第2章ibm_pc計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)inter8086微處理器的功能結(jié)構(gòu)(已修改)
2025-08-01 08:33 本頁面
【正文】 匯編語言 程序設(shè)計 第 2章 IBM_PC計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ◆ Inter8086微處理器的功能結(jié)構(gòu) ◆ 存儲器 ◆ 堆棧 (Stack) ◆ Inter80486和 Pentium微處理器的 結(jié)構(gòu)及存儲管理 匯編語言 程序設(shè)計 Inter8086微處理器的功能結(jié)構(gòu) 一個典型的微處理器基本結(jié)構(gòu) ， 一般由算術(shù)邏輯單元 、 寄存器組和指令處理單元等部分組成 。 1． 算術(shù)邏輯部件 算術(shù)邏輯部件 (ALU)由全加器組成 。 它的主要任務是執(zhí)行算術(shù)運算 、 邏輯運算及移位等操作 。 ALU有兩個輸入端 ， 和兩個輸出端 。 其連接形式請見下圖 。 2． 寄存器陣列 寄存器陣列是微處理器的重要組成部分 ， 可以存放數(shù)據(jù)和地址 。 寄存器位數(shù)一般與微處理器片內(nèi)總線的寬度是一致的 ， 但也有些寄存器是片內(nèi)總線寬度的兩倍 。 寄存器的廣泛 依據(jù)操作數(shù)的個數(shù)劃分， 80X86CPU指令系統(tǒng)中的指令格式最常用的有： 雙操作數(shù)指令、單操作數(shù)指令和無操作數(shù)指令。 匯編語言 程序設(shè)計 返回 匯編語言 程序設(shè)計 2．寄存器陣列 寄存器陣列是微處理器的重要組成部分，可以存放數(shù) 據(jù)和地址。 寄存器位數(shù)一般與微處理器片內(nèi)總線的寬度是一致的， 但也有些寄存器是片內(nèi)總線寬度的兩倍。 微處理器內(nèi)部寄存器的數(shù)量與類型視具體的微處理器而定。 一般包括通用寄存器、累加器、標志寄存器和專用寄存器 (如：程序計數(shù)器 PC、 堆棧指示器 SP、 變址寄存器、地址 寄存器） 返回 匯編語言 程序設(shè)計 （ 1） 通用寄存器組 通用寄存器可以存放數(shù)據(jù)和地址 。 這類寄存器的作用并不做預先規(guī)定 ， 故稱之為通用寄存器組 。 （ 2） 累加器 它也是數(shù)據(jù)寄存器 。 累加器往往與 ALU單元一起完成各種算術(shù)或邏輯運算 。 運算前 ， 作為運算器的一個輸入 ， 運算后它常用來保存運算結(jié)果 。 （ 3） 標志寄存器 進行算術(shù)運算或邏輯運算時 ， 可能會發(fā)生進位、 溢出 、 全零 、 符號及奇偶性等狀態(tài)的變化 ， 運算后又往往需要保存這些狀態(tài)的變化 。 為此 ， 在微處理器中設(shè)置了標志寄存器 。 常用的狀態(tài)標志有：進位標志位 C、 零標志位 Z、 符號標志位 S、 奇偶位 P、溢出位 O和輔助進位位 A(或稱半進位 )等 。 匯編語言 程序設(shè)計 （ 4） 專用寄存器 ① 程序計數(shù)器 PC PC它是指令地址寄存器 。 它的內(nèi)容指出了現(xiàn)行指令在存儲器中的存放地址 ， 當按此地址從存儲器中取出現(xiàn)行指令時 ，PC的內(nèi)容自動修改為下一條指令的地址 。 ② 堆棧指示器 SP 用于確定在堆棧操作時 ， 堆棧在內(nèi)存中的具體位置 。 ③ 變址寄存器 用于變址尋址方式 ， 也可做通用寄存器使用 。 另外 ， 在微處理器內(nèi)部還有一些程序員不能訪問的內(nèi)部工作寄存器 ， 如指令寄存器 、 暫存器 、 地址緩沖器和數(shù)據(jù)緩沖器等 。 匯編語言 程序設(shè)計 3． 指令處理單元 指令處理單元即計算機的控制器 ， 負責對指令進行譯碼和處理 。 它一般包括： （ 1） 指令寄存器 —— 用來暫存即將被譯碼處理的指令 。 （ 2） 指令譯碼器 —— 負責對指令進行譯碼 ， 通過譯碼獲知該指令屬于什么功能的指令 。 （ 3）時序和控制邏輯 —— 根據(jù)指令要求，按一定的時序發(fā)出并接收各種信號。 4． 指令的執(zhí)行過程 （ 1） 取指令 （ 2） 指令譯碼 （ 3） 取操作數(shù) （ 4） 執(zhí)行指令 （ 5） 存放運算結(jié)果 返回 匯編語言 程序設(shè)計 執(zhí)行部件與總線接口部件 Inter8086CPU寄存器的結(jié)構(gòu) 標志寄存器 (FR)及其用途 返回 匯編語言 程序設(shè)計 1． Intel8086微處理器的主要特性 數(shù)據(jù)線 —— 16位 。 地址線 —— 20位 ， 其中低 16位與數(shù)據(jù)總線復用 。 內(nèi)存空間 —— 20位地址線可直接尋址 1MB存儲空間 。 尋址方式 —— 7種尋址方式提供了靈活的操作數(shù)存取方法 。 指令系統(tǒng) —— 99條基本指令 ， 能完成數(shù)據(jù)傳送 、 算術(shù)運算 、邏輯運算 、 控制轉(zhuǎn)移和處理器控制功能等 。 時鐘頻率 —— 8086標準主頻為 5MHz， 80862主頻為 8MHz。 中斷功能 —— 可處理內(nèi)部軟件中斷和外部硬件中斷 ， 中斷源多達 256個 。 工作模式 —— 支持單處理器 、 多處理器系統(tǒng)工作 。 兼容性 —— 與 8080、 8085在源程序一級兼容。 匯編語言 程序設(shè)計 2． Intel8086總線接口部件 BIU和總線執(zhí)行部件 EU 8086CPU內(nèi)部從功能上講由兩部份組成：總線接口部件 BIU（ Bus Interface Unit） 和指令執(zhí)行部件 EU（ Execution Unit） 。 （ 1） 總線接口部件 BIU 總線接口部件 BIU的具體任務是：負責從內(nèi)存單元中預取指令 ， 并將它們送到指令隊列緩沖器暫存 。 總線接口單元 BIU由 20位地址加法器 、 段寄存器 、 16位指令指針 、 指令隊列緩沖器和總線控制電路等組成 。 ① 地址加法器和段寄存器 地址加法器用來產(chǎn)生 20位地址 ， 可直接尋址 1MB存儲物理空間 。 但是 CPU內(nèi)部的寄存器都是 16位的 ， 所以需要由地址加法器來根據(jù) 16的段寄存器提供的內(nèi)容 (段的起始地址 )左移 4位后 ， 與 16位偏移地址相加 ， 形成一個 20位的物理地址 ，以對存儲單元進行尋址 。 匯編語言 程序設(shè)計 比如，一條指令的物理地址就是根據(jù)代碼段寄存器 CS和指令指針寄存器 IP的內(nèi)容得到的。假設(shè) CS=FE00H， IP=0200H，此時指令的物理地址為 FE200H。 ② 16位指令指針 IP 8086CPU中， IP(1nstructionPoimer)用來存放將要取出的指令在現(xiàn)行代碼段中的偏移地址。它只有與 CS相結(jié)合，才能形成指向指令存放單元的物理地址。 ③ 指令隊列緩沖器 8086 CPU的指令隊列為 6個字節(jié)，在 EU執(zhí)行指令的同時，從內(nèi)存中取下面一條或幾條指令，將取來的指令依次存放在指令隊列中。它們按 “ 先進先出 ” 的原則存放，并按順序取出到 EU中執(zhí)行。 ④ 總線控制電路 總線控制電路將 8086
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