【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 地址組成。程序以邏輯地址編址，而不是用物理地址。 物理地址和邏輯地址 ?物理地址 : ?邏輯地址 : 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 39 ? 指令程序 一般存放在代碼段 (CS)中，段地址來(lái)源于代碼段寄存器，偏移地址來(lái)源于指令指針 IP,即 ? 4個(gè) 段寄存器 分別指向 4個(gè)分段的起始字節(jié)單元 指令程序的物理地址 =（ CS)*16+(IP) ? 進(jìn)行 堆棧 操作時(shí)，段地址寄存器為 SS，偏移地址來(lái)源于棧指針寄存器 SP,即 堆棧地址 =(SS)*16+(SP) ? 對(duì)于 操作數(shù) ，則由數(shù)據(jù)段寄存器 DS或附加段寄存器 ES作為段寄存器，而偏地址取決于指令的尋址方式。 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 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) 1000H*16+2022H=12022H 2) 1234H*16+ABCDH=1CF2DH 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 41 按信息的分段存儲(chǔ)和分段尋址 ? 在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的信息可以分為程序指令、數(shù)據(jù)、和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的狀態(tài)等信息，為了尋址和操作的方便，存儲(chǔ)器的空間可按信息特征進(jìn)行分段存儲(chǔ)。 ?一般將存儲(chǔ)器劃分為 程序區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、和堆棧區(qū) 。 ?程序區(qū)中存儲(chǔ)程序的指令代碼 ?堆棧區(qū)存儲(chǔ)壓入堆棧的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息 ?數(shù)據(jù)區(qū)中存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和最后結(jié)果 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 42 ? 數(shù)據(jù)段寄存器 DS和附加段寄存器 ES存儲(chǔ) 源和目的數(shù)據(jù)區(qū)段 的段地址； ? 8086／ 8088CPU中通常按照信息特征來(lái)區(qū)分段寄存器的作用，如： ? 代碼段寄存器 CS存儲(chǔ) 程序存儲(chǔ)器區(qū) 的段地址； ? 堆棧段寄存器 SS存儲(chǔ) 堆棧區(qū) 的段地址 ? 8086／ 8088中設(shè)置四個(gè)段寄存器的目的除了可以擴(kuò)充尋址的范圍以外，還便于存儲(chǔ)器的讀／寫(xiě)操作 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 43 ? 在執(zhí)行程序時(shí) CS指定程序的段地址， IP作為程序段內(nèi)的偏移量來(lái)控制取指令的地址。 對(duì)程序區(qū)的訪問(wèn) ?為程序單獨(dú)劃開(kāi)的存儲(chǔ)器區(qū)稱(chēng)為 程序存儲(chǔ)區(qū)。 ? 當(dāng)前取指令的物理地址＝代碼段寄存器 CS的內(nèi)容左移四位加上指令指針 IP的內(nèi)容。 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 44 ? 堆棧操作所指的物理地址＝堆棧段寄存器內(nèi)容左移四位后加上堆棧指針的內(nèi)容 堆棧區(qū)的操作 ? 不同的任務(wù)程序區(qū)往往要求有對(duì)應(yīng)的堆棧區(qū)，以便在執(zhí)行程序時(shí)進(jìn)行各自的堆棧操作。 ? 程序更新時(shí)，堆棧區(qū)也隨之更新，這就需要指定堆棧段寄存器 SS。 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 45 ? 不同任務(wù)的程序一般有與之對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)，在執(zhí)行指令時(shí)對(duì)區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，需要設(shè)置數(shù)據(jù)段寄存器 DS 數(shù)據(jù)區(qū) ? 實(shí)際操作的物理地址＝數(shù)據(jù)段寄存器的內(nèi)容左移四位，加上基地址寄存器 BX或通過(guò)尋址獲得的有效地址 EA。 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 46 ? 字符串操作時(shí)，一般是對(duì)存儲(chǔ)器中的兩個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行傳送，需要在一條指令中同時(shí)指定源和目的兩個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)。 字符串操作 ? 需要分別使用數(shù)據(jù)段寄存器 DS和附加段寄存器 ES分別指定源數(shù)據(jù)區(qū)和目的數(shù)據(jù)區(qū)的段地址，用 SI和DI變址寄存器指明段內(nèi)偏移量。 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 47 – 表中所示的訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)所使用的段地址可以由指令中隱含的段寄存器提供，也可以由“可更換的段寄存器”提供。 ?訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)使用的段地址寄存器和偏移地址寄存器 – 段寄存器 DS、 SS、 ES的內(nèi)容可以通過(guò)傳送類(lèi)指令置入或者進(jìn)行變更，但代碼段寄存器不同，它的內(nèi)容是當(dāng)前程序指令字節(jié)地址的一部分，只能通過(guò) JMP、 CALL、 RET、 INT和 IRET等指令來(lái)改變。 – 段內(nèi)偏移地址的來(lái)源除 IP、 SP、 SI和 DI外，還可以由尋址方式求得的 EA確定 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 48 訪問(wèn)存儲(chǔ)器類(lèi)型 隱含的 段地址 可 ” 段更換 ” 的段地址 段內(nèi)偏移地址來(lái)源 取指令碼 CS 無(wú) IP 堆棧操作 SS 無(wú) SP 字符串操作源地址 DS CS， ES， SS SI 字符串操作目的地址 ES 無(wú) DI BP用作基址寄存器時(shí) SS CS， DS， ES 由指令尋址方式求得有效地址 EA 一般數(shù)據(jù)存取 DS CS， ES， SS 由指令尋址方式求得有效地址 EA 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 49 8086的總線周期 ? 是指信號(hào)高低電平 (有效或無(wú)效 )變化及相互間的時(shí)間順序關(guān)系。 什么是 總線操作 ？ ?時(shí)序（ Timing）： ? CPU時(shí)序決定系統(tǒng)各部件間的同步和定時(shí) ? 總線時(shí)序描述 CPU引腳如何實(shí)現(xiàn) 總線操作 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 50 ? 總線操作是指 CPU通過(guò)總線對(duì)外的各種操作 ? 8088的總線操作主要有： ?存儲(chǔ)器讀、 I/O讀操作 ?存儲(chǔ)器寫(xiě)、 I/O寫(xiě)操作 ?中斷響應(yīng)操作 ?總線請(qǐng)求及響應(yīng)操作 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 51 什么是 指令、總線和時(shí)鐘周期 ？ ? 描述總線操作的微處理器時(shí)序有三級(jí)： ? 指令周期 總線周期 時(shí)鐘周期 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 52 ? 指令周期 是指一條指令經(jīng)取指、譯碼、讀寫(xiě)操作數(shù)到執(zhí)行完成的過(guò)程。若干總線周期組成一個(gè)指令周期 ? 總線周期 是指 CPU通過(guò)總線操作與外部（存儲(chǔ)器或 I/O端口）進(jìn)行一次數(shù)據(jù)交換的過(guò)程 ? 8088的基本總線周期需要 4個(gè)時(shí)鐘周期 ? 4個(gè)時(shí)鐘周期編號(hào)為 T T T3和 T4 ? 總線周期中的時(shí)鐘周期也被稱(chēng)作 “ T狀態(tài) ” ? 時(shí)鐘周期的時(shí)間長(zhǎng)度就是時(shí)鐘頻率的倒數(shù) 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 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(gè) 1~2個(gè) ?基本總線周期由 4個(gè) T狀態(tài)組成： T T T T4 ?等待時(shí)鐘周期 Tw，在總線周期的 T3和 T4之間插入 ?空閑時(shí)鐘周期 Ti，在兩個(gè)總線周期之間插入 動(dòng)態(tài)演示 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 54 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 55 ? 任何指令的取指階段都需要存儲(chǔ)器讀總線周期，讀取的內(nèi)容是指令代碼 何時(shí)有 總線周期 ？ ? 任何一條以存儲(chǔ)單元為源操作數(shù)的指令都將引起 存儲(chǔ)器讀總線周期 ，任何一條以存儲(chǔ)單元為目的操作數(shù)的指令都將引起 存儲(chǔ)器寫(xiě)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(xiě)總線周期 ? CPU響應(yīng)可屏蔽中斷時(shí)生成 中斷響應(yīng)總線周期 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 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(xiě)出的數(shù)據(jù)或者 CPU從存儲(chǔ)器或端口讀入的數(shù)據(jù)。 總線操作的簡(jiǎn)要過(guò)程 ? CPU往總線上發(fā)出地址信息，指出要尋址的存儲(chǔ)單元或 I/O端口地址。 ? 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(zhǔn)備?？偩€的最高四位 (A16～ A19)用來(lái)輸出本總線周期狀態(tài)信息。 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 59 ? CPU總線周期采用 同步時(shí)序 ： 總線操作的 同步 ? 總線操作中如何實(shí)現(xiàn)時(shí)序同步是關(guān)鍵 ? 各部件都以系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)為基準(zhǔn) ? 當(dāng)相互不能配合時(shí)，快速部件（ CPU）插入等待狀態(tài)等待慢速部件（ I/O和存儲(chǔ)器） ? CPU與外設(shè)接口常采用 異步時(shí)序 ，它們通過(guò)應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)實(shí)現(xiàn)同步操作 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 60 8086／ 8088 CPU的引腳信號(hào)和工作模式 ? 構(gòu)成較大規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)，例如可以接入數(shù)值協(xié)處理器 8087 ? 8086和總線控制器 8288共同形成系統(tǒng)總線信號(hào) ?兩種組態(tài)構(gòu)成兩種不同規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng) ?最小組態(tài)模式 ? 構(gòu)成小規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng) ? 8086本身提供所有的系統(tǒng)總線信號(hào) ?最大組態(tài)模式 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 61 ? 兩種組態(tài)下的內(nèi)部操作并沒(méi)有區(qū)別 ? IBM PC/XT采用最大組態(tài) ? 本書(shū)以最小組態(tài)展開(kāi)基本原理 通常在信號(hào)名稱(chēng)加 上劃線 （ 如： MX） 或星號(hào) （ 如： MX*） 表示低電平有效 ? 兩種組態(tài)利用 MN/MX*引腳區(qū)別 ? MN/MX*接高電平為最小組態(tài)模式 ? MN/MX*接低電平為最大組態(tài)模式 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 62 8086的引腳信號(hào)和功能 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 63 最小組態(tài)的引腳信號(hào) 1. 數(shù)據(jù)和地址引腳 2. 讀寫(xiě)控制引腳 3. 中斷請(qǐng)求和響應(yīng)引腳 4. 總線請(qǐng)求和響應(yīng)引腳 5. 其它引腳 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 64 1. 數(shù)據(jù)和地址引腳 ? 在訪問(wèn)存儲(chǔ)器或外設(shè)的總線操作周期中，這些引腳在 T1狀態(tài) 輸出存儲(chǔ)器或 I/O端口的地址 A15～ A0 AD15～ AD0（ Address/Data） ? 地址 /數(shù)據(jù) 分時(shí)復(fù)用 引腳，雙向、三態(tài) ? 其他時(shí)間用于傳送數(shù)據(jù) D15～ D0 2022/3/13 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 _宋廷強(qiáng) 65 1. 數(shù)據(jù)和地址引腳 （續(xù) 1） ? 這些引腳在