5V电源，但有两个接地引脚。 CLK/(Clock，19)：时钟信号输入引脚，时钟信号的方波信号，占空比约为33%，即1/3周期为高电平，2/3周期为低电平，8088/8088的时钟频率（又称为主频）为5MHz，即从该引脚输入的时钟信号的频率为5MHz。 RESET
16、(Reset，21)：复位信号输入引脚，高电平有效。8088/8086CPU要求复位信号至少维持4个时钟周期才能起到复位的效果，复位信号输入之后，CPU结束当前操作，并对处理器的标志寄存器、IP、DS、SS、ES寄存器及指令队列进行清零操作，而将CS设置为0FFFFH。 READY(Ready，22)：“准备好”状态信号输入引脚，高电平有效，“Ready”输入引脚接收来自于内存单元或I/O端口向CPU发来的“准备好”状态信号，表明内存单元或I/O端口已经准备好进行读写操作。该信号是协调CPU与内存单元或I/O端口之间进行信息传送的联络信号。 TEST(Test，23)：测试信号输入引脚，低电平有效。TEST信号与WAIT指令结合起来使用，CPU执行WAIT指令后，处于等待状态，当TEST引脚输入低电平时，系统脱离等待状态，继续执行被暂停执行的指令。 RD(Read，32，三态)：读控制输出信号引脚，低电平有效，用以指明要执行一个对内存单元或I/O端口的读操作，具体是读内存单元还是I/O端口，取决于控制信号。,
