微机原理与接口技术第二章

1、微机原理及接口技术第二章第二章 微处理器微处理器z 8086CPU结构z 8086CPU寄存器结构z 存储器组织微机原理及接口技术第一节第一节 8086 CPU结构结构z 8086：数据总线16位，地址总线20根，220寻址1M字节。z 8088：外部数据总线8位，其余同8086。 微机原理及接口技术AH ALBH BLCH CLDH DLSPBPSIDICSDSSSESIP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 6z1.组成：组成：z2.功能：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

2、数也由BIU从内存中取出，送EU部分去处理。 z一、总线接一、总线接口单元口单元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z二、执行单元二、执行单元EU (Execution Unit)z1.组成：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z2.功能：功能：负责指令执行。z 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。

3、微机原理及接口技术第二节第二节 8086 CPU的寄存器结构的寄存器结构z14个16位寄存器，分成3类。z1.数据寄存器数据寄存器zAH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL 8位zAX、BX、CX、DX 16位zEAX、EBX、ECX、EDX 32位(80386)微机原理及接口技术z2.指针寄存器指针寄存器z(1)SP堆栈指针寄存器堆栈指针寄存器(Stack Pointer)/ESPz 访问堆栈(一块内存区域)z SS：段地址，SP：偏移地址。z(2)BP基数指针寄存器基数指针寄存器(Base Pointer)/EBPz 通过堆栈传送数据和地址z SS：段地址，BP：偏移地址。6微机原理

4、及接口技术z3.变址寄存器变址寄存器z(1)SI源变址寄存器源变址寄存器(Source Index)/ESIz 字符串操作z DS：段地址，SI：字符串源地址。z(2)DI目的变址寄存器目的变址寄存器(Destination Index) /EDIz 字符串操作z ES：段地址，DI：字符串目的地址。微机原理及接口技术z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。z1. CS代码段寄存器代码段寄存器(Code Segment)z 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。微机原理及接口技术

5、z2. DS数据段寄存器数据段寄存器(Data)z 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。z3. SS堆栈段寄存器堆栈段寄存器(Stack)z 保存当前堆栈段首址。微机原理及接口技术z4. ES附加段寄存器附加段寄存器(Extra)z 进行字符串操作时，作为目的段地址使用，是附加的数据段。z5. FS、GS附加段寄存器附加段寄存器 z 是从80386CPU开始引入的附加的数据段。 微机原理及接口技术z1. IP指令指针寄存器指令指针寄存器(Instruction Pointer) /EIPz 存放下一条指令的偏移地址，段地址放C

6、S。z2. Flags或或PSW标志寄存器标志寄存器(Flags) /EFLAGSz 存放运算结果的状态。微机原理及接口技术z16位标志寄存器：z 6位状态标志z 3位控制标志 O D I T S Z A P Cz(1) 进位标志CF (Carry Flag) 最高位产生的进位或借位z(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z(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=1z(4) 符号标志SF

7、(Sign Flag)z 与最高位相同，1表示负，0表示正。z(5) 奇偶标志PF (Parity Flag)z 结果低八位中1的个数为偶数PF=1，否则PF=0。z(6) 零标志ZF (Zero Flag)z 运算结果为0，ZF=1，否则ZF=0。z(7) 方向标志DF (Direction Flag)z控制串操作指令用的标志。zDF=1 串操作中地址自动减量zDF=0 串操作中地址自动增量z(8) 中断允许标志IF (Interrupt-enable Flag)z控制可屏蔽中断标志。zIF=1 允许CPU接受外部可屏蔽中断请求zIF=0 屏蔽外部可屏蔽中断请求z(9) 跟踪标志TF (Tr

8、ace Flag)z 使CPU进入单步执行方式。z 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。微机原理及接口技术z例：5394H加-777FH，说明运算结果对标志位的影响。 0101 0011 1001 0100 + 1000 1000 1000 0001 1101 1100 0001 0101z 运算结果为-23EBHz 标志为CF=0，AF=1，SF=1，ZF=0，OF=0，PF=0微机原理及接口技术第三节第三节 存储器组织存储器组织z A0A19 寻址1MB 00000HFFFFFHz(1)每段最多64KBz(2)段内寻址仍为16位z(3)段首

9、址放段寄存器z(4)段与段间： 连续或断续排列 部分或完全重叠7微机原理及接口技术1055H250AH8FFBHEFF0HCSDSESSS00000H10550H250A0H8FFB0HEFF00HFFFFFH代码段数据段附加段堆栈段段的划分由CS、DS、SS、ES给出，它们为16位，代表20位，低4位为0。微机原理及接口技术z1. 物理地址与逻辑地址物理地址与逻辑地址z (1) 物理地址物理地址z 内存单元的实际地址，也就是出现在地址总线上的地址。z (2) 逻辑地址逻辑地址z 或称分段地址。z 记作 段地址段地址: : 段内偏移地址段内偏移地址16位16位20位微机原理及接口技术z2. 物

10、理地址的形成物理地址的形成z 段地址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。z 段内偏移地址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。z 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：z 物理地址物理地址= =段地址段地址16+偏移地址偏移地址微机原理及接口技术1900150000段地址偏移地址190物理地址加法器z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:0100H2915H左移4位0100H29250Hz 注：

11、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。 微机原理及接口技术z 1M存储空间分为：z 偶地址存储体和奇地址存储体各512K1507800001H00003H00000H00002HFFFFFHFFFFEH奇地址存储体(A0=1)521K8位偶地址存储体(A0=0)521K8位偶地址存储体与数据总线低8位连，A0=0选择偶地址存储体奇地址存储体与数据总线高8位连BHE=0选择奇地址存储体微机原理及接口技术z存储器中信息的存放：z 低位字节存在低地址z 高位字节存在高地址BHE A0操作数据线0 0从偶地址读/写一个字AD15AD00 1从奇地址读/写一个字节 AD15AD81 0从偶地址读/写一个字节 AD7AD01 1无效0 11 0从奇地址读/写一个字AD15AD8 AD7AD0微机原理及接口技术z代码段CS：存程序指令代码z数据段DS：存数据，变量z堆栈