汇编语言接口技术第二章80X86微处理器课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章,8086,微处理器,2.1 8086,微处理器,2.1.1 8086CPU,的内部结构,2.1.2 8086,的内部寄存器组,2.1.3 8086,的引脚信号,2.2,存储器物理地址的形成,2.2.1,存储器结构,2.2.2,物理地址的形成,2.2.3,存储器单元的地址和内容,第二章 8086微处理器2.1 8086微处理器,微型计算机的核心是微处理器，,IBM PC,系列微机采用,Intel,公司生产的,80 x86,系列微处理器，其典型产品有,8086,Pentium,系列。,要了解微型计算机，必须先了解微处理器，了解微处理器中寄存器的功能、存储管理方式、微处理器芯片引脚功能和总线时序等。,微型计算机的核心是微处理器，IBM PC系列,2.1 8086,微处理器,8086CPU,的内部结构,8086,的内部寄存器组,8086,的引脚信号,2.1 8086微处理器,一、,8086/8088,的内部结构,8086,8088,是,Intel,公司于,1978,年,6,月推出的,16,位微处理器，它们的主要特点是：数据线为,16,位,，可进行,8,位（字节）和,16,位（字）运算；地址线为,20,位,，可寻址,1MB,存储空间；时钟频率为,5,8 MHz,。,内部结构由,执行单元,EU,和,总线接口单元,BIU,两部分构成，其内部结构框图如图,21,所示。,一、8086/8088的内部结构 80868088,汇编语言接口技术第二章80X86微处理器课件,1,执行单元,(EU),EU,由算术逻辑单元（,ALU,）、,16,位标志寄存器（,FR,）、通用寄存器组（,4,个,16,位通用寄存器、,2,个,16,位指针寄存器、,2,个,16,位间址寄存器）、指令译码器和控制电路组成。,EU,是,指令执行部件,，它从,BIU,的指令队列中,取指令,，进行,指令译码,，并发出相应的,控制命令,序列执行指令。,1执行单元(EU),2,总线接口单元（,BIU,）,BIU,包括,4,个,16,位段寄存器（,CS,、,DS,、,ES,、,SS,）、,1,个,16,位指令指针（,IP,）、,1,个地址加法器、,1,个,6,字节（,8088,为,4,字节）的指令队列和总线控制电路，,它负责,从存储器中取指令并存放在指令队列中供,CPU,执行,。在执行指令过程中，使用的操作数地址由段基址和偏移量组成，其中,16,位偏移量先由,EU,计算得出，再由,BIU,将其与段基址（段寄存器的内容）合在一起形成,20,位物理地址。,BIU,的功能是实现,CPU,与内存的数据交换，并可根据,EU,的请求与,I,O,接口电路交换数据。,2总线接口单元（BIU）,二、,8086,的内部寄存器组,8086CPU,的寄存器结构如右图所示，它包含,13,个,16,位的寄存器和,1,个,16,位的状态标志寄存器。,二、8086的内部寄存器组 8086CPU的寄存器结构如,1,通用寄存器,作用,：操作数据可直接存放在通用寄存器中，可减少访问存储器的次数，使用寄存器的指令长度也较短。这样，即提高了数据处理速度，也减少了指令存放的内存空间。,分类,：通用寄存器是指,EU,中的,4,个,16,位寄存器：,AX,、,BX,、,CX,和,DX,。一般用来存放,16,位的数据，它又可以分为,高字节,H,和,低字节,L,两组，用以存放,8,位数据。,1通用寄存器,通用寄存器多数被用在算术逻辑运算指令中，,有些指令中，则有隐含的,特定的用途,，如,AX,在字乘字除运算中规定存放被乘数和被除数；,CX,在数据串操作中用来存放循环次数等等，,这些内容在讲解第三章的指令系统的过程中都,会涉及到。,通用寄存器多数被用在算术逻辑运算指令中，,2,专用寄存器,专用寄存器包含,4,个,16,位寄存器。其中,SP,用来指示位于当前堆栈段中数据的偏移地址，,BP,一般用来存放访问内存时的基地址，,SP,和,BP,称为指针寄存器；,SI,和,DI,用来存放当前数,据段中数据的偏移地址，称为变址寄存器。,2专用寄存器,3,段寄存器,8086,运行一汇编语言程序，一般需要,4,个现,行段，分别是,代码段、数据段、堆栈段和附,加段,，这,4,个段的段地址分别由,4,个,16,位的,段寄存器,CS,、,DS,、,SS,和,ES,来存放。,3段寄存器,4.,指令指针寄存器,指令指针寄存器,IP,是一个,16,位的寄存器，,存,放,EU,要执行的下一条指令的偏移地址,。用户,不能直接,访问寄存器,IP,。,4.指令指针寄存器,5,状态标志寄存器,FLAGS,标志寄存器共有,16,位，其中,9,个位作为标志位,，其余,7,位未定义，根据功能，,8086,的标志位可以分为两类：,状态标志位和控制标志位,。,1,）状态标志位,状态标志位用来反映,EU,执行算术或逻辑运算后其结果,的状态，共有,6,个状态标志，各个位的含义如下：,符号标志,SF(sign flag),：指出运算结果是正还,是负，和运算结果的最高位相同。,零标志,ZF(zero flag),：指出运算结果是零还是非,零，如果运算结果是零，则,ZF=1,；否则，,ZF=0,。,奇偶标志,PF(parity flag),：如果运算结果的低,8,位中所含的,1,的个数为偶数，则,PF=1,；否则，,PF=0,。,5状态标志寄存器FLAGS,进位标志,CF(carry flag),：如果运算结果的最高,位上产生一个进位或借位，则,CF=1,；如果无进位或,借位，则,CF=0,。,辅助进位标志,AF(auxiliary carry flag),：如,果运算结果的低,4,位产生一个进位或借位，则,AF=1,；否则，,AF=0,。,溢出标志,OF(overflow flag),：如果在运算过程,中产生了溢出，则,OF=1,，否则，,OF=0,。,在大多数情况下，一次运算后，并不对所有的标,志进行改变，程序也大多只对其中某个标志进行检测。,进位标志CF(carry flag)：如果运算结果的最高,2,）控制标志位,控制标志有,3,个，即,DF,、,IF,、,TF,。,方向标志,DF(direction flag),：,用于控制串操作指令的标,志。如果,DF=0,，则串操作过程中地址不断增加；如果,DF=1,，则串操作过程中地址不断减少。,中断允许标志,IF(interrupt enable flag),：,用于控制可,屏蔽中断的标志。如果,IF=0,，则微处理器不能对可屏蔽中断,请求作出响应；如果,IF=1,，则微处理器可以接受可屏蔽中断,请求。,跟踪标志,TF(trap flag),：,又称单步标志。如果,TF=1,，则,微处理器按跟踪方式执行指令。,这些控制标志一旦设置之后，便对后面的操作产生控制作用。,2）控制标志位,三、,8086,的引脚信号,最小工作模式及最大工作模式概念,8086/8088,引脚信号及功能,三、8086的引脚信号最小工作模式及最大工作模式概念,1,最小工作模式,在系统中只有,8086,或者,8088,一个,微处理器。在这种系统中，所有的控制信号直接由,8086,或,8088,产生，因此，系统中的总线控制逻辑电路被减到最少。,1 最小工作模式 在系统中只有8086或者8088一个微处,2,最大工作模式,是相对最小工作模式而言。在此工作模式系统中，一般包含,两个或两个以上,微处理器，主处理器还是一个,8086,或者,8088,，其他的处理器称为协处理器，它们是协助主处理器工作的。,2 最大工作模式 是相对最小工作模式而言。在此工作模式系统,8086,最小模式引脚信号,具体见图,2-3,，其中括号内为最大,模式的引脚名称。,8086最小模式引脚信号,0102030405060708091011121314151617181920,4039383736353433323130292827262524232221,GND,AD,14,AD,13,AD,12,AD,11,AD,10,AD,9,AD,8,AD,7,AD,6,AD,5,AD,4,AD,3,AD,2,AD,1,AD,0,NMI,INTR,CLK,GND,VCC,（,+5V,）,AD,15,A,16,/S,3,A,17,/S,4,A,18,/S,5,A,19,/S,6,/BHE/S,7,MN/MX,/RD,HOLD,（,/RQ/GT0,）,HLDA,（,/RQ/GT1,）,/WR,（,/LOCK,）,M/IO,（,/S2,）,DT/R,（,/S1,）,/DEN,（,/S0,）,ALE,（,QS1,）,/INTA,（,QS0,）,/TEST,READY,RESET,8086,微处理器,010203040506070809101112131415,1,、地址,/,数据总线,AD15-AD0,：地址,/,数据复用引脚，双向，三态。,（,8086/8088,）,AD15-AD0,：,16,位地址总线,A15-A0,，输出访问存储器或,I/O,的地址信息。,（,8086,）,AD15-AD0,：,16,位数据总线,D15-D0,，与存储器和,I/O,设备交换数据信息。,（,8088,）,AD7-AD0,：,8,位数据总线,D7-D0,，与存储器和,I/O,设备交换数据信息。,地址,/,数据总线复用，分时工作。,2,、地址,/,状态总线,A19/S6-A16/S3,A19/S6-A16/S3,：地址,/,状态总线复用引脚，输出，三态。,1、地址/数据总线,A19/S6-A16/S3,：输出访问存储器的,20,位地址的高,4,位地址,A19-A16,。,A19/S6-A16/S3,：输出,CPU,的工作状态。,A19/S6-A16/S3,：分时工作，,T1,状态：输出地址的高,4,位信息；,T2,、,T3,、,T4,状态：输出状态信息。,S6,：指示,8086/8088,当前是否与总线相连，,S6=0,，表示,8086/8088,当前与总线相连。,S5,：表明中断允许标志当前的设置。,S5=0,，表示,CPU,中断是关闭的，禁止一切可屏蔽中断源的中断请求；,S5=1,，表示,CPU,中断是开放的，允许一切可屏蔽中断源的中断申请。,S4,、,S3,：指出当前使用段寄存器的情况。,3,、控制总线,（,1,）,/BHE/S7,：高,8,位数据总线允许,/,状态复用引脚。在总线周期的,T1,状态，此引脚输出,/BHE,信号，表示高,8,位数据线,D15-D8,上的数据有效。,（,2,）,/RD,：读信号，三态输出，低电平有效。,/RD=0,，表示当前,CPU,正在对存储器或,I/O,端口进行读操作。,（,3,）,/WR,：写信号，三态输出，低电平有效。,/WR=0,，表示当前,CPU,正在对存储器或,I/O,端口进行读操作。,A19/S6-A16/S3：输出访问存储器的20位地址的高4,（,4,）,M/IO,：存储器或,IO,端口访问信号，三态输出。,M/IO=1,，表示,CPU,正在访问存储器；,M/IO=0,，表示,CPU,正在访问,IO,端口。,（,5,）,READY,：准备就绪信号，输入，高电平有效。,READY=1,，表示,CPU,访问的存储器或,IO,端口已准备好传送数据。若,CPU,在总线周期,T3,状态检测到,READY=0,，表示未准备好，,CPU,自动插入一个或多个等待状态,TW,，直到,READY=1,为止。,（,6,）,INTR,：可屏蔽中断请求信号，输入，高电平有效。当,INTR=1,，表示外设向,CPU,发出中断请求，,CPU,在当前指令周期的最后一个,T,状态去采样该信号，若此时，,IF=1,，,CPU,响应中断，执行中断服务程序。,（,7,）,/INTA,：中断响应信号，输出，低电平有效。表示,CPU,响应了外设发来的中断申请信号,INTR,。,（,8,）,NMI,：不可屏蔽中断请求信号，输入