02第二章8086微处理器结构.ppt

1、第二章 Intel-8086微处理器结构,2-1 Intel-80 x86系列微处理器概述,1971年推出Intel 4004芯片，被认为是世界上第一个微处理器(CPU)。 1978年Intel 公司推出8086 CPU，16位。1979年又推出8088，8位数据线，以满足与当时的8位机间的兼容性。 IBM公司进入个人计算机领域，采用Intel 8088芯片，使Intel CPU成为主流。,2-2 Intel-8086微处理器结构,1、8086概况,16位微处理器 地址总线20条，寻址能力220=1MB DIP-40（双列直插式40脚）封装,2、8086的功能结构 传统CPU执行指令的过程是：

2、取指令执行指令再取指令，串行操作。 而8086的取指令与执行指令操作是由两个不同的部件完成，可同时进行。目的是提高CPU的执行速度。,两个功能部件分别是： 总线接口部件BIU(Bus Interface Unit); 执行部件EU(Execution Unit)。 总线接口部件BIU负责与内存或I/O端口进行指指令和数据传送；执行部件EU负责指令执行。 BIU从内存中取指令送到指令队列； 当EU执行指令时，BIU要配合EU从指定的内存单元或I/O端口中读取数据，或者把EU的操作结果送到指定的内存单元或I/O端口去。,3、8086的存储器组织 1)8086寻址能力的扩展 存储器由很多个8位的存储

3、单元组成，每个存储单元对应于一个地址编码。CPU要访问某存储单元，需将该单元地址发到地址总线。 8086内部与地址有关的寄存器均为16位，只能寻址216=64KB的存储器空间。 为了扩大CPU可访问的存储器容量，8086 CPU采用两个寄存器来形成地址：段地址寄存器、偏移地址寄存器。 这样，8086实际上有20条地址线，能够访问的存储单元数（即寻址能力）为220=1MB； 地址范围：00000H0FFFFFH,2)8086中20位地址的生成 将1MB存储空间分成若干个不超过64KB的区段，称为存储器的段（Segment）。 每个存储段有一个16位的基准地址，称为段地址； 以段地址为基准，段内各

4、存储单元的相对地址称为偏移地址（16位）； 段地址存放在CPU的段寄存器中；偏移地址存放在偏移地址寄存器中。 20位物理地址= 16位段地址24（左移四位）+16位偏移地址 例如：段地址为2500H，偏移地址9700H 则形成的物理地址为25000H+9700H=2E700H,3)物理地址、逻辑地址 物理地址：存储器中各存储单元的实际地址。 逻辑地址：用段地址和偏移地址表示的相对地址。 表示形式为 段地址:偏移地址 如 2000H:1340H 一个物理地址可对应多个逻辑地址； 如物理地址12345H，逻辑地址可以是 1234H:0005H;1200H:0345H;1100H:1345H,4）段

5、的种类 有了段寄存器，可将1M的存储空间分成很多个段； 为便于管理，8086设计上将不同的存储内容存放在不同的段中；分为代码段、数据段、堆栈段和附加段。 用户编写的程序放在代码段中，使用的数据放在数据段中。,4、8086的寄存器组 数据寄存器：AX、BX、CX、DX 指针及变址寄存器：SP、BP、SI、DI 段寄存器：CS、DS、ES、SS 指令指针IP （Instruction Pointer） 状态标志寄存器PSW（Program State Word) 说明 数据寄存器和指针及变址寄存器又统称通用寄存器； 指令指针与状态标志统称控制寄存器； 所有寄存器均为16位。,1）数据寄存器 AX：

6、通用寄存器；算术运算的主寄存器累加器（Accumulator）； BX：通用寄存器;一些指令中作为基址(Base)寄存器； CX：通用寄存器;一些指令中作为计数器(Counter) ； DX：通用寄存器;一些指令中作为数据(Data)寄存器与AX配合使用。,说明： 在一般指令中，这些寄存器可作为通用寄存器使用，在一些特定的指令中，各寄存器有特定功能； 既可作为16位使用，也可分成两个8位寄存器使用 高8位记作 : AH、BH、CH、DH 低8位记作 : AL、BL、CL、DL,2）指针及变址寄存器 SP：堆栈指针寄存器(Stack Pointer)，用来指示栈顶的偏移地址。 BP：基址指针寄存

7、器(Base Pointer)，指示堆栈区中的一个基地址。 SI：源变址寄存器(Source Index)。 DI：目的变址寄存器(Destination Index)。 说明：这4个寄存器也可以作为通用寄存器使用。,3）段寄存器 CS：代码段(Code Segment);存放程序段的段地址。 DS：数据段(Data Segment);存放数据段的段地址。 ES：附加段(Extra Segment);存放附加段的段地址. SS：堆栈段(Stack Segment);存放堆栈段的段地址。,4）控制寄存器 IP：指令指针(Instruction Pointer)寄存器；能自动加1，生成代码段中下一条将要取的指令的偏移地址。 PSW：程序状态字(Program State Word)寄存器;用各个状态位反映算术逻辑运算的一些状态标志和控制标志。,5、PSW标志位的定义 C进位标志，结果在最高位产生进位或借位时置1； P奇偶标志，结果中1的个数为偶数时置1； A半进位标志（低4位向高4位的进位）； Z运算结果为零时置1； S符号标志，该标志位与结果的最高位相同； O溢出标志，运算结果超出有符号数表示范围时置1； D方向标志，用于串操作，置1使串操作按减1执行； T跟踪标志，置1后处理器进入单步执行方式，便于