第二章 8086CPU

1、第二章 8086系统结构2.1 CPU的内部组成和结构的内部组成和结构2.2 8086的引脚信号的引脚信号2.3 8086的存储器组织的存储器组织2.4 8086的工作模式和总线操作的工作模式和总线操作2微型计算机的经典结构控制总线控制总线CB数据总线数据总线DB地址总线地址总线ABI/O设备设备I/O接口接口存储器存储器系统总线系统总线BUSCPU微处理器微处理器存储器存储器I/O接口和接口和I/O设设备备系统总线系统总线微处理器2.1.1 CPU的内部组成1、运算器主要功能：对数据进行算术和逻辑运算。这些功能由算术逻辑运算单元ALU来实现2、控制器控制器是指挥与控制计算机各功能部件协同工作

2、，自动执行计算机程序的部件。控制器一般是由指令指针寄存器IP、指令寄存器IR、指令译码器ID、控制逻辑电路和时钟控制电路等组成。3、寄存器组寄存器可以存放数据或地址，也可存放控制信息和状态信息。CPU中寄存器的数量对CPU的运行速度影响很大。寄存器有以下几类：数据寄存器、地址寄存器、状态寄存器、控制寄存器等2.1.2 8086CPU的内部结构8086CPU：16位微处理器，采用HMOS技术，集成度29000个 管/片数据总线：16位地址总线：20位，可直接寻址的地址空间1M个字节内部暂存器内部暂存器 IP ES SS DS CS输入输入/输出输出控制电路控制电路外部总线外部总线执行部分执行部分

3、控制电路控制电路1 2 3 4 5 6ALU标志寄存器标志寄存器 AH AL BH BLCH CL DH DL SP BP SI DI地址加法器地址加法器指令队列缓冲器指令队列缓冲器16位位20位位16位位8位位8086CPU内部结构框图内部结构框图执行部件执行部件 （EU)总线接口部件总线接口部件 （BIU)通用寄存器通用寄存器变址寄存器变址寄存器 指针寄存器指针寄存器 段寄存器段寄存器8086总线6执行部分执行部分控制电路控制电路ALU标志寄存器标志寄存器 AH AL BH BLCH CL DH DL SP BP SI DI通用通用寄存器寄存器执行部件执行部件 （EU)16位位8位位EU的

4、组成：（1）4个通用寄存器组：AX、BX、CX、DX，用以存放16位数据或地址（2）指针和变址寄存器：BP、SP、SI、DI，用以存放某一段内地址偏移量（3）标志寄存器：状态标志：用来存放运算结果的特征。CF、PF、AF、ZF、SF、OF控制标志：起控制作用。TF、IF、DF（4）算术逻辑单元（ALU）16位加法器，用于对寄存器和指令操作数进行算术或逻辑运算（5）EU控制系统p接受从总线接口单元的指令队列中取来的指令代码p对其译码和向EU内各有关部分发出时序命令信号p协调执行指令规定的操作71 2.61 2.6内部暂存器内部暂存器 IP ES SS DS CS输入输入/输出输出控制电路控制电路

5、总线总线执行部分执行部分控制电路控制电路地址地址加法加法器器指令队列指令队列总线接口部件总线接口部件 （BIU)20位位8位位8位位BIU的组成：（1）16位段地址寄存器：CS、DS、ES、SS（2）16位指令指针寄存器IP（3）20位物理地址加法器（4）6字节指令队伍（5）总线控制逻辑BIU的功能：负责CPU与存储器、I/O端口传送数据：p从内存取指令送到指令队列p在CPU执行指令时，配合EU从指定的内存单元或I/O端口读取数据，再将指令传送给EU，由EU执行p把EU的执行结果传送到指定的内存单元或I/O端口8EU EU 与与 BIU BIU的流水线操作：的流水线操作： EU EU 与与 B

6、IU BIU可独立工作，可独立工作，BIUBIU在保证在保证EUEU与片外传送操作与片外传送操作数前提下，可进行指令预取，与数前提下，可进行指令预取，与EUEU可重叠操作。可重叠操作。 8086 8086中中6 6个字节的个字节的ISQISQ为实现该功能提供了保证。为实现该功能提供了保证。1 2.61 2.6BIU指令队列指令队列8位位EU由此可见，8086取值部分与执行部分是分开的u 在一条指令的执行过程中可以取出下一条（或多条）指令，指令在指令队列中排队u 在一条指令执行完成后，就可以立即执行下一条指令，减少CPU为取指令而等待的时间，提高CPU的利用率和整个运行速度8086/8088微处

7、理器：BIU和EU分开，取指和执行可以重迭大大减少了等待取值所需的时间，提高CPU的利用率BIU和EU并行工作的管理原则（1）当8086指令队伍中有2个字节（8088为1个字节）为空时，BIU自动将指令取到指令队伍中（2）当EU执行一条指令时，它先从指令队伍的队首取出指令代码，再用几个时钟周期去执行指令。在指令执行的过程中，如果必须访问存储器或I/O设备，则EU请求BIU进入总线周期去完成访问内存或I/O端口的操作。如果BIU此时刚好空闲，则立即响应总线请求；如果此时BIU正在取指令，需完成当前取指令周期，然后去响应EU的总线请求（3）当指令队列已满，而且EU对BIU无总线请求，BIU进入空闲

8、状态（4）当执行转移、调用和返回指令时，指令队列清零，BIU再向指令队列中装入另一个程序段的指令。原因是下面要执行的指令不是指令队列中的下一条指令了。12例：例：MOVMOV AXAX，100100 ；AX=0064AX=0064ADDADD AXAX，256 256 ；AX=0164HAX=0164HMOVMOV 2000H2000H，AX AX ；送结果；送结果指令的机器码为：指令的机器码为：B8H 00H 64H B8H 00H 64H 05H 01H 00H05H 01H 00HA3H 20H 00HA3H 20H 00H138086的指令执行过程14寄存器组寄存器组158086的寄存

9、器组有8个通用寄存器 4个段寄存器 1个标志寄存器 1个指令指针寄存器他们均为16位! 汇编语言程序员看到的处理器，就是寄存器汇编语言程序员看到的处理器，就是寄存器 所以，一定要熟悉这些寄存器的名称和作用所以，一定要熟悉这些寄存器的名称和作用161)1)通用寄存器通用寄存器 80868086有有8 8个通用的个通用的1616位寄存器位寄存器l数据寄存器数据寄存器: AX BX CX DXAX BX CX DXl变址寄存器变址寄存器: SI DISI DIl指针寄存器指针寄存器: BP SPBP SP 4 4个数据寄存器还可以分成高个数据寄存器还可以分成高8 8位和低位和低8 8位两个独立的寄存

10、位两个独立的寄存器，这样又形成器，这样又形成8 8个通用的个通用的8 8位寄存器位寄存器AXAX： AH ALAH ALBXBX： BH BLBH BLCXCX： CH CLCH CLDXDX： DH DLDH DL17 数据寄存器数据寄存器AXAX称为累加器（称为累加器（AccumulatorAccumulator） 使使用频度最高。用于算术、逻辑运算以及与外设传送信息等用频度最高。用于算术、逻辑运算以及与外设传送信息等BXBX称为基址寄存器（称为基址寄存器（Base address RegisterBase address Register）常用来存放存储器常用来存放存储器的偏移的偏移地址

11、地址CXCX称为计数器（称为计数器（CounterCounter）作为循环和串操作等指令中的隐含计数器作为循环和串操作等指令中的隐含计数器DXDX称为数据寄存器（称为数据寄存器（Data registerData register）常用来存放双字长数据的高常用来存放双字长数据的高1616位，或存放外设端口地址位，或存放外设端口地址18变址寄存器变址寄存器1616位变址寄存器位变址寄存器SISI和和DIDI常用于存储器变址寻址方式时提供地址常用于存储器变址寻址方式时提供地址SISI是是源源变址寄存器（变址寄存器（Source IndexSource Index）DIDI是是目的目的变址寄存器（变

12、址寄存器（Destination IndexDestination Index）在串操作类指令中，在串操作类指令中，SISI、DIDI还有较特殊的用法还有较特殊的用法19 指针寄存器指针寄存器指针寄存器用于寻址内存指针寄存器用于寻址内存堆栈（堆栈（按按“先进后出先进后出”的原则开辟的一块存储的原则开辟的一块存储空间）内的数据。空间）内的数据。SPSP为堆栈指针寄存器（为堆栈指针寄存器（Stack PointerStack Pointer）, ,指示堆栈段栈顶的位置（偏指示堆栈段栈顶的位置（偏移地址）移地址）BPBP为基址指针寄存器（为基址指针寄存器（Base PointerBase Point

13、er），表示数据在堆栈段中的基地），表示数据在堆栈段中的基地址址SPSP和和BPBP寄存器与寄存器与SSSS段寄存器联合使用以确定堆栈段中的段寄存器联合使用以确定堆栈段中的 存储单元地址存储单元地址栈栈区区向小地址小地址生长SP给定了SS和SP就设置了堆栈，最大容量64K,假设ss=2000H，sp=1300H,AX=1234H,BX=5678H 空栈785634123412存储器2000:00002000:1300SP2000:00002000:00002000:13002000:1300SPSP2000:12FF2000:13FE2000:13FD2000:13FC2000:12FF200

14、0:13FE设定堆栈压入2个数后弹出一个数后PUSH AX PUSH BXPOP DX2180868086有有4 4个个1616位段寄存器位段寄存器CS CS - - 代码段寄存器代码段寄存器 DSDS - -数据段寄存器数据段寄存器SS SS - - 堆栈段寄存器堆栈段寄存器 ESES - -附加段寄存器附加段寄存器 2)2)段寄存器段寄存器22CS（代码段）用来存放程序的指令序列（代码段）用来存放程序的指令序列 代码段寄存器代码段寄存器CS存放代码段的段地址存放代码段的段地址 指令指针寄存器指令指针寄存器IP指示下条指令的偏移地址指示下条指令的偏移地址 处理器利用处理器利用CS:IP取得下

15、一条要执行的指令。取得下一条要执行的指令。SS（堆栈段）用来确定堆栈所在的主存区域（堆栈段）用来确定堆栈所在的主存区域堆栈段寄存器堆栈段寄存器SS存放堆栈段的段地址存放堆栈段的段地址堆栈指针寄存器堆栈指针寄存器SP指示堆栈栈顶的偏移地址指示堆栈栈顶的偏移地址 处理器利用处理器利用SS:SP操作堆栈顶的数据。操作堆栈顶的数据。23DS（数据段）存放运行程序所用的数据数据段）存放运行程序所用的数据数据段寄存器数据段寄存器DS存放数据段的段地址存放数据段的段地址 处理器利用处理器利用DS:EA存取数据段中的数据。存取数据段中的数据。ES（附加段）是附加的数据段，也保存数据附加段）是附加的数据段，也保

16、存数据附加段寄存器附加段寄存器ES存放附加段的段地址存放附加段的段地址 处理器利用处理器利用ES:EA存取附加段中的数据。存取附加段中的数据。串操作指令将串操作指令将ES段作为其目的操作数的存放区域。段作为其目的操作数的存放区域。24IPIP（Instruction PointerInstruction Pointer）为指令指针寄存器。）为指令指针寄存器。IP IP 始终指向将要执行指令的始终指向将要执行指令的偏移地址偏移地址。并具有。并具有自动自动加加1 1的功能。的功能。 IPIP必须与必须与CSCS相配合才能确定相配合才能确定指令指令的存储地址。的存储地址。3)3)指令指针寄存器指令指

17、针寄存器25 标志寄存器标志寄存器 FR用用9位来表示各种特征。其它位来表示各种特征。其它7位未开位未开发。发。 状态标志位状态标志位（6位）：位）：用来记录程序运行结果的状态信息。 许多指令的执行会相应地影响影响它们。 OF 、SF、ZF、AF、 PF、 CF 控制标志位控制标志位（3位）：位）：人为设置人为设置。由相应的指令来完成设。由相应的指令来完成设置。置。DF、 IF、TFOF11D15 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CFD04)4)标志寄存器标志寄存器26状态标志位状态标志位:CF进（借）位标志（进（借）位标志（Carry Flag）。若）。若运算结果的最高

18、有效位有进运算结果的最高有效位有进（借）位，则（借）位，则CF=1;否则否则CF=0 。 PF奇奇/偶标志（偶标志（Parity Flag）。若运算结果的）。若运算结果的低低8位位中所含中所含1的个数的个数为偶数，则为偶数，则PF=1; 反之反之PF=0。AF辅助进位标志（辅助进位标志（Auxiliary Carry Flag）。）。在加减运算中在加减运算中,D3向向D4位有进位或借位时，位有进位或借位时，AF=1; 反之反之AF=0。 ZF零标志（零标志（Zero Flag）。若运算结果为零，）。若运算结果为零，ZF=1；若运算结果不；若运算结果不为零，为零，ZF=0。27OF 溢出标志溢出

19、标志(Overflow Flag)。若运算结果有溢出，则。若运算结果有溢出，则OF=1；反之反之OF=0。l 如果有符号数运算结果超出范围，就产生了溢出，说明有符号如果有符号数运算结果超出范围，就产生了溢出，说明有符号数的运算结果不正确。数的运算结果不正确。l 应该利用哪个标志，则由程序员来决定。应该利用哪个标志，则由程序员来决定。l 如果将参加运算的操作数是无符号数，就应该关心进位如果将参加运算的操作数是无符号数，就应该关心进位 CF； 如果是有符号数，则要注意是否溢出如果是有符号数，则要注意是否溢出OF。SF符号标志符号标志(Sign Flag)。与运算结果的最高位相同。若运算结与运算结果

20、的最高位相同。若运算结果的最高位为果的最高位为0，则，则SF=0；若运算结果的最高位为；若运算结果的最高位为1，则，则SF=1。编程注意事项：编程注意事项：28 0110 1001B + 0011 0010B 1001 1011B +105和和+50相加结果为相加结果为-101;CF= 0; AF=0 ; OF=1; ZF=0 ; SF= 1 ; PF=0例例: 两个两个有符号数有符号数（+105和和+50）相加）相加 CF=? ; AF=? ; OF=? ZF=? ; SF= ? PF=? 如果把两个数看做无符号数，则不考虑如果把两个数看做无符号数，则不考虑SF和和OF标志，结果正确标志，结

21、果正确例例: 求两个求两个负数负数（-50和和-5）之和）之和 CF=? ; AF=? ; OF=? ZF=? ; SF= ? PF=? 1100 1110B -50补补 +/ 1111 1011B -5补补 11100 1001B -55补补 -50和和-5相加结果为相加结果为-55;CF= 1; AF=1 ; OF=0; ZF=0 ; SF= 1 ; PF=1有符号数相加，判断有符号数相加，判断CF是否为是否为1无意义；计算机会自动判断无意义；计算机会自动判断OF30 方向标志方向标志DF用于串操作指令中，控制地址的变化方向：用于串操作指令中，控制地址的变化方向：设置设置DF0，存储器地址

22、自动增加；，存储器地址自动增加；设置设置DF1，存储器地址自动减少，存储器地址自动减少 中断允许标志中断允许标志IF控制控制可屏蔽中断可屏蔽中断是否可以被处理器响应：是否可以被处理器响应：设置设置IF1，则允许中断；，则允许中断；设置设置IF0，则禁止中断，则禁止中断 陷阱标志陷阱标志TF用于控制处理器进入单步操作方式：用于控制处理器进入单步操作方式：设置设置TF0，处理器正常工作；，处理器正常工作；设置设置TF1，处理器，处理器单步执行指令单步执行指令控制标志位控制标志位:312.2 8086CPU的引脚及其功能 80868086微处理器采用微处理器采用4040条引条引线双列直插线双列直插(

23、DIP)(DIP)封装。封装。两种工作方式：两种工作方式：最小工作模式最小工作模式( (MNMN) )最大工作模式最大工作模式(MX)(MX)2.2.1 最小模式和最大模式8086/80888086/8088可以在两种模式下工作：最小模式和最大模式。可以在两种模式下工作：最小模式和最大模式。1 1、最小模式最小模式：整个微型计算机系统只有一个：整个微型计算机系统只有一个CPUCPU，所有的总线，所有的总线控制信号都直接由这个控制信号都直接由这个CPUCPU产生，因此，系统的总线控制电路产生，因此，系统的总线控制电路被减到最少。被减到最少。2 2、最大模式最大模式：包括两个以上的：包括两个以上的

24、CPUCPU。其中一个为主处理器。其中一个为主处理器8086/80888086/8088，其他的称为协处理器，协助主处理器进行工作，其他的称为协处理器，协助主处理器进行工作如：如：8087-8087-数字运算协处理器；数字运算协处理器；8089-8089-输入输出协处理器输入输出协处理器3 3、实现实现：8086/80888086/8088第第3333根引脚（根引脚（ ），接地为最大模式，），接地为最大模式，接接+5V+5V电压为最小模式。电压为最小模式。33 80868086微处理器引线，在逻辑上可分为微处理器引线，在逻辑上可分为3 3类：类：地址总线信号地址总线信号、数据总线信号数据总线信

25、号、控制控制总线信号总线信号。还有一些专用信号：电源、地、时钟。还有一些专用信号：电源、地、时钟。1 1、复用总线引脚（地址、数据总线信号）、复用总线引脚（地址、数据总线信号） 80868086采用引线采用引线分时复用分时复用技术，一条引线不同时间代表不同信号技术，一条引线不同时间代表不同信号, ,解决引线解决引线不够问题。不够问题。lAD0-AD15 地址地址/ /数据分时复用引脚，双向。数据分时复用引脚，双向。lA19/S6 A16/S3 地址地址/ /状态复用引脚，输出。状态复用引脚，输出。lBHE/S7 高八位数据总线允许，输出。高八位数据总线允许，输出。2.2.2外部引脚说明（最小模

26、式）34如存放的字数据从偶地址单元开始，需一次操作；如从奇地址开始，需两次操作。如存放的字数据从偶地址单元开始，需一次操作；如从奇地址开始，需两次操作。352、处理器控制信号（1）中断类l NMI： 输入，上升沿有效，不可屏蔽中断请求。CPU将结束当前指令，执行对应于中断类型号为2的非屏蔽中断处理子程序lINTR： 输入，高电平有效，可屏蔽中断请求，CPU在执行每一条指令的最后一个时钟周期会对INTR信号进行采样，如果FLAG的IF位为1，并且接收到INTR信号，则在结束当前指令后，响应中断请求，执行请求的中断处理子程序。lINTA：输出，可屏蔽中断请求响应信号，是对中断请求设备的响应lHOL

27、D : 输入，总线请求信号lHLDA : 输出，总线请求响应信号HOLD和 HLDA在最小模式时，HOLD和HLDA信号结合起来决定CPU与其它部件之间的总线使用权，当系统中CPU之外的其它部件请求占用总线时，首先通过HOLD向CPU发出高电平的请求信号，如果CPU允许让出总线，在完成当前总线周期后，从HLDA引脚发出一个高电平应答信号，请求占用总线的部件收到HLDA信号后，就获得了总线控制权，在此后的一段时间，HOLD和HLDA都保持高电平，直到该部件用完总线之后，会将HOLD置为低电平，CPU收到HOLD的低电平信号后，会将HLDA也变成低电平，使CPU恢复对总线的占有权。uDT/R：输出

28、， 数据收发信号数据收发信号。数据收发方向的控制信号，通知总线收发器是接收还是发送数据。uDEN：输出， 数据允许信号数据允许信号。提供控制信号，通知收发器，CPU准备接收或发送一个数据，在读周期从T2状态的中间开始变为低电平，一直保持到T4的中间；写周期时，在T2的一开始就变成低电平，一直保持到T4的中间。uALE：输出， 地址锁存允许信号地址锁存允许信号，ALE是8086/8088提供给地址锁存器8282/8283的控制信号，在总线周期的T1状态，ALE输出高电平，表示当前地址/数据复用总线上输出的是地址信息地址信息，8282/8283将地址进行锁存锁存（对地址进行备份）。（2 2） CP

29、U CPU控制类控制类38M/IORDWR操作001I/O读操作010I/O写操作101存储器读操作110存储器写操作uRD：输出，读控制读控制。有效时是指对内存或I/O端口进行读操作uWR： 输出，写控制写控制。表示CPU当前正在进行对存储器或者I/O之间的写操作uM/ IO：输出， 存储器存储器/ /输入输出控制输入输出控制。用来区分CPU访问存储器还是I/O端口39（3）其它lRESET：输入，复位复位信号，至少要维持4个时钟周期。使微处理器停止现行操作，并进行初始化：CSCS：IPIP置为置为FFFFFFFF:0000:0000H H， 其余寄存器清零、指令队列清空其余寄存器清零、指令

30、队列清空。lREADY：输入，准备就绪引脚准备就绪引脚。l TEST ：输入，测试引脚。l MN/MX：工作方式选择引脚工作方式选择引脚。l Vcc +5V：第40引脚为电源电源l GND：第1、20引脚为地地l CLK：时钟信号，输入时钟信号，输入2.3 8086存储器组织一、存储器单元的地址和内容一、存储器单元的地址和内容存储器位编号：存储器位编号：8086字长字长16位，由二个字节组成，位编号如下：位，由二个字节组成，位编号如下：8086内部的内部的ALU能进行能进行16位运算位运算有关地址寄存器如有关地址寄存器如SP、IP、BP、SI、DI等都是等都是16位的位的存储单元地址：按照字节

31、编码存储单元的内容：一个存储单元有效的信息存储单元的内容：一个存储单元有效的信息机器字长是机器字长是16位，大部分数据以字节为单元表示位，大部分数据以字节为单元表示一个字节存入存储器占有连续的两个单元：一个字节存入存储器占有连续的两个单元：低位字节存入低地址，高位字节存入高地址；字低位字节存入低地址，高位字节存入高地址；字单元的地址采用它的低地址来表示。单元的地址采用它的低地址来表示。例如：字单元：（例如：字单元：（0004H）=1234H 字节单元：字节单元：（0004H）=34H同一个地址既可以看作字节单元地址，又可看作同一个地址既可以看作字节单元地址，又可看作字单元地址字单元地址字单元地

32、址：可以是偶数，也可以是奇数字单元地址：可以是偶数，也可以是奇数0000H0001H0002H0003H34H0004H12H0005H0006H1EH1234H2FH1235H1236H地址地址二、存储器地址分段8086有20条地址总线，直接寻址能力为 =1M字节用20位二进制表示1M字节的地址范围应为：00000HFFFFFH（1）存储器地址分段8086地址总线是20位的，CPU的寄存器是16位的，20位地址无法用16位寄存器表示，必须将存储器划分成段。段内地址16位，每个段的大小最大可达64KB。（可以根据实际需要来确定段大小，段大小可以是1，100,1000，在64K范围内的任意字节数

33、）IBM PC机对段的起始地址有限制，即段不能从任意地址开始，必须从任一小段的首地址开始。（2）小段的概念）小段的概念从从0地址开始，每地址开始，每16字节为一小段字节为一小段对于对于20位地址总线，段内存储器小段地址如下：位地址总线，段内存储器小段地址如下：其中，第一列就是其中，第一列就是每个小段的首地址每个小段的首地址每个小段首地址特征：每个小段首地址特征：在在16进制表示的地址中，最低位为进制表示的地址中，最低位为0H（即（即20位地址的低位地址的低4位为位为0000B）00000H00001H00002H0000EH0000FH00010H00011H00012H0001EH0001F

34、H00020H00021H00022H0002EH0002FHFFFF0HFFFF1HFFFF2HFFFFEHFFFFFH存储器64KB一个段000001000：0000FFFFF1000：FFFF起始地址为10000终止地址为1FFFF（3）20位物理地址形成物理地址：在1M字节存储器里，每个存储单元都有一个唯一的20位地址作为该存储单元的物理地址。20位物理地址形成：由16位段地址和16位偏移地址组成段地址：只取段起始地址高16位值偏移地址：相对段起始地址的偏移量 逻辑地址：由段基址和段内偏移地址组成的地址。 逻辑地址形式逻辑地址形式 段基地址段基地址 : : 段内偏移地址段内偏移地址段基

35、址和段内偏移地址都是16位的无符号二进制数，在程序设计时使用。物理地址计算方法：即把段地址左移物理地址计算方法：即把段地址左移4位，再加上偏移地址形成物位，再加上偏移地址形成物理地址。理地址。 物理地址物理地址=16d*段地址段地址+偏移地址偏移地址每个存储单元只有唯一的物理地址每个存储单元只有唯一的物理地址，但可由不同的段地址和不同的，但可由不同的段地址和不同的偏移地址组成。偏移地址组成。逻辑地址来源归纳段寄存器和其它寄存器组合指向存储单元示意图如下：BIU的工作过程的工作过程： 首先由首先由CS中中16位段基地址，在最低位后面补上位段基地址，在最低位后面补上4个个0，加上，加上IP中中16

36、位偏位偏移地址，在地址加法器中内形成移地址，在地址加法器中内形成20位物理地址，位物理地址，20位地址直接送往地址位地址直接送往地址总线，然后通过总线控制逻辑发出存储器信号总线，然后通过总线控制逻辑发出存储器信号RD，启动存储器，按给定，启动存储器，按给定的地址从存储器中取出指令，送到指令队伍中等待执行。的地址从存储器中取出指令，送到指令队伍中等待执行。EU的工作过程的工作过程： EU从从BIU的指令队列输出端取得指令，进行译码，若执行指令需要访问的指令队列输出端取得指令，进行译码，若执行指令需要访问存储器或存储器或I/O端口去取操作数，则端口去取操作数，则EU将操作数的偏移地址通过将操作数的

37、偏移地址通过16位数据位数据总线送给总线送给BIU，与段地址一起，在，与段地址一起，在BIU的地址加法器中形成的地址加法器中形成20位物理地位物理地址，申请访问存储器或址，申请访问存储器或I/O端口，取得操作数送给端口，取得操作数送给EU，EU根据指令要求根据指令要求向向EU内部各部件发出控制命令，完成执行指令的功能。内部各部件发出控制命令，完成执行指令的功能。512.4 80862.4 8086的工作模式和总线操作的工作模式和总线操作1 1、最小工作方式电路、最小工作方式电路52说明：1、 当AD0-AD15为地址信息时ALE有效，利用锁存器 8282将复用总线上的地址信息锁存，对外形成20

38、根地址总线（AB）。2、 利用DEN、DT/ R 及总线驱动器8286 控制信息流向，并增加16根数据总线（DB）的驱动能力。3、系统控制线的操作功能（CB） （1）完成中断控制 （2）完成存储器/IO读写控制8086的总线周期的概念EU和BIU之所以能协调工作，必须有一个时钟来控制1、时钟周期：计算机中最基本的时间单元（最短的时间度量单元）为1/主频（s）如：主频为5MHz，则时钟周期为200ns2、总线周期：CPU对存储器或I/O读写一次所需的时间。最基本的总线周期包括四个时钟周期在一个最基本的总线周期中，习惯上将4个时钟周期称为4个状态，分别是T1、T2、T3、T4（1）在T1状态：CP

39、U往地址/数据总线上发出地址信号，指出要寻找的存储单元或外设端口地址（2）在T2状态：CPU从总线上撤销地址，而使16位地址/数据总线浮置成高阻状态，为传输数据作准备，4位的地址/状态总线输出本总线周期的状态信息（3）在T3状态：4位地址/状态总线继续提供状态信息，16位地址/数据总线上出现CPU写出的数据或CPU读入的数据如果I/O设备或存储器速度慢，I/O设备或存储器会向CPU发出等待请求信号，于是CPU插入一个或多个附加的时钟周期Tw状态，也称等待状态。（4）在T4状态：完成数据的读写操作，总线周期结束只有在CPU与I/O设备或存储器之间传输数据，以及从内存取指令到指令队列时，CPU才执

40、行总线周期。因此，在两个总线周期之间，总线就可能处于空闲状态Tr，此时执行空闲周期3、指令周期：执行一条指令所需要的全部时间。p 一个指令周期可能包括若干个总线周期p 不同的指令的指令周期可能不同p 指令周期由一些基本的总线周期组成：总线操作 总线读操作：取指令，读存储器，读I/O接口 总线写操作：写存储器，写I/O接口 中断操作5780868086最小方式下读总线周期时序最小方式下读总线周期时序5880868086最小方式下最小方式下写总线周期时序写总线周期时序59说明：1 1、ALE ALE 信号在信号在 T1 T1 出现，表明一个总线周期开始，选出现，表明一个总线周期开始，选通外部地址锁

41、存器，锁存复用总线上的地址信息。通外部地址锁存器，锁存复用总线上的地址信息。2 2、在、在RDRD、WRWR等信号的配合下，等信号的配合下，T3T3、T4T4期间完成数据访期间完成数据访问。问。3 3、T3 T3 上升沿检测上升沿检测READYREADY信号是否有效，无效时在信号是否有效，无效时在T3T3与与T4T4间插入等待状态间插入等待状态TwTw。602.5 80862.5 8086的中断系统和中断操作的中断系统和中断操作1、中断的中断的定义定义 计算机在程序执行过程中，当出现硬件或软件请求时，处理器暂时停止正在执行的程序，转去对请求进行处理，处理完后，回到程序断点位置继续执行。断点主程

42、序中断服务程序有中断请求对外设进行处理继续执行返回断点中断源中断源：任任何能够引发何能够引发中断事件的中断事件的来源来源612 2、采用中断技术的、采用中断技术的优点优点（1）可方便地处理随机事件（实时处理、故障处理）。（2）提高处理器的使用效率和提高计算机的工作速度。3 3、80868086的中断系统的中断系统（1）8086微处理器有处理256种中断（硬件、软件）的能力。硬件中断：外部硬件电路产生的中断。软件中断：8086操作过程中发生异常事件或执行中断指令INT n（2）每个中断分配给一个中断类型码，在0255之间，用一字节表示，也称为256种类型中断。62指令启指令启 动动 的的软件中断（内部）软件中断（内部）硬件中断（外部）硬件中断（外部）INTn 指令指令中中 断断 逻逻 辑辑断点断点中断中断溢出溢出中断中断单步单步中断中断除数为除数为0 中断中断（3）（4）（1）（0）非屏蔽中断请求非屏蔽中断请求（2）中中断断控控