西南交大,微机原理,教师第2章VIP

第二章：8086微处理器及其系统结构，1。本章的目的是掌握微处理器的编程结构。掌握标志寄存器f的每一位的含义和功能，以及DEBUG后运行标志和标志位的表示方法，3。要了解8086微处理器的主要引脚功能，4。掌握8086系统的内存组织结构和堆栈活动。5.掌握8086时钟及其产生电路，并记住系统复位后每个寄存器和器件的状态2。第1节：8086微处理器内部结构，3，指令和程序，几个指令构成程序4，机器指令，操作码操作数，执行5、提取1、执行1、提取2、执行2、提取3、执行3、提取4、提取4、提取1、执行1、提取2、执行2、提取3、执行3、提取4、执行4、提取5、执行5、顺序解释、重叠解释、指令解释微处理器解释指令的完整步骤可以总结为以下两个阶段：提取：从存储器中提取指令，指定指令指定的功能；执行：分析指令所需的函数，读取所需的操作数，执行指令指定的操作，并保存执行结果。时间、指令和程序的解释过程。微处理器的6，8086内部结构地址总线，(20位)、CS、DSESSS、通用寄存器、AXBX、CXDX、地址形成、处理器、数据总线(16位)、段寄存器、临时寄存器、ALU、标志寄存器、EU控制系统、IP内部通信寄存器、ALU数据总线(16位)、队列总线(8位)、指令队列缓冲器123456，8086、逻辑总线、执行单元(EU)、总线接口单元(BIU)、图2-2808中的中央处理器的内部结构.78086/8088中央处理器由两个独立的工作单元组成，即总线接口单元(biu)和执行单元(EU)。在图中，虚线的右半部分是BIU，左半部分是欧盟。两者的并行运行提高了中央处理器的运行效率。下面分别介绍BIU和欧盟、8、总线接口组件BIU的功能，功能：实现8086CPU、内存和外部设备之间的数据传输。任务：(1)从内存中提取指令指令队列缓冲区；(2)将数据提取到操作单元进行操作并将操作结果发送到目地的单元(存储器或外围端口)；(3)取指令和执行指令重叠！指令队列缓冲区结构：指令队列缓冲区是一个6字节(8088只有4字节)的先进先出存储器。建立指令队列缓冲区的目的是实现指令的重叠解释。(1)只要缓冲区中有一条指令，EU就会开始执行它；(2)只要缓冲区中的两个字节为空，BIU将自动获取并操作；(3)当执行完转换程序流的指令(如转移、调用和返回)后，缓冲区中的原始内容将被清除，BIU将从内存中的新位置重新预取指令，并将它们填充到队列中。9、10，地址发生器，由地址加法器、指令指针和段寄存器组成。设置地址加法器的目的：8086CPU地址总线有20位，而内部地址寄存器都是16位，要求加法器形成一个20位地址。工作原理：段寄存器内容16偏移地址(由指令中的IP或操作数地址给出)。(1) 16位算术逻辑单元ALU用于执行指令和临时存储操作结果结构：(2)16位标志寄存器f；(3)数据临时寄存器(独立于编程，不向用户开放)(4)通用寄存器组：AX、BX、CX、DX -数据寄存器SP、BP -指针寄存器SI、DI -索引寄存器，(5)欧盟控制电路：内部电路，不向用户开放。12，编程模型，程序员看到的(或程序可见的)8086CPU编程模型8086CPU是CPU的编程模型。包括三个部分：寄存器组、内存输入输出资源。一个13，8086中央处理器的寄存器结构，一个特殊寄存器，一个通用寄存器段寄存器，AX，一个累加器，BXCXDX，一个基寄存器计数寄存器数据寄存器，SPBPSIDICS，一个堆栈指针基地址指针源索引寄存器目的地索引寄存器代码段寄存器数据段寄存器附加段寄存器堆栈段寄存器，IPF，指令指针标志寄存器，数据寄存器，指针寄存器索引寄存器，通用寄存器，(1)数据寄存器：用于存储8位或16位二进制运算、数字，这些操作数可以是运算的原始数据、运算的中间结果或操作数的地址。这些寄存器可用于大多数算术和逻辑运算指令。在8086微处理器中，有四个数据寄存器：累加器AX(累加器)、基本寄存器BX(基本)计数寄存器CX(计数)和数据寄存器DX(数据)。每个16位数据寄存器可分为高8位(AH、BH、ch和DH)和低8位(a1、B1、CL和DL)，可以分别寻址和独立操作。(2)指针寄存器和索引寄存器、指针寄存器和索引寄存器通常用于存储在地址偏移、堆栈操作和索引操作中计算的操作数的有效地址。指针寄存器指的是堆栈指针寄存器SP(堆栈指针)和基指针寄存器BP(基指针)，其中，堆栈指针用于指示堆栈顶部单元的位置，以实现堆栈操作，基指针用于存储当前堆栈段中数据区的基地址。索引寄存器包括源索引和目标索引，它们分别用于存储源操作数和目标操作数的偏移地址。15岁。指令指针IP是一个16位的特殊寄存器，当程序运行时，它总是指向执行下一条指令的单元。当欧盟执行该指令时，IP中的内容将自动递增，以指向下一条指令所在的内存位置。段寄存器8086系统逐段管理存储器。BIU有4个16位段寄存器，专门用来存储存储器中每个段的起始地址(段基地址)。这4个段寄存器是：(1)代码段寄存器CS(CodeSegment)，指向当前代码段；数据段寄存器DS(DataSegment)，指向当前数据段；(3)额外段寄存器ES，指向当前额外段；(4)堆栈段寄存器SS(StackSegment)指向当前堆栈段。1M字节的地址是分段寻址的，这是一个动态概念。段基地址独立于特定程序。标志寄存器F标志寄存器位于欧盟。它是一个16位寄存器，但实际上只有9位被使用。根据每个人的功能和意义，每个标志位分为两类：状态标志位和控制标志位。19、d15、d0、ofdftfifsfzf、af、pf、cf、(1)状态标志位，进位标志cf(进位标志)-反映算术运算后最高位是进位还是借用位，如果是，则为“1”，如果不是，则为“0”。辅助进位标志AF(辅助标志)-反映运算结果的低4位是生成进位还是借用位到高位，有些位为“1”，没有位为“0”。奇偶标志PF(奇偶标志)-反映指令执行结果的低8位中的1的数量是否为偶数，如果是，该位被设置为“1”，否则，它被设置为“0”。20。21，零标志ZF(零标志)-反映操作的结果是否为零，如果是，该位置为“1”，否则，设置为“0”。符号标志SF(符号标志)-反映运算结果最高位的状态，与运算结果最高位的状态相同。指示此操作的结果是正还是负。overflow flag of(overflow flag)-反映有符号数经过算术运算后是否有溢出，如果有，则为“1”，如果没有，则为“0”。控制标志位用于控制中央处理器的一些操作，并且可以用程序中的相应指令来设置。方向标志DF(方向标志)用于在执行字符串操作指令时控制步进方向。如果该位为“1”，字符串操作指令将按照地址的降序对字符串进行操作，而0将按照地址的升序进行操作。中断允许标志中频(中断标志)指示是否允许系统响应外部可屏蔽的中断请求。该位为“1”表示允许(开，中断)，否则表示禁止(关中断)。当该位为“1”时，中央处理器将自动为执行的每条指令产生一个内部中断，并切换到执行一个中断服务程序。中断服务程序可用于检查每条指令的执行情况，这被称为“单步运行模式”，通常用于调试程序。用贝布格表示，NV等于OF=0，OV等于OF=1UP等于DF=0，DN等于DF=1DI等于IF=0，EI等于IF=1PL等于SF=0，NG等于SF=1NZ等于ZF=0，ZR等于ZF=1NA等于AF=0，AC等于AF=1PO等于PF=0，PE等于PF=1NC等于CF=0，CY等于CF、内部结构与8086相比，英特尔8088是一个准16位的中央处理器，内部结构为16位，与8086基本相同，外部数据总线宽度为8位。8088还包括两个主要功能组件，其中EU与8086完全相同，只是BIU略有不同：8086指令队列长6字节，而8088指令队列只有4字节长；(2)对于8086微处理器，当指令队列缓冲区中的2个字节变空时，BIU将自动执行取指操作；另一方面，对于8088，每当指令队列缓冲区中的一个字节变空时，取指令操作就会自动执行。25岁。8910111121314151617181920，3332313029282726252423221，VccAD15A16/S3A17/S4A18/S5，A19/S6BHE/S7，Mn/mxrdhold(rq/gt0)hlda(rq/gt1)wr(lock)m/io(S2)dt/r(S1)den(s0)ale(QS)、8086是英特尔的第三代微处理器16。特点：采用时分复用技术，在不同的时间通过同一个引脚传输不同的相同信息，减少了引脚数量。(2)在两种不同的工作模式下，有些引脚有两种不同的功能定义。引脚功能8086的40引脚信号根据功能分为4部分，即地址总线、数据总线、控制总线和其它(时钟和电源)29、引脚功能，1。地址总线和数据总线，数据总线：在中央处理器和存储器(或输入/输出设备)之间传输数据，16位双向三态总线地址总线：由中央处理器产生的存储器单元(或输入/输出端口)的传输地址。它是一条20位输出三态总线， ad15 ad0是地址/数据时分复用总线。在每个总线周期开始时，地址总线的低16位用于传输地址，其他时间用作数据总线来传输数据。30岁，(2) A19-A16/S6-S3是地址/状态时分多路复用总线：在每个总线周期开始时用作地址总线的高4位，以给出存储单元的高4位地址；在输入/输出操作期间，这4个位置为“0”。在总线周期的其他时间，四条信号线指示中央处理器的状态信息，其中S6总是处于低电平；S5反映了标志寄存器中的当前值，S4和S3表示使用的是哪个段寄存器。31岁，(3) BHE/S7是地址高允许/状态时分复用引脚。在总线周期中，在周期开始时，当BHE/S7处于低电平时，8位数据读/写作为数据总线高半使能信号连接到AD15AD8。该信号与地址总线的最低位A0配合，确定传输数据字中的高字节是否有效，以及传输的是16位还是8位数据。在总线周期的其他时间，该引脚输出待机状态信号S7。控制总线是一组用于传输控制信号的信号线，其中一些是用于将中央处理器发送的控制命令传输到其他部件的输出线。有些是从外部输入状态和请求信号(复位、中断请求等)的输入线路。)到中央处理器。8086控制总线中有一条MN/MX线，即最小/最大模式控制线，用于确定8086的操作模式。当它连接到5V时，8086处于最小模式；接地时，8086处于最大模式。33.一些引线的功能与模式无关。下列控制线不受MN/MX的影响：读取控制信号RD，三态，输出。(2) READY信号就绪，输入。可以屏蔽和输入中断请求信号INTR。(4)非屏蔽中断请求信号NMI，输入。当此引脚上出现从低电平到高电平的正转换时，表示外部向中央处理器发出未屏蔽的中断请求。(5)等待测试控制信号测试和输入。复位信号RESET，输入。当它为高电平时，系统进入复杂的位状态。34岁。3。其它信号，时钟信号CLK，输入，为8086提供基本定时脉冲。电源Vcc，输入。要求5v10%。地线GND。8086有两种基本操作模式，最小模式1通常用于形成小型单处理器系统，而最大模式通常用于多处理器系统。在最小模式下，8086微处理器提供系统所需的所有控制和控制信号。在最大模式下，总线控制器8288为系统提供总线控制和控制信号。在最小操作模式下，M/IO是存储器/输入/输出控制信号，输出，三态。用于指示当前的中央处理器是访问内存(输入/输出为高)还是访问输入/输出端口(输入/输出为低)。是数据发送/接收信号，输出，三态。用于指示中央处理器是执行读操作(读/比低)还是写操作(读/比高)。DEN是数据使能信号，输出，三态。该信号在总线周期后的一段时间内有效，在此期间，中央处理器访问存储器或输入/输出端口，并用作系统中总线收发器的使能控制信号。WR，写控制信号，输出，三态。用于指示中央处理器正在对内存或输入/输出执行写操作.ALE是数据锁存允许信号(输出)。在总线周期开始时，8086通过地址总线输出一个地址，同时通过该引脚输出一个正脉冲，该脉冲下降