【正文】 1 本章主要教學(xué)內(nèi)容 ? 8086微處理器內(nèi)部組成、寄存器結(jié)構(gòu) ? 8086微處理器引腳特性和作用 ? 8086微處理器存儲(chǔ)器和 I/O組織 ? 8086時(shí)序及最小 /最大工作方式 ? 80X86和 Pentium系列微處理器組成結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 第 2章 典型微處理器 2 本章教學(xué)目的及要求 通過學(xué)習(xí) ， 應(yīng)掌握： ?典型微處理器的內(nèi)部組成 ?寄存器結(jié)構(gòu) ?外部引腳特性和作用 ?存儲(chǔ)器和 I/O組織 ?時(shí)序和總線操作 ?系統(tǒng)工作方式和特點(diǎn) 第 2章 典型微處理器 3 21 微處理器性能簡(jiǎn)介 211 典型微處理器的主要性能指標(biāo) ?主頻 ?外頻 ?倍頻 ?內(nèi)存總線速度 ?擴(kuò)展總線速度 ?地址總線寬度 ?數(shù)據(jù)總線寬度 ?高速緩存 第 2章 典型微處理器 4 212 微處理器的基本功能 （ 1）指令控制 （ 2）操作控制 （ 3）時(shí)間控制 （ 4）數(shù)據(jù)加工 第 2章 典型微處理器 5 22 Intel 8086微處理器的內(nèi)、外部結(jié)構(gòu)特性 8086微處理器使用 +5V電源， 40條引腳雙列直插式封裝，時(shí)鐘頻率 5MHz~10MHz，基本指令執(zhí)行時(shí)間 ~。有 16根數(shù)據(jù)線和 20根地址線，可尋址內(nèi)存地址空間 1MB（ 220B）。 第 2章 典型微處理器 6 221 Intel 8086微處理器內(nèi)部組成結(jié)構(gòu) 8086微處理器從功能上可以劃分為兩個(gè)邏輯單元： ?執(zhí)行部件 EU（ Execution Unit） ?總線接口部件 BIU（ Bus Interface Unit） 典型微處理器 第 2章 執(zhí)行部件（ EU） ●功能：負(fù)責(zé)進(jìn)行所有指令的解釋和執(zhí)行，同時(shí)管理下述有關(guān)的寄存器。 ●組成：由 8個(gè) 通用寄存器 、 1個(gè) 16位的 算術(shù)邏輯單元（ ALU） 、 1個(gè) 16位的 標(biāo)志寄存器 PSW、 1個(gè) 數(shù)據(jù)暫存寄存器 和 EU控制電路 等組成。 算術(shù)邏輯單元 ALU 它是一個(gè) 16位的運(yùn)算器，可用于 8位或 16位二進(jìn)制算術(shù)和邏輯運(yùn)算（與、或、非），也可按指令的尋址方式計(jì)算尋址存儲(chǔ)器所需的 16位偏移量。 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)。 EU控制電路 從總線接口的指令隊(duì)列取出指令操作碼，通過譯碼電路分析，發(fā)出相應(yīng)的控制命令，控制 ALU數(shù)據(jù)的流向。如果是運(yùn)算操作，操作數(shù)經(jīng)過暫存寄存器送入 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 PSW根據(jù)運(yùn)算結(jié)果改變狀態(tài)。 標(biāo)志寄存器 PSW 8086 內(nèi)部標(biāo)志寄存器的內(nèi)容，又稱為處理器狀態(tài)字PSW。一個(gè) 16位的寄存器，用了 9位。這 9位可分成兩類：一類為狀態(tài)標(biāo)志（ 6個(gè)），一類為控制標(biāo)志（ 3個(gè)）。 ●功能： 負(fù)責(zé)完成取指令送指令隊(duì)列，配合執(zhí)行部件的動(dòng)作，從內(nèi)存單元或 I/O端口取操作數(shù)，或者將操作結(jié)果送內(nèi)存單元或者 I/O端口。 ●組成： 它由 16位段寄存器（ DS、 CS、 ES、 SS）、 16位指令指針寄存器 IP（指向下一條要取出的指令代碼）、 20位地址加法器（用來產(chǎn)生 20位地址）和 6字節(jié)（ 8088為 4字節(jié)）指令隊(duì)列緩沖器組成。 總線接口部件（ BIU） 6字節(jié)指令隊(duì)列緩沖器 8086的指令隊(duì)列為 6個(gè)字節(jié)，在執(zhí)行指令的同時(shí)，可從內(nèi)存中取出后續(xù)的指令代碼，放在指令隊(duì)列中，可以提高CPU的工作效率。 20位地址加法器 地址加法器用來產(chǎn)生 20位物理地址。 8086可用 20位地址尋址 1M字節(jié)的內(nèi)存空間，而 CPU內(nèi)部的寄存器都是 16 位，因此需要由一個(gè)附加的機(jī)構(gòu)來計(jì)算出 20位的物理地址，這個(gè)機(jī)構(gòu)就是 20位的地址加法器。 BIU與 EU的動(dòng)作協(xié)調(diào)原則： ①每當(dāng) 8086的指令隊(duì)列中有兩個(gè)空字節(jié)， BIU就會(huì)自動(dòng)把指令取到指令隊(duì)列中。其取指的順序是按指令在程序中出現(xiàn)的前后順序。 ②每當(dāng) EU準(zhǔn)備執(zhí)行一條指令時(shí)，它會(huì)從 BIU部件的指令隊(duì)列前部取出指令的代碼，然后用幾個(gè)時(shí)鐘周期去執(zhí)行指令。在執(zhí)行指令的過程中，如果必須訪問存儲(chǔ)器或者 I／ O端口，那么 EU就會(huì)請(qǐng)求 BIU，進(jìn)入總線周期，完成訪問內(nèi)存或者 I／ O端口的操作；如果此時(shí) BIU正好處于空閑狀態(tài)，會(huì)立即響應(yīng)EU的總線請(qǐng)求。如 BIU正將某個(gè)指令字節(jié)取到指令隊(duì)列中，則 BIU將首先完成這個(gè)取指令的總線周期，然后再去響應(yīng) EU發(fā)出的訪問總線的請(qǐng)求。 ③當(dāng)指令隊(duì)列已滿，且 EU又沒有總線訪問請(qǐng)求時(shí)， BIU便進(jìn)入空閑狀態(tài)。 ④在執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令、調(diào)用指令和返回指令時(shí)，由于待執(zhí)行指令的順序發(fā)生了變化，則指令隊(duì)列中已經(jīng)裝入的字節(jié)被自動(dòng)消除， BIU會(huì)接著往指令隊(duì)列裝入轉(zhuǎn)向的另一程序段中的指令代碼。 8086可以在執(zhí)行指令的同時(shí)，進(jìn)行取指令代碼的操作，也就是說 BIU與 EU是一種并行工作方式，改變了以往計(jì)算機(jī)取指令 →譯碼 → 執(zhí)行指令的串行工作方式，大大提高了工作效率，這種工作方式稱為 流水線作業(yè) 。 15 第 2章 典型微處理器 222 8086微處理器的寄存器結(jié)構(gòu) 8086可供編程使用的有 14個(gè) 16位寄存器，按其用途可分為 3類： ?通用寄存器 ?段寄存器 ?指針和標(biāo)志寄存器 8086的通用寄存器 ? 8086的 16位通用寄存器是： AX BX CX DX SI DI BP SP ? 其中前 4個(gè)數(shù)據(jù)寄存器都還可以分成高 8位和低8位兩個(gè)獨(dú)立的寄存器 ? 對(duì)其中某 8位的操作，并不影響另外對(duì)應(yīng) 8位的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)寄存器 ? 數(shù)據(jù)寄存器用來存放計(jì)算的結(jié)果和操作數(shù)，也可以存放地址 ? 每個(gè)寄存器又有它們各自的專用目的 ? AX－－累加器，使用頻度最高，用于算術(shù)、邏輯運(yùn)算以及與外設(shè)傳送信息等； ? BX－－基址寄存器，常用做存放存儲(chǔ)器地址； ? CX－－計(jì)數(shù)器，作為循環(huán)和串操作等指令中的隱含計(jì)數(shù)器； ? DX－－數(shù)據(jù)寄存器，常用來存放雙字長數(shù)據(jù)的高16位，或存放外設(shè)端口地址。 變址寄存器 ? 變址寄存器常用于存儲(chǔ)器尋址時(shí)提供地址 ? SI是源變址寄存器 ? DI是目的變址寄存器 指針寄存器 ? 指針寄存器用于尋址內(nèi)存 堆棧 內(nèi)的數(shù)據(jù) ? SP為堆棧指針寄存器，指示棧頂?shù)钠频刂? ? SP不能再用于其他目的，具有專用目的 ? BP為基址指針寄存器，表示數(shù)據(jù)在堆棧段中的基地址 ? SP和 BP寄存器與 SS段寄存器 聯(lián)合使用以確定堆棧段中的存儲(chǔ)單元地址 指令指針寄存器 IP ? 指令指針寄存器 IP，指示代碼段中指令的偏移地址 ? 它與代碼段寄存器 CS聯(lián)用，確定 下一條 指令的物理地址 ? 計(jì)算機(jī)通過 CS : IP寄存器來控制指令序列的執(zhí)行流程 ? IP寄存器是一個(gè) 專用寄存器 標(biāo)志寄存器 ?