16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构

1、16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 本章重点本章重点 : CPU的编程结构 标志寄存器的含义 CPU的操作时序 CPU的中断分类和中断向量 硬件中断和软件中断的区别，软件中断的特点 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 微处理器的性能指标：微处理器的性能指标： 字长 主频 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（DIP） 中。 16位和32位微处理器第

2、2章8086CPU的编程结构 8086微处理器的一般性能特点微处理器的一般性能特点 v1616位的内部结构，位的内部结构，1616位双向数据信号线；位双向数据信号线； v2020位地址信号线，可寻址位地址信号线，可寻址1 1M M字节存储单元；字节存储单元； v较强的指令系统；较强的指令系统； v利用利用1616位的地址总线来进行位的地址总线来进行I/OI/O端口寻址，可寻址端口寻址，可寻址6464K K个个 I/OI/O端口；端口； v中断功能强，可处理内部软件中断和外部中断，中断源可中断功能强，可处理内部软件中断和外部中断，中断源可 达达256256个；个； v单一的单一的5 5V V电源

3、，单相时钟电源，单相时钟10MHz10MHz。 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 从功能上，8086分为两部分，即 1.总线接口部件(bus interface unit，BIU) 2.执行部件(execution unit，EU) 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 1. 总线接口部件总线接口部件 总线接口部件负责与存储器、I/O端口传送数据 ，由下 列4部分组成： 4个段地址寄存器（CS、DS、ES、SS） 16位的指令指针寄存器 IP(Instruction Pointer) 20位的地址加法器

4、6字节的指令队列缓冲器 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 2. 执行部件执行部件 执行部件负责指令的执行 ，由下列4部分组成： 4个通用寄存器，即AX、BX、CX、DX； 4个专用寄存器，即 基数指针寄存器BP（base pointer） 堆栈指针寄存器SP(stack pointer) 源变址寄存器SI(source index) 目的变址寄存器DI(destination index)； 标志寄存器； 算术逻辑部件(arithmetic logic unit)。 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 标志寄存器共有16位，其中7位未用，所用的各位 含义如

5、下： 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 OFDFIFTFSFZF AF PF CF 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 根据功能，8086的标志可以分为两类： 1.状态标志 2.控制标志 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 状态标志有6个，即SF、ZF、PF、CF、AF和OF 符号标志SF(sign flag ) 零标志ZF(zero flag) 奇偶标志PF(parity flag) 进位标志CF(carry flag) 辅助进位标志(auxiliary carry flag) 溢出标志(overflow flag

6、) 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 控制标志有3个，即 方向标志DF(direction flag) 中断允许标志IF(interrupt enable flag) 跟踪标志TF(trap flag)又称为单步标志 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 3. 8086的总线周期的概念的总线周期的概念 典型的8086总线周期序列： 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 T1状态，发地址信息 T2状态，总线的高4位输出状态信息 T3状态，高4位 状态信息，低16位 数据 T3之后，可能插入TW 在T4状态，结束。 16位和32位微处理器第2章8

7、086CPU的编程结构 1.最小模式和最大模式的概念最小模式和最大模式的概念 (1)最小模式: 在系统中只有一个微处理器。 (2)最大模式： 两个或多个微处理器（主处理器、协处理器） 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 2.8086/8088的引脚信号和功能的引脚信号和功能 注意点： 8086/8088的数据线和地址线复用 8086有16根数据线 第21脚(RESET)为输入复位信号 第22引脚为“准备好”(READY)信号 RD#和WR#往往结合M/IO#来使用 高4位地址和状态线复用 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 3.最小模式最小模式 引脚信号：

8、INTA中断响应信号输出 ALE地址锁存允许信号输出 DEN数据允许信号 DT/R数据收发信号输出 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 M/IO存储器/输入输出控制信号输出 WR写信号输出 HOLD总线保持请求信号输入 HLDA总线保持响应信号输出 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 8086在最小模式下的典型配置在最小模式下的典型配置 ： 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 4.最大模式最大模式 引脚信号： QS1、QS0指令队列状态信号输出 S2#、S1#、S0#总线周期状态信号输出 LOCK#(lock)总线封锁信号输出 RQ#/GT

9、1#、RQ#/GT0#总线请求信号输入、 总线授权信号输出 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 8086在最大模式下的典型配置在最大模式下的典型配置 ： 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 8086的主要操作的主要操作: 系统的复位和启动操作； 暂停操作； 总线操作； 中断操作； 最小模式下的总线保持； 最大模式下的总线请求/允许。 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 1. 系统的复位和启动操作系统的复位和启动操作 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 2. 总线操作总线

10、操作 (1) 总线读操作（图2.9） (2) 总线写操作（图2.10） (3) 总线空操作（本质是什么？） 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 3.中断操作和中断系统中断操作和中断系统 （1）8086的中断分类的中断分类 根据中断源可以分为： 硬件中断 （非屏蔽中断和可屏蔽中断） 软件中断 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 8086/8088的中断分类的中断分类 ： 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 (2) 中断向量和中断向量表中断向量和中断向量表 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 (3) 硬件中断硬件中断 NMI

11、INTR (4) 硬件中断的响应和时序硬件中断的响应和时序 可屏蔽中断的响应过程 ： 读取中断类型码 将标志寄存器的值推入堆栈 把标志寄存器的IF和TF清零 将断点保护到堆栈中。 寻找中断向量，转入中断处理程序 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 中断响应中断响应 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 8086的中断响应总线周期的中断响应总线周期 ： 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 中断响应用中断响应用2个总线周期个总线周期 第1个总线周期，通知外设，CPU准备响应中断； 第2个总线周期，外设发送中断类型码 16位和32位微处理器第2章8

12、086CPU的编程结构 (5) 中断处理子程序中断处理子程序 进一步保护中断现场 开放中断 中断处理的具体内容 弹出堆栈指令 中断返回指令 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 (6) 软件中断软件中断 特点： 用一条指令进入中断处理子程序，并且，中断 类型码由指令提供。 不执行中断响应总线周期，也不从数据总线读 取中断类型码。 不受中断允许标志IF的影响 执行过程中可响应外部硬件中断 软件中断没有随机性 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 4. 最小模式下的总线保持最小模式下的总线保持 利用HOLD和HLDA信号实现总线保持 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 5. 最大模式下的总线请求最大模式下的总线请求/授权授权 利用RQ#/GT实现总线请求/授权 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程结构 I/O编址编址 1. 8086的存储器编址的存储器编址 16位和32位微处理器第2章8086CPU的编程