【文章內容簡介】 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 微型計算機原理及應用 _宋廷強 39 ? 指令程序 一般存放在代碼段 (CS)中，段地址來源于代碼段寄存器，偏移地址來源于指令指針 IP,即 ? 4個 段寄存器 分別指向 4個分段的起始字節(jié)單元 指令程序的物理地址 =（ CS)*16+(IP) ? 進行 堆棧 操作時，段地址寄存器為 SS，偏移地址來源于棧指針寄存器 SP,即 堆棧地址 =(SS)*16+(SP) ? 對于 操作數 ，則由數據段寄存器 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 微型計算機原理及應用 _宋廷強 40 ? 例，在 8086CPU中，設某段寄存器的內容為 1000H，試確定由該段寄存器所決定的內存段的起始地址和終止地址 ? 在 8086CPU中， CS寄存器和 IP寄存器的內容分別如下，試確定由 CS和 IP指定的內存指令地址 (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 微型計算機原理及應用 _宋廷強 41 按信息的分段存儲和分段尋址 ? 在存儲器中存儲的信息可以分為程序指令、數據、和計算機系統的狀態(tài)等信息，為了尋址和操作的方便，存儲器的空間可按信息特征進行分段存儲。 ?一般將存儲器劃分為 程序區(qū)、數據區(qū)、和堆棧區(qū) 。 ?程序區(qū)中存儲程序的指令代碼 ?堆棧區(qū)存儲壓入堆棧的數據和狀態(tài)信息 ?數據區(qū)中存儲原始數據、中間結果和最后結果 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 42 ? 數據段寄存器 DS和附加段寄存器 ES存儲 源和目的數據區(qū)段 的段地址； ? 8086／ 8088CPU中通常按照信息特征來區(qū)分段寄存器的作用，如： ? 代碼段寄存器 CS存儲 程序存儲器區(qū) 的段地址； ? 堆棧段寄存器 SS存儲 堆棧區(qū) 的段地址 ? 8086／ 8088中設置四個段寄存器的目的除了可以擴充尋址的范圍以外，還便于存儲器的讀／寫操作 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 43 ? 在執(zhí)行程序時 CS指定程序的段地址， IP作為程序段內的偏移量來控制取指令的地址。 對程序區(qū)的訪問 ?為程序單獨劃開的存儲器區(qū)稱為 程序存儲區(qū)。 ? 當前取指令的物理地址＝代碼段寄存器 CS的內容左移四位加上指令指針 IP的內容。 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 44 ? 堆棧操作所指的物理地址＝堆棧段寄存器內容左移四位后加上堆棧指針的內容 堆棧區(qū)的操作 ? 不同的任務程序區(qū)往往要求有對應的堆棧區(qū)，以便在執(zhí)行程序時進行各自的堆棧操作。 ? 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。 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 45 ? 不同任務的程序一般有與之對應的數據區(qū)，在執(zhí)行指令時對區(qū)內的數據進行操作，需要設置數據段寄存器 DS 數據區(qū) ? 實際操作的物理地址＝數據段寄存器的內容左移四位，加上基地址寄存器 BX或通過尋址獲得的有效地址 EA。 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 46 ? 字符串操作時，一般是對存儲器中的兩個數據塊進行傳送，需要在一條指令中同時指定源和目的兩個數據區(qū)。 字符串操作 ? 需要分別使用數據段寄存器 DS和附加段寄存器 ES分別指定源數據區(qū)和目的數據區(qū)的段地址，用 SI和DI變址寄存器指明段內偏移量。 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 47 – 表中所示的訪問存儲器時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。 ?訪問存儲器時使用的段地址寄存器和偏移地址寄存器 – 段寄存器 DS、 SS、 ES的內容可以通過傳送類指令置入或者進行變更，但代碼段寄存器不同，它的內容是當前程序指令字節(jié)地址的一部分，只能通過 JMP、 CALL、 RET、 INT和 IRET等指令來改變。 – 段內偏移地址的來源除 IP、 SP、 SI和 DI外，還可以由尋址方式求得的 EA確定 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 48 訪問存儲器類型 隱含的 段地址 可 ” 段更換 ” 的段地址 段內偏移地址來源 取指令碼 CS 無 IP 堆棧操作 SS 無 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 DI BP用作基址寄存器時 SS CS， DS， ES 由指令尋址方式求得有效地址 EA 一般數據存取 DS CS， ES， SS 由指令尋址方式求得有效地址 EA 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 49 8086的總線周期 ? 是指信號高低電平 (有效或無效 )變化及相互間的時間順序關系。 什么是 總線操作 ？ ?時序（ Timing）： ? CPU時序決定系統各部件間的同步和定時 ? 總線時序描述 CPU引腳如何實現 總線操作 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 50 ? 總線操作是指 CPU通過總線對外的各種操作 ? 8088的總線操作主要有： ?存儲器讀、 I/O讀操作 ?存儲器寫、 I/O寫操作 ?中斷響應操作 ?總線請求及響應操作 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 51 什么是 指令、總線和時鐘周期 ？ ? 描述總線操作的微處理器時序有三級： ? 指令周期 總線周期 時鐘周期 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 52 ? 指令周期 是指一條指令經取指、譯碼、讀寫操作數到執(zhí)行完成的過程。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）進行一次數據交換的過程 ? 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 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _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用 _宋廷強 54 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _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 I/O讀總線周期 ，執(zhí)行 OUT指令才出現 I/O寫總線周期 ? CPU響應可屏蔽中斷時生成 中斷響應總線周期 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _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 )上出現由 CPU寫出的數據或者 CPU從存儲器或端口讀入的數據。 總線操作的簡要過程 ? CPU往總線上發(fā)出地址信息，指出要尋址的存儲單元或 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)，為傳輸數據做準備。總線的最高四位 (A16～ A19)用來輸出本總線周期狀態(tài)信息。 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 59 ? CPU總線周期采用 同步時序 ： 總線操作的 同步 ? 總線操作中如何實現時序同步是關鍵 ? 各部件都以系統時鐘信號為基準 ? 當相互不能配合時，快速部件（ CPU）插入等待狀態(tài)等待慢速部件（ I/O和存儲器） ? CPU與外設接口常采用 異步時序 ，它們通過應答聯絡信號實現同步操作 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 60 8086／ 8088 CPU的引腳信號和工作模式 ? 構成較大規(guī)模的應用系統，例如可以接入數值協處理器 8087 ? 8086和總線控制器 8288共同形成系統總線信號 ?兩種組態(tài)構成兩種不同規(guī)模的應用系統 ?最小組態(tài)模式 ? 構成小規(guī)模的應用系統 ? 8086本身提供所有的系統總線信號 ?最大組態(tài)模式 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 61 ? 兩種組態(tài)下的內部操作并沒有區(qū)別 ? IBM PC/XT采用最大組態(tài) ? 本書以最小組態(tài)展開基本原理 通常在信號名稱加 上劃線 （ 如： MX） 或星號 （ 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 微型計算機原理及應用 _宋廷強 62 8086的引腳信號和功能 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 63 最小組態(tài)的引腳信號 1. 數據和地址引腳 2. 讀寫控制引腳 3. 中斷請求和響應引腳 4. 總線請求和響應引腳 5. 其它引腳 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 64 1. 數據和地址引腳 ? 在訪問存儲器或外設的總線操作周期中，這些引腳在 T1狀態(tài) 輸出存儲器或 I/O端口的地址 A15～ A0 AD15～ AD0（ Address/Data） ? 地址 /數據 分時復用 引腳，雙向、三態(tài) ? 其他時間用于傳送數據 D15～ D0 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 65 1. 數據和地址引腳 （續(xù) 1） ? 這些引腳在