第2章1 微处理器及.ppt

2.1 8086微处理器2.1.1 8086微处理器的内部结构和功能 8086微处理器是Intel系列的16位微处理器。该处理 器有16位数据线、20位地址线总线、最大可寻址空间为 1MB存储单元、I/O端口最多为64K个。（220） 8086微处理器将微处理器分为功能独立的两个逻 辑部件模块：即总线接口部件（BIU）和执行部件（EU）。 BIU模块和EU模块的并行操作，使8086CPU的工作 效率和速度显著提高， 8086微处理器的内部结构 8086/8088 CPU中有一个16位指令指针寄存器IP，用来存放将要执行的下一条指令在代码段中的偏移地址。 程序运行过程中，BIU自动修改IP中的内容，使它始终指向将要执行的下一条指令。 程序不能直接访问IP，但是可通过某些指令修改IP的内容。例如, 执行转移指令时，会将转移的目标地址送入IP中，实现程序的转移。 上述运算后： CF = C7 （D7位上的进位）= 0 （无进位）； AF = C3 （D3位上的进位） = 1（有辅助进位）； PF = 1（运算结果有4个1）； SF = D7 = 1（运算结果符号位为1）； OF = C7⊕C6 = 0⊕1 = 1 （有溢出）； ZF = 0 （运算结果不为0）。 上述运算后： CF = 1 （有借位）； AF = 1 （有辅助进位）； PF = 1 （运算结果中有6个1）； SF = 1 （符号位为1）； OF = 0 （无溢出）； ZF = 0 （运算结果不为0）。 运算产生的标志位由程序员根据需要选择使用： 如果参加运算的两个数是有符号数（用补码表示），可以用OF判断结果是否产生溢出，这时不必关心CF的状态； 如果参加运算的两个数是无符号数，可以用CF判断结果是否超出范围，无需关心OF的状态。 控制标志 （1）IF（Interrupt Flag） 中断允许标志位。IF=1，表示允许CPU响应可屏蔽中断。 IF标志可通过STI指令置位（置1），通过CLI指令复位（清零）。 （2）DF（Direction Flag） 方向标志位。在串操作指令中，若DF=0，表示串操作指令执行后地址指针自动增量，串操作由低地址向高地址进行；DF=1，表示地址指针自动减量，串操作由高地址向低地址进行。 DF标志位可通过STD指令置位，通过CLD指令复位。 （3）TF（Trap Flag） 单步标志位。TF=1，每条指令执行结束都会发生“单步”中断，用于程序调试。 1.3 8086/8088 微处理器子系统 1.3.1 8086/8088 微处理器的引脚及功能 8086/8088 CPU是十六位的微处理器，它向外的信号包含16条数据线，20条地址线，以及若干控制信号。 为了减少芯片引脚数量，部分引脚采用分时复用的方式，构成40条引脚的双列直插式封装。 8086/8088 CPU有两种不同的工作模式（最小模式和最大模式）。8条引脚（24～31）在两种工作模式中，具有不同的功能，最大模式下被重新定义的控制信号写在括号中。 引脚信号的传输有以下几种类型： 输出：信号从CPU向外部传送； 输入：信号从外部送入CPU； 双向：信号有时从外部送入CPU，有时从CPU向外部传送； 三态：除了高电平、低电平两种状态之外，CPU内部还可以通过一个大的电阻阻断内外信号的传送，CPU内部的状态与外部相互隔离，称为“悬浮态”。 地址与数据信号引脚 （1）AD15～AD0（Address Data Bus） 分时复用的地址/数据线。 （2）A19/S6～A16/S3（Address/Status） 分时复用的地址/状态线。 用作地址线时，A19～A16与AD15～AD0一起构成访问存储器的20位物理地址。CPU访问I/O端口时，A19～A16保持为“0”。 用作状态线时，S6～S3用来输出状态信息，表示当前正在使用的段寄存器（表1-1）。 2． 读写控制信号引脚 读写控制信号用来控制CPU对存储器和IO设备的读写过程： 数据传输方向（读/写）； 传输种类（存储器还是IO设备）； 读写方式（奇地址字节/偶地址字节/字）； 存储器/IO设备是否准备好的状态信号； 分时总线上信号的类型等。 （1）M/ （Memory/IO） 存储器或I/O端口访问选择信号，三态输出。 （2） （Read） 读信号。三态输出，低电平有效，表示当前CPU正在读存储器或I/O端口。 （3） （Write）写信号。三态输出，低电平有效，表示当前CPU正在写存储器或I/O端口。 （4）READY 准备就绪信号。由外部输入，高电平有效，表示