【正文】 行指令交替進(jìn)行的，取指期間，CPU必須等待。（a）所示，指令的提取和執(zhí)行是串行進(jìn)行的。在8086中，由于EU和BIU兩部分是按流水線方式并行工作的，在EU執(zhí)行指令的過(guò)程中，BIU可以取出多條指令，放進(jìn)指令流隊(duì)列中排隊(duì)。EU僅僅從BIU中的指令隊(duì)列中不斷地取指令并執(zhí)行指令，因而省去了訪問(wèn)內(nèi)存取指令的時(shí)間，加快了程序運(yùn)行速度。這也正是8086CPU成功的原因之一。（b）所示，取指令和執(zhí)行指令由兩套不同的機(jī)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行。 8086的寄存器結(jié)構(gòu)。8086CPU內(nèi)部有14個(gè)16位寄存器，可以分為以下三組：1．通用寄存器組通用寄存器可以分為兩組：數(shù)據(jù)寄存器和地址指針與變址寄存器。（1）數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器包括AX、BX、CX、DX等4個(gè)16位寄存器，主要用來(lái)保存算術(shù)、邏輯運(yùn)算的操作數(shù)、中間結(jié)果和地址。它們既可以作為16位寄存器使用，也可以將每個(gè)寄存器高字節(jié)和低字節(jié)分開(kāi)作為兩個(gè)獨(dú)立的8位寄存器使用。而8位寄存器（AL、BL、CL、DL、AH、BH、CH、DH）只能用于存放數(shù)據(jù)。（2）地址指針和變址寄存器 地址指針和變址寄存器組包括SP、BP、SI和DI等4個(gè)16位寄存器。它們主要是用來(lái)存放或指示操作數(shù)的偏移地址。 堆棧指針SP中存放的是當(dāng)前堆棧段中棧頂?shù)钠频刂?。堆棧操作指令PUSH和POP就是從SP中得到操作數(shù)的段內(nèi)偏移地址的。 BP是訪問(wèn)堆棧時(shí)的基址寄存器。BP中存放的是堆棧中某一存儲(chǔ)單元的偏移地址，SP、BP通常和SS聯(lián)用。 SI和DI稱為變址寄存器。它們通常與DS聯(lián)用，為程序訪問(wèn)當(dāng)前數(shù)據(jù)段提供操作數(shù)的段內(nèi)偏移地址。SI和DI除作為一般的變址寄存器外，在串操作指令中SI規(guī)定用作存放源操作數(shù)(即源串)的偏移地址，稱為源變址寄存器；DI規(guī)定用作存放目的操作數(shù)(目的串)的偏移地址，故稱之為目的變址寄存器，二者不能混用。由于串操作指令規(guī)定源字符串必須位于當(dāng)前數(shù)據(jù)段DS中，目的串必須位于附加段ES中，所以SI和DI中的內(nèi)容分別是當(dāng)前數(shù)據(jù)段和當(dāng)前附加段中某一存儲(chǔ)單元的偏移地址。當(dāng)SI、DI和BP不作指示器和變址寄存器使用時(shí)，也可將它們當(dāng)作一般數(shù)據(jù)寄存器使用，存放操作數(shù)或運(yùn)算結(jié)果。 以上8個(gè)16位通用寄存器在一般情況下都具有通用性，但是，為了縮短指令代碼的長(zhǎng)度，某些通用寄存器又規(guī)定了專門的用途。例如，在字符串處理指令中約定必須用CX作為計(jì)數(shù)器存放串的長(zhǎng)度。這樣，在指令中就不必給出CX寄存器名，縮短了指令長(zhǎng)度，簡(jiǎn)化了指令的書(shū)寫形式，這種使用方法稱為“隱含尋址”。隱含尋址實(shí)際上就是在指令中隱含地使用了一些通用寄存器，而這些通用寄存器不直接在指令中表現(xiàn)出來(lái)。 8086CPU中通用寄存器的特殊用途和隱含性質(zhì)AX，AL在輸入輸出指令中作數(shù)據(jù)寄存器不能隱含乘法指令中存放被乘數(shù)和乘積，除法指令中存放被除數(shù)和商隱含AH在LAHF指令中，作目標(biāo)寄存器用隱含在十進(jìn)制運(yùn)算指令中作累加器用隱含AL在XLAT指令中作累加器用隱含BX在間接尋址中作基址寄存器用不能隱含在XLAT中作基址寄存器用 隱含CX在串操作指令和LOOP指令中作計(jì)數(shù)器用隱含CL在移位／循環(huán)移位指令中作移位次數(shù)計(jì)數(shù)器用 不能隱含DX在字乘法／除法指令中存放乘積高位或被除數(shù)高位或余數(shù)隱含在間接尋址的輸入輸出指令中作地址寄存器用 不能隱含SI在字符串運(yùn)算指令中作源變址寄存器用 隱含在間接尋址中作變址寄存器用 不能隱含DI在字符串運(yùn)算指令中作目的寄存器用 隱含在間接尋址中作變址寄存器用 不能隱含BP在間接尋址中作基址指針用 不能隱含SP在堆棧操作中作堆棧指針用 隱含2．段寄存器組8086CPU可直接尋址lMB的內(nèi)存空間。直接尋址時(shí)需要20位地址碼，而所有的內(nèi)部寄存器，包括段寄存器，都是16位的，用它們作地址寄存器，只能直接尋址64KB單元。因此，在8086CPU中采用了存儲(chǔ)空間分段技術(shù)來(lái)解決這一矛盾。將lMB的存儲(chǔ)空間分成若干個(gè)邏輯段，每段最大長(zhǎng)度為64KB。這些邏輯段可在整個(gè)lMB存儲(chǔ)空間內(nèi)浮動(dòng)，但是段的起始地址必須能被16整除。這樣對(duì)于20位的段起始地址，其低4位為0，可暫時(shí)先忽略，而只有高16位是有效數(shù)字，可存放于16位的寄存器中。在形成20位物理地址時(shí)，段寄存器中的16位數(shù)會(huì)自動(dòng)左移4位，然后與16位偏移量相加。在形成物理地址時(shí)，究竟是取哪一個(gè)段寄存器的內(nèi)容做段基址，這取決于CPU做何操作。對(duì)于取指操作，是將當(dāng)前CS中的內(nèi)容左移4位(相當(dāng)乘16)再加上IP的內(nèi)容，形成20位指令地址；對(duì)于存取數(shù)據(jù)操作，是將當(dāng)前數(shù)據(jù)段寄存器DS中的段基址左移4位，再與16位偏移地址EA相加，形成20位的物理地址；對(duì)于壓棧和彈棧操作，是將當(dāng)前堆棧段寄存器SS中的段基址左移4位，再與SP相加，形成20位的物理地址；在對(duì)目的串操作時(shí)，是以當(dāng)前附加段寄存器ES中的段基址左移4位，再與DI相加以形成20位的物理地址。上述各種操作所選取的段寄存器稱為基本段約定。除了基本段約定之外，8086還允許部分改變基本段約定，如存取數(shù)據(jù)的基本段為數(shù)據(jù)段，但可以臨時(shí)改變?yōu)榇a段、或附加段、或堆棧段，即數(shù)據(jù)不僅可在數(shù)據(jù)段，還可在代碼段、附加段和堆棧段中。這種情況稱為段超越。表中的“無(wú)”表示不允許修改。 8086的基本段約定和允許的段超越CPU執(zhí)行的操作基本段約定允許修改的段偏移地址取指令CS無(wú)IP壓棧、彈棧SS無(wú)SP源串DSCS,ES,SSSI目的串ES無(wú)DI通用數(shù)據(jù)讀寫DSCS,ES,SS有效地址EABP作間址寄存器SSCS,DS,ES有效地址EA 3．控制寄存器（1）指令指針I(yè)P在總線接口部件BIU中設(shè)置了一個(gè)16位的指令指針寄存器IP，其作用是用來(lái)存放將要執(zhí)行的下一條指令在現(xiàn)行代碼段中的偏移地址。程序運(yùn)行中，IP的內(nèi)容由BIU自動(dòng)修改，使IP始終指向下一條將要執(zhí)行的指令地址。因此，IP實(shí)際上起著控制指令流的執(zhí)行流程，是一個(gè)十分重要的控制寄存器。正常情況下，程序是不能直接訪問(wèn)(修改)IP的內(nèi)容的，但當(dāng)需要改變程序執(zhí)行順序時(shí)，如遇到中斷指令或調(diào)用指令時(shí)，IP中的內(nèi)容將被自動(dòng)修改。（2）標(biāo)志寄存器FR標(biāo)志寄存器FR也稱程序狀態(tài)字寄存器(簡(jiǎn)寫為PSW)，用來(lái)存放指令執(zhí)行結(jié)果特征。8086CPU中設(shè)置了一個(gè)16位標(biāo)志寄存器，位于EU單元中，實(shí)際只用了9位。9位標(biāo)志分為兩類。15 0OFDFIFTFSFZFAFPFCF 標(biāo)志寄存器格式①狀態(tài)標(biāo)志：狀態(tài)標(biāo)志位有6個(gè)，由CPU在運(yùn)算過(guò)程中自動(dòng)置位或清零，用來(lái)表示運(yùn)算結(jié)果的特征。除CF標(biāo)志外，其余5個(gè)狀態(tài)標(biāo)志一般不能直接設(shè)置或改變。 1)CF(Carry Flag)——進(jìn)位標(biāo)志。當(dāng)算術(shù)運(yùn)算結(jié)果使最高位（對(duì)字節(jié)操作是D7位，對(duì)字操作是D15位）產(chǎn)生進(jìn)位或借位時(shí)，則CF=1；否則CF＝ 0。循環(huán)移位指令執(zhí)行時(shí)也會(huì)影響此標(biāo)志。 2)PF(Parity Flag)——奇偶標(biāo)志。若本次運(yùn)算結(jié)果中的低8位含有偶數(shù)個(gè)1，則PF=1；否則 PF＝0。 3)AF(Auxiliary Carry Flag)——輔助進(jìn)位標(biāo)志。本次運(yùn)算過(guò)程中若D3位有進(jìn)位或借位時(shí)，AF＝1；否則AF＝0。該標(biāo)志用于BCD運(yùn)算中的十進(jìn)制調(diào)整。 4)ZF(Zero Flag)——零標(biāo)志。若本次運(yùn)算結(jié)果為0，則ZF＝1；否則ZF＝0。 5)SF(Sign Flag)——符號(hào)標(biāo)志。它總是與運(yùn)算結(jié)果的最高有效位相同，用來(lái)表示帶符號(hào)數(shù)本次運(yùn)算結(jié)果是正還是負(fù)。 6)OF(Overflow Flag)——溢出標(biāo)志。當(dāng)帶符號(hào)數(shù)的補(bǔ)碼運(yùn)算時(shí)，結(jié)果超出了機(jī)器所能表達(dá)的范圍時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溢出，這時(shí)溢出標(biāo)志位OF＝1。具體來(lái)說(shuō)，就是當(dāng)帶符號(hào)數(shù)字節(jié)運(yùn)算的結(jié)果超出了128～+127的范圍；或者字運(yùn)算時(shí)的結(jié)果超出了32768～+32767的范圍，稱為溢出。②控制標(biāo)志：控制標(biāo)志是用來(lái)控制CPU的工作方式或工作狀態(tài)的標(biāo)志。用戶可以使用指令設(shè)置或清除。 1)IF(Interrupt Flag) ——中斷允許標(biāo)志。它是控制可屏蔽中斷的標(biāo)志，如IF=1時(shí)，允許CPU響應(yīng)可屏蔽中斷；當(dāng)IF=0時(shí)，即使外設(shè)有中斷申請(qǐng)，CPU也不響應(yīng)，即禁止中斷。 2)DF(Direction Flag) ——方向標(biāo)志。該標(biāo)志用來(lái)控制串操作指令中地址指針的變化方向。在串操作指令中，若DF＝0，地址指針為自動(dòng)增量，即由低地址向高地址進(jìn)行串操作；若DF＝1，地址指針自動(dòng)減量，即由高地址向低地址進(jìn)行串操作。3)TF(Trap Flag)——單步標(biāo)志。TF＝1時(shí)，CPU為單步方式，即每執(zhí)行完一條指令就自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)部中斷，使用戶可逐條跟蹤程序進(jìn)行調(diào)試。若TF＝0時(shí)，CPU正常執(zhí)行程序。 8086的引腳信號(hào)及工作模式8086CPU采用40個(gè)引腳的雙列直插式封裝形式。 8086引腳圖 8086CPU屬高性能微處理器。為了解決功能多與引腳少的矛盾，8086CPU采用了引腳復(fù)用技術(shù)，使部分引腳具有雙重功能。這些雙功能引腳的功能轉(zhuǎn)換分兩種情況：一種是采用了分時(shí)復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)總線；另一種是根據(jù)不同的工作模式定義不同的引腳功能。 8086的引腳及其功能 (1) GND，Vcc（輸入）GND為接地端，Vcc為電源端。8086CPU采用的電源為5V177。10％。(2) ADl5～AD0(Address／Data Bus)地址／數(shù)據(jù)復(fù)用總線(雙向、三態(tài))CPU訪問(wèn)一次存儲(chǔ)器或I/O端口稱完成一次總線操作，或執(zhí)行一次總線周期。一個(gè)總線周期通常包括TTTT4四個(gè)T狀態(tài)。在每個(gè)狀態(tài)CPU將發(fā)出不同的信號(hào)。ADl5～AD0作為復(fù)用引腳，在總線周期的T1狀態(tài)，CPU在這些引腳上輸出要訪問(wèn)的存儲(chǔ)器或I／0端口的地址。在T2～T3狀態(tài)，如果是讀周期，則處于浮空(高阻)狀態(tài)，如果是寫周期，則為傳送數(shù)據(jù)。在中斷響應(yīng)及系統(tǒng)總線處于“保持響應(yīng)”周期時(shí)，ADl5～AD0都被浮置為高阻抗?fàn)顟B(tài)。 (3) A19／S6～A16／S3(Address／Status)地址／狀態(tài)復(fù)用線(輸出、三態(tài)) 這4根引腳也是分時(shí)復(fù)用引腳。在總線周期的T1狀態(tài)，用來(lái)輸出地址的最高4位，在總線周期的其他狀態(tài)(T2，T3和T4狀態(tài))，用來(lái)輸出狀態(tài)信息。S6總是為0，表示8086CPU當(dāng)前與總線相連。S5表明中斷允許標(biāo)志的當(dāng)前設(shè)置。如果IF＝l，則S5＝1，表示當(dāng)前允許可屏蔽中斷；如果IF＝0，則S5＝0，表示當(dāng)前禁止一切可屏蔽中斷。S4和S3狀態(tài)的組合指出當(dāng)前正使用哪個(gè)段寄存器。當(dāng)系統(tǒng)總線處于“保持響應(yīng)”周期時(shí)，A19/S6～Al6/S3被置為高阻狀態(tài)。 S4和S3的組合及對(duì)應(yīng)含義S4S3當(dāng)前正使用的段寄存器 00附加段寄存器 01堆棧段寄存器 10代碼段寄存器或未使用任何段寄存器11數(shù)據(jù)段寄存器(4) BLE/S7(Bus High Enable／Status)高8位數(shù)據(jù)總線允許／狀態(tài)復(fù)用引腳(輸出、三態(tài))這是8086CPU上的一個(gè)復(fù)用信號(hào)，低電平表示高8位數(shù)據(jù)有效。在總線周期的T1狀態(tài)，8086在 BHE／S7腳輸出低電平，表示高8位數(shù)據(jù)總線ADl5～AD8上的數(shù)據(jù)有效；若BLE/S7腳輸出高電平，表示僅在低8位數(shù)據(jù)總線AD7～ADO上傳送8位數(shù)據(jù)。 在總線周期的T2，T3，T4狀態(tài)， BHE／S7引腳輸出狀態(tài)信號(hào)，但在8086芯片設(shè)計(jì)中，沒(méi)有賦予S7實(shí)際意義。在“保持響應(yīng)”周期 BLE被置成高阻抗?fàn)顟B(tài)。(5) NMI(NonMaskable Interrupt)非屏蔽中斷輸入信號(hào)(輸入) 該信號(hào)邊沿觸發(fā)，上升沿有效。此類中斷請(qǐng)求不受中斷允許標(biāo)志IF的控制，也不能用軟件進(jìn)行屏蔽。所以該引腳上由低到高的變化，就會(huì)在當(dāng)前指令結(jié)束后引起中斷。NMI中斷經(jīng)常由電源掉電等緊急情況引起。 (6) INTR(Interrupt Request)可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)(輸入) 高電平有效。當(dāng)INTR信號(hào)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，表示外部設(shè)備有中斷請(qǐng)求，CPU在每個(gè)指令周期的最后一個(gè)T狀態(tài)檢測(cè)此引腳，一旦測(cè)得此引腳為高電平，并且中斷允許標(biāo)志位IF=1，則CPU在當(dāng)前指令周期結(jié)束后，轉(zhuǎn)入中斷響應(yīng)周期。 (7) CLK(clock)時(shí)鐘輸入信號(hào)（輸入） CLK時(shí)鐘信號(hào)提供了CPU和總線控制的基本定時(shí)脈沖。8086CPU要求時(shí)鐘信號(hào)是非對(duì)稱性的，要求占空比為33％，它由時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生。8086CPU的時(shí)鐘頻率有以下幾種：8086為5MHz；80861為10MHz；80862為8MHz。 (8) RD(Read)讀信號(hào)(輸出、三態(tài)) 低電平有效，表示CPU正在對(duì)存儲(chǔ)器或I/O端口進(jìn)行讀操作。具體是對(duì)存儲(chǔ)器讀，還是對(duì)I/O端口讀，取決于M／IO信號(hào)。在讀總線周期的T2，T3狀態(tài)，RD均保持低電平，在“保持響應(yīng)周期”它被置成高阻抗?fàn)顟B(tài)。 (9)RESET復(fù)位信號(hào)(輸入)高電平有效，至少要保持4個(gè)時(shí)鐘周期的高電平，才能停止CPU的現(xiàn)行操作，完成內(nèi)部的復(fù)位過(guò)程。在復(fù)位狀態(tài)，CPU內(nèi)部的寄存器初始化，除CS=FFFFH外，包括IP在內(nèi)的其余各寄存器的值均為0。故復(fù)位后將從FFFF:0000H的邏輯地址，即物理地址FFFF0H處開(kāi)始執(zhí)行程序。一般在該地址放置一條轉(zhuǎn)移指令，以轉(zhuǎn)到程序真正的入口地址。當(dāng)復(fù)位信號(hào)變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，CPU重新啟動(dòng)執(zhí)行程序。 (10) READY（ready）準(zhǔn)備就緒信號(hào)(