【正文】 ? 根據(jù)各段的用途將其定義為 CS、DS、 ES、 SS段。 ? 控制標志 : 控制標志位包括 3位 : TF、 IF 、 DF 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 27 ? 每一個字節(jié)用一個唯一的地址碼標示 存儲器結構 ? 8086/8088CPU能尋址 1M字節(jié)的存儲單元，以 8位為一個字節(jié)的順序排列存放 ? 地址碼為一個不帶符號的整數(shù)表示，范圍從 0到 2201，習慣用十六進制表示，即 00000H~FFFFFH。 對控制標志位進行設置后 , 對其后的操作起控制作用。 程序運行過程中 IP始終指向下一次要取出的指令偏移地址 IP要與 CS寄存器相配合才能形成真正的物理地址。 ES—— Extra Segment Register附加段寄存器 ， 用來識別當前附加段。 DS—— Data Segment Register數(shù)據(jù)段寄存器 用來識別當前數(shù)據(jù)段寄存器。 段寄存器 段寄存器 : 4個 16位段寄存器 CS、 DS、 SS、 ES。 DI—— Destination Index 目的變址寄存器 。 ? 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 。棧頂向上浮動 數(shù)據(jù) → （ SS:SP） （ SS:SP） → R/M SP+2→ SP數(shù)據(jù) 。 “后進先出 ” ? 堆棧： 暫存數(shù)據(jù)、斷點信息或傳送信息 ? 用途： ? 存取原則 : ? 堆棧段的 最大深度 : 64KB 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 19 ? 堆棧的構造 一端 固定 ，具有最大地址的單元（數(shù)據(jù)由此向上堆積） 一端 浮動 ，指向最后被壓入堆棧的數(shù)據(jù)所在存儲單元（棧頂?shù)奈恢秒S堆棧中存放數(shù)據(jù)多少而變化） 用來指示當前棧頂?shù)奈恢谩? SP（ stack pointer 堆棧指針寄存器 ? 用來 指示當前堆棧 棧頂 的偏移地址 , 必須 與 SS段寄存器 聯(lián)合使 用確定實際地址。 ?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用 _宋廷強 17 ? 經常用以在 段內尋址時提供偏移地址 ,本身不能形成獨立 的地址碼。 ?功能 : ?實例： ?CX 可以 作計數(shù)寄存器 使用 在 循環(huán) LOOP指令和串處理指令中用作隱含計數(shù)器 。 低 8位記作 : AL 、 BL 、 CL 、 DL 。 用來 暫存 計算過程中所用到的 操作數(shù)，結果或其它信息 。 ? 在執(zhí)行轉移指令、調用指令和返回指令時，指令隊列中的原有內容被自動消除，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。 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 13 EU部件與 BIU部件 ? 在執(zhí)行指令的過程中，如果必須訪問存儲器或者輸入／輸出設備，那么，執(zhí)行部件就會請求總線接口部件，進入總線周期，完成訪問內存或者輸入／輸出端口的操作； ? 如果此時總線接口部件正好處于空閑狀態(tài)，那么，會立即響應執(zhí)行部件的總線請求。 8086可用 20位地址尋址 1M字節(jié)的內存空間，但 8086內部所有的寄存器都是 16位的，所以需要由一個附加的機構來根據(jù) 16位寄存器提供的信息計算出 20位的物理地址，這個機構就是 20位的地址加法器 。不管是 8086還是 8088，都會在執(zhí)行指令的同時，從內存中取下一條指令或下幾條指令，取來的指令就放在指令隊列中。 ? 6字節(jié)的指令隊列。 ? 16位指令指針寄存器 IP。 ? EU的組成 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 11 BIU 根據(jù) EU計算出的 16位偏移地址及 16位段地址計算出 20位物理地址，并根據(jù) EU請求采用計算出的 20位物理地址讀 /寫寄存器，也可根據(jù) EU請求讀 /寫 I/O設備，完成與存儲器、 I／ O端口之間傳送數(shù)據(jù)。同時利用內部的寄存器和 ALU對數(shù)據(jù)進行所需的處理，還要負責計算操作數(shù)的 16位偏移地址。 具體講： 總線接口部件要從內存 取指令送到指令隊列 ； CPU執(zhí)行指令時，要配合執(zhí)行部件從指定的內存單元或者外設端口中 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 結果傳給指定的 M或 I/O口 。 接受 從總線接口單元的 指令隊列中取來的指令代碼 ，其譯碼和向 EU 內各有關部分 發(fā)出時序命令信號 ， 協(xié)調執(zhí)行指令規(guī)定的操作 。 ? 8086是 16位數(shù)據(jù)總線，而 8088是 8位數(shù)據(jù)總線，在處理一個 16位數(shù)據(jù)字時， 8088需要兩步操作而 8086只需要一步。 ? 微處理器 (microprocessor) 指令控制；操作控制；時序控制；數(shù)據(jù)加工 ? CPU功能： ? 數(shù)據(jù)總線寬度 16位，地址總線寬度 20位；可直接尋址空間 220＝ 1M字節(jié)單元； 16位數(shù)據(jù)總線與地址總線復用 ? 8086概況： ? 1979年推出，第一代超大規(guī)模集成電路（ VLSI）微處理器，采用HMOS工藝制造，內含 ? 采用單一的 +5V電源，一相時鐘，時鐘頻率為 5MHz（ 8086）， 10MHz（ 8086－ 1）， 8MHz（ 8086－ 2） ? 133條指令，指令長度 1～ 6字節(jié)，指令最短執(zhí)行時間為 （平均） 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 8 8086/8088 CPU的結構 ? 8086為 16位機（數(shù)據(jù)總線 16位） ? 8086與 8088的比較 ? 8088為 準 16位機 ，數(shù)據(jù)總線內部 16位，外部 8位 ? 8086和 8088 CPU的內部都采用 16位字進行操作及存儲器尋址，兩者的軟件完全 兼容 ，程序的執(zhí)行也完全相同。 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _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用 _宋廷強 6 主要內容 ? 16位微處理器概述 ? 8086/8088 CPU的結構 ? 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)。 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 4 ? 最大工作模式； 8286總線收發(fā)器； 8282地址鎖存器。 ? 時鐘周期、總線周期及指令周期的定義， CPU讀、寫操作時序。微機中存儲器組成結構，存儲器的分段，邏輯地址與物理地址概念，存儲器堆棧的結構特點。標志寄存器各位的功能定義。 ? CPU的內部邏輯結構。2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 1 第 4章 16位微處理器 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 2 本章教學目的 ? 本章以 16位微處理器 8086/8088為中心，講解微處理器的內部結構、地址形成、內部寄存器、工作模式、總線時序、總線操作等主要內容 ? 使學生在掌握 8086CPU的基礎上，進一步理解微處理器的工作原理以及與外部打交道的過程，為后面學習接口技術做準備。 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 3 本章 學習要求 ? 掌握 CPU的內部邏輯結構及外部引腳功能，存儲器結構，最小工作模式及系統(tǒng)配置， CPU的典型操作和時序。 ? CPU的主要寄存器。 ? CPU的外部引腳類型，主要引腳功能。 ? CPU與外圍芯片的連接及典型配置情況，地址鎖存器（ 8282）及雙向總線收發(fā)器（ 8286）、時鐘發(fā)生器（ 8284）的功能特性。 ? 8086 CPU的中斷的分類、中斷類型碼、中斷向量的定義、硬件中斷的響應過程。 ? 最大工作模式的配置，最大工作模式的總線操作。它本身不構成獨立的工作系統(tǒng)，因而它也不能獨立地執(zhí)行程序。然而，由于 8088要比 8086有較多的外部存取操作，所以，對相同的程序，它將執(zhí)行得較 慢 。 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 9 1 2 3 4 內部暫存器 IP ES SS DS CS 輸入 /輸出控制電路 外部總線 執(zhí)行部分控制電路 ∑ ALU 標志寄存器 AH AL BH BL CH CL DH DL SP BP SI DI 通用 寄存器 地址加法器 指令隊列 執(zhí)行部件 （ EU) 總線接口部件 （ BIU) 16位 20位 8位 8位 8086的內部結構 ALU數(shù)據(jù)總線 隊列總線 5 6 EU （ Execution Unit） 1）、 功能 ： 負責指令執(zhí)行。 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) 。 2022/3/13 微型計算機原理及應用 _宋廷強 10 ? 負責指令的執(zhí)行，它從指令流隊列去除指令，然后分析和執(zhí)行指令。 ? 執(zhí)行部件 EU ? 4個通用寄存器，即 AX， BX， CX， DX； ? 4個專用寄存器， ? SI (Source Index):源變址寄存器 ? DI (Destination