微机原理CPU-1.ppt

第2章 16位和32位微处理器 2.1 16位微处理器8086 2.2 32位微处理器Pentium 2.1 16位微处理器8086 1．8086的编程结构 2．8086的引脚信号和工作模式 3．8086的操作和时序 4．8086的存储器编址和I/O编址 8086主要特点 16位外部数据总线； 16位内部体系结构——ALU、寄存器和内部数据总线皆16位； 多种寻址方式及较强的指令系统功能； 20位地址线，寻址1M字节存储空间； 16位I/O端口地址线，寻址64K端口地址； 较强中断处理能力、管理DMA操作和多处理的能力。 1．8086的编程结构 1）总线接口部件(BIU） 2）执行部件（EU） 3）8086的寄存器组 4）8086总线周期的概念 1）总线接口部件(BIU） BIU的功能负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。 BIU的组成 2）执行部件（EU） EU的功能——负责执行指令。 EU的组成 4个16位的通用寄存器：AX、BX、CX、DX 4个16位的专用寄存器：BP、SP、SI、DI 1个16位的标志寄存器：FLAGS 16位的算术逻辑单元ALU 3）8086的寄存器组 段寄存器： CS、DS、SS、ES 通用寄存器：AX、BX、CX、DX 专用寄存器：BP、SP、SI、DI 指令指针寄存器IP 标志寄存器FLAGS （1）4个16位段寄存器 CS（代码段）指明代码段的起始地址 SS（堆栈段）指明堆栈段的起始地址 DS（数据段）指明数据段的起始地址 ES（附加段）指明附加段的起始地址 每个段寄存器用来确定一个逻辑段的起始地址，每种逻辑段均有各自的用途 20位的地址加法器 段地址左移4位+偏移量→20位的物理地址 段地址*16+偏移量 →20位的物理地址 （2）通用寄存器 用来存放计算的结果和操作数，BX可以存放地址 16位通用寄存器：AX、BX、CX、DX 8位通用寄存器： AH、BH、CH、DH AL、BL、CL、DL （3）专用寄存器 可用于存放某个存储单元的偏移地址。 16位指针寄存器 指针寄存器用于寻址内存堆栈内的数据 SP为堆栈指针寄存器 指示栈顶的偏移地址 BP为基址指针寄存器 指示位于堆栈段中的一个数据区的偏移地址。 SP和BP与SS联合使用 （4）指令指针寄存器IP 指令指针寄存器IP（16位），保存下一次将要从内存中取出指令的偏移地址 IP与代码段寄存器CS联用，通过CS:IP控制指令序列的执行流程。 （5）16位标志寄存器（FLAGS） 6位状态标志 3位控制标志 状态标志：表示处理器当前运行的状态 控制标志：控制处理器的某一特定功能 ① 状态标志 进位标志CF（Carry Flag ） 运算结果的最高有效位 有进位（加法）或借位（减法），CF=1； 无进位（加法）或借位（减法），CF=0。  例1：4345H＋3219H=755EH CF=0，ZF=0，OF=0，SF=0，PF=0，AF=0 例2：39H+48H=81H CF=0，ZF=0，OF=1，SF=1，PF=1，AF=1 例3：AAH+7CH=(1)26H CF=1，ZF=0，OF=0，SF=0，PF=0，AF=1 ② 控制标志 方向标志DF（Direction Flag） 用于串操作指令中，控制地址的变化方向： 设置DF＝0，存储器地址自动增加； 设置DF＝1，存储器地址自动减少。 中断允许标志IF（Interrupt-enable Flag） 控制外部可屏蔽中断是否可以被处理器响应 设置IF＝1，则允许中断； 设置IF＝0，则禁止中断。 跟踪标志TF（Trap Flag） 用于控制处理器进入跟踪执行方式： 设置TF＝0，处理器正常工作； 设置TF＝1，处理器按跟踪方式执行指令。 4）8086总线周期的概念 8086进行一次内存或外设端口访问，需要BIU执行一个总线周期。 8086基本的总线周期由4个时钟周期组成，以T1、T2、T3和T4来表示，称为4个T状态。 2．8086的引脚信号和工作模式 1）最小模式和最大模式的概念 2）基本引脚信号和功能 3）最小模式引脚信号和典型配置 4）最大模式引脚信号和典型配置 1）最小模式和最大模式的概念 两种模式构成两种不同规模的应用系统 最小模式 构成小规模的应用系统(单处理器） 所有的总线控制信号由8086直接提供 最大模式 构成较大规模的应用系统（多处理器），例如可以接入数值运算协处理器8087、输入/输出协处理器8089 总线控制信号由总线控制器8288提供 两种模式利用MN/MX#引脚区别 MN/MX#接高电平为最小模式 MN/MX#接低电平为最大模式 两种模式下的内部操作并没有区别 2