微处理器的引脚、功能和工作时序

1、2.48086/8088微处理器子系统、中央处理器引脚和总线：中央处理器芯片上有许多类似引脚的引脚，称为引脚。当中央处理器工作时，它通过这些引脚将各种信号传输给微型计算机系统中的其他功能部件。二进制信号(0或1)在引脚上传输，由高电压和低电压表示，高电压(如5VDC)表示1，低电压(如0VDC)表示0。不同引脚上出现高电压的时间不同，因此其含义和功能也不同。数据总线、地址总线、控制总线、引脚、引脚分类、2.48086/8088微处理器子系统、2.4.18086/8088微处理器引脚和功能8086/8088中央处理器是一个16位微处理器，外部信号应该包括16条数据线、2088为了减少芯片引脚的数

2、量，一些引脚被时分复用以形成40引脚双列直插式封装。图1-78086微处理器封装，8086/8088中央处理器有两种不同的工作模式(最小模式和最大模式)。八个引脚(2431)在两种工作模式下具有不同的功能，最大模式下重新定义的控制信号写在括号中。2.4.18086/8088微处理器引脚和功能，根据传输方向，中央处理器引脚信号有以下几种类型：输出：信号从中央处理器传输到外部；输入：信号发送到中央处理器；从外面；双向：有时信号从外部发送到中央处理器，有时信号从中央处理器传输到外部；2.4.18086/8088微处理器引脚和功能，1。地址和数据信号引脚(1) ad15ad0(地址数据总线)(2) a

3、19/s6a16/S3(地址/状态)，2.4.18086/8088微处理器引脚和功能，ad，10，ad，9，AD，8，AD，7，AD，6，AD，5，AD，4，AD，3，AD，2，AD，1，AD，0，NMI，INTR，CLK，GND，Vcc(5V)，AD，AD当用作地址总线时，AD15AD0提供20位物理地址中较低的16位来访问存储器。当用作数据总线时，传输16位数据。时分复用地址/状态线。当用作地址总线时，A19A16提供20位物理地址的高4位以访问存储器。当用作状态线时，S6S3用于输出指示当前使用的段寄存器的状态信息。2.读写控制信号引脚读写控制信号用于控制中央处理器对内存和输入输出接口的

4、读写过程：数据传输方向(读/写)；传输类型(存储器或io设备)；读写模式(奇数地址字节/偶数地址字节/字)；存储器/输入输出设备是否准备好的状态信号；2.4.18086/8088微处理器引脚和功能、3、中断控制信号引脚4、DMA控制信号引脚5、其它引脚6、最大模式下的引脚24-31、8088CPU引脚、2.4.18086/8088外围芯片的功能是支持CPU访问内存和I/O接口并完成指令功能。2.4.2 8086/8088微处理器子系统处于最小模式，(1)为中央处理器操作提供适当的时钟信号，并同步外部输入的控制/接触信号；(2)分离中央处理器输出的地址/数据分时复用信号，获得独立的地址总线和数据

5、总线信号，同时增强其驱动能力。(3)结合中央处理器输出的控制信号，产生稳定、可靠、方便的系统总线信号。8086/8088中央处理器有两种工作模式：最低工作模式：系统中只有一个8086/8088处理器；所有总线控制信号由8086/8088中央处理器直接产生。也称为单处理器模式。最大工作模式：系统中可以有多个处理器。除了作为“中央处理器”的8086/8088外，还可以配置用于数值计算的8087“数值协处理器”和用于输入输出管理的8089“输入输出协处理器”。每个处理器发送到总线的命令以统一的方式发送到“总线控制器”，然后在仲裁后发送出去。中央处理器的两种工作模式由MN/MX引脚决定。2.4.2最小

6、模式下的8086/8088微处理器子系统，最小模式下的1.8086微处理器子系统，最小模式下的2.4.2 8086/8088微处理器子系统，时钟发生器8284A:产生时钟信号CLK；从外部同步复位和就绪信号。2.4.3最大模式下的8086/8088微处理器子系统。最大模式是多处理器系统，需要解决主处理器和协处理器之间的协调以及系统总线的共享控制问题。在硬件方面，增加了总线控制器8288，总线控制器8288对每个处理器发送的控制信号进行变换和组合，最后总线控制信号由8288产生，而不是由中央处理器直接产生(这不同于最小模式)。图1-98086微处理器子系统处于最大模式，2.4.3 8086/80

7、88微处理器子系统处于最大模式，1。指令周期中央处理器执行指令的时间(包括获取和执行指令所需的所有时间)称为指令周期。2.总线周期CPU通过外部总线一次读写内存或输入/输出端口的时间称为总线周期。2.68086/8088CPU工作时序，2.6.1指令周期，总线周期和时钟周期，3。时钟周期在计算机中，所有的中央处理器操作都是在系统主时钟CLK的控制下按照节拍有序地进行的。系统主时钟的一个周期信号的持续时间称为时钟周期(t)，它等于系统主时钟频率的倒数，是中央处理器的基本时间测量单位。例如，如果一个中央处理器的主频率是f=5兆赫，它的时钟周期是T=1/f=1/(5兆赫)=200毫微秒(1ns=10

8、-9S)。2.6.1指令周期、总线周期和时钟周期。80868088中央处理器的基本总线周期由四个时钟周期组成，通常称为四个时钟状态：T1状态、T2状态、T3状态和T4状态。每个时钟状态完成一些基本操作。2.6.1指令周期、总线周期和时钟周期；4.构成总线周期，一个总线周期完成数据传输，包括至少两个地址传输和数据传输过程。T1状态：中央处理器输出被访问内存或输入输出端口的地址信息。T2州T4州：传输数据。8086/8088中央处理器的基本操作：1。重置并开始系统2的操作。总线操作(读/写存储器或输入/输出端口)3。暂停操作4。中断响应操作5。总线保持或总线请求/许可操作。当8086/8088中央

9、处理器正常工作时，复位引脚应输入低电平。一旦复位引脚变为高电平，中央处理器进入复位状态(8086/8088中央处理器要求施加到复位引脚的正脉冲信号保持高电平至少4个时钟周期)，复位引脚返回正常低电平，中央处理器进入启动阶段。复位引脚，中央处理器正常工作，系统上电或按下复位键，复位引脚变为高电平，中央处理器进入复位状态，至少持续4个时钟周期，复位引脚返回正常低电平，中央处理器进入启动阶段。2.6.2系统的复位和启动操作，在复位状态下，中央处理器初始化，所有内部寄存器设置为初始状态：CS寄存器设置为所有“1”(ffffh)，其他寄存器清零(0000H)，指令队列清空。当8086/8088复位并重新

10、启动时，指令将从FFFF0H存储器单元执行。通常，无条件转移指令存储在FFFF0H单元中，并转移到系统程序引导和汇编程序(以实现系统初始化、引导监控程序或引导操作系统等)。)。2.6.2系统的复位和启动操作、总线操作(读/写存储器或输入/输出端口)、中央处理器通过系统总线与存储器或输入/输出接口交换数据。根据数据传输方向，分为：总线读操作中央处理器存储器或输入/输出接口总线写操作中央处理器存储器或输入/输出接口总线操作由BIU完成，数据写和数据读，图1-108086最小模式下的总线读周期时序，2.6.3最小模式下的总线读周期，总线读周期，高阻抗状态，T1状态，图1-108086最小模式下的总线

11、读周期时序，2.6.3最小模式下的总线读周期，总线读周期， 高阻抗状态、T2状态、高阻抗状态、图1-108086最小模式下的总线读取周期时序、最小模式下的2.6.3总线读取周期、总线读取周期、高阻抗状态、 8086/8088中央处理器的典型总线周期时序，图1-108086最小模式下的总线读取周期时序，最小模式下的2.6.3总线读取周期，总线读取周期，高阻抗状态，T4状态，高阻抗状态，无效信号，最小模式下的总线读取周期T1状态：M/IO地址：中央处理器从(A19/S6A16/S3)和(AD15AD0)发出读取存储器的20位地址或输入/输出端口的16位地址。中央处理器从ALE引脚输出一个正脉冲作为

12、数据锁存信号。在T1状态结束时，地址信号稳定有效，ALE变为低电平，20位地址锁定在8282地址锁存器中。BHE:如果中央处理器需要从存储器的奇数地址单元或输入输出端口读取数据，它会输出BHE(=0)信号，这表明上面8位数据线上的数据是有效的。收发：将总线收发器8286置于接收状态。2.6.3最小模式下的总线读/写周期、T2状态：地址：地址信息被取消，状态信息S6S3在A19/S6A16/S3上输出，并且AD15AD0进入高阻抗状态以准备读取数据。BHE/S7:输出状态S7RD:读取信号RD#变为低电平，通知存储单元或输入/输出端口继续。DEN:变为低电平有效，用于打开总线收发器8286并准备

13、接收数据。保持有效低水平并处于接收状态。2.6.3最小模式下的总线读/写周期，T3状态：在T3状态开始时，中央处理器检测到READY引脚信号：如果READY为低，则表示系统中连接的存储器或外设不能按计划发送数据，并要求中央处理器在T3和T4状态之间插入一个或多个等待状态Tw。准备就绪，T4进入。行波管状态：进入行波管状态后，中央处理器在每个行波管状态的前沿(下降沿)采样就绪信号；如果它处于低电平，它继续插入等待状态TW。如果就绪信号变为高电平，这意味着数据已经出现在数据总线上，并且中央处理器从AD15AD0读取数据。2.6.3最小模式下的总线读/写周期，T4状态：在T3(TW)和T4状态之间边

14、界的下降沿，中央处理器对数据总线上的数据进行采样，并完成数据读取操作。在T4州的后半部分，数据从数据总线中取出。每个控制信号和状态信号都处于无效状态，DEN#为高电平(无效)，数据总线收发器关闭，一个读取周期结束。综上所述，在总线读周期中，地址和相关信号以T1状态发送出去；T2发出读命令和8286控制命令；等待数据在T3和TW出现；在T4州，将数据读入中央处理器。2.6.3最小模式下的总线读/写周期，图1-118086最小模式下的总线写周期时序，最小模式下的2.6.3总线写周期、无高阻抗状态、直接输出数据、高电平、指示写周期，在最大模式下，8086总线读/写操作是逻辑和最小模式。不同之处在于，总线控制器8288产生的一些控制信号应在最大模式下考虑。2.6.4最大模式下的总线读/写周期。如果中央处理器中的指令队列已满，并且执行单元eu不申请访问存储器或输入/输出端口，则总线接口单元BIU不必处理总线，从而进入空闲状态t1。在空闲状态下，尽管中央处理器不运行总线，但中央处理器的内部操作仍在继续，即执行组件EU仍在工作。从这个角度来看，实际上，总线空闲状态是一种由总线接口单元BIU等待欧盟的