第2章ibm_pc計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)inter8086微處理器的功能結(jié)構(gòu)-文庫吧
2025-07-05 08:33 本頁面
【正文】 CPU的內(nèi)部總線和外部總線相連。 匯編語言 程序設(shè)計(jì) （ 2） 總線執(zhí)行部件 EU EU的主要任務(wù)是完成指令譯碼和執(zhí)行指令的操作 。 EU由算術(shù)邏輯運(yùn)算單元 、 標(biāo)志寄存器 ， 數(shù)據(jù)暫存寄存器 、通用寄存器組和 EU控制電路等組成 。 ① 算術(shù)邏輯運(yùn)算單元 算術(shù)邏輯運(yùn)算單元 (ALU)是一個(gè) 16位的運(yùn)算器 ， 用于二進(jìn)制算術(shù)和邏輯運(yùn)算 ， 也可計(jì)算尋址存儲(chǔ)器所需的 16位偏移量 。 ② 標(biāo)志寄存器 是一個(gè) 16位的寄存器 ， 用于反映 CPU運(yùn)算的狀態(tài)特征和存放某些控制標(biāo)志 。 ③ 數(shù)據(jù)暫存寄存器 它協(xié)助 ALU完成運(yùn)算 ， 暫存參加運(yùn)算的數(shù)據(jù) 。 ④ 通用寄存器組 它包括 4個(gè) 16位的數(shù)據(jù)寄存器 AX、 BX、 CX、 DX， 2個(gè) 16位的指針寄存器 SP、 BP和 2個(gè) 16位的變址寄存器 SI、 DI。 匯編語言 程序設(shè)計(jì) ⑤ EU控制電路 它負(fù)責(zé)從 BIU的指令隊(duì)列緩沖器中取指令 ， 并對指令譯碼 。 根據(jù)指令要求向 EU內(nèi)部各部件發(fā)出控制命令 ， 以完成各條指令規(guī)定的功能 。 EU的具體工作過程是：從 BIU指令隊(duì)列緩沖器中取出指令操作碼 ， 通過譯碼電路分析 ， 發(fā)出相應(yīng)控制命令 ， 控制ALU數(shù)據(jù)總線中數(shù)據(jù)的流向 。 如果是運(yùn)算操作 ， 操作數(shù)經(jīng)過暫存器送入 ALU， 運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過 ALU數(shù)據(jù)總線送到相應(yīng)的寄存器 。 同時(shí) ， 標(biāo)志寄存器 FR根據(jù)運(yùn)算結(jié)果改變狀態(tài) 。 當(dāng)指令要求訪問存儲(chǔ)器或 l/O設(shè)備時(shí) ， EU向 BIU發(fā)出請求 ， 由 BIU通過 8086系統(tǒng)總線訪問存儲(chǔ)器或 I／ O設(shè)備 。 因?yàn)?EU中所有的寄存器和數(shù)據(jù)通道 (除隊(duì)列總線為 8位外 )均為 16位寬度 ，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳送 。 8086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下： 匯編語言 程序設(shè)計(jì) 匯編語言 程序設(shè)計(jì) （ 3） BIU和 EU的并行工作 8086 CPU中，由于 BIU和 EU是分開并獨(dú)立工作的，在 EU執(zhí)行指令的同時(shí)， BIU可預(yù)取下面一條或幾條指令。因此， CPU執(zhí)行完一條指令后，就可以立即執(zhí)行存放指令隊(duì)列中的下一條指令，而不需要像以往的 8位 CPU那樣，重復(fù)地進(jìn)行先取指令、后執(zhí)行指令的串行操作。這種并行重疊操作的特點(diǎn)提高了總線的信息傳輸效率和整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行速度。 返回 匯編語言 程序設(shè)計(jì) Inter8086CPU寄存器的結(jié)構(gòu) 8086微處理器內(nèi)部共有 14個(gè) 16位寄存器 ， 包括：通用寄存器 、 地址寄存器 、 段寄存器 、 指令指針和標(biāo)志寄存器 。 1． 數(shù)據(jù)寄存器 包括 AX、 BX、 CX、 DX四個(gè)通用寄存器 ， 它們都可以以字(16位 )的形式訪問 ， 也可以以字節(jié) (8位 )的形式訪問 。 例如對 AX可以分別訪問高位字節(jié) AH或低位字節(jié) AL。 這四個(gè)寄存器都是通用寄存器 ， 但它們又可以用于各自的專用目的 。 AX： 作為累加器用 ， 它是算術(shù)運(yùn)算的主要寄存器 。 BX： 作通用寄存器使用 ， 它還經(jīng)常用作基址寄存器 。 CX： 作通用寄存器使用 ， 此外在循環(huán) (LOOP)和串處理指令中用作隱含的計(jì)數(shù)器 。 DX： 作通用寄存器使用 。 還有一些特殊用途 。 匯編語言 程序設(shè)計(jì) 2． 指針及變址寄存器 包括 SP、 BP、 SI、 DI四個(gè) 16位寄存器 。 它們可以像數(shù)據(jù)寄存器一樣在運(yùn)算過程中存放操作數(shù) ， 但它們只能以字 （ 16位 ） 為單位使用 。 此外 ， 在段內(nèi)尋址時(shí)用它們來提供偏移地址 。 SP： 稱為堆棧指針寄存器 。 用來指示棧頂?shù)钠频刂?， BP： 稱為基址指針寄存器 。 用作堆棧區(qū)中的一個(gè)基地址以便訪問堆棧中的其他信息 。 SI： 源變址寄存器 。 當(dāng)與 DS聯(lián)用時(shí) ， 用來確定數(shù)據(jù)段中某一存儲(chǔ)單元的地址 ， 在串處理指令中 ， SI作為隱含的源變址寄存器 ， 與 DS聯(lián)用達(dá)到在數(shù)據(jù)段尋址的目的 。 DI： 目的變址寄存器 。 在串處理指令中 ， DI作為隱含的目的變址寄存器并 ES聯(lián)用在附加段中尋址 ， 其它功能和使用方法與 SI基本相同 。 匯編語言 程序設(shè)計(jì) 3． 段寄存器 8086有四個(gè)段寄存器 。 為了尋址 1MB內(nèi)存 ， 將內(nèi)存分成若干個(gè)邏輯段 。 每個(gè)段長 64KB。 使用四個(gè)段寄存器存放各段的基本地址 。 BIU中的四個(gè)段寄存器分別稱為代碼段 CS(Code Segment) 寄存器 、 數(shù)據(jù)段 DS(Data Segment) 寄存器 、 堆棧段 SS(Stack Segment) 寄存器和附加段 ES(Extra Segment) 寄存器 。 CS段寄存器給出當(dāng)前代碼段的基址 。 DS段寄存器給出當(dāng)前數(shù)據(jù)段的基址 。 SS段寄存器給出當(dāng)前堆棧段的基址 。 ES段寄存器給出當(dāng)前使用的附加段的基址 。 4． 控制寄存器 包括 IP和 FR兩個(gè) 16位寄存器 。 IP為指令指針寄存器 ， 用來存放代碼段中的偏移地址 。 它與 CS寄存器聯(lián)用確定下一條指令的物理地址 。 FR寄存器 ， 下一小節(jié)將詳細(xì)介紹 。 返回 匯編語言 程序設(shè)計(jì) 標(biāo)志寄存器 (FR)及其用途 8086CPU中有一個(gè) 16位標(biāo)志寄存器 ， 由 6位條件碼標(biāo)志(flag)和 3位控制標(biāo)志構(gòu)成 ， 如下所示： 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 其中 ， 條件碼標(biāo)志用來記錄程序中運(yùn)行結(jié)果的狀態(tài)信息 ， 控制標(biāo)志用來控制 CPU的工作狀態(tài) 。 1． 條件標(biāo)志 （ 1） OF(OverflowFlag)溢出標(biāo)志 ， 溢出時(shí) OF=1， 否則 OF= 0。 （ 2） SF(SignFlag)符號標(biāo)志 ， 結(jié)果為負(fù)時(shí) SF=1， 否則 SF=0。 （ 3） ZF(ZeroFlag)零標(biāo)志 ， 結(jié)果為 0時(shí) ZF=1， 否則 ZF=0。 （ 4） CF(CarryFlag)進(jìn)位標(biāo)志 ， 記錄運(yùn)算時(shí)從最高有效位產(chǎn)生的 進(jìn)位或借位值 。 當(dāng)最高有效位有進(jìn)位或借位時(shí) CF=1， 否則置 CF=0。 OF DF IF TF SF ZF AF PF CF 匯編語言 程序設(shè)計(jì) 注： 請讀者區(qū)分好溢出標(biāo)志 OF和進(jìn)位標(biāo)志 CF， 當(dāng)溢出時(shí) ， 表明運(yùn)算結(jié)果出現(xiàn)了錯(cuò)誤 。 （ 5） AF(AuxiliarycarryFlag)輔助進(jìn)位標(biāo)志 ， 記錄運(yùn)算時(shí)第 3位 (字節(jié)運(yùn)算 )或第 7位 （ 字運(yùn)算 ） 產(chǎn)生的進(jìn)位或借位值 。例如 ， 執(zhí)行加法指令時(shí)第 3位有進(jìn)位時(shí) AF=1， 否則 AF=0。 （ 6） PF(ParityFlag)奇偶標(biāo)志 ， 用來檢驗(yàn)機(jī)器傳送信息時(shí)可能產(chǎn)生的代碼
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