微型计算机原理及应用(第二版)第2篇 章微型计算机概述.ppt

　　如果再细分，一个指令周期还可以分成若干个总线周期，即一条指令是由若干个总线周期来完成的。那么什么是总线周期呢？8086CPU通过其系统总线对存储器或接口进行一次访问所需的时间称为一个总线周期。这里主要是指8086CPU将一个字节写入一个内存单元或一个接口地址，或者8086CPU由内存或接口读出一个字节到CPU的时间，均为一个总线周期。　　在正常情况下，一个总线周期由4个时钟周期组成。时钟周期就是前面提到的加在CPU芯片引脚CLK上的时钟信号的周期。 　　HIGH：在最大模式时始终为高电平输出。 　　(3) ?8088的引线28是IO/　　，即CPU访问内存时该引线输出低电平；访问接口时则输出高电平。对8086而言，该引线的状态刚好相反，即变为M/　　。 　当然，两者内部的指令预取队列长度不一样，这在前面已经提到，8088CPU为4个字节而8086CPU为6个字节。从应用的角度来说，这一不同并不重要。 2.2.4 8086CPU的内部结构 　　上面已经说明了关于8086CPU的引线及功能。要特别强调的是从工程应用来说，为了便于以后硬件连接，构成系统，读者在学习任何集成芯片时(包括这里的8086CPU)，都必须仔细弄清它们的引线，以便使用时顺利地连接。至于芯片的内部结构，由于芯片集成度的提高，读者不可能也不必要弄清其结构细节，只要对它们有最低限度的了解，满足以后工程应用的需要也就足够了。 　　1．8086CPU的内部结构 　　8086微处理器内部分为两个部分：执行单元(EU)和总线接口单元(BIU)，如图2.4所示。 图2.4 8086(8088)微处理器的内部结构 　　EU负责指令的执行。它包括ALU(运算器)、通用寄存器和状态寄存器等，主要进行16位的各种运算及有效地址的计算。 　　BIU负责与存储器和I/O设备的接口。它由段寄存器、指令指针、地址加法器和指令队列缓冲器组成。地址加法器将段和偏移地址相加，生成20位的物理地址。 　　前面已经提到，在8086微处理器中，取指令和执行指令是可以在时间上重叠的，也就是说，总线接口单元的操作与执行单元的操作是完全不同步的。通常，由BIU将指令先读入到指令队列缓冲器中。若此时执行单元刚好要求对存储器或I/O设备进行操作，那么在执行中的取指存储周期结束后，下一个周期将执行执行单元所要求的存储器操作或I/O操作。只要指令队列缓冲器不满，而且执行单元没有存储器或I/O操作要求，BIU总是要到存储器中去取后续的指令。当4个字节的指令队列缓冲器满时，且执行单元又没有存储器或I/O操作请求时，总线接口单元将进入空闲状态。在执行转移、调用、返回指令时，指令队列缓冲器的内容将被清除。 　　2．8086处理器中的内部寄存器 　　在8086处理器中，用户能用指令改变其内容的主要是一组内部寄存器，其结构如图2.5所示。 图2.5 8086CPU内部寄存器 　　1) 数据寄存器 　　8086有4个16位的数据寄存器，可以存放16位的操作数。其中AX为累加器，其他3个尽管也可以存放16位操作数，但它们的用途都有区别，具体说明如表2.7所示。 表2.7 数据寄存器的一些专门用途 　　从图2.5中可以看到，4个16位的寄存器在需要时，可分为8个8位寄存器来用，这样就大大增加了使用的灵活性。 　　2) 指针寄存器 　　8086的指针寄存器有两个：SP和BP。SP是堆栈指针寄存器，由它和堆栈段寄存器一起来确定堆栈在内存中的位置。BP是基数指针寄存器，通常用于存放基地址，以使8086的寻址更加灵活。 　　3) 变址寄存器 　　8086的变址寄存器有两个：SI和DI。SI是源变址寄存器，DI是目的变址寄存器，它们都用于指令的变址寻址。顾名思义，SI通常指向源操作数，DI通常指向目的操作数。 　　4) 控制寄存器 　　8086的控制寄存器有两个：IP和PSW。IP是指令指针寄存器，用来控制CPU的指令执行顺序。它和代码寄存器CS一起可以确定当前所要取的指令的内存地址。CPU执行程序的地址总是为CS?×?16?+?IP。当顺序执行程序时，CPU每从内存取一个指令字节，IP自动加1，指向下一个要读取的指令。 　　当CS不变、IP单独改变时，会发生段内程序转移；当CS和IP同时改变时，会发生段间程序转移。 　　PSW是程序状态字，也有人称它为状态寄存器或标志寄存器，它用来存放8086CPU在工作过程中的状态。PSW各位标志如图2.6所示。 图2.6 状态寄存器 　　标志寄存器是一个16位的寄存器，空着的各位暂未使用。8086中所用的9位对了解8086CPU的工作和用汇编语言编写程序是很重要的。这些标志位的含义如下： 　 C—进位标志位。做加法时出现进位或做减法时出现借位，该标志位置1；否则清0。位移