【教學(xué)】第2章8086微處理器ppt課件

1、【本章重點(diǎn)】本章主要講述8086的硬件構(gòu)造、外部引腳、 內(nèi)部存放器的組織、和總線(xiàn)時(shí)序?！颈菊码y點(diǎn)】引腳功能和總線(xiàn)時(shí)序。第第2章章 8086微處置器微處置器2.2.1 8086的構(gòu)造特點(diǎn)的構(gòu)造特點(diǎn)微處置器執(zhí)行一段程序通常是經(jīng)過(guò)反復(fù)執(zhí)行微處置器執(zhí)行一段程序通常是經(jīng)過(guò)反復(fù)執(zhí)行如下步驟來(lái)完成。即：如下步驟來(lái)完成。即：1 從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出一條指令，分析從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出一條指令，分析指令操作碼；指令操作碼；2 讀出一個(gè)操作數(shù)假設(shè)指令需求操讀出一個(gè)操作數(shù)假設(shè)指令需求操作數(shù)；作數(shù)；3 執(zhí)行指令；執(zhí)行指令；4 將結(jié)果寫(xiě)入內(nèi)存儲(chǔ)器假設(shè)指令需將結(jié)果寫(xiě)入內(nèi)存儲(chǔ)器假設(shè)指令需求。求。2.1 8086 CPU的構(gòu)造的構(gòu)造A

2、HALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通通用用寄寄存存器器CSDSSSESIP內(nèi)部暫存器ALU運(yùn)運(yùn)算算寄寄存存器器執(zhí)執(zhí)行行部部分分控控制制電電路路1 1 2 23 3 4 4 5 56 6輸輸入入/ /輸輸出出控控制制電電路路標(biāo)標(biāo)志志地地址址加加法法器器2 20 0位位地地址址1 16 6位位地地址址外外部部總總線(xiàn)線(xiàn)指指令令隊(duì)隊(duì)列列緩緩沖沖器器總總線(xiàn)線(xiàn)接接口口部部件件（B BI IU U) )執(zhí)執(zhí)行行部部件件( (E EU U) )1 16 6位位地地址址A AX XB BX XC CX XD DX X8 8位位圖2-1 8086的構(gòu)造框圖 1總線(xiàn)接口部件總線(xiàn)接口部件 14個(gè)段地址存放

3、器 CS-16位的代碼段存放器 DS-16位的數(shù)據(jù)段存放器 ES-16位的擴(kuò)展段存放器 SS-16位的堆棧段存放器216位的指令指針存放器IP320位的地址加法器46字節(jié)的指令隊(duì)列。 2執(zhí)行部件執(zhí)行部件14個(gè)通用存放器，即個(gè)通用存放器，即AX、BX、CX，DX； 24個(gè)公用存放器，即基數(shù)指針存放器個(gè)公用存放器，即基數(shù)指針存放器BP，堆棧指，堆棧指針存放器針存放器SP，源變址存放器，源變址存放器SI，目的變址存放器，目的變址存放器DI；3標(biāo)志存放器標(biāo)志存放器Flag；4算術(shù)邏輯單元算術(shù)邏輯單元ALU；8086的執(zhí)行部件的執(zhí)行部件EU有如下特點(diǎn)：有如下特點(diǎn)：14個(gè)通用存放器既可以作為個(gè)通用存放器既

4、可以作為16位存放器運(yùn)用，也可位存放器運(yùn)用，也可以作為以作為8位存放器運(yùn)用。位存放器運(yùn)用。2AX存放器也常稱(chēng)為累加器，存放器也常稱(chēng)為累加器，8086指令系統(tǒng)中有許指令系統(tǒng)中有許多指令都是經(jīng)過(guò)累加器的動(dòng)作來(lái)執(zhí)行的。多指令都是經(jīng)過(guò)累加器的動(dòng)作來(lái)執(zhí)行的。存放器執(zhí)行操作AX整字乘法，整字除法，整字I/OAL字節(jié)乘法，字節(jié)除法，字節(jié)I/O，轉(zhuǎn)移，十進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算AH字節(jié)乘法，字節(jié)除法BX轉(zhuǎn)移CX串操作，循環(huán)次數(shù)CL變量移位或循環(huán)控制DX整字乘法，整字除法，間接尋址I/OSP堆棧操作SI字符串操作DI字符串操作表2-1 存放器的主要用途 3加法器是算術(shù)邏輯部件主要部件，絕大部分指令的執(zhí)行都是由加法器完成的。

5、 4標(biāo)志存放器共有16位，其中，7位未用，所用的各位含義如下： ODITSZ A P C015形狀標(biāo)志有6個(gè)，即SF、ZF，PF、CF，AF和OF。 符號(hào)標(biāo)志SF(Sign Flag)：它和運(yùn)算結(jié)果的最高位一樣。假設(shè)運(yùn)算結(jié)果最高位為1，那么SF=1，否那么SF=0。 零標(biāo)志ZF(Zero Flag)：假設(shè)當(dāng)前的 運(yùn) 算 結(jié) 果 為 零 ， 那 么 Z F = 1 ， 否 那 么ZF=0。奇偶標(biāo)志PF(Parity Flag)：假設(shè)運(yùn)算結(jié)果的低8位中所含的1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，那么PF=1，否那么PF=0。進(jìn)位標(biāo)志CF(Carry Flag)：當(dāng)執(zhí)行一個(gè)加法運(yùn)算使最高位產(chǎn)生進(jìn)位時(shí)，或者執(zhí)行一個(gè) 減 法

6、 運(yùn) 算 引 起 最 高 位 產(chǎn) 生 借 位 時(shí) ， 那 么CF=1，否那么CF=0。 輔助進(jìn)位標(biāo)志AF(Auxiliary Carry Flag)：當(dāng)加法運(yùn)算時(shí)，假設(shè)第三位往第四位有進(jìn)位，或者當(dāng)減法運(yùn)算時(shí)，假設(shè)第三位從第四位有借位，那么AF=1，否那么AF=0。溢出標(biāo)志OF(Overflow Flag)：當(dāng)運(yùn)算過(guò)程中產(chǎn)生溢出時(shí)，會(huì)使OF=1，否那么OF=0。 控制標(biāo)志有3個(gè)，即DF、IF、TF。 方向標(biāo)志DF(Direction Flag)：這是控制串操作指令的標(biāo)志。假設(shè)DF=0，那么串操作過(guò)程中地址會(huì)不斷增值，反之，假設(shè)DF=1，那么串操作過(guò)程中地址會(huì)不斷減值。 中斷標(biāo)志IF(1uterr

7、upt Enable Flay)：這是控制可屏蔽中斷的標(biāo)志。如IF=0，那么CPU不能對(duì)可屏蔽中斷懇求作出呼應(yīng)，假設(shè)IF=1，那么CPU可以接受可屏蔽中斷懇求。跟蹤標(biāo)志TF(Trap Flay)：假設(shè)TF=1，那么CPU按跟蹤方式執(zhí)行指令。 2.2.2 8086的總線(xiàn)任務(wù)周期的總線(xiàn)任務(wù)周期 在8086中，一個(gè)最根本的總線(xiàn)周期由4個(gè)時(shí)鐘周期組成 一個(gè)總線(xiàn)同期T1T2T3TWT4一個(gè)總線(xiàn)同期T1T2T3TWT4T1T1 在T1形狀，CPU往多路復(fù)用總線(xiàn)上發(fā)出地址信息，以指出要尋址的存儲(chǔ)單元及外設(shè)端口的地址。 在T2形狀，CPU從總線(xiàn)上吊銷(xiāo)地址，而使總線(xiàn)的低16位浮置成高阻形狀，為傳輸數(shù)據(jù)作預(yù)備。總

8、線(xiàn)的最高4位(A19A16)用來(lái)輸出本總線(xiàn)周期形狀信息。這些形狀信息用來(lái)表示中斷允許形狀、當(dāng)前正在運(yùn)用的段存放器名等。 在T3形狀，多路總線(xiàn)的高4位繼續(xù)提供形狀信息，而多路總線(xiàn)的低16位上出現(xiàn)由CPU寫(xiě)出的數(shù)據(jù)或者CPU從存儲(chǔ)器或端口讀入的數(shù)據(jù)。 在有些情況下，被寫(xiě)入數(shù)據(jù)或者被讀取數(shù)據(jù)的外設(shè)或存儲(chǔ)器不能及時(shí)地配合CPU傳送數(shù)據(jù)。這時(shí)，外設(shè)或存儲(chǔ)器會(huì)經(jīng)過(guò)“READY信號(hào)線(xiàn)在T3形狀啟動(dòng)之前向CPU發(fā)一個(gè)“數(shù)據(jù)未預(yù)備好信號(hào)，于是CPU會(huì)在T3之后插入1個(gè)或多個(gè)附加的時(shí)鐘周期TW。TW也叫等待形狀。在Tw形狀，總線(xiàn)上的信息情況和T3形狀的信息情況一樣。當(dāng)指定的存儲(chǔ)器或外設(shè)完成數(shù)據(jù)傳送時(shí)，便在“REA

9、DY線(xiàn)上發(fā)出“預(yù)備好信號(hào)，CPU接納到這一信號(hào)后，會(huì)自動(dòng)脫離TW形狀面進(jìn)入T4形狀. 在T4形狀，總線(xiàn)周期終了。需求指出的是，只需在CPU和內(nèi)存或IO接口之間傳輸數(shù)據(jù)，以及填充指令隊(duì)列時(shí)，CPU才執(zhí)行總線(xiàn)周期?？梢?jiàn)，假設(shè)在1個(gè)總線(xiàn)周期之后，不立刻執(zhí)行下1個(gè)總線(xiàn)周期。那么，系統(tǒng)總線(xiàn)就處在空閑形狀，此時(shí)，執(zhí)行空閑周期。 2.3 8086/8088的引腳信號(hào)和任務(wù)方式的引腳信號(hào)和任務(wù)方式 2.3.1 最小方式和最大方式的概念最小方式和最大方式的概念 所謂最小方式，就是在系統(tǒng)中只需所謂最小方式，就是在系統(tǒng)中只需8086一個(gè)微處置器。一個(gè)微處置器。在這種系統(tǒng)中，一切的總線(xiàn)控制信號(hào)都直接由在這種系統(tǒng)中，一

10、切的總線(xiàn)控制信號(hào)都直接由8086產(chǎn)生，產(chǎn)生，因此，系統(tǒng)中的總線(xiàn)控制邏輯電路被減到最少。因此，系統(tǒng)中的總線(xiàn)控制邏輯電路被減到最少。 最大方式是相對(duì)最小方式而言，在此系統(tǒng)中，包含兩最大方式是相對(duì)最小方式而言，在此系統(tǒng)中，包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的微處置器，其中一個(gè)主處置器就是個(gè)或兩個(gè)以上的微處置器，其中一個(gè)主處置器就是8086，其他的處置器稱(chēng)為協(xié)處置器，它們是協(xié)助主處置器任務(wù)其他的處置器稱(chēng)為協(xié)處置器，它們是協(xié)助主處置器任務(wù)的。和的。和8086配合的協(xié)處置器有兩個(gè)。一個(gè)是數(shù)值運(yùn)算協(xié)配合的協(xié)處置器有兩個(gè)。一個(gè)是數(shù)值運(yùn)算協(xié)處置器處置器8087，一個(gè)是輸入輸出協(xié)處置器，一個(gè)是輸入輸出協(xié)處置器8089。 2.3.

11、2 8086的引腳信號(hào)和功能的引腳信號(hào)和功能12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940AD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVCCA15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6BHE/S7MN/MXRDHOLD(RQ/GTHOLD(RQ/GTWR(LOCK)M/IO(S2)DT/R(S1)DEN(S0)ALE(QS0)INTA(QS1)TESTREADYRESETGND1AD15AD0地址數(shù)據(jù)復(fù)用引腳

12、(雙向任務(wù))2A19S6A16S3地址形狀復(fù)用引腳(輸出) 3 BHE/S7高8位數(shù)據(jù)總線(xiàn)允許形狀復(fù)用引腳輸出 BHEA0操 作所用的數(shù)據(jù)引腳00從偶地址單元開(kāi)場(chǎng)讀寫(xiě)一個(gè)字AD15AD001從奇地址單元或端口讀寫(xiě)一十字節(jié)AD15AD810從偶地址單元或端口讀寫(xiě)一個(gè)字節(jié)AD7AD011無(wú)效 01從奇地址開(kāi)場(chǎng)讀寫(xiě)一個(gè)字AD15AD010在第一個(gè)總線(xiàn)周期，將低8位數(shù)字送到AD15AD8在第二個(gè)總線(xiàn)周期，將高8位數(shù)字送到AD7AD0 4NMI 非屏蔽中斷信號(hào) 5INTR可屏蔽中斷懇求信號(hào) 6RD讀選通訊號(hào) 7CLK時(shí)鐘信號(hào) 8RESET復(fù)位信號(hào) 9READY預(yù)備就緒輸入信號(hào) 10TEST測(cè)試信號(hào) 11

13、 MN/MX最小最大方式控制信號(hào)12GND地和VCC電源 2.3.3 8086最小任務(wù)方式最小任務(wù)方式當(dāng)8086第33腳MNMX固定接到+5V時(shí)，就處于最小任務(wù)方式下第24腳第3l腳的信號(hào)含義如下： 1INTA中斷呼應(yīng)信號(hào)(輸出) ALE地址鎖存允許信號(hào) DT/R數(shù)據(jù)收發(fā)信號(hào) 5M/IO存貯器輸入輸出控制信號(hào) 6WR寫(xiě)信號(hào) 數(shù)據(jù)傳輸方式I/O讀001I/O寫(xiě)010存貯器讀101存貯器寫(xiě)110表2-3 最小方式數(shù)據(jù)傳輸方式 7HOLD總線(xiàn)堅(jiān)持懇求信號(hào) 8HLDA總線(xiàn)堅(jiān)持呼應(yīng)信號(hào) 9SS0 形狀輸出線(xiàn) 性能100中斷呼應(yīng)101讀IO/M端口110寫(xiě)IO/M端口111暫停000取指001讀存貯器01

14、0寫(xiě)存貯器011無(wú)作用M/IODT/RSS0C L KR E S E TR E A D YM X/M NA L EA1 9 A1 6B H EA D1 5 A D0D E NR/D TIO/MW RR EH O L DH L D AI N T RIN T A8 8 0 0 8 8 6 6地 址 鎖 存 器S T B8 2 8 2（ 三 片 ）收 發(fā) 器8 2 8 6（ 二 片 ）（ 可 選 ）O ET地 址 總 線(xiàn)B H E數(shù) 據(jù) 總 線(xiàn)控 制 總 線(xiàn)8 2 8 4 AR E S E TR E A D Y+ 5 V圖2-7是8088在最小方式下的典型配置 2.3.4 8086最大任務(wù)方式最大任

15、務(wù)方式當(dāng)MN/MX加上低電平常，8086CPU任務(wù)在最大方式下。此時(shí)8086CPU任務(wù)于多處置器系統(tǒng)。 1QSl和QS0指令隊(duì)列形狀信號(hào) 2S2，S1，S0總線(xiàn)周期形狀信號(hào) 3LOCK總線(xiàn)封鎖信號(hào) 4RQ/GT1，RQ/GT0 總線(xiàn)懇求信號(hào)輸入總線(xiàn)懇求允許信號(hào)輸出 C L KR E S E TR E A D YM X/M NA1 9 A1 6B H EA D1 5 A D0I N T R8 8 0 0 8 8 6 6地 址 鎖 存 器S T B8 2 8 2（ 三 片 ）收 發(fā) 器8 2 8 6（ 二 片 ）TB H E8 2 8 4 AC L KR E S E TR E A D YO E地

16、址 總 線(xiàn)0S1S2S總 線(xiàn) 控 制 器8 2 8 8O E8 2 5 9 A及 有 關(guān) 電 路&IN T A0G T/R Q1G T/R Q中斷請(qǐng)求數(shù) 據(jù) 總 線(xiàn)控 制 總 線(xiàn)圖2-8 8086最大任務(wù)方式的典型配置 1總線(xiàn)控制器總線(xiàn)控制器8288 命令信號(hào)發(fā)生器控制信號(hào)發(fā)生器狀態(tài)譯碼器控制電路MRDCMWTCAMWTCIORCAIOWCINTAIOWCDT/RDENALEMCE/PDEN總線(xiàn)命令信號(hào)總線(xiàn)控制信號(hào)S2S1S0CLKIOBCENAEN狀態(tài)信號(hào)控制輸入12345678910111213141516171819208288IOBCLKS1DT/RALEAENMRDCAMWT

17、CMWTCGNDVCCS0S2MCE/PDENDENCENINTAIORCIOWCAIOWC 2總線(xiàn)仲裁控制器8289 多路總線(xiàn)接口局部總線(xiàn)接口控制電路INITBCLKBREQBPRNBPROBUSYCBRQ總線(xiàn)仲裁信號(hào)CLKIOBRESBLOCK控制輸入狀態(tài)譯碼器S2S1S0狀態(tài)信號(hào)仲裁電路ANYRQSTCRQLCKSYSB/RESBAEN1234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 08 2 8 9I O BC L KS1A E NG N DVC CS0S2R E S BB C L KI N I TB R E QB P R OB P R NL O C K

18、C R Q L C KA N Y R Q S TC B R QB U S Y2.3.5 8086系統(tǒng)復(fù)為和啟動(dòng)操作系統(tǒng)復(fù)為和啟動(dòng)操作 存放器稱(chēng)號(hào)存放器形狀標(biāo)志存放器FR指令指針存放器IPCS段存放器DS段存放器SS段存放器ES段存放器指令隊(duì)列其它存放器清零0000HFFFFH0000H0000H0000H空0000H表2-9復(fù)位時(shí)8086/8088個(gè)內(nèi)部存放器的值由表2-9中看到，在復(fù)位的時(shí)候，代碼段存放器CS和指令指針存放器IP分別初始化為FFFFH和0000H。所以，80868088在復(fù)位之后再重新啟動(dòng)時(shí)，便從內(nèi)存的FFFF0H處開(kāi)場(chǎng)執(zhí)行指令，使系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)，能自動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)程序。在復(fù)位時(shí)，由于標(biāo)志存放器被清零，即一切標(biāo)志位都被去除了，因此，系統(tǒng)程序在啟動(dòng)時(shí)，總是要經(jīng)過(guò)指令來(lái)設(shè)置各有關(guān)標(biāo)志。復(fù)位信號(hào) RESET從高電平到低電平的跳變會(huì)觸發(fā)CPU內(nèi)部的一個(gè)復(fù)位邏輯電路，經(jīng)過(guò)7個(gè)時(shí)鐘周期之后，CPU就被啟動(dòng)而恢復(fù)正常任務(wù)，即從FFFF0H處開(kāi)場(chǎng)執(zhí)行程序。 2.4 存貯器組