【正文】 ?DX 可以 作為數(shù)據(jù)寄存器使用。 ? EU和 BIU之間是通過指令流隊列相互聯(lián)系的 ? EU和 BIU的聯(lián)系上的不同步性： ? 指令隊列空余時的填充 ? 當指令隊列已滿，而且執(zhí)行部件又沒有總線訪問時，總線接口部件便進入空閑狀態(tài)。 ? 20位的地址加法器。 總線接口單元 BIU （ Bus Interface Unit） 1) 功能： 負責與 M、 I/O 端口傳送數(shù)據(jù) 。 ? 最大工作模式的配置，最大工作模式的總線操作。 ? CPU的主要寄存器。標志寄存器各位的功能定義。 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 5 本章 主要外語詞匯 ? BIU： Bus Interface Unit，總線接口部件 ? EU: Execution Unit，執(zhí)行部件 ? Stack：堆棧 ? NMI： Nonmaskable Interupt，非屏蔽中斷 ? INTR： Interupt Request，可屏蔽中斷請求 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 6 主要內(nèi)容 ? 16位微處理器概述 ? 8086/8088 CPU的結(jié)構(gòu) ? 8086/8088 CPU的引腳信號和工作模式 ? 8086/8088的主要操作功能 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 7 16位微處理器概述 ? 微處理器 (microprocessor)是微型計算機的運算及控制部件，也稱中央處理單元 (CPU)。 具體講： 總線接口部件要從內(nèi)存 取指令送到指令隊列 ； CPU執(zhí)行指令時，要配合執(zhí)行部件從指定的內(nèi)存單元或者外設(shè)端口中 取數(shù)據(jù) ，將 數(shù)據(jù)傳送給執(zhí)行部件 EU； 或把執(zhí)行部件的操作 結(jié)果傳給指定的 M或 I/O口 。 ? 6字節(jié)的指令隊列。 ? 在執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令、調(diào)用指令和返回指令時，指令隊列中的原有內(nèi)容被自動消除，總線接口部件會接著往指令隊列中裝入另一個程序段中的指令。 ?一般在 雙字長乘除法運算時 ， 把 DX和 AX組合在一起存放一個雙字長 (32位 )數(shù)， DX用來存放高 16位 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 17 ? 經(jīng)常用以在 段內(nèi)尋址時提供偏移地址 ,本身不能形成獨立 的地址碼。 ? SP和 BP在使用上有區(qū)別： ? BP則是用來存放位于堆棧段中的一個數(shù)據(jù)區(qū)基址的偏移地址的，故將 BP稱做基址指針寄存器 。 ES—— Extra Segment Register附加段寄存器 ， 用來識別當前附加段。 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 28 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 29 16位寄存器 20位地址 地址加法器 20位地址的形成 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 30 1 6 位段地址 00001 6 位偏移地址0150152 0 位物理地址019+段基址 0 0 0 03 2 1 015 0偏移地址基址加法器物理地址0150192022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 31 ? 根據(jù)各段的用途將其定義為 CS、DS、 ES、 SS段。程序以邏輯地址編址，而不是用物理地址。 ? 程序更新時，堆棧區(qū)也隨之更新，這就需要指定堆棧段寄存器 SS。若干總線周期組成一個指令周期 ? 總線周期 是指 CPU通過總線操作與外部（存儲器或 I/O端口）進行一次數(shù)據(jù)交換的過程 ? 8088的基本總線周期需要 4個時鐘周期 ? 4個時鐘周期編號為 T T T3和 T4 ? 總線周期中的時鐘周期也被稱作 “ T狀態(tài) ” ? 時鐘周期的時間長度就是時鐘頻率的倒數(shù) 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 53 T1 T2 T3 T4 Ti Ti T1 T2 T3 Tw Tw Tw T4 Ti Ti 總線周期 總線周期 若干個 1~2個 ?基本總線周期由 4個 T狀態(tài)組成： T T T T4 ?等待時鐘周期 Tw，在總線周期的 T3和 T4之間插入 ?空閑時鐘周期 Ti，在兩個總線周期之間插入 動態(tài)演示 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 54 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 55 ? 任何指令的取指階段都需要存儲器讀總線周期，讀取的內(nèi)容是指令代碼 何時有 總線周期 ？ ? 任何一條以存儲單元為源操作數(shù)的指令都將引起 存儲器讀總線周期 ，任何一條以存儲單元為目的操作數(shù)的指令都將引起 存儲器寫總線周期 ? 只有執(zhí)行 IN指令才出現(xiàn) I/O讀總線周期 ，執(zhí)行 OUT指令才出現(xiàn) I/O寫總線周期 ? CPU響應(yīng)可屏蔽中斷時生成 中斷響應(yīng)總線周期 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 56 ? 多路總線的高 4位繼續(xù)提供狀態(tài)信息，而多路總線的低 16位(8088則為低 8位 )上出現(xiàn)由 CPU寫出的數(shù)據(jù)或者 CPU從存儲器或端口讀入的數(shù)據(jù)。 CLK（ Clock） ?時鐘輸入 ? 8086的時鐘頻率為 ： ? 5MHz（ 8086） ? 10MHz（ 8086－ 1） ? 8MHz（ 8086－ 2） 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 80 5. 其它引腳 （續(xù) 2） Vcc ? 電源輸入 ，向 CPU提供＋ 5V電源 ? 接地 ，向 CPU提供參考地電平 GND MN/MX*（ Minimum/Maximum） ? 接高電平時， 8086引腳工作在最小模式；反之， 8086工作在最大模式 ? 工作模式選擇 ，輸入 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 81 5. 其它引腳 （續(xù) 3） ? 當 CPU執(zhí)行 WAIT指令時，他將在每個時鐘周期對該引腳進行測試：如果無效，則程序踏步并繼續(xù)測試；如果有效，則程序恢復運行 TEST* ?測試 ，輸入、低電平有效 ?該引腳與 WAIT指令配合使用 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 82 “引腳 ” 小結(jié) CPU引腳是系統(tǒng)總線的基本信號 可以分成三類信號： ? 16位數(shù)據(jù)線： D0～ D15 ? 20位地址線： A0～ A19 ? 控制線： ? ALE、 IO/M*、 WR*、 RD*、 READY ? INTR、 INTA*、 NMI， HOLD、 HLDA ? RESET、 CLK、 Vcc、 GND 有問題！ 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 83 “引腳 ” 提問 ? 提問之一： CPU引腳是如何與外部連接的呢？ ? 提問之二： CPU引腳是如何相互配合 ， 實現(xiàn)總線操作 、 控制系統(tǒng)工作的呢 ？ 解答：總線形成 解答：總線時序 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 84 最小模式的總線形成 （ 1） 20位地址總線 —— 采用 3個三態(tài)透明鎖存器 8282進行鎖存和驅(qū)動 （ 2） 8位數(shù)據(jù)總線 —— 采用數(shù)據(jù)收發(fā)器 8286進行驅(qū)動 （ 3）系統(tǒng)控制信號 —— 由 8086引腳直接提供 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 85 ?最小模式下的系統(tǒng)配置 ? 3片 8282或 74LS373，用來作為地址鎖存器； ?1片 8284A，作為時鐘發(fā)生器； ? 當系統(tǒng)中所連的存儲器和外設(shè)較多時，需要增加數(shù)據(jù)總線的驅(qū)動能力，這時，要用兩片8286／ 8287作為總線收發(fā)器。 8284A輸出的時鐘頻率為振蕩源頻率的 1／ 3。 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 94 總線操作 ? 8086／ 8088 CPU中各單元之間以及與外設(shè)的數(shù)據(jù)交換，都是通過總線來進行的。 2. 中斷向量 2. 中斷向量表 ? 在 8086／ 8088微機系統(tǒng)的內(nèi)存中， 把 0段的0000～ 03FFH區(qū)域設(shè)置為一個 中斷向量表 。 (2) 將標志寄存器的值推入堆棧。又設(shè)該中斷向量的內(nèi)容為 12H、 22H、 33H和 44H（地址由低到高），請問該中斷程序的入口地址是什么？反過來，如果已知某中斷的中斷向量的地址為 0000： 004CH，請問該中斷的中斷類型碼是多少？ 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 113 11. 某程序數(shù)據(jù)段中有兩個數(shù)據(jù)字 1234H和 5A6BH， 若 已知 DS=5AA0H， 它們的偏移地址分別為 245AH和3245H， 試畫出它們在儲存器中的存放情況 。 ? 中斷的分類怎樣？什么是開中斷？什么是中斷向量？ ? 簡述可屏蔽中斷的執(zhí)行過程。 (4) 將斷點保護到堆棧中。 ? 中斷向量的存放 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 99 ?8086／ 8088的中斷向量表如下圖所示。 ? 總線讀操作 指 CPU從存儲器或外設(shè)端口讀取數(shù)據(jù)。 8086的主要的 基本操作 有： ? 系統(tǒng)的復位和啟動操作； ? 總線操作； ? 中斷操作； ? 最小工作模式下的總線請求； ? 最大工作模式下的讀／寫操作。 ? 發(fā)送器和接收器簡稱為 收發(fā)器 ，也常常稱為 總線驅(qū)動器 。 ? CPU撤消地址，使總線的低 16位浮置成高阻狀態(tài)，為傳輸數(shù)據(jù)做準備。 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 46 ? 字符串操作時，一般是對存儲器中的兩個數(shù)據(jù)塊進行傳送，需要在一條指令中同時指定源和目的兩個數(shù)據(jù)區(qū)。 2022/3/13 微型計算機原理及應(yīng)用 _宋廷強 40 ? 例，在 8086CPU中，設(shè)某段寄存器的內(nèi)容為 1000H，試確定由該段寄存器所決定的內(nèi)存段的起始地址和終止地址 ? 在 8086CPU中， CS寄存器和 IP寄存器的內(nèi)容分別如下，試確定由 CS和 IP指定的內(nèi)存指令地址 (1) CS=1000H IP=2022H (2) CS=1234H IP=ABCDH 解： 10000H~1FFFFH 解： 1)