《微机原理及接口技术》全套ppt电子课件教案-第二章 微处理器

第二章 微处理器,第一节 Intel 8086的结构,8086：数据总线16位，地址总线20根，寻址1M字节。 8088：外部数据总线8位，其余同8086。,AH ALBH BLCH CLDH DLSPBPSIDI,CSDSSSESIP,总线控制逻辑,地址总线 (20位) 外部总线 ALU 指令队列 EU BIU,标志寄存器,执行部分控制,1 2 6,1.组成：,2.功能：负责与存储器接口，从内存指定区域取出指令代码，送指令队列中排队，执行中所需操作数也由BIU从内存中取出，送EU部分去处理。,一、总线接口单元BIU(Bus Interface Unit),四个段寄存器,一个16位指令指针寄存器,六个字节指令队列(8088是4个字节),形成20位物理地址的加法器,总线控制逻辑,二、执行单元EU (Execution Unit),1.组成：,运算器ALU,控制单元CU,四个通用寄存器,四个专用寄存器,一个标志寄存器,2.功能：负责指令执行。 从BIU指令队列中取出指令代码，译码，并将操作数地址送回到BIU，由BIU取操作数送EU，经EU的ALU操作运算，结果送通用寄存器，或由BIU送内存保存，状态保存在标志寄存器。,第二节 8086的寄存器结构,14个16位寄存器，分成3类。一、通用寄存器1.数据寄存器AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL 8位AX、BX、CX、DX 16位EAX、EBX、ECX、EDX 32位(80386),2.指针寄存器(1)SP堆栈指针寄存器(Stack Pointer)/ESP 访问堆栈(一块内存区域) SS：段地址，SP：偏移地址。(2)BP基数指针寄存器(Base Pointer)/EBP 通过堆栈传送数据和地址 段地址：SS，偏移地址：BP。,3.变址寄存器(1)SI源变址寄存器(Source Index)/ESI 字符串操作 DS：段地址，SI：字符串源地址。(2)DI目的变址寄存器(Destination Index) /EDI 字符串操作 ES：段地址，DI：字符串目的地址。,二、段寄存器,对内存单元进行寻址，每个段寻址64K，段首址放在段寄存器中，单位为24，代表20位地址，低四位为0。,1. CS代码段寄存器(Code Segment) 存放当前执行程序所在段首址，CS内容左移四位再加上指令指针寄存器IP内容即下一条指令的地址。,2. DS数据段寄存器(Data) 含有当前数据段首址，数据段中存放数据和变量，DS内容加上指令中的偏移值，即为对数据段指定单元操作的地址。3. SS堆栈段寄存器(Stack) 保存当前堆栈段首址。,4. ES附加段寄存器(Extra) 进行字符串操作时，作为目的段地址使用，是附加的数据段。5. FS、GS附加段寄存器 是从80386CPU开始引入的附加的数据段。,三、控制寄存器1. IP指令指针寄存器(Instruction Pointer) /EIP 存放下一条指令的偏移地址，段地址放CS。2. Flags或PSW标志寄存器(Flags) /EFLAGS 存放运算结果的状态。 6,16位标志寄存器： 6位状态标志 3位控制标志,O D I T S Z A P C,(1) 进位标志CF (Carry Flag) 最高位产生的进位或借位,(2) 辅助进位标志AF (Auxitiary Carry Flag) 字节操作：低4位向高4位的进位或借位 字操作：低8位向高8位的进位或借位,(3) 溢出标志OF (Overflow Flag) 字节操作运算结果超出-128+127 字操作运算结果超出-32768+32767 OF=1,(4) 符号标志SF (Sign Flag) 与最高位相同，1表示负，0表示正。,(5) 奇偶标志PF (Parity Flag) 1的个数为偶数PF=1，否则PF=0。,(6) 零标志ZF (Zero Flag) 运算结果为0，ZF=1，否则ZF=0。,(7) 方向标志DF (Direction Flag)控制串操作指令用的标志。DF=1 串操作中地址自动减量DF=0 串操作中地址自动增量,(8) 中断允许标志IF (Interrupt-enable Flag)控制可屏蔽中断标志。IF=1 允许CPU接受外部可屏蔽中断请求IF=0 屏蔽外部可屏蔽中断请求,(9) 跟踪标志TF (Trace Flag) 使CPU进入单步执行方式。 TF=1 CPU在每条指令执行后，产生一个内部中断，允许程序在每条指令执行后进行检查。,第三节 存储器组织,A0A19 寻址1MB 00000HFFFFFH一、存储器的分段,(1)每段最多64KB(2)段内寻址仍为16位(3)段首址放段寄存器(4)段与段间： 连续或断续排列 部分或完全重叠,段的划分由CS，DS，SS，ES给出，它们为16位，代表20位，低4位为0。,1055H250AH8FFBHEFF0H,CSDSESSS,00000H,10550H,250A0H,8FFB0H,EFF00H,FFFFFH,代码段,数据段,附加段,堆栈段,二、物理地址与逻辑地址1. 物理地址与逻辑地址 (1) 物理地址 内存单元的实际地址，也就是出现在地址总线上的地址。 (2) 逻辑地址 或称分段地址。 记作 段地址: 段内偏移地址,16位,16位,20位,2. 物理地址的形成 段地址表示段在内存中的起始位置，通常被保存在某个段寄存器中，16位。 段内偏移地址表示内存单元相对于段起始位置的位移，简称偏移地址，也叫有效地址EA，16位。 系统采用下列方法将逻辑地址自动转换为20位的物理地址： 物理地址=段地址16+偏移地址,19,0,0,15,0000,段地址,偏移地址,19,0,物理地址,加法器,例：(1)得到指令地址,CS内容左移4位,IP,(2)堆栈操作,SS内容左移4位,SP,偏移量(指令中给出),(3)取操作数,DS内容左移4位,如：2915H:0100H,2915H左移4位,0100H,29250H,注：每个内存单元具有唯一的物理地址，但可由不同的逻辑地址描述。,三、段寄存器使用代码段CS：存程序指令代码数据段DS：存数据，变量堆栈段SS：用作堆栈附加段ES：附加数据区或字符 串处理中的地址