微機(jī)原理與接口技術(shù)第二章

1、微機(jī)原理及接口技術(shù)第二章第二章 微處理器微處理器z 8086CPU結(jié)構(gòu)z 8086CPU寄存器結(jié)構(gòu)z 存儲器組織微機(jī)原理及接口技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 8086 CPU結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)z 8086：數(shù)據(jù)總線16位，地址總線20根，220尋址1M字節(jié)。z 8088：外部數(shù)據(jù)總線8位，其余同8086。 微機(jī)原理及接口技術(shù)AH ALBH BLCH CLDH DLSPBPSIDICSDSSSESIP總線控制邏輯 地址總線 (20位) 外部總線 ALU 指令隊列 EU BIU標(biāo)志寄存器執(zhí)行部分控制1 2 6z1.組成：組成：z2.功能：功能：負(fù)責(zé)與存儲器接口，從內(nèi)存指定區(qū)域取出指令代碼，送指令隊列中排隊，執(zhí)行中所需操作

2、數(shù)也由BIU從內(nèi)存中取出，送EU部分去處理。 z一、總線接一、總線接口單元口單元BIU(Bus Interface Unit)四個段寄存器一個16位指令指針寄存器六個字節(jié)指令隊列(8088是4個字節(jié))形成20位物理地址的加法器總線控制邏輯z二、執(zhí)行單元二、執(zhí)行單元EU (Execution Unit)z1.組成：組成：運(yùn)算器ALU控制單元CU四個通用寄存器四個專用寄存器一個標(biāo)志寄存器z2.功能：功能：負(fù)責(zé)指令執(zhí)行。z 從BIU指令隊列中取出指令代碼，譯碼，并將操作數(shù)地址送回到BIU，由BIU取操作數(shù)送EU，經(jīng)EU的ALU操作運(yùn)算，結(jié)果送通用寄存器，或由BIU送內(nèi)存保存，狀態(tài)保存在標(biāo)志寄存器。

3、微機(jī)原理及接口技術(shù)第二節(jié)第二節(jié) 8086 CPU的寄存器結(jié)構(gòu)的寄存器結(jié)構(gòu)z14個16位寄存器，分成3類。z1.數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器zAH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL 8位zAX、BX、CX、DX 16位zEAX、EBX、ECX、EDX 32位(80386)微機(jī)原理及接口技術(shù)z2.指針寄存器指針寄存器z(1)SP堆棧指針寄存器堆棧指針寄存器(Stack Pointer)/ESPz 訪問堆棧(一塊內(nèi)存區(qū)域)z SS：段地址，SP：偏移地址。z(2)BP基數(shù)指針寄存器基數(shù)指針寄存器(Base Pointer)/EBPz 通過堆棧傳送數(shù)據(jù)和地址z SS：段地址，BP：偏移地址。6微機(jī)原理

4、及接口技術(shù)z3.變址寄存器變址寄存器z(1)SI源變址寄存器源變址寄存器(Source Index)/ESIz 字符串操作z DS：段地址，SI：字符串源地址。z(2)DI目的變址寄存器目的變址寄存器(Destination Index) /EDIz 字符串操作z ES：段地址，DI：字符串目的地址。微機(jī)原理及接口技術(shù)z對內(nèi)存單元進(jìn)行尋址，每個段尋址64K，段首址放在段寄存器中，單位為24，代表20位地址，低四位為0。z1. CS代碼段寄存器代碼段寄存器(Code Segment)z 存放當(dāng)前執(zhí)行程序所在段首址，CS內(nèi)容左移四位再加上指令指針寄存器IP內(nèi)容即下一條指令的地址。微機(jī)原理及接口技術(shù)

5、z2. DS數(shù)據(jù)段寄存器數(shù)據(jù)段寄存器(Data)z 含有當(dāng)前數(shù)據(jù)段首址，數(shù)據(jù)段中存放數(shù)據(jù)和變量，DS內(nèi)容加上指令中的偏移值，即為對數(shù)據(jù)段指定單元操作的地址。z3. SS堆棧段寄存器堆棧段寄存器(Stack)z 保存當(dāng)前堆棧段首址。微機(jī)原理及接口技術(shù)z4. ES附加段寄存器附加段寄存器(Extra)z 進(jìn)行字符串操作時，作為目的段地址使用，是附加的數(shù)據(jù)段。z5. FS、GS附加段寄存器附加段寄存器 z 是從80386CPU開始引入的附加的數(shù)據(jù)段。 微機(jī)原理及接口技術(shù)z1. IP指令指針寄存器指令指針寄存器(Instruction Pointer) /EIPz 存放下一條指令的偏移地址，段地址放C

6、S。z2. Flags或或PSW標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器(Flags) /EFLAGSz 存放運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)。微機(jī)原理及接口技術(shù)z16位標(biāo)志寄存器：z 6位狀態(tài)標(biāo)志z 3位控制標(biāo)志 O D I T S Z A P Cz(1) 進(jìn)位標(biāo)志CF (Carry Flag) 最高位產(chǎn)生的進(jìn)位或借位z(2) 輔助進(jìn)位標(biāo)志AF (Auxitiary Carry Flag) 字節(jié)操作：低4位向高4位的進(jìn)位或借位 字操作：低8位向高8位的進(jìn)位或借位z(3) 溢出標(biāo)志OF (Overflow Flag) 字節(jié)操作運(yùn)算結(jié)果超出-128+127 字操作運(yùn)算結(jié)果超出-32768+32767 OF=1z(4) 符號標(biāo)志SF

7、(Sign Flag)z 與最高位相同，1表示負(fù)，0表示正。z(5) 奇偶標(biāo)志PF (Parity Flag)z 結(jié)果低八位中1的個數(shù)為偶數(shù)PF=1，否則PF=0。z(6) 零標(biāo)志ZF (Zero Flag)z 運(yùn)算結(jié)果為0，ZF=1，否則ZF=0。z(7) 方向標(biāo)志DF (Direction Flag)z控制串操作指令用的標(biāo)志。zDF=1 串操作中地址自動減量zDF=0 串操作中地址自動增量z(8) 中斷允許標(biāo)志IF (Interrupt-enable Flag)z控制可屏蔽中斷標(biāo)志。zIF=1 允許CPU接受外部可屏蔽中斷請求zIF=0 屏蔽外部可屏蔽中斷請求z(9) 跟蹤標(biāo)志TF (Tr

8、ace Flag)z 使CPU進(jìn)入單步執(zhí)行方式。z TF=1 CPU在每條指令執(zhí)行后，產(chǎn)生一個內(nèi)部中斷，允許程序在每條指令執(zhí)行后進(jìn)行檢查。微機(jī)原理及接口技術(shù)z例：5394H加-777FH，說明運(yùn)算結(jié)果對標(biāo)志位的影響。 0101 0011 1001 0100 + 1000 1000 1000 0001 1101 1100 0001 0101z 運(yùn)算結(jié)果為-23EBHz 標(biāo)志為CF=0，AF=1，SF=1，ZF=0，OF=0，PF=0微機(jī)原理及接口技術(shù)第三節(jié)第三節(jié) 存儲器組織存儲器組織z A0A19 尋址1MB 00000HFFFFFHz(1)每段最多64KBz(2)段內(nèi)尋址仍為16位z(3)段首

9、址放段寄存器z(4)段與段間： 連續(xù)或斷續(xù)排列 部分或完全重疊7微機(jī)原理及接口技術(shù)1055H250AH8FFBHEFF0HCSDSESSS00000H10550H250A0H8FFB0HEFF00HFFFFFH代碼段數(shù)據(jù)段附加段堆棧段段的劃分由CS、DS、SS、ES給出，它們?yōu)?6位，代表20位，低4位為0。微機(jī)原理及接口技術(shù)z1. 物理地址與邏輯地址物理地址與邏輯地址z (1) 物理地址物理地址z 內(nèi)存單元的實(shí)際地址，也就是出現(xiàn)在地址總線上的地址。z (2) 邏輯地址邏輯地址z 或稱分段地址。z 記作 段地址段地址: : 段內(nèi)偏移地址段內(nèi)偏移地址16位16位20位微機(jī)原理及接口技術(shù)z2. 物

10、理地址的形成物理地址的形成z 段地址段地址表示段在內(nèi)存中的起始位置，通常被保存在某個段寄存器中，16位。z 段內(nèi)偏移地址段內(nèi)偏移地址表示內(nèi)存單元相對于段起始位置的位移，簡稱偏移地址，也叫有效地址EA，16位。z 系統(tǒng)采用下列方法將邏輯地址自動轉(zhuǎn)換為20位的物理地址：z 物理地址物理地址= =段地址段地址16+偏移地址偏移地址微機(jī)原理及接口技術(shù)1900150000段地址偏移地址190物理地址加法器z例：(1)得到指令地址CS內(nèi)容左移4位IP(2)堆棧操作SS內(nèi)容左移4位SP偏移量(指令中給出)(3)取操作數(shù)DS內(nèi)容左移4位如：2915H:0100H2915H左移4位0100H29250Hz 注：

11、注：每個內(nèi)存單元具有唯一的物理地址， 但可由不同的邏輯地址描述。 微機(jī)原理及接口技術(shù)z 1M存儲空間分為：z 偶地址存儲體和奇地址存儲體各512K1507800001H00003H00000H00002HFFFFFHFFFFEH奇地址存儲體(A0=1)521K8位偶地址存儲體(A0=0)521K8位偶地址存儲體與數(shù)據(jù)總線低8位連，A0=0選擇偶地址存儲體奇地址存儲體與數(shù)據(jù)總線高8位連BHE=0選擇奇地址存儲體微機(jī)原理及接口技術(shù)z存儲器中信息的存放：z 低位字節(jié)存在低地址z 高位字節(jié)存在高地址BHE A0操作數(shù)據(jù)線0 0從偶地址讀/寫一個字AD15AD00 1從奇地址讀/寫一個字節(jié) AD15AD81 0從偶地址讀/寫一個字節(jié) AD7AD01 1無效0 11 0從奇地址讀/寫一個字AD15AD8 AD7AD0微機(jī)原理及接口技術(shù)z代碼段CS：存程序指令代碼z數(shù)據(jù)段DS：存數(shù)據(jù)，變量z堆棧