第一章_3 8086、8088微处理器及存储器结构、堆栈.ppt

1、两个独立的功能部件：执行部件EU、总线接口部件BIU。,14 80 x86微处理器的编程结构,EU、BIU并行工作，在执行一条指令时可同时取后面的指令，相比8位CPU的串行工作方式运行速度要快,14 80 x86微处理器的编程结构,141 基本结构寄存器 通用数据寄存器,14 80X86微处理器的编程结构,14 80X86微处理器的编程结构,标志寄存器EFLAGS (Flags) CPU的控制标志和运算结果状态标志。,80486 ：D0D18的15个标志 PENTIUM ：D0D21的18个标志。,标志寄存器EFLAGS (Flags) 8086的状态标志和控制标志：,TF,DF,IF,OF,

2、SF,ZF,AF,PF,CF,控制标志,状态标志,跟踪,状态标志：标示CPU运行结果的状态。结果为零、为负、产生进位或借位等。 控制标志：控制CPU的运行状态。,141 基本结构寄存器,14 80X86微处理器的编程结构,若执行结果的低8位中有偶数个1,PF=1; 半进位标志AF用于BCD数的算术运算调整指令中; 符号数的运算结果如超出了表示范围,即结果出错时溢出标志位OF =1,OF=CYCS，例: 105+50=69H+32H=9BH=10011011B CY=0， CS=1， OF=CYCS=1 -105-50=10010111B+11001110B=01100001B CY=1， CS

3、=0， OF=CYCS=1 （采用多字节运算可扩大运算结果的表示范围，避免溢出）,段寄存器 对所有X86级CPU均为16位寄存器。 8086CPU: 段寄存器直接给出段基址。 代码段：CS 代码段存贮区的起始地址 堆栈段：SS 堆栈段存贮区的起始地址 数据段：DS、ES、FS、GS （8086只有二个数据段寄存器DS、ES） 数据段存贮区的起始地址,141 基本结构寄存器,14 80X86微处理器的编程结构,80286以上CPU: 由段寄存器（选择器）经全局描述符或局部描述符寄存器得到相应的描述符表，从而得到段基址，与偏移地址相加得到线性物理地址。,存贮器的逻辑地址 将1MB空间，以小于等于2

4、16=64K连续的存储器为一段，分为多个段。每个段可以独立寻址。 段地址：段内偏移地址的表示方法称逻辑地址。 如，2000H:100H,补充： 8086存储器的分段管理,8086同时可有4个段被激活（称当前段）。它们是CS代码段、DS数据段、SS堆栈段、ES附加数据段。CPU访问内存中这4段时，逻辑地址按以下方式提供： 代码段 CS：IP 堆栈段 SS：SP 或 SS：偏移地址 数据段 DS：偏移地址 附加数据段 ES：偏移地址 偏移地址由EU部件算出，又称为有效地址（EA），计算方法与指令的寻址方式有关,段地址：段的起始地址 偏移地址：段内地址的顺序编号。,145 8086存储器的分段管理,

5、分段之间必须： 1保持16个字节或其整数倍为段地址间距。 216位段寄存器表示段基址。段寄存器加1实际 上存储器地址加16。 3段可连续、分散、重迭。 物理地址PA=段地址16+偏移地址(EA) （由20位的地址加法器实现）,可以表为0100H：0023H PA=0100H10H+0023H =01023H,145 8086存储器的分段管理,也可表为0102H：0003H PA=0102H10H+0003H =1023H,两段间距为20H单元，两种逻辑地址表示同一个物理地址单元01023H。,例：对于物理地址01023H单元,指令译码,执行指令ADD AL，100H,CS:IP=F0300H

6、IP指下条指令,ADD指令,指令队列,1.5 堆栈和栈操作指令,堆栈的概念 在存储器中开辟的一片数据存储区（堆栈段），其中数据的存取遵循“先进后出”的原则，如同货栈中堆放货物的方式，最下面固定的存储单元叫“栈底”，最后加入的数据所占单元是活动的，叫”栈顶“。 堆栈指示器SP 总是指向栈顶，其值是栈顶单元在堆栈段中的偏移地址。 堆栈生长方向 8086的堆栈生长方向是从高地址到低地址，8086的堆栈操作都是字操作，调用进栈指令将一个字数据压入堆栈时SP自动减 2，调用出栈指令将一个字数据从栈顶弹出时SP自动加 2。（Page 26 图1-28、1-29）,堆栈的作用 主、子程序的调用和返回，中断，

7、保护现场，寄存中间结果、存放参数。 栈操作指令 进栈指令：PUSH source 出栈指令：POP dest 状态寄存器的进、出栈指令 PUSHF POPF 堆栈中的数据也可通过基址寄存器BP或基址累加器BX、源变址寄存器SI、目的变址寄存器DI进行存取，不受堆栈操作的限制，此时，堆栈段可以象数据段一样使用。,24 80X86微处理器的引脚功能,CPU引脚生成系统总线:ABUS、DBUS、CBUS联接 ROM、RAM、I/O接口形成微型计算机。,微机主板上的扩展插槽就是系统总线的物理表现。,Vcc,40,AD15,39,A16/S3,38,A17/S4,37,36,35,BHE/S7,34,3

8、3,32,31,30,29,28,27,DEN(S0),26,ALE(QS0),25,24,23,READY,22,RESET,21,A18/S5,A19/S6,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,MN/MX,HLDA(RQ/GT1),M/IO(S2),DT/R(S1),AD14,AD13,AD12,AD11,AD10,AD9,AD8,AD7,AD6,AD5,AD4,AD3,AD2,AD1,AD0,GND,NMI,INTR,CLK,GND,8086 CPU,引脚及功能 1、地址线和数据线 （1） AD0 AD15地址数据线 T1：为地址线，A0A15单向输出三态 T2T4：为数据线双向三态，D0 D15 （2） A19/S6A16/S3地址状态线，单向三态 （3）BHE/S7,24 80X86微处理器的引脚功能,2、控制总线,24 80X86微处理器的引脚功能,（4）,（10）GND、VCC VCC=+5V，GND=0V 电源的正负极。,最小工作模式下的控制信号。,（14）,数据允许信号 ，单向，输出。,最大工作模式下的控制信号。,（1）QS0、QS1，指令队列状态，单向、输出。,最大工作模式下的控