微机原理：第三章(2)8086时序引脚与工作模式

Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院12022年年3月月14日星期一日星期一 第第3 3章章 8086/80888086/8088微处理器及其系统微处理器及其系统3.13.1 8086/80888086/8088微处理器结构微处理器结构微处理器功能结构微处理器功能结构寄存器结构（编程结构）寄存器结构（编程结构）3.2 8086/80883.2 8086/8088存储器组织存储器组织3.3 8086/80883.3 8086/8088工作方式工作方式时序和引脚信号时序和引脚信号最大和最小模式最大和最小模式3.4 8086/80883.4 8086/8088寻址方式寻址方式3.5 8086/80883.5 8086/8088指令系统指令系统Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院22022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式（1 1）时序）时序时钟周期：时钟周期：又称为又称为T T状态，是一个时钟脉冲的重复周期，是状态，是一个时钟脉冲的重复周期，是CPUCPU处理动处理动作的基本时间单位。它是由主频来确定，如作的基本时间单位。它是由主频来确定，如80868086的主频为的主频为5MHz5MHz，则一，则一个时钟周期为个时钟周期为200ns200ns。总线周期总线周期：是指：是指CPUCPU与与存储器存储器或或I/OI/O端口端口进行一次访问所需要的时间，进行一次访问所需要的时间，至少由至少由4 4个时钟周期组成。个时钟周期组成。（什么情况下执行总线周期？）（什么情况下执行总线周期？）指令周期：指令周期：是指是指CPUCPU执行一条指令所（取指、译码、读写操作、完成执行一条指令所（取指、译码、读写操作、完成）需要的时间。）需要的时间。 T1 T2 T3 T4 T1 T2 T3 T4 Ti Ti CLK总线周期总线周期时钟周期时钟周期Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院32022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式（1 1）时序）时序等待周期：等待周期：是在一个总线周期的是在一个总线周期的T T3 3和和T T4 4之间，之间，CPUCPU根据根据ReadyReady信号来确信号来确定是否插入定是否插入T TW W，插入几个插入几个T TW W。空闲周期：空闲周期：是指在二个总线周期之间的时间间隔（总线处在空闲状态是指在二个总线周期之间的时间间隔（总线处在空闲状态）。若为）。若为3 3个时钟周期，则空闲周期为个时钟周期，则空闲周期为3 3个个T Ti i。关系：关系：一个一个T Tw w=T=T；一个一个T Ti i=T=T；一个基本总线周期由四个一个基本总线周期由四个T T组成组成( (T T1,1,T T2 2 , ,T T3,3,T T4 4) ) ；一个指令周期由；一个指令周期由1 1到几个总线周期组成。到几个总线周期组成。 T1 T2 T3 T4 Ti Ti T1 T2 T3 Tw CLK T4等待周期等待周期空闲周期空闲周期Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院42022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式（1 1）时序）时序 总结总结T T1 1 ,T ,T2 2 ,T,T3 3 ,T ,T4 4状态的基本特点状态的基本特点T T1 1送地址：送地址：T T2 2设状态设状态: :高高4 4位状态，低位状态，低1616位高阻位高阻T T3 3送数据：送数据：CPUCPU和存储器或端口传数据，高和存储器或端口传数据，高4 4位维持状态位维持状态T T4 4结束：结束：等待状态等待状态T Tw w空闲状态空闲状态T Ti iMicrocomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院52022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式（2 2）引脚信号）引脚信号引脚功能复用和专用引脚功能复用和专用地址地址/ /数据、地址数据、地址/ /状态、复位、时钟状态、复位、时钟可控三态电路可控三态电路低电平、高电平、高阻抗低电平、高电平、高阻抗触发方式触发方式下降沿、上升沿，用于时序分析下降沿、上升沿，用于时序分析控制信号流控制信号流信号类型（数据、地址、控制），输入信号类型（数据、地址、控制），输入/ /输出、中断输出、中断Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院62022年年3月月14日星期一日星期一 GNDA14A13A12A11A10A9A8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVCC (5V)A15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6SS0MN/MXRDHOLD (RQ/GT0)HLDA (RQ/GT1)WR (LOCK)IO/M (S2)DT/R (S1)DEN (S0)ALE (QS0)INTA (QS1)TESTREADYRESET123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839408088CPUGNDAD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVCC (5V)AD15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6BHE/S7MN/MXRDHOLD (RQ/GT0)HLDA (RQ/GT1)WR (LOCK)M/IO (S2)DT/R (S1)DEN (S0)ALE (QS0)INTA (QS1)TESTREADYRESET123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839408086CPU附附: 8086/8088: 8086/8088引脚信号图引脚信号图Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院72022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式（2 2）引脚信号）引脚信号1234Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院82022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式（2 2）引脚信号）引脚信号/总线信号总线信号ADAD1515ADAD0 0 (Address Data Bus, (Address Data Bus, 分时复用地址分时复用地址/ /数据线数据线) )传送地址时三态输出传送地址时三态输出；传送数据时可双向三态输入；传送数据时可双向三态输入/ /输出。输出。A A1919/S/S6 6 A A1616/S/S3 3（ Address/Status, Address/Status, 分时复用地址分时复用地址/ /状态线状态线) )* *作地址用时，作地址用时，A A1919 A A1616与与ADAD1515ADAD0 0一起构成访问内存的一起构成访问内存的2020位位 物理地址物理地址* *当当CPUCPU访问访问I/OI/O端口时，端口时， A A1919 A A1616保持为保持为“0 0”* *作状态用时，作状态用时，S S6 6S S3 3输出状态信息。输出状态信息。( (参考教材参考教材) )ALE (Address Latch Enable)ALE (Address Latch Enable)地址锁存允许信号。输出，高电地址锁存允许信号。输出，高电平有效。平有效。在最小模式系统中作地址锁存器的选通信号。在最小模式系统中作地址锁存器的选通信号。Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院92022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式（2 2）引脚信号）引脚信号 / /总线信号总线信号-34-34引脚引脚BHE/S7BHE/S7 (Bus High Enable/Status, (Bus High Enable/Status, 80868086), ), 总线高位有效信号。三态输出总线高位有效信号。三态输出，低电平有效。在读写存储器或，低电平有效。在读写存储器或I/OI/O端口时，端口时， 用作体选信号。用作体选信号。SS0 SS0 (System Status, (System Status,80888088),),系统状态信号输出，与系统状态信号输出，与IO/MIO/M和和DT/RDT/R决定最小决定最小模式下当前总线周期状态。模式下当前总线周期状态。BHEBHE总线使用情况总线使用情况1616位数据总线上进行字传送位数据总线上进行字传送低低8 8位数据总线上进行字节传送位数据总线上进行字节传送高高8 8位数据总线上进行字节传送位数据总线上进行字节传送无无 效效Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院102022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式（2 2）引脚信号）引脚信号/ /系统控制系统控制RDRD（Read)Read)三态输出，低电平有效。指示三态输出，低电平有效。指示CPUCPU正在读内存或正在读内存或I/OI/O端口。端口。WRWR（Write)Write)三态输出，低电平有效。指示三态输出，低电平有效。指示CPUCPU正在写内存或正在写内存或I/OI/O端口。端口。M/IO (8086) M/IO (8086) 存储器或存储器或I/OI/O端口访问信号。端口访问信号。M/IO (8088)M/IO (8088)Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院112022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式（2 2）引脚信号）引脚信号/ /系统控制系统控制DT/RDT/R（Data Transmit/ReceiveData Transmit/Receive）数据发送数据发送/ /接收控制信号，用接收控制信号，用于数据收发器的传送方向。于数据收发器的传送方向。当当DT/RDT/R1 1，表示，表示CPUCPU向外部输出数据向外部输出数据 当当DT/RDT/R0 0为低电平时，表示外部向为低电平时，表示外部向CPUCPU输入数据。输入数据。DEN (Data Enable)DEN (Data Enable)数据允许信号，三态输出，低电平有效。数据允许信号，三态输出，低电平有效。 在最小模式系统中作为数据收发器的选通信号。在最小模式系统中作为数据收发器的选通信号。Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院122022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式（2 2）引脚信号）引脚信号/CPU/CPU控制控制RESETRESET 复位信号复位信号, ,输入，高电平有效。输入，高电平有效。CPUCPU接收到接收到RESETRESET信号后，停止当前操信号后，停止当前操作，并将工作寄存器和指令队列复位到初试状态。作，并将工作寄存器和指令队列复位到初试状态。TESTTEST 测试信号输入，高电平有效。测试信号输入，高电平有效。READYREADY 外部同步控制输入信号，高电平有效外部同步控制输入信号，高电平有效. .CLK CLK 时钟输入时钟输入寄存器寄存器初始状态初始状态寄存器寄存器初始状态初始状态标志寄存器标志寄存器清清0 0IPIP00000000H HCSCSFFFFHFFFFHDSDS00000000H HSSSS00000000H HESES00000000H H指令队列缓冲器指令队列缓冲器清清0 0其他寄存器其他寄存器00000000H HMicrocomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院132022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式（2 2）引脚信号）引脚信号/CPU/CPU控制控制3333引脚引脚MN/MX (Minimum/Maximum) MN/MX (Minimum/Maximum) 最小方式最小方式/ /最大方式最大方式高电平时，工作于最小方式（一般接电源电压）高电平时，工作于最小方式（一般接电源电压）构成小规模的应用系统，单处理器模式构成小规模的应用系统，单处理器模式CPUCPU本身提供所有的控制信号本身提供所有的控制信号低电平时，工作于最大方式（一般接电源地）低电平时，工作于最大方式（一般接电源地）构成较大规模的应用系统，多处理器模式，可以接入数值协处理器构成较大规模的应用系统，多处理器模式，可以接入数值协处理器80878087CPUCPU和总线控制器和总线控制器82888288共同形成系统控制信号共同形成系统控制信号Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院142022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式（2 2）引脚信号）引脚信号/ /总线控制和中断控制总线控制和中断控制总线控制总线控制HOLD/HOLDA HOLD/HOLDA (Hold Request / Hold Knowledge)(Hold Request / Hold Knowledge)总线请求信号总线请求信号/ /总线响应信号总线响应信号中断控制中断控制INTR INTR （Interrupt RequestInterrupt Request）可屏蔽中断可屏蔽中断, ,输入，高电平有效。输入，高电平有效。INTA (Interrupt Acknowledge)INTA (Interrupt Acknowledge)中断响应，输出，低电平有效中断响应，输出，低电平有效。NMI NMI 非屏蔽中断请求，输入，高电平有效。非屏蔽中断请求，输入，高电平有效。Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院152022年年3月月14日星期一日星期一 5V读写读写控制控制读写读写控制控制读写读写控制控制CSH奇地址存奇地址存储体储体8284时钟时钟发生器发生器RESETREADYCBD7 D0D15 D8DBCSL偶地址存偶地址存储体储体CSI/O接口接口ABA0A1 A19BHE STB OE8282锁存器锁存器CPUMN/MX INTA RD CLK WRREADY M/IORESETALEBHE A19-A16 AD15-AD0DEN DT/R TOE 8286 收发器收发器D15D0Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院162022年年3月月14日星期一日星期一 ( (DS)=3000H,(BX)=500CH,(3500CH)=9AH DS)=3000H,(BX)=500CH,(3500CH)=9AH 1.1.M/IO M/IO 变高，变高，CPUCPU将对将对内存进行操作内存进行操作2. 2. A A1919AA0 0 为为0011 0101 0000 0011 0101 0000 00000000 1100 11003. 3. ALEALE上出现正脉冲信号上出现正脉冲信号4. 4. DT/RDT/R变低，数据收发器处于接受状态变低，数据收发器处于接受状态5. A5. A1919AA1616 为为S S6 6S S5 5S S4 4S S3 3=0=06.6.ADAD7 7ADAD0 0变高阻态变高阻态7.7.RDRD变低，变低，CPUCPU将进行读操作将进行读操作8.8.DENDEN变低，允许数据传送变低，允许数据传送9.9.ADAD7 7ADAD0 0为为 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 010.10. RDRD变高，变高，CPUCPU从数据线上读数据从数据线上读数据, ,数据数据9 9AHAH读到读到ALAL中中11.11. DENDEN变高，数据收发器与总线断开，变高，数据收发器与总线断开，AD7AD0 AD7AD0 变高阻态变高阻态执行指令执行指令MOV AL,BXMOV AL,BX的时序图的时序图 A19A16T1T2T3T4A19A16/S6S3 M/ /IOA15A8RDDT/RDENCLKS6 S3 D15 D0AD15AD0ALEA15 A0Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院172022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式 附录附录 8088 CPU CIRCUIT DIAGRAMMicrocomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院182022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式 附录附录 8088 CPU CIRCUIT DIAGRAM INTEL 8282/74LS373（地址锁存器）（地址锁存器） INTEL 8286/74LS245（总线收发器）（总线收发器）Microcomputer : Principle and Microcomputer : Principle and InterfaceInterfaceSchool of Automation Science and Electrical Engineering自动化科学与电气工程学院192022年年3月月14日星期一日星期一 3.3 8086/80883.3 8086/8088微处理器工作方式微处理器工作方式 附录附录 8088 CPU CIRCUIT DIAGRAM