【正文】 試說明 8086(8088)CPU上，引腳信號(hào)的作用。 8086CPU的 NMI和 INTR的不同之處有哪幾點(diǎn)？ 敘述 8086CPU內(nèi)部的標(biāo)志寄存器各位的含義。故必須用鎖存儲(chǔ)器加以鎖存； 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 三是數(shù)據(jù)總線是 8位的，只需用一片 74LS245(或其他類似器件 )進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，同時(shí)對(duì)這片驅(qū)動(dòng)器的 DR和控制端進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳送。現(xiàn)在再就8088系統(tǒng)總線的形成做簡(jiǎn)要說明。 在圖 ， 74LS373和 74LS245可以用其他類似的器件來(lái)代替，例如可分別用 8282和 8286代替。在這樣的系統(tǒng)總線上，接上內(nèi)存、接口及相應(yīng)的外設(shè)便可以構(gòu)成圖 。 同時(shí)，總線上還需要接上系統(tǒng)工作時(shí)所需要的電源 (例如?177。值得注意的是， 8086CPU工作在最小模式時(shí)，CPU上提供的 DEN是低電平有效，而當(dāng)它工作在最大模式時(shí)，由總線控制器 8288所產(chǎn)生的 DEN是高電平有效，故在圖 8288輸出的 DEN的后面接一個(gè)反相門，然后再接到 74LS245上。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 圖 8086在最大模式下的系統(tǒng)總線的形成方式 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 由圖 ，在形成最大模式下的系統(tǒng)總線時(shí)，地址線 A0～ A19和 同最小模式時(shí)一樣，利用三片74LS373構(gòu)成鎖存器，所不同的是，此時(shí)的鎖存脈沖 ALE是由總線控制器 8288產(chǎn)生的。 DEN RE第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 (2) 現(xiàn)在形成的系統(tǒng)總線上不能進(jìn)行 DMA傳送，因?yàn)槲磳?duì)系統(tǒng)總線形成電路中的芯片 (圖中 37 245及 244)做進(jìn)一步控制。 控制總線信號(hào)由 8086CPU提供。 由圖 ，在最小模式下， 20條地址線和 1條 信號(hào)線用三片 8282(或三片 74LS373)鎖存器形成。當(dāng) =0， DR=0時(shí)，由 B邊向 A邊傳送； =0， DR=1時(shí)，由 A邊向 B邊傳送。在構(gòu)成系統(tǒng)總線時(shí)，常用 8286和 8287。單向三態(tài)門驅(qū)動(dòng)器的種類非常多，其中 74系列的 244是經(jīng)常使用的一種三態(tài)門驅(qū)動(dòng)器，其引線如圖 。除前者是正相輸出而后者是反相輸出外， 8282和 8283的其他性能完全一樣。有了這樣的基礎(chǔ)知識(shí)，再去了解其他系統(tǒng)總線就不會(huì)有什么困難了。 CPU與微機(jī)內(nèi)部各部件的通信是依靠系統(tǒng)總線來(lái)完成的。每一個(gè)總線周期從 T2開始到 T4開始之后， CPU從 輸出一個(gè)負(fù)脈沖。 最大模式下的時(shí)序與最小模式下的時(shí)序非常類似，此處不再說明。這是因?yàn)樵诘刂沸盘?hào)和控制信號(hào)加到內(nèi)存 (或接口 )后，需要一段讀出時(shí)間才能將數(shù)據(jù)讀出并傳送到 CPU的 AD0～ AD15上。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 2) 讀總線周期 8086CPU讀內(nèi)存或讀接口的總線周期如圖 。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 若此時(shí) READY為低電平 ， 則 CPU在 T3之后不執(zhí)行 T4，而是插入一個(gè)等待時(shí)鐘周期 TWAIT。 MWRWRWR第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 以上就是在最小模式下正常的內(nèi)存寫入過程 。 BHE BHEIO第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 在時(shí)鐘周期 T2里， CPU將寫入內(nèi)存的數(shù)據(jù)從 AD0～ AD7上送出來(lái)，加到數(shù)據(jù)總線 D0～ D7上。該總線周期從第一個(gè)時(shí)鐘周期 T1開始，在 T1時(shí)刻 CPU從 A16～ A19 /S3～ S6和 /S7這 5條引線上送出A16～ A19及，并從 AD0～ AD15這 16條線上送出 A0～ A15。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 圖 8086的寫總線周期 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 這里以 8086的最小模式下的信號(hào)時(shí)序?yàn)槔秊檎f明問題。 在正常情況下，一個(gè)總線周期由 4個(gè)時(shí)鐘周期組成。在后面的章節(jié)中可以看到，有的指令很簡(jiǎn)單，執(zhí)行時(shí)間比較短，而有的指令很復(fù)雜，其執(zhí)行的時(shí)間比較長(zhǎng)，但都稱為一個(gè)指令周期，只不過時(shí)間長(zhǎng)短不同而已。 例如 ， 在取指令訪問內(nèi)存時(shí) ， 段內(nèi)偏移地址只能由指令指針寄存器 IP來(lái)提供；在堆棧進(jìn)行壓入或彈出操作時(shí) ， 段內(nèi)偏移地址只能由 SP提供；在字符串操作時(shí) ， 源地址和目的地址中的段內(nèi)偏移地址分別由 SI和 DI提供 。在后面的宏匯編中將講到，偽指令 ASSUME及 JMP、 CALL、 RET、INT和 IRET等指令可以設(shè)置和影響 CS的內(nèi)容。在某幾種訪問存儲(chǔ)器的類型中，允許由指令來(lái)指定使用另外的段寄存器，這樣可為訪問不同的存儲(chǔ)器段提供方便。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 表 段寄存器使用時(shí)的一些基本約定 訪問存儲(chǔ)器 類 型 默認(rèn)存儲(chǔ)器 類型 可指定 段存儲(chǔ)器 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 串操作源地址 DS CS ， ES ， SS SI 串操作目的地址 ES 無(wú) DI BP 用作基址寄存器 SS CS ， DS ， ES 依尋址方式求得有效地址 一般數(shù)據(jù)存取 DS CS ， ES ， SS 依尋址方式求得有效地址 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 下面對(duì)表 。需要注意的是，改變這些區(qū)域的地址時(shí)，是以 16個(gè)字節(jié)為單位進(jìn)行的。在存儲(chǔ)器中，信息按特征可分為程序代碼、數(shù)據(jù)、微處理器狀態(tài)等。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 圖 物理地址的形成 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 如圖 ， 20位的物理地址是這樣產(chǎn)生的： 物理地址 ?=?段寄存器的內(nèi)容 ? ?16?+?偏移地址 段寄存器的內(nèi)容 ? ?16(相當(dāng)于左移 4位 )變?yōu)?20位，再在低端 16位上加上偏移地址 (也叫做有效地址 EA)，便可得到20位物理地址。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 1．由段寄存器、段偏移地址確定物理地址圖 物理地址的形成 在本節(jié)開始我們已經(jīng)提到， 8086可以具有 1?MB的內(nèi)存空間，可是內(nèi)部寄存器只有 16位，很顯然，不采取特殊措施，是不能尋址 1?MB存儲(chǔ)空間的。通常 CS規(guī)定并控制程序區(qū)， DS和 ES控制數(shù)據(jù)區(qū)， SS控制堆棧區(qū)。 O— 溢出標(biāo)志位。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 I— 中斷允許標(biāo)志位。 如果為 1， 那么在本指令執(zhí)行后將產(chǎn)生陷阱中斷 ， 從而執(zhí)行陷阱中斷處理程序 。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的最高位為 1時(shí)，該標(biāo)志位置 1；否則清 0。該標(biāo)志位通常用于對(duì) BCD算術(shù)運(yùn)算結(jié)果的調(diào)整。 P— 奇偶標(biāo)志位。 8086中所用的 9位對(duì)了解 8086CPU的工作和用匯編語(yǔ)言編寫程序是很重要的。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 當(dāng) CS不變、 IP單獨(dú)改變時(shí)，會(huì)發(fā)生段內(nèi)程序轉(zhuǎn)移；當(dāng) CS和 IP同時(shí)改變時(shí)，會(huì)發(fā)生段間程序轉(zhuǎn)移。 IP是指令指針寄存器，用來(lái)控制 CPU的指令執(zhí)行順序。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 3) 變址寄存器 8086的變址寄存器有兩個(gè)： SI和 DI。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 表 數(shù)據(jù)寄存器的一些專門用途 寄存器 用 途 AX 字乘法，字除法，字 I / O AL 字節(jié)乘，字節(jié)除，字節(jié) I / O ，轉(zhuǎn)移，十進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算 AH 字節(jié)乘法，字節(jié)除法 BX 轉(zhuǎn)移 CX 串操作，循環(huán)次數(shù) CL 變量移位或循環(huán)控制 DX 字乘法，字除法，間接 I / O 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 從圖 ， 4個(gè) 16位的寄存器在需要時(shí)，可分為 8個(gè) 8位寄存器來(lái)用，這樣就大大增加了使用的靈活性。在執(zhí)行轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回指令時(shí)，指令隊(duì)列緩沖器的內(nèi)容將被清除。通常，由 BIU將指令先讀入到指令隊(duì)列緩沖器中。 BIU負(fù)責(zé)與存儲(chǔ)器和 I/O設(shè)備的接口。至于芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由于芯片集成度的提高，讀者不可能也不必要弄清其結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，只要對(duì)它們有最低限度的了解，滿足以后工程應(yīng)用的需要也就足夠了。 當(dāng)然，兩者內(nèi)部的指令預(yù)取隊(duì)列長(zhǎng)度不一樣，這在前面已經(jīng)提到， 8088CPU為 4個(gè)字節(jié)而 8086CPU為 6個(gè)字節(jié)。它們的不同電平所表示的處理器操作情況如表 。因此， 8086的速度較 8088要快一些。 8088 CPU的引線如圖 。 LOCKLOCK第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 表 QS0， QS1的狀態(tài)編碼 QS 1 QS 0 性 能 0 0 無(wú)操作 0 1 隊(duì)列中操作碼的第一個(gè)字節(jié) 1 0 隊(duì)列空 1 1 隊(duì)列中非第一個(gè)操作碼字節(jié) 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 8088CPU的引線及其功能 8086CPU和 8088CPU的內(nèi)部總線及內(nèi)部寄存器均為 16位，是完全相同的。 QS1， QS0：它們是 CPU輸出的隊(duì)列狀態(tài)信號(hào)。 CPU檢測(cè)到該結(jié)束信號(hào)后，從下一個(gè)時(shí)鐘周期開始又重新控制總線，繼續(xù)執(zhí)行剛才因其他總線設(shè)備請(qǐng)求總線而暫時(shí)停止的操作。正常使用時(shí)的工作順序大致如下： ● 由其他的總線控制設(shè)備 (例如數(shù)字協(xié)處理器 8087)產(chǎn)生寬度為一個(gè)時(shí)鐘周期的負(fù)向的總線請(qǐng)求脈沖，將它送給 RQ/GT引腳，相當(dāng)于 HOLD信號(hào)。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 表 2 .4 0S ～ 2S 的狀態(tài)編碼 2S 1S 0S 性 能 0 0 0 中斷響應(yīng) 0 0 1 讀 I/ O 端口 0 1 0 寫 I/ O 端口 0 1 1 暫停 1 0 0 取指 1 0 1 讀存儲(chǔ)器 1 1 0 寫存儲(chǔ)器 1 1 1 無(wú)作用 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 / ， / ：它們是總線請(qǐng)求 /允許引腳。 ， ， 的狀態(tài)編碼表示某時(shí)刻 8086CPU的狀態(tài)，其編碼如表 。此時(shí)，除引線 24到 34這幾條引線之外，其他引線與最小模式完全相同。 8086CPU的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘頻率為 5?MHz。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 /S7：它是時(shí)間復(fù)用的三態(tài)輸出信號(hào)。當(dāng)某一部件要占用系統(tǒng)總線時(shí)，可通過這條輸入線向 CPU提出請(qǐng)求。當(dāng) RESET返回低電平時(shí)， CPU將重新啟動(dòng)。 RESET：它是 CPU的復(fù)位輸入信號(hào)，高電平有效。當(dāng)該信號(hào)有效時(shí)， CPU繼續(xù)執(zhí)行程序；否則 CPU就進(jìn)入等待狀態(tài) (空轉(zhuǎn) )。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 INTR：它是可屏蔽中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)，高電平有效。當(dāng)其有效時(shí)，表示 CPU正在進(jìn)行存儲(chǔ)器或 I/O讀操作。 RDEN第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 ALE：三態(tài)輸出控制信號(hào)，高電平有效。 ：這是 CPU經(jīng)三態(tài)門輸出的控制信號(hào)。該引腳輸出為低電平時(shí)，表示 CPU正處于寫存儲(chǔ)器或?qū)?I/O端口的狀態(tài)。如果在 CPU外部配置一個(gè)地址鎖存器，在這 16條引線出現(xiàn)地址信號(hào)的時(shí)侯把地址信號(hào)鎖存在鎖存器中，利用鎖存器的輸出去選通存儲(chǔ)器的單元或外設(shè)端口，那么在下一個(gè)時(shí)序間隔中，這 16條引腳就可以作為數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入或輸出操作了。由于 8086微處理器只有 40條引腳，而它的數(shù)據(jù)線為 16位，地址線為 20位，因此引線數(shù)不能滿足信號(hào)輸入 /輸出的要求。這些狀態(tài)信息里， S6始終為低， S5指示狀態(tài)寄存器中的中斷允許標(biāo)志的狀態(tài)，它在每個(gè)時(shí)鐘周期開始時(shí)被更新， S4和 S3用來(lái)指示 CPU現(xiàn)在正在使用的段寄存器，其信息編碼如表 。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 1．最小模式下的引線 在最小模式下， 8086CPU的引線如圖 (不包括括號(hào)內(nèi)的信號(hào) )。此時(shí)，構(gòu)成的微型機(jī)中只包括一個(gè) 8086CPU，且系統(tǒng)總線由 CPU的引線形成，微型機(jī)所用的芯片少。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 MX 8086CPU的引線及其功能 8086 CPU是一塊具有 40條引出線的集成電路芯片，其各引出線的定義如圖 。