2、8086微处理器.ppt

80x86微处理器 微处理器简称CPU，由运算器、控制器和寄存器组成 一、8086/8088微处理器的功能结构 8086/8088 由执行部件EU（Execution Unit）和总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）组成 EU包括算术逻辑单元ALU（Arithmetic/Logic Unit）、4个16位通用寄存器、2个16位指针寄存器和2个16位变址寄存器、指令译码器、16位标志寄存器及控制电路 作用：执行指令 BIU包括4个16位段寄存器、一个16位指令指针、一个20位地址加法器、一个6B指令流队列、16位内部暂存器和总线控制电路 作用：传送数据或指令代码 （一）8086的编程结构 编程结构： 指从程序员和使用者的角度看到的结构。 与芯片内部的物理结构和实际布局有区别。 8086 编程结构 8086内部寄存器 EU包括 *四个通用寄存器AX、BX、CX、DX *四个专用寄存器：基地址指针BP、堆栈指针SP、源变址寄存器SI、目的变址寄存器DI *标志寄存器FR BIU包括 *指令指针IP、 *段寄存器：代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、堆栈段寄存器SS、附加数据段寄存器ES （二）指令流队列与流水线管理原理 指令流队列 内部的存储器阵列，类似一个先进先出的栈；指令流队列使指令的取出与执行同时并行进行，加快了程序的运行速度 流水线管理工作原理 BIU与EU相互独立，指令的执行与提取可并行操作 （三）8086CPU的存储器组织 20位地址总线，可寻址1MB的存储单元 每个存储单元的地址均为20位二进制码，称为物理地址。 逻辑地址表示为： 段地址：偏移地址 物理地址＝段地址×10H＋偏移地址 存储器按字节组织，每个字节单元有唯一的地址码，分别有00000H--FFFFFH来编址。 堆栈 堆栈是一组寄存器或一个存储区，用以存放调用子程序或响应中断时的主程序断点地址及其他寄存器内容 堆栈特点：后进先出 堆栈操作：压入（PUSH）和弹出（POP） 压栈：指针SP先减2指向新栈顶，再压入数据 出栈：先将栈顶数据弹出，SP加2指向新栈顶 （四）8086 CPU总线周期 CPU通过总线完成与存储器、I/O端口之间的操作， 这些操作统称为总线操作。 总线周期 执行一个总线操作所需要的时间称为总线周期。 一个基本的总线周期通常包含 4 个T状态，按时间的先后顺序分别称为T1、T2、T3、T4 ，另外还有等待状态TW和空闲状态TI （五）8086CPU的引脚信号与工作模式 8086CPU是一块具有40条引出线的集成电路芯片，其各引出线的定义如图所示。为了减少芯片的引线，有许多引线具有双重定义和功能，采用分时复用方式工作，即在不同时刻，这些引线上的信号是不相同的。 8086引脚图 1．最小模式 系统规模小: 只含有一个8088CPU 不含数字运算协处理器、 输入/输出协处理器 系统的控制总线直接由8088CPU的控制线供给，统中的总线控制逻辑电路被减少到最小。 1. 电源、时钟和工作模式选择 Vcc 接+5V CLK接4.77MHz 2个GND接地 MN/MX接 +5V 2. 访问I/O端口、存储器的控制信号 IO/M 选择I/O或存储器操作 RD 读操作控制 WR 写操作控制 3. 地址/数据、地址/状态复用信号 AD15~ AD0 地址/数据复用信号 A19~ A16/S6~ S3 地址/状态复用信号 S6=0，S5=IF， S4、S3当前使用段寄存器 00-ES，01-SS，10-CS/未用，11-DS 8086 在最小模式下的典型配置 2．最大模式 系统规模较大: 除8086CPU外，还可以有其它协处理器 如 数字运算协处理器8087 输入/输出协处理器8089 系统的控制总线由总线控制器8288来提供 8288增强了8086CPU总线的驱动能力 将8086的状态信号(S2~S0)进行译码， 提供8086对存储器、I/O接口进行控制所需的信号 8086 在最大模式下的典型配置 最大模式下的引脚与功能 当 加上低电平时，8086CPU工作在最大模式之下。此时，除引线24到31之外，其他引线与最小模式完全相同。 :这是最大模式下由8088CPU经三态门输出的状态信号。