《微机原理及接口技术》全套电子课件教案- 微处理器

1、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 DLSPBPSIDICSDSSSESIP总线控制逻辑 地址总线 (20位) 外部总线 ALU 指令队列 EU BIU标志存放器执行局部控制1 2 61.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局部去处理。 一、总线接口单元BIU(Bus Interface Unit)四个段存放器一个16位指令指针存放器六个字节指令队列(

2、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四个通用存放器四个专用存放器一个标志存放器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，结果送通用存放器，或由BIU送内存保存，状态保存在标志存放器。 第二节 8086的存放器结构14个16位存放器，分成3类。一、通用存放器1.数据存放器AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL 8位AX、BX、CX、DX 16位EAX、EBX、ECX、EDX 32位(80

3、386)2.指针存放器(1)SP堆栈指针存放器(Stack Pointer)/ESP 访问堆栈(一块内存区域) SS：段地址，SP：偏移地址。(2)BP基数指针存放器(Base Pointer)/EBP 通过堆栈传送数据和地址 段地址：SS，偏移地址：BP。3.变址存放器(1)SI源变址存放器(Source Index)/ESI 字符串操作 DS：段地址，SI：字符串源地址。(2)DI目的变址存放器(Destination Index) /EDI 字符串操作 ES：段地址，DI：字符串目的地址。二、段存放器对内存单元进行寻址，每个段寻址64K，段首址放在段存放器中，单位为24，代表20位地址，

4、低四位为0。1. CS代码段存放器(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存放器IP内容即下一条指令的地址。2. DS数据段存放器(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堆栈段存放器(Stack) 保存当前堆栈段首址。4. ES附加段存放器(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附加段存放器 是从80386CPU开始引入的附加的数据段。 三、控制存放器1. IP指令指针存放器(Instruction Pointer

5、) /EIP 存放下一条指令的偏移地址，段地址放CS。2. Flags或PSW标志存放器(Flags) /EFLAGS 存放运算结果的状态。 616位标志存放器： 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

6、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，否那么PF=0。(6) 零标志ZF (Zero Flag) 运算结果为0，ZF=1，否那么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

7、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)段首址放段存放器(4)段与段间： 连续或断续排列 局部或完全重叠 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。1055H250AH8FFBHEFF0HCSDSESSS00000H10550H250A0H8FFB0HEFF00HFFFFFH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

8、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存放器中，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。 系统采用以下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 1900150000段地址偏移地址190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:0100H2915H左移4位0100H29250H 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、段存放器使用代码段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(1) 假设