【正文】 狀態(tài)。當(dāng)順序執(zhí)行程序時(shí)，CPU每從內(nèi)存取一個指令字節(jié)， IP自動加 1，指向下一個要讀取的指令。它和代碼寄存器CS一起可以確定當(dāng)前所要取的指令的內(nèi)存地址。 4) 控制寄存器 8086的控制寄存器有兩個： IP和 PSW。 SI是源變址寄存器， DI是目的變址寄存器，它們都用于指令的變址尋址。 BP是基數(shù)指針寄存器，通常用于存放基地址，以使8086的尋址更加靈活。 2) 指針寄存器 8086的指針寄存器有兩個： SP和 BP。其中 AX為累加器，其他 3個盡管也可以存放 16位操作數(shù)，但它們的用途都有區(qū)別，具體說明如表 。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 2． 8086處理器中的內(nèi)部寄存器 在 8086處理器中，用戶能用指令改變其內(nèi)容的主要是一組內(nèi)部寄存器，其結(jié)構(gòu)如圖 。當(dāng) 4個字節(jié)的指令隊(duì)列緩沖器滿時(shí)，且執(zhí)行單元又沒有存儲器或 I/O操作請求時(shí)，總線接口單元將進(jìn)入空閑狀態(tài)。若此時(shí)執(zhí)行單元剛好要求對存儲器或 I/O設(shè)備進(jìn)行操作，那么在執(zhí)行中的取指存儲周期結(jié)束后，下一個周期將執(zhí)行執(zhí)行單元所要求的存儲器操作或 I/O操作。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 前面已經(jīng)提到，在 8086微處理器中，取指令和執(zhí)行指令是可以在時(shí)間上重疊的，也就是說，總線接口單元的操作與執(zhí)行單元的操作是完全不同步的。它由段寄存器、指令指針、地址加法器和指令隊(duì)列緩沖器組成。它包括 ALU(運(yùn)算器 )、通用寄存器和狀態(tài)寄存器等，主要進(jìn)行 16位的各種運(yùn)算及有效地址的計(jì)算。 1． 8086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8086微處理器內(nèi)部分為兩個部分：執(zhí)行單元 (EU)和總線接口單元 (BIU)，如圖 。要特別強(qiáng)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(shí) (包括這里的 8086CPU)，都必須仔細(xì)弄清它們的引線，以便使用時(shí)順利地連接。從應(yīng)用的角度來說，這一不同并不重要。對 8086而言，該引線的狀態(tài)剛好相反，即變?yōu)?M/ 。 BHE 0SSM R第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 表 2 . 6 I O / M ， D T / R ， 0SS 狀態(tài)編碼 IO / M D T / R 0SS 性 能 1 0 0 中斷響應(yīng) 1 0 1 讀 I/ O 端口 1 1 0 寫 I/ O 端口 1 1 1 暫停 0 0 0 取指 0 0 1 讀存儲器 0 1 0 寫存儲器 0 1 1 無作用 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 HIGH：在最大模式時(shí)始終為高電平輸出。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)。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 (2) ?8086CPU上的 /S7信號在 8088上變?yōu)? (HIGH)信號。在進(jìn)行16位數(shù)據(jù)操作時(shí)， 8088CPU一定需要兩個總線周期才能完成16位數(shù)據(jù)操作，而 8086CPU可能只用一個總線周期、一次總線操作就可完成。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 圖 8088CPU引線 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 對照圖 ，可以發(fā)現(xiàn)它們之間的主要不同表現(xiàn)在引線上： (1) 由于 8088 CPU外部一次只傳送 8位數(shù)據(jù)，因此其引線 A8～ A15僅用于輸出地址信號。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。但是， 8088CPU的外部數(shù)據(jù)線是 8位的，即 AD0～ AD7，每一次傳送數(shù)據(jù)只能是 8位。隊(duì)列狀態(tài)在 CLK周期期間有效。根據(jù)該狀態(tài)信號輸出，從外部可以跟蹤 CPU內(nèi)部的指令隊(duì)列。 信號由前綴指令“ LOCK”使其有效，直至下一條指令執(zhí)行完畢。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 ：它是一個總線封鎖信號，低電平有效。 ● ?總線請求設(shè)備在對總線操作結(jié)束后，再產(chǎn)生一個寬度為一個時(shí)鐘周期的負(fù)向脈沖，通過該引腳送給 CPU，它表示總線請求已結(jié)束。 RQ 0GT RQ 1GTRQ 0GT RQ 1GT第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 ● ?CPU檢測到這個請求后，在下一個 T4或 T1期間，在同一個引腳輸出寬度為一個時(shí)鐘周期的負(fù)向脈沖給請求總線的設(shè)備，作為總線響應(yīng)信號，相當(dāng)于 HLDA信號。這些引腳內(nèi)部都有上拉電阻，所以在不使用時(shí)可以懸空。每一個引腳都具有雙向功能，既是總線請求輸入也是總線響應(yīng)輸出。 在本章的后面可以看到， 8288總線控制器利用 S2～ S0為構(gòu)成系統(tǒng)總線提供了足夠的控制信號。 MX1S2S 0S1S2S 0S第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 從表 ，當(dāng) 8086CPU進(jìn)行不同操作時(shí)，其輸出的 S2～ S0的狀態(tài)是不一樣的。這些狀態(tài)信號加到 Intel公司同時(shí)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。如圖 ，圖中括號內(nèi)的信號就是最大模式下重新定義的信號。 BHE第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 2．最大模式下的引線 當(dāng) MN/ 加上低電平時(shí)， 8086CPU工作在最大模式之下。 VCC：它是 ?+5?V電源輸入引腳。由它提供 CPU和總線控制器的定時(shí)信號。該信號有效，用于讀 /寫數(shù)據(jù)的高字節(jié) (D8～ D15)，用以保證 8086可以一次讀 /寫一個字節(jié) (高字節(jié)或低字節(jié) )或者讀 /寫一個字 (16位 )。當(dāng) CPU檢測到 HOLD信號變低后，就立即使HLDA變低，同時(shí)恢復(fù)對總線的控制。 INTA第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 HLDA：這是 CPU對 HOLD請求的響應(yīng)信號，是高電平有效的輸出信號。 HOLD：它是高電平有效的輸入信號，用于向 CPU提出保持請求。 INTADEN第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 表 復(fù)位后的內(nèi)部寄存器狀態(tài) 內(nèi)部寄存器 內(nèi) 容 內(nèi)部寄存器 內(nèi) 容 狀態(tài)寄存器 清除 SS 寄存器 0000H IP 0000H ES 寄存器 0000H CS 寄存器 F F F F H 指令隊(duì)列寄存器 清除 DS 寄存器 0000H 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 表 復(fù)位后各引腳的狀態(tài) 引腳名 狀 態(tài) 引腳名 狀 態(tài) AD0～ AD7 浮動 RD 輸出高電平后浮動 A D8～ A D15 浮動 IN T A 輸出高電平后浮動 A16 / S3～ A19 / S6 浮動 A L E 低電平 7S/B H E 高電平 H L D A 低電平 D E N ( 0S ) 輸出高電平后浮動 RQ /0GT 高電平 D T / R ( 1S ) 輸出高電平后浮動 RQ /1GT 高電平 M / IO ( 2S ) 輸出高電平后浮動 QS0 低電平 WR ( L O C K ) 輸出高電平后浮動 QS1 低電平 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 ：它是 CPU輸出的中斷響應(yīng)信號，是 CPU對外部輸入的 INTR中斷請求信號的響應(yīng)。表 (S0)到 各引腳均處于浮動狀態(tài)。為使 CPU完成內(nèi)部復(fù)位過程，該信號至少要在 4個時(shí)鐘周期內(nèi)保持有效。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。這個信號在每個時(shí)鐘周期的上升沿由內(nèi)部電路進(jìn)行同步。 ：它是可用 WAIT指令對該引腳進(jìn)行測試的輸入信號，低電平有效。CPU在每條指令執(zhí)行的最后一個 T狀態(tài)采樣該信號，以決定是否進(jìn)入中斷響應(yīng)周期。若為高電平，表示存儲器或 I/O設(shè)備已準(zhǔn)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(zhǔn)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(jìn)入T4周期，完成數(shù)據(jù)傳送。 RD第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 READY：它是準(zhǔn)備就緒輸入信號，高電平有效。 ：它是讀選通三態(tài)輸出信號，低電平有效。當(dāng)它有效時(shí)，表明 CPU經(jīng)其引線送出有效的地址信號。它常用做數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器的片選信號。該信號有效時(shí)，表示數(shù)據(jù)總線上有有效的數(shù)據(jù)。該信號通常用于數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器 8286/8287(74245)的方向控制。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 DT/ ：該引腳是 CPU的三態(tài)輸出控制信號，用于確定數(shù)據(jù)傳送的方向。 WR：它是 CPU的三態(tài)輸出控制信號。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 M/IO：它是 CPU的三態(tài)輸出控制信號，用來區(qū)分當(dāng)前操作是訪問存儲器還是訪問 I/O端口。通常，CPU在讀 /寫存儲器和外設(shè)時(shí)，總是先給出存儲器單元的地址或外設(shè)的端口地址，然后才讀 /寫數(shù)據(jù)，因而地址和數(shù)據(jù)在時(shí)序上是有先后的。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 于是在 CPU內(nèi)部就采用時(shí)分多路開關(guān)，將 16位地址信號和 16位數(shù)據(jù)信號綜合后，通過這 16條引腳輸出 (或輸入 )。 AD0～ AD15：它們是地址、數(shù)據(jù)時(shí)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。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 圖 8086CPU的引線 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 表 S S3的狀態(tài)編碼 S 4 S 3 所代表的段寄存器 0 0 數(shù)據(jù)段寄存器 0 1 堆棧段寄存器 1 0 代碼段寄存器或不使用 1 1 附加段寄存器 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 在 CPU進(jìn)行輸入 /輸出操作時(shí)，不使用這 4位地址，故在送出接口地址的時(shí)間里，這 4條線的輸出均為低電平。而在另外時(shí)刻，這 4條線送出狀態(tài)S3～ S6?，F(xiàn)對各引腳介紹如下： A16～ A19/S3～ S6：這是 4條時(shí)間復(fù)用、三態(tài)輸出的引線。 同時(shí)，這時(shí)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)。當(dāng)MN/ =0時(shí)， 8086CPU工作在最大模式之下。當(dāng) MN/ =1時(shí)， 8086CPU工作在最小模式之下。為了減少芯片的引線，許多引線都具有雙重定義和功能，采用分時(shí)復(fù)用方式工作，即在不同時(shí)刻，這些引線上的信號是不同的。 總之， 8086(8088)微處理器不僅將微處理器的內(nèi)部寄存器擴(kuò)充至 16位，從而使尋址能力和算術(shù)邏輯運(yùn)算能力有了進(jìn)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。為此，8086(8088)在結(jié)構(gòu)和指令方面都已考慮了能與 8087相連接的措施。為了彌補(bǔ)這一缺陷，當(dāng)時(shí)的 CPU設(shè)計(jì)者開發(fā)了專門用于浮點(diǎn)運(yùn)算的協(xié)處理器 8087。 8086(8088)微處理器的實(shí)際物理地址是由段地址和 CPU提供的 16位偏移地址，按一定規(guī)律相加而形成的 20位地址 (A0～ A19)，從而使 8086(8088)微處理器的地址空間擴(kuò)大到 1?MB。為了擴(kuò)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。一旦BIU發(fā)現(xiàn)隊(duì)列中空出兩個字節(jié)以上的位置，它就會從內(nèi)存中取指令代碼放到預(yù)取隊(duì)列中，從而提高了 CPU執(zhí)行指令的速度。 為此， 8086CPU中設(shè)置了一個 6個字節(jié)的指令預(yù)取隊(duì)列(8088CPU中的指令預(yù)取隊(duì)列為 4個字節(jié) )。前者只管不斷地從內(nèi)存將指令讀到 CPU中，而后者只管執(zhí)行讀來的指令。 第 2章 微型計(jì)算機(jī)概述 8086(8088)CPU 8086(8088)CPU的特點(diǎn) 8086(8088)CPU較同時(shí)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。因此，用助記符編寫的程序必須轉(zhuǎn)換為機(jī)器代碼才能為計(jì)算機(jī)所直接識別。計(jì)算機(jī)就是這樣按照