【正文】 試畫出 8086工作在最小模式和最大模式時的系統(tǒng)總線形成框圖。 第 2章 微型計算機概述 圖 8088CPU在最大模式下的總線形成方式 第 2章 微型計算機概述 由圖 ， 8088CPU與 8086CPU在最大模式下系統(tǒng)總線形成的不同主要表現(xiàn)在以下三個方面： 一是由于 8088CPU外部數(shù)據(jù)線是 8位的，不存在高字節(jié)，因此地址鎖存器上不再有信號，也就不需要鎖存信號； 二是地址信號 A8～ A15可以鎖存，也可以不鎖存，用三態(tài)門直接驅(qū)動也是可以的。 第 2章 微型計算機概述 如前所述，當系統(tǒng)總線形成之后，構(gòu)成微型機的內(nèi)存及各種接口就可以直接與系統(tǒng)總線相連接，從而構(gòu)成所需的微型機系統(tǒng)。應(yīng)當注意到，在總線控制器 8288輸出的控制信號中，對內(nèi)存操作的控制信號和對接口的控制信號己經(jīng)分開，而不像最小模式時用于內(nèi)存和用于接口的讀 /寫控制信號是共用的，在那里需要用 M/信號來區(qū)別對內(nèi)存操作還是對接口操作。 第 2章 微型計算機概述 圖 8086在最小模式下的總線形成方式 第 2章 微型計算機概述 最大模式下的系統(tǒng)總線形成 為了實現(xiàn)最大模式，要使用廠家提供的總線控制器8288形成系統(tǒng)總線的一些控制信號。 BHE第 2章 微型計算機概述 雙向數(shù)據(jù)總線用 2片 8286(或 2片 74LS245)形成。它們的框圖如圖 。 STB為鎖存信號，高電平有效，用于鎖存數(shù)據(jù)。自微型機出現(xiàn)以來，已有許多人致力于系統(tǒng)總線的研究，并先后制定出大量的系統(tǒng)總線標準。該中斷響應(yīng)需要兩個總線周期，中斷響應(yīng)的時序如圖 。不同的是此時的 DT/ 信號為低電平，用于表示此時是從總線上讀數(shù)據(jù)。 為了解決這個問題 ，可以利用 CPU的 READY信號 。因此， CPU在 T1周期里送出 ALE地址鎖存信號，可以用這個信號將 A0～ A19及鎖存在鎖存器中，使地址信號在整個總線周期里保持不變。 第 2章 微型計算機概述 可以看到，一條指令是由若干個總線周期來完成的，而一個總線周期又由 4個 (正常情況 )時鐘周期來實現(xiàn)，從而建立了指令周期、總線周期和時鐘周期的關(guān)系。 第 2章 微型計算機概述 8086CPU的工作時序 1．指令周期與其他周期 前面已經(jīng)提到，由指令集合而成的程序放在內(nèi)存中，CPU從內(nèi)存中將指令逐條讀出并執(zhí)行。有些類型的存儲器訪問不允許指定另一個段寄存器。 第 2章 微型計算機概述 圖 段寄存器的使用情況 第 2章 微型計算機概述 在 8086CPU中，對不同類型存儲器的訪問所使用的段寄存器和相應(yīng)的偏移地址的來源做了一些具體規(guī)定。 但是，當 8086(8088)CPU讀 /寫內(nèi)存數(shù)據(jù)時， DS、 SS和 ES三個段寄器均可使用，而偏移地址又有多種不同的產(chǎn)生方法，有關(guān)內(nèi)容將在下面的章節(jié)中做詳細說明。要想弄清楚為什么 8086能尋址 1?MB的內(nèi)存空間，并知道如何確定實際的物理地址，這一切都要求讀者必須徹底理解這些概念及相互的關(guān)系。 D— 方向標志位。 當該位置 1時 ， 將使8086執(zhí)行單步指令工作方式 。 第 2章 微型計算機概述 A— 半加標志位。 PSW各位標志如圖 。顧名思義， SI通常指向源操作數(shù)， DI通常指向目的操作數(shù)。 第 2章 微型計算機概述 圖 8086CPU內(nèi)部寄存器 第 2章 微型計算機概述 1) 數(shù)據(jù)寄存器 8086有 4個 16位的數(shù)據(jù)寄存器，可以存放 16位的操作數(shù)。地址加法器將段和偏移地址相加，生成 20位的物理地址。 MIO第 2章 微型計算機概述 8086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 上面已經(jīng)說明了關(guān)于 8086CPU的引線及功能。這是一條狀態(tài)輸出線。而8086CPU是真正的 16位處理器，每一次傳送數(shù)據(jù)既可以是16位也可以是 8位 (高 8位或低 8位 )的。該信號有效時，別的總線控制設(shè)備的總線請求信號將被封鎖，不能獲得對系統(tǒng)總線的控制。但是 / 比 / 具有更高的優(yōu)先權(quán)。 ， ， ：這是最大模式下由 8086CPU經(jīng)三態(tài)門輸出的狀態(tài)信號。 CLK：這是時鐘信號輸入端。在響應(yīng)中斷過程中，由引出端送出兩個負脈沖，可用做外部中斷源的中斷向量碼的讀選通信號。 TEST第 2章 微型計算機概述 NMI：它是屏蔽中斷輸入信號，邊沿觸發(fā)，正跳變有效。當CPU對存儲器或 I/O進行操作時，在 T3周期開始采樣READY信號。它在每次訪問內(nèi)存或接口以及在中斷響應(yīng)期間有效。若該引腳輸出為低電平，則訪問的是 I/O端口；若該引腳輸出為高電平，則訪問的是存儲器。 在一些特殊情況下 (如復(fù)位或 DMA操作時 )，這 4條線還可以處于高阻 (或浮空、或三態(tài) )狀態(tài)。 MXMX第 2章 微型計算機概述 在此模式下，構(gòu)成的微型計算機中除了有 8086CPU之外，還可以接另外的 CPU(如 808 8089等 )，構(gòu)成多微處理器系統(tǒng)。 第 2章 微型計算機概述 另一方面，為了能用 8086(8088)微處理器構(gòu)成一個共享總線的多微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以提高微型計算機的性能，同樣，在微處理器的結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)方面也做了統(tǒng)一考慮。 第 2章 微型計算機概述 2．設(shè)立地址段寄存器 8086(8088)CPU內(nèi)部的地址線只有 16位，因此，能夠由 ALU提供的最大地址空間只能為 64?KB。有關(guān)這方面的知識，將在下面的章節(jié)中說明。利用助記符加上操作數(shù)來表示指令就方便得多了。具體步驟如下： 7→AL AL?+?10→AL 第 2章 微型計算機概述 其含義就是把 7這個數(shù)送到 AL里面，然后將 AL中的 7和 10相加，把要獲得的結(jié)果存放在 AL里。前面已經(jīng)提到，微處理器只能識別由 0和 1電平組成的二進制編碼，因此，指令就是一組由 0和 1構(gòu)成的數(shù)字編碼。 第 2章 微型計算機概述 微型計算機的工作過程 如前所述，微型機在硬件和軟件的相互配合之下才能工作。 第 2章 微型計算機概述 2) 應(yīng)用軟件 應(yīng)用軟件是針對不同應(yīng)用、實現(xiàn)用戶要求的功能軟件。 第 2章 微型計算機概述 1) 系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件用來對構(gòu)成微型計算機的各部分硬件，如CPU、內(nèi)存、各種外設(shè)等進行管理和協(xié)調(diào)，使它們有條不紊、高效率地工作。但任何微型計算機要正常工作，只有硬件是不夠的，必須配上軟件。 8086(8088)的接口地址可從 0000H到 FFFFH編址，共 64?K。 第 2章 微型計算機概述 另外，微型計算機與外設(shè) (也包括其他計算機 )的連接線稱為外總線，也稱為通信總線。由圖 ,系統(tǒng)總線將構(gòu)成微型機的各個部件連接到一起，實現(xiàn)了微型機內(nèi)各部件間的信息交換。內(nèi)存的地址編號是由 0開始的，地址順序向下編排。由于內(nèi)存價格較高，一般其容量較小。 微型計算機主要由如下幾個部分組成：微處理器或稱中央處理單元 (CPU)、內(nèi)部存儲器 (簡稱內(nèi)存 )、輸入 /輸出接口 (簡稱接口 )及系統(tǒng)總線。第 2章 微型計算機概述 微型計算機的基本結(jié)構(gòu) 8086(8088)CPU 系統(tǒng)總線的形成 習(xí)題 第 2章 微型計算機概述 微型計算機的基本結(jié)構(gòu) 微型計算機的組成及各部分的功能 在這里將簡略地介紹微型計算機的組成以及各部分的功能，基本目的在于使讀者在總體上對微型計算機有一個大概的認識。 第 2章 微型計算機概述 1)? CPU CPU是一個復(fù)雜的電子邏輯元件，它包含了早期計算機中的運算器、控制器及其他功能，能進行算術(shù)、邏輯運算及控制操作。這與作為外設(shè) (外部設(shè)備 )的外部存儲器剛好相反，后者容量大而速度慢。例如，后面將要介紹的 8086CPU的內(nèi)存地址是 00000H～ FFFFFH，共 1兆個存儲單元，簡稱內(nèi)存可達到 1兆字節(jié) (1?MB)。由于這種總線在微型機內(nèi)部，故也將系統(tǒng)總線稱為內(nèi)總線。它的功能就是實現(xiàn)計算機與計算機或計算機與其他外設(shè)的信息傳送。 在圖 ，虛線方框內(nèi)的部分構(gòu)成了微型計算機，方框以外的部分稱為外部世界。只有軟、硬件相互配合，相輔相成，微型計算機才能完成人們所期望的功能。同時，系統(tǒng)軟件還為其他程序的開發(fā)、調(diào)試、運行提供一個良好的環(huán)境。例如， Inter網(wǎng)點上的 Web頁、各部門的 MIS程序、 CIMS中的應(yīng)用軟件以及微型機應(yīng)用系統(tǒng)中的各種監(jiān)測控制程序 等等。如果仔細觀察微型計算機的工作過程就會發(fā)現(xiàn)，微型機為完成某種任務(wù)，總是將任務(wù)分解成一系列的基本動作，然后一個一個地去完成每一個基本動作。微處理器在任何一個時刻只能進行一種操作。把它們變成計算機直接識別并執(zhí)行的如下程序： 第二條指令 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 00000100 00001010 1 1 1 1 0 1 0 0 第三條指令 第 2章 微型計算機概述 也就是說，上面的問題用 3條指令即可解決。上面的程序可寫成如下形式： MOV AL， 7 ADD AL， 10 HLT 程序中第一條指令將 7放在 AL中；第二條指令將 AL中的 7加上 10并將相加之和放在 AL中；第三條指令是停機指令。 第 2章 微型計算機概述 8086(8088)CPU 8086(8088)CPU的特點 8086(8088)CPU較同時代的其他微處理器具有更高的性能，并在制造過程中采取了一些特殊的技術(shù)措施。為了擴大它們的地址寬度，可將存儲器的空間分成若干段，每段為64?KB。 總之， 8086(8088)微處理器不僅將微處理器的內(nèi)部寄存器擴充至 16位，從而使尋址能力和算術(shù)邏輯運算能力有了進一步提高，而且由于采取了上述一些措施，使得微處理器的綜合性能與 8位微處理器相比有了明顯的提高。 同時，這時的系統(tǒng)總線要由 8086CPU的引線和總線控制器 (8288)共同形成，可以構(gòu)成更大規(guī)模的系統(tǒng)。 AD0～ AD15：它們是地址、數(shù)據(jù)時分復(fù)用的輸入 /輸出信號線，其信號是經(jīng)三態(tài)門輸出的。 WR：它是 CPU的三態(tài)輸出控制信號。它常用做數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器的片選信號。若為高電平，表示存儲器或 I/O設(shè)備已準備好；若其為低電平，表明被訪問的存儲器或 I/O設(shè)備還未準備好數(shù)據(jù)，則應(yīng)在 T3周期以后，插入 TWAIT周期 (等待周期 )，然后在 TWAIT周期中再次采樣 READY信號，直至READY變?yōu)橛行?(高電平 )， TWAIT周期才可以結(jié)束，進入T4周期，完成數(shù)據(jù)傳送。這條引腳上的信號不能用軟件復(fù)位內(nèi)部狀態(tài)寄存器中的中斷允許位 (IF)予以屏蔽，所以由低到高的變化將使 CPU在現(xiàn)行指令執(zhí)行結(jié)束后就引起中斷。 HOLD：它是高電平有效的輸入信號，用于向 CPU提出保持請求。由它提供 CPU和總線控制器的定時信號。這些狀態(tài)信號加到 Intel公司同時提供的總線控制器 (8288)上，可以產(chǎn)生系統(tǒng)總線所需要的各種控制信號。這些引腳內(nèi)部都有上拉電阻，所以在不使用時可以懸空。 信號由前綴指令“ LOCK”使其有效，直至下一條指令執(zhí)行完畢。它們有相同的內(nèi)部寄存器和指令系統(tǒng)，在軟件上是互相兼容的。它與 IO/ 和 DT/ 信號一起，決定了 8088CPU在最小模式下現(xiàn)行總線周期的狀態(tài)。要特別強調(diào)的是從工程應(yīng)用來說，為了便于以后硬件連接，構(gòu)成系統(tǒng)，讀者在學(xué)習(xí)任何集成芯片時 (包括這里的 8086CPU)，都必須仔細弄清它們的引線，以便使用時順利地連接。 第 2章 微型計算機概述