微機(jī)原理-8086系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1、主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：2-1 8086 CPU結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)2-2 8086 CPU的引腳及其功能的引腳及其功能2-3 8086 存儲(chǔ)器組織存儲(chǔ)器組織2-4 8086 系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置2-5 8086 CPU時(shí)序時(shí)序第二章第二章 小結(jié)小結(jié) 通過對(duì)本章的學(xué)習(xí)，您應(yīng)該能夠達(dá)到下列要求：4掌握掌握8086的編程結(jié)構(gòu)的編程結(jié)構(gòu)4說明說明8086CPU的工作特點(diǎn)的工作特點(diǎn)4了解了解8086CPU的引線的引線4了解了解8086存儲(chǔ)器的分段管理與分體結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的分段管理與分體結(jié)構(gòu)4分析分析8086CPU基本總線周期時(shí)序基本總線周期時(shí)序48086的寄存器結(jié)構(gòu)以及時(shí)序的寄存器結(jié)構(gòu)以及時(shí)序單總線微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)單總線微型計(jì)

2、算機(jī)結(jié)構(gòu)8086最小系統(tǒng)存儲(chǔ)器I/O接口I/O設(shè)備地址總線AB控制總線CB數(shù)據(jù)總線DB 8086內(nèi)部寄存器，為內(nèi)部寄存器，為16位。位。1、8086有有16位數(shù)據(jù)據(jù)線，與地址線位數(shù)據(jù)據(jù)線，與地址線A0-A15兼用；兼用；20位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線,尋址空間達(dá)到尋址空間達(dá)到1MB.2、8088有有8位數(shù)據(jù)線，與地址線位數(shù)據(jù)線，與地址線A0-A7兼用；兼用； 引腳引腳28、34信號(hào)，功能與信號(hào)，功能與8086稍有不同。稍有不同。 8086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)分成兩部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)分成兩部分: 總線接口單元總線接口單元BIU，負(fù)責(zé)控制存貯器和，負(fù)責(zé)控制存貯器和I/O接口讀寫接口讀寫。: 執(zhí)行單元執(zhí)行單元EU從指令隊(duì)

3、列中取出指令并執(zhí)行從指令隊(duì)列中取出指令并執(zhí)行。：兩級(jí)流水線兩級(jí)流水線 取指部分和執(zhí)行指令部分分開進(jìn)行，提高了速度。取指部分和執(zhí)行指令部分分開進(jìn)行，提高了速度。外部總線外部總線內(nèi)部暫存器內(nèi)部暫存器 IP ES SS DS CS輸入輸入/輸出輸出控制電路控制電路執(zhí)行部分執(zhí)行部分控制電路控制電路1 2 3 4 5 6ALU標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器 AH AL BH BLCH CL DH DL SP BP SI DI通用通用寄存寄存器器地址地址加法加法器器指令隊(duì)列緩沖器指令隊(duì)列緩沖器執(zhí)行部件執(zhí)行部件 （EU)總線接口部件總線接口部件 （BIU)16位位20位位16位位8位位執(zhí)行部件總線接口部件通用寄存器通

4、用寄存器指針和變址寄存器指針和變址寄存器SP：堆棧指針：堆棧指針，其內(nèi)容與堆棧段寄存器SS的 內(nèi)容一起，提供堆棧操作地址。 BP：基址指針：基址指針：構(gòu)成段內(nèi)偏移地址的一部分. SI:（Source Index）：）：SI含有源地址意思,產(chǎn) 生有效地址或?qū)嶋H地址的偏移量。 DI:（Destination Index）：）：DI含有目的意思, 產(chǎn)生有效地址或?qū)嶋H地址的偏移量。算術(shù)邏輯單元算術(shù)邏輯單元ALU：主要是加法器。大部分指令主要是加法器。大部分指令的執(zhí)行由加法器完成。的執(zhí)行由加法器完成。標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器：16位字利用了9位。 標(biāo)志分兩類：狀態(tài)標(biāo)志狀態(tài)標(biāo)志（6位）位）:反映剛剛完成的操作

5、結(jié)果情況?？刂茦?biāo)志控制標(biāo)志（3位）位）:在某些指令操作中起控制作用。20位地址加法器位地址加法器四個(gè)段寄存器：四個(gè)段寄存器：CS、DS、SS、ESCS管理代碼段管理代碼段;DS管理數(shù)據(jù)段管理數(shù)據(jù)段SS管理堆棧段管理堆棧段;ES管理附加段管理附加段.16位的指令指針寄存器位的指令指針寄存器IP：IP中的內(nèi)容是下一條指令對(duì)現(xiàn)行代碼段基地址的偏移量，6字節(jié)的指令隊(duì)列字節(jié)的指令隊(duì)列指令隊(duì)列共六字節(jié)，總線接指令隊(duì)列共六字節(jié)，總線接口部件口部件BIU從內(nèi)存取指令，從內(nèi)存取指令，取來的總是放在指令隊(duì)列中；取來的總是放在指令隊(duì)列中；執(zhí)行部件執(zhí)行部件EU從指令隊(duì)列取指從指令隊(duì)列取指令，并執(zhí)行。令，并執(zhí)行。功能：

6、控制存儲(chǔ)器或功能：控制存儲(chǔ)器或IO接口與接口與CPU的信息傳送，地址的信息傳送，地址形成、取指令、指令排隊(duì)、讀形成、取指令、指令排隊(duì)、讀/寫操作、總線控制。寫操作、總線控制。（1）四個(gè)段寄存器：）四個(gè)段寄存器：(CS.DS.SS.SS)CS：16位的代碼段寄存器，代碼段首地址高位的代碼段寄存器，代碼段首地址高16位；位；DS：16位的數(shù)據(jù)段寄存器，數(shù)據(jù)段首地址高位的數(shù)據(jù)段寄存器，數(shù)據(jù)段首地址高16位；位；ES：16位的擴(kuò)展段寄存器，擴(kuò)展段首地址高位的擴(kuò)展段寄存器，擴(kuò)展段首地址高16位；位；SS：16位的堆棧段寄存器，堆棧段首地址高位的堆棧段寄存器，堆棧段首地址高16位。位。主要包括主要包括5個(gè)

7、部分：個(gè)部分：16位雙向數(shù)據(jù)總線和位雙向數(shù)據(jù)總線和20位地址總線，以及讀寫與總線位地址總線，以及讀寫與總線控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)。IP中的內(nèi)容是下一條指令對(duì)現(xiàn)行代碼段基地址的偏移中的內(nèi)容是下一條指令對(duì)現(xiàn)行代碼段基地址的偏移量，與段寄存器量，與段寄存器CS的內(nèi)容一起形成取指令的物理地的內(nèi)容一起形成取指令的物理地址。址。將將16位的邏輯地址變換成讀位的邏輯地址變換成讀/寫存儲(chǔ)器、外設(shè)所需要寫存儲(chǔ)器、外設(shè)所需要的的20位物理地址。位物理地址。發(fā)出讀發(fā)出讀/寫控制信號(hào)以及總線控制信號(hào)。寫控制信號(hào)以及總線控制信號(hào)。預(yù)存預(yù)存6字節(jié)的指令代碼，等待字節(jié)的指令代碼，等待EU處理。處理。4總線接口部件總線接口部件B

8、IU根據(jù)當(dāng)前的根據(jù)當(dāng)前的CS和和IP的值，形成的值，形成20位物理位物理地址，從其指定的存儲(chǔ)單元取指令代碼，放在指令隊(duì)列中地址，從其指定的存儲(chǔ)單元取指令代碼，放在指令隊(duì)列中4指令指針指令指針I(yè)P的值由的值由BIU自動(dòng)修改，始終等于下一條指令在自動(dòng)修改，始終等于下一條指令在現(xiàn)行代碼段的偏移地址；現(xiàn)行代碼段的偏移地址；4執(zhí)行部件執(zhí)行部件EU從指令隊(duì)列取指令碼，進(jìn)行指令譯碼和執(zhí)行指從指令隊(duì)列取指令碼，進(jìn)行指令譯碼和執(zhí)行指令，取指令與執(zhí)行指令可同時(shí)進(jìn)行；令，取指令與執(zhí)行指令可同時(shí)進(jìn)行；4當(dāng)指令隊(duì)列中有當(dāng)指令隊(duì)列中有2個(gè)或個(gè)或2個(gè)字節(jié)以上空余時(shí)，個(gè)字節(jié)以上空余時(shí)，BIU自動(dòng)將指自動(dòng)將指令取到隊(duì)列中。令取

9、到隊(duì)列中。4指令隊(duì)列已滿，指令隊(duì)列已滿，BIU與與EU又無總線請(qǐng)求時(shí)又無總線請(qǐng)求時(shí), 總線接口部件總線接口部件進(jìn)入空閑狀態(tài)進(jìn)入空閑狀態(tài)4執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令、調(diào)用指令、返回指令時(shí)，執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令、調(diào)用指令、返回指令時(shí)，BIU自動(dòng)清除指自動(dòng)清除指令隊(duì)令隊(duì) 列，然后從新地址取指令，并立即送給列，然后從新地址取指令，并立即送給EU，然后再，然后再從新單元開從新單元開 始，從新填滿隊(duì)列始，從新填滿隊(duì)列（1）四個(gè)）四個(gè)16位數(shù)據(jù)寄存器：位數(shù)據(jù)寄存器：AX、BX、CX、DX，每個(gè)每個(gè)16位寄存器可作位寄存器可作8位寄存器。位寄存器。 16位位 8位位 8位位 AX AH AL BX BH BL CX CH CL D

10、X DH DL可進(jìn)行可進(jìn)行16位數(shù)據(jù)運(yùn)算位數(shù)據(jù)運(yùn)算字運(yùn)算；字運(yùn)算；8位數(shù)位數(shù)據(jù)運(yùn)算據(jù)運(yùn)算字節(jié)運(yùn)算字節(jié)運(yùn)算（2） 指針和變址寄存器指針和變址寄存器二個(gè)變址寄存器二個(gè)變址寄存器: SI:（Source Index）：）：SI含有源地址意思含有源地址意思,產(chǎn)產(chǎn) 生有效地址或?qū)嶋H地址的偏移量。生有效地址或?qū)嶋H地址的偏移量。 DI:（Destination Index）：）：DI含有目的意思含有目的意思, 產(chǎn)生有效地址或?qū)嶋H地址的偏移量產(chǎn)生有效地址或?qū)嶋H地址的偏移量。二個(gè)指針寄存器二個(gè)指針寄存器 SP：堆棧指針，其內(nèi)容與堆棧段寄存器：堆棧指針，其內(nèi)容與堆棧段寄存器SS的的 內(nèi)容相加，提供堆棧操作地址。內(nèi)

11、容相加，提供堆棧操作地址。 BP：基址指針：構(gòu)成段內(nèi)偏移地址的一部分：基址指針：構(gòu)成段內(nèi)偏移地址的一部分.：主要是加法器。大部分指令的執(zhí)行由加法主要是加法器。大部分指令的執(zhí)行由加法器完成，器完成，8位字節(jié)運(yùn)算和位字節(jié)運(yùn)算和16位字運(yùn)算。位字運(yùn)算。OFDF IF TFZFAFSFPFCF15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 016位字利用了位字利用了9位位 標(biāo)志分兩類：標(biāo)志分兩類：狀態(tài)標(biāo)志（狀態(tài)標(biāo)志（6位）：反映剛剛完成的操作位）：反映剛剛完成的操作 結(jié)果的特點(diǎn)。結(jié)果的特點(diǎn)?？刂茦?biāo)志（控制標(biāo)志（3位）：在某些指令操作中起位）：在某些指令操作中起 控制控制CPU行

12、為的作用。行為的作用。標(biāo)志位：反映指令執(zhí)行結(jié)果的特征標(biāo)志位：反映指令執(zhí)行結(jié)果的特征進(jìn)位標(biāo)志進(jìn)位標(biāo)志CF: 本次運(yùn)算結(jié)果的最高位向更高位有進(jìn)位或本次運(yùn)算結(jié)果的最高位向更高位有進(jìn)位或借位時(shí)，借位時(shí)，CF=1，否則，否則CF=0；最高位：最高位：16位運(yùn)算（字運(yùn)算）時(shí)指位運(yùn)算（字運(yùn)算）時(shí)指D15，8位運(yùn)算（字節(jié)）時(shí)指位運(yùn)算（字節(jié)）時(shí)指D7輔助進(jìn)位標(biāo)志輔助進(jìn)位標(biāo)志AF:本次運(yùn)算結(jié)果的最低本次運(yùn)算結(jié)果的最低4位向更高位有進(jìn)位位向更高位有進(jìn)位或借位時(shí)或借位時(shí), AF=1，否則，否則AF=0；不論是字運(yùn)算還是字節(jié)運(yùn)算，都是指不論是字運(yùn)算還是字節(jié)運(yùn)算，都是指D3位位向向D4位的進(jìn)位或借位；位的進(jìn)位或借位；標(biāo)志

13、位：反映指令執(zhí)行結(jié)果的特征標(biāo)志位：反映指令執(zhí)行結(jié)果的特征奇偶校驗(yàn)標(biāo)志奇偶校驗(yàn)標(biāo)志PF:本次運(yùn)算結(jié)果的本次運(yùn)算結(jié)果的低低8位位有偶數(shù)個(gè)有偶數(shù)個(gè)“1”時(shí)，時(shí)，PF=1，否則，否則PF=0；不論是字運(yùn)算還是字節(jié)運(yùn)算，不論是字運(yùn)算還是字節(jié)運(yùn)算，PF都只與運(yùn)算都只與運(yùn)算結(jié)果的結(jié)果的低低8位位有關(guān)，而與高有關(guān)，而與高8位無關(guān)；位無關(guān)；全零標(biāo)志全零標(biāo)志ZF: 運(yùn)算結(jié)果全為零時(shí)，運(yùn)算結(jié)果全為零時(shí)，ZF=1，否則，否則CF=0；符號(hào)標(biāo)志符號(hào)標(biāo)志SF: 與本次運(yùn)算結(jié)果的最高位與本次運(yùn)算結(jié)果的最高位D15或或D7相同相同;標(biāo)志位：反映指令執(zhí)行結(jié)果的特征標(biāo)志位：反映指令執(zhí)行結(jié)果的特征溢出標(biāo)志溢出標(biāo)志OF:運(yùn)算結(jié)果溢出

14、時(shí)運(yùn)算結(jié)果溢出時(shí)OF=1，否則，否則OF=0；運(yùn)算結(jié)果超出范圍運(yùn)算結(jié)果超出范圍無符號(hào)數(shù)：用無符號(hào)數(shù)：用CF判斷，判斷，CF=1超出范圍；超出范圍；有符號(hào)數(shù)：用有符號(hào)數(shù)：用OF判斷，判斷，OF=1超出范圍；超出范圍；最高位進(jìn)位狀態(tài)最高位進(jìn)位狀態(tài)次高位進(jìn)位狀態(tài)次高位進(jìn)位狀態(tài)異或運(yùn)算異或運(yùn)算溢出溢出加法運(yùn)算的溢出加法運(yùn)算的溢出 運(yùn)算溢出的定義：運(yùn)算結(jié)果超出了結(jié)果寄存運(yùn)算溢出的定義：運(yùn)算結(jié)果超出了結(jié)果寄存器所能表示的帶符號(hào)數(shù)范圍。此時(shí)運(yùn)算結(jié)果器所能表示的帶符號(hào)數(shù)范圍。此時(shí)運(yùn)算結(jié)果不能代表正確運(yùn)算結(jié)果，也就是說，結(jié)果是不能代表正確運(yùn)算結(jié)果，也就是說，結(jié)果是錯(cuò)誤的。錯(cuò)誤的。溢出的判別：溢出的判別：雙高位判

15、別法：雙高位判別法： 最高位有進(jìn)位，最高位有進(jìn)位，CF=1；否則；否則CF=1。 數(shù)值部分最高位有進(jìn)位，數(shù)值部分最高位有進(jìn)位，CP=1，否則，否則 CP=0加法運(yùn)算的溢出判斷加法運(yùn)算的溢出判斷 CF CP=1 ，有溢出。，有溢出。 CF CP CF CP 1 0 1 溢出溢出 0 1 1溢出溢出 0 0 0無溢出無溢出 1 1 0無溢出無溢出CF=CP：CF把把CP的進(jìn)位狀態(tài)正確傳送給更高位的進(jìn)位狀態(tài)正確傳送給更高位CFCP：CF沒有把沒有把CP的進(jìn)位狀態(tài)正確傳送給更高位的進(jìn)位狀態(tài)正確傳送給更高位八位補(bǔ)碼運(yùn)算八位補(bǔ)碼運(yùn)算：（：（-128 +127） 0101 1010 +90 + 0110 0

16、011 +99 1011 1101 -67 CF=0，CP=1， CF CP=1，產(chǎn)生溢出，產(chǎn)生溢出，結(jié)果出錯(cuò)。結(jié)果出錯(cuò)。 1001 0010 -110 + 0010 0110 + 54 1100 1000 -56CF=0，CP=0， CF CP=0，沒有溢出，沒有溢出，結(jié)果正確。結(jié)果正確。跟蹤標(biāo)志跟蹤標(biāo)志TF: TF=0，CPU按正常方式執(zhí)行指令。按正常方式執(zhí)行指令。 TF=1，CPU按單步方式執(zhí)行指令。按單步方式執(zhí)行指令?？刂莆唬嚎刂瓶刂莆唬嚎刂艭PU的某些行為的某些行為中斷允許標(biāo)志中斷允許標(biāo)志IF: IF=1，允許，允許CPU響應(yīng)可屏蔽中斷響應(yīng)可屏蔽中斷;IF=0，禁止，禁止 CPU響應(yīng)

17、可屏蔽中斷。響應(yīng)可屏蔽中斷。方向標(biāo)志方向標(biāo)志DF:DF=0，串指令的地址向增加方向變化；，串指令的地址向增加方向變化；DF=1，串指令的地址向減小方向變化。，串指令的地址向減小方向變化。例例1、CF、PF、AF、ZF、SF、OF各為何值？各為何值？最高位最高位向向更高位更高位無進(jìn)位無進(jìn)位CF=0次高位次高位向向最高位最高位有進(jìn)位有進(jìn)位CP=1結(jié)果不結(jié)果不全為零全為零ZF=0D3向向D4進(jìn)位進(jìn)位AF=1低低8位有位有偶數(shù)個(gè)偶數(shù)個(gè)“1”PF=1SF = 結(jié)果結(jié)果的最的最高位高位SF=1OF = CF CP = 1CFCP： CF沒有正確地把沒有正確地把CP的進(jìn)位狀態(tài)傳送給更高位的進(jìn)位狀態(tài)傳送給更高

18、位 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 + 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 01 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 12-2 8086的引腳及其功能的引腳及其功能兩種工作模式：兩種工作模式：4最小模式最小模式：系統(tǒng)中只有8086一個(gè)微處理器，所有的總線控制信號(hào)均為8086產(chǎn)生，系統(tǒng)中的總線控制邏輯電路，減少到最少。（要求掌握要求掌握）4最大模式最大模式：用于大型（中型）8086/8088系統(tǒng)中。系統(tǒng)總是包含有兩個(gè)或多個(gè)微處理器，其中一個(gè)主處理器就是8086或8088，其它的處理器稱協(xié)處理器，協(xié)助主處理器工作。所有的總

19、線控制信號(hào)均由總線控制器8288產(chǎn)生。8086 為DIP-40封裝，包括20條地址線、16條數(shù)據(jù)/地址線，4條狀態(tài)/地址線，3個(gè)電源引腳，17條控制或狀態(tài)信號(hào)線。協(xié)處理器：協(xié)處理器：4數(shù)值運(yùn)算協(xié)處理器數(shù)值運(yùn)算協(xié)處理器8087：由硬件實(shí)現(xiàn)高精度整數(shù)浮點(diǎn)段運(yùn)算。4 輸入輸出協(xié)處理器輸入輸出協(xié)處理器8089：相當(dāng)兩個(gè)DMA通道的處理器。 增加協(xié)處理器，不再占用8086時(shí)間，大大提高系統(tǒng)的運(yùn)算速度效率。CPU存儲(chǔ)器I/O接口地址總線AB控制總線CB數(shù)據(jù)總線DB一、一、8086在最小模式中引線在最小模式中引線2. ：最小：最小/最大模式控制，輸入最大模式控制，輸入 接接+5V，最小模式；接地，最大模式。

20、，最小模式；接地，最大模式。MN/MX3. AD15AD0：地址：地址/數(shù)據(jù)，雙向，三態(tài)，分時(shí)復(fù)用數(shù)據(jù)，雙向，三態(tài)，分時(shí)復(fù)用 T1狀態(tài)：狀態(tài)：AD15AD0為地址信號(hào)；為地址信號(hào)； T2、T3、TW、T4狀態(tài)：數(shù)據(jù)信號(hào)狀態(tài)：數(shù)據(jù)信號(hào).1. VCC：+5伏電源引出腳伏電源引出腳 GND：電源接地引出腳。：電源接地引出腳。4. A19/S6A16/S3：地址：地址/狀態(tài)，輸出，三態(tài)，分時(shí)狀態(tài)，輸出，三態(tài)，分時(shí)復(fù)用復(fù)用 T1狀態(tài)：狀態(tài)： A19A16為地址的高四位，為地址的高四位， T2、T3、TW、T4狀態(tài)：為狀態(tài)信號(hào)。狀態(tài)：為狀態(tài)信號(hào)。 S4 S3 0 0 使用使用ES 0 1 使用使用SS 1

21、 0 使用使用CS 1 1 使用使用DS S6=0，8086CPU連在總線上；連在總線上； S5：中斷允許標(biāo)志設(shè)置：中斷允許標(biāo)志設(shè)置： S5=0，允許可屏蔽中斷請(qǐng)求，允許可屏蔽中斷請(qǐng)求 S5=1，禁止可屏蔽中斷請(qǐng)求，禁止可屏蔽中斷請(qǐng)求 0 0 從偶地址讀從偶地址讀/寫一個(gè)字寫一個(gè)字 AD15AD0 1 0 從偶地址讀從偶地址讀/寫一個(gè)字節(jié)寫一個(gè)字節(jié) A D7AD0 0 1 從奇地址讀從奇地址讀/寫一個(gè)字節(jié)寫一個(gè)字節(jié) AD15AD8 5、BHE/S7：高位數(shù)據(jù)有效：高位數(shù)據(jù)有效/狀態(tài)，輸出，三態(tài)，分時(shí)狀態(tài)，輸出，三態(tài)，分時(shí) T1狀態(tài)：狀態(tài)：BHE，表示，表示D15D8有效否，有效否， T2、T3

22、、TW、T4：為：為S7信號(hào)，在信號(hào)，在8086中無意義中無意義BHE和和A0區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)格式：區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)格式：BHE A0 操作操作 數(shù)據(jù)引腳數(shù)據(jù)引腳 0 1 從奇地址讀從奇地址讀/寫一個(gè)字，寫一個(gè)字， AD15AD8 1 0 先用高先用高8位，后用低位，后用低8位位 AD7AD09. WR ：寫信號(hào)，輸出，低電平有效：寫信號(hào)，輸出，低電平有效 WR=0 CPU正在向內(nèi)存或正在向內(nèi)存或I/O設(shè)備寫入數(shù)據(jù)。設(shè)備寫入數(shù)據(jù)。 10. RD ：寫信號(hào)，輸出，低電平有效：寫信號(hào)，輸出，低電平有效 RD=0 CPU正在從內(nèi)存或正在從內(nèi)存或I/O設(shè)備讀取數(shù)據(jù)。設(shè)備讀取數(shù)據(jù)。 11、M/IO：存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器/IO

23、端口控制，輸出，三態(tài)端口控制，輸出，三態(tài) M/IO=1，CPU與存儲(chǔ)器交換數(shù)據(jù)；與存儲(chǔ)器交換數(shù)據(jù)； M/IO=0， CPU與外設(shè)交換數(shù)據(jù)。與外設(shè)交換數(shù)據(jù)。12、ALE：地址鎖存信號(hào)，輸出：地址鎖存信號(hào)，輸出 在在T1狀態(tài)，狀態(tài)，ALE=1，表示分時(shí)復(fù)用的引腳，表示分時(shí)復(fù)用的引腳AD15AD0以及以及A16/S3A19/S6上送出的是地址信上送出的是地址信息；在息；在T2、T3、T4狀態(tài)，狀態(tài)，ALE=0，表示引腳，表示引腳AD15AD0上傳送數(shù)據(jù)信息，上傳送數(shù)據(jù)信息，A16/S3A19/S6上送出的是狀上送出的是狀態(tài)信息。態(tài)信息。13、DEN：數(shù)據(jù)使能信號(hào)，輸出，三態(tài)：數(shù)據(jù)使能信號(hào)，輸出，三態(tài)

24、 當(dāng)分時(shí)復(fù)用的引腳當(dāng)分時(shí)復(fù)用的引腳AD15AD0 上要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，上要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，DEN=0。14、DT/R：數(shù)據(jù)發(fā)送：數(shù)據(jù)發(fā)送/接收，輸出，三態(tài)接收，輸出，三態(tài) DT/R=1，CPU發(fā)送數(shù)據(jù)到外設(shè)或存儲(chǔ)器；發(fā)送數(shù)據(jù)到外設(shè)或存儲(chǔ)器； DT/R=0， CPU從外設(shè)或存儲(chǔ)器接收數(shù)據(jù)。從外設(shè)或存儲(chǔ)器接收數(shù)據(jù)。15. NMI：非屏蔽中斷請(qǐng)求，輸入，上升沿有效，：非屏蔽中斷請(qǐng)求，輸入，上升沿有效， 不受中斷允許標(biāo)志不受中斷允許標(biāo)志IF的影響，不能用軟件進(jìn)行屏蔽。的影響，不能用軟件進(jìn)行屏蔽。16. INTR：可屏蔽中斷請(qǐng)求，輸入：可屏蔽中斷請(qǐng)求，輸入 若若IF=1，CPU將響應(yīng)該中斷請(qǐng)求。將響應(yīng)該中斷請(qǐng)求

25、。17. INTA ：寫信號(hào)，低電平有效：寫信號(hào)，低電平有效 INTA=0 CPU正在響應(yīng)正在響應(yīng)INTR引腳的中斷請(qǐng)求。引腳的中斷請(qǐng)求。 18. HOLD: 總線保持請(qǐng)求信號(hào)總線保持請(qǐng)求信號(hào)19. HLDA： 總線保持應(yīng)答信號(hào)總線保持應(yīng)答信號(hào)22、RESET：復(fù)位信號(hào)，輸入：復(fù)位信號(hào)，輸入 當(dāng)當(dāng)RESET=1且保持且保持4個(gè)時(shí)鐘周期以上，個(gè)時(shí)鐘周期以上，CPU進(jìn)入進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，標(biāo)志寄存器、復(fù)位狀態(tài)，標(biāo)志寄存器、IP、CS、ES、SS、DS和指和指令隊(duì)列清零，令隊(duì)列清零，CS置為置為0FFFFH。23、READY：準(zhǔn)備好信號(hào)，輸入：準(zhǔn)備好信號(hào)，輸入 CPU在總線周期的在總線周期的T3狀態(tài)檢測(cè)狀

26、態(tài)檢測(cè)READY，若，若READY=0，則插入，則插入Tw狀態(tài)等待，直到狀態(tài)等待，直到READY=1，才進(jìn)入才進(jìn)入T4狀態(tài)，完成數(shù)據(jù)傳送。狀態(tài)，完成數(shù)據(jù)傳送。21、TEST：測(cè)試信號(hào)，輸入：測(cè)試信號(hào)，輸入 執(zhí)行執(zhí)行WAIT指令時(shí)，若指令時(shí)，若TEST=1，則，則CPU處于空轉(zhuǎn)等處于空轉(zhuǎn)等待；當(dāng)待；當(dāng) TEST=0有效時(shí)，結(jié)束等待狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行有效時(shí)，結(jié)束等待狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行下一條指令下一條指令 。 20. CLK時(shí)鐘，輸入時(shí)鐘，輸入 要求頻率為：要求頻率為：8086-2不超過不超過8MHz，時(shí)間基準(zhǔn)。，時(shí)間基準(zhǔn)。二、8086在最大模式引腳定義自己了解三、8088與8086的不同之處8088的低的

27、低8位地址與數(shù)據(jù)復(fù)用，位地址與數(shù)據(jù)復(fù)用，AD7AD0，高高8位地址為專用引腳，位地址為專用引腳，A15A8；8088的外部數(shù)據(jù)總線只有的外部數(shù)據(jù)總線只有8位，內(nèi)部總線也是位，內(nèi)部總線也是16位，稱之為準(zhǔn)位，稱之為準(zhǔn)16位位CPU；8088的該引腳定義為的該引腳定義為IO/M，電平屬性與，電平屬性與8086的的M/IO相反，為與相反，為與8085CPU兼容；兼容；8088只有只有8位數(shù)線，不需要位數(shù)線，不需要BHE信號(hào)，改為信號(hào)，改為SSo 一、一、 存儲(chǔ)器地址的分段管理存儲(chǔ)器地址的分段管理怎樣用怎樣用16位寄存器表示位寄存器表示20位地址信息？位地址信息？4存儲(chǔ)器是以字節(jié)（存儲(chǔ)器是以字節(jié)（BY

28、TE）為單位存儲(chǔ)信息，存儲(chǔ)器）為單位存儲(chǔ)信息，存儲(chǔ)器的通用單位為字節(jié)。的通用單位為字節(jié)。4由于由于8086訪問內(nèi)存要訪問內(nèi)存要20位地址位地址(1MB），而執(zhí)行部件），而執(zhí)行部件EU中所有寄存器和內(nèi)部數(shù)據(jù)總線均為中所有寄存器和內(nèi)部數(shù)據(jù)總線均為16位，位， 只能提只能提供供16位地址，只能尋址位地址，只能尋址216 =64KB。因此，把。因此，把1MB存存儲(chǔ)空間分為若干個(gè)儲(chǔ)空間分為若干個(gè)“邏輯段邏輯段”(Segment) ，每個(gè)段最，每個(gè)段最多可管理多可管理64KB空間。空間。4段與段之間可以是分開的、連續(xù)的、重疊的甚至重段與段之間可以是分開的、連續(xù)的、重疊的甚至重合。任何一個(gè)存儲(chǔ)單元都可以定義

29、在一個(gè)段或多個(gè)合。任何一個(gè)存儲(chǔ)單元都可以定義在一個(gè)段或多個(gè)段中。段中。2-3 8086 存儲(chǔ)器組織4段起始地址段起始地址x是是20位二進(jìn)制數(shù)，規(guī)定它的最低位二進(jìn)制數(shù)，規(guī)定它的最低4位位二進(jìn)制數(shù)規(guī)定等于二進(jìn)制數(shù)規(guī)定等于0，這樣起始地址只有高，這樣起始地址只有高16位二位二進(jìn)制數(shù)需要指定，將其存放在進(jìn)制數(shù)需要指定，將其存放在16位段寄存器中，位段寄存器中，稱為稱為段基址段基址。把段基址左移。把段基址左移4個(gè)二進(jìn)制位，相當(dāng)于個(gè)二進(jìn)制位，相當(dāng)于乘以時(shí)進(jìn)制數(shù)乘以時(shí)進(jìn)制數(shù)16，即得到段起始地址。，即得到段起始地址。一個(gè)存儲(chǔ)單元的實(shí)際地址一個(gè)存儲(chǔ)單元的實(shí)際地址y用它所在段的起始地址以用它所在段的起始地址以及

30、相對(duì)于段起始地址的及相對(duì)于段起始地址的16位偏移量位偏移量d表示，表示，y=x+d。改。改變偏移量可在段內(nèi)變偏移量可在段內(nèi)64kB范圍移動(dòng)。改變起始地址范圍移動(dòng)。改變起始地址x可可以使整個(gè)段在以使整個(gè)段在1MB空間浮動(dòng)。空間浮動(dòng)。起始地址起始地址偏移量偏移量d段內(nèi)偏移地址段內(nèi)偏移地址實(shí)際地址實(shí)際地址y物理地址物理地址16位段基址位段基址 0000+16位偏移地址位偏移地址20位物理地址位物理地址段寄存器提供高16位，而低4位補(bǔ)0，二進(jìn)制0，得起始地址地址加法器實(shí)現(xiàn)，無符號(hào)或有符號(hào)？物理地址形成算法：段寄存器物理地址形成算法：段寄存器 16 + 偏移地址偏移地址存儲(chǔ)單元實(shí)際存儲(chǔ)單元實(shí)際20位地址

31、稱位地址稱物理地址物理地址。用。用段基址段基址和和偏移地址偏移地址表示的地址信息，稱為表示的地址信息，稱為邏輯地址邏輯地址，寫為，寫為 段基址段基址 : 偏移地址偏移地址，編程時(shí)采用邏輯地址。，編程時(shí)采用邏輯地址。給定邏輯地址，可惟一地確定一個(gè)物理地址；但給定給定邏輯地址，可惟一地確定一個(gè)物理地址；但給定物理地址，存在無數(shù)個(gè)邏輯地址物理地址，存在無數(shù)個(gè)邏輯地址 段的分配：段的分配： 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器0150H1CD0H4200HB000H64K代碼代碼64K堆棧堆棧64K數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)64K附加附加CSSSDSES0150:0000H0150:FFFFH例：邏輯地址例：邏輯地址1000H : 501AH

32、對(duì)應(yīng)的物對(duì)應(yīng)的物理地址理地址 1 0 0 0 0 + 5 0 1 A 1 5 0 1 A 例例2 、CS=2000H,最大尋址空間可達(dá)多少最大尋址空間可達(dá)多少? CS左移四位：左移四位：20000 0H IP的內(nèi)容：的內(nèi)容：0 0 0 0FFFF H 2 0 0 0 0 2 0 0 0 0 + 0 0 0 0 + F F F F 2 0 0 0 0 2 F F F F 物理地址：物理地址：2 0 0 0 0 H2 F F F F H 64K3.邏輯地址的來源操作類型操作類型隱含段地址隱含段地址 替換段地址替換段地址偏移地址偏移地址取指令取指令CS無無IP堆棧操作堆棧操作SS無無SPBP間接尋址

33、間接尋址SSCS、DS、ES 有效地址有效地址存取變量存取變量DSCS、ES、SS有效地址有效地址源字符串源字符串DSCS、ES、SSSI目標(biāo)字符串目標(biāo)字符串ES無無DI表表2-7 邏輯地址來源邏輯地址來源二、二、8086存儲(chǔ)器分體結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器分體結(jié)構(gòu)：1MB空間分為兩個(gè)空間分為兩個(gè)512KB的存儲(chǔ)體：的存儲(chǔ)體： 偶地址存儲(chǔ)體：連接偶地址存儲(chǔ)體：連接D7D0，A0=0 時(shí)選通；時(shí)選通； 奇地址存儲(chǔ)體：連接奇地址存儲(chǔ)體：連接D15D8，BHE=0時(shí)選通。時(shí)選通。 8086可以傳送一個(gè)字節(jié)，也可以傳送二個(gè)字節(jié)。可以傳送一個(gè)字節(jié)，也可以傳送二個(gè)字節(jié)。常用的存儲(chǔ)器芯片是字節(jié)結(jié)構(gòu)，只有常用的存儲(chǔ)器芯片是字

34、節(jié)結(jié)構(gòu)，只有8位數(shù)據(jù)線，位數(shù)據(jù)線，8086有有16位數(shù)據(jù)線。位數(shù)據(jù)線。如何用如何用8位的存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成位的存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成16位的存儲(chǔ)器？位的存儲(chǔ)器？SEL A18A0 512k 8 D7D0SEL A18A0 512k 8 D7D0A19A18086與存儲(chǔ)器連接與存儲(chǔ)器連接低8位D7D0高8位D15D8BHEA0奇存奇存儲(chǔ)體儲(chǔ)體偶存儲(chǔ)體偶存儲(chǔ)體存儲(chǔ)器分體結(jié)構(gòu)注意要點(diǎn)：存儲(chǔ)器分體結(jié)構(gòu)注意要點(diǎn)： BHE控制連接控制連接CPU高高8位的存儲(chǔ)體位的存儲(chǔ)體奇存儲(chǔ)體的片選信號(hào)奇存儲(chǔ)體的片選信號(hào) A0控制連接控制連接CPU低低8位的存儲(chǔ)體位的存儲(chǔ)體偶偶存儲(chǔ)體的片選信號(hào)存儲(chǔ)體的片選信號(hào)1. CPU的地址線的地

35、址線A1A19連接兩個(gè)存儲(chǔ)體連接兩個(gè)存儲(chǔ)體的地址信號(hào)的地址信號(hào)A0A18存儲(chǔ)器分體結(jié)構(gòu)注意要點(diǎn)：存儲(chǔ)器分體結(jié)構(gòu)注意要點(diǎn)： 一個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)包含地址相鄰的兩個(gè)字節(jié)一個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)包含地址相鄰的兩個(gè)字節(jié)，一個(gè)字節(jié)放在奇存儲(chǔ)體中，另一個(gè)，一個(gè)字節(jié)放在奇存儲(chǔ)體中，另一個(gè)字節(jié)放在偶存儲(chǔ)體中字節(jié)放在偶存儲(chǔ)體中 字?jǐn)?shù)據(jù)的地址定義為其低字節(jié)所在單字?jǐn)?shù)據(jù)的地址定義為其低字節(jié)所在單元的地址，可以是偶地址字?jǐn)?shù)據(jù)（對(duì)元的地址，可以是偶地址字?jǐn)?shù)據(jù)（對(duì)準(zhǔn)存放），也可以是奇地址字?jǐn)?shù)據(jù)準(zhǔn)存放），也可以是奇地址字?jǐn)?shù)據(jù) 8088 只有只有8位數(shù)據(jù)總線，不存在分體結(jié)位數(shù)據(jù)總線，不存在分體結(jié)構(gòu)構(gòu)操作BHE A0總線使用從偶地址開始讀寫一個(gè)字節(jié)

36、1 0AD7AD0從奇地址開始讀寫一個(gè)字節(jié) 0 1AD15AD8從偶地址開始讀寫一個(gè)字，一次總線操作就完成 0 0AD15AD0從奇地址開始讀寫一個(gè)字，分兩次進(jìn)行 0 1 1 0AD15AD8AD7AD08086 總線操作列表總線操作列表MN/MX1、 接接+5V；2-4 8086 系統(tǒng)配置一、最小模式系統(tǒng)8086在最小模式下的典型配置：在最小模式下的典型配置：4、二片、二片8286/8287作總線驅(qū)動(dòng)器，作總線驅(qū)動(dòng)器，8286是同相輸出，是同相輸出，8287是反相輸出；是反相輸出；3、三片、三片8282或或74LS373作地址鎖存器作地址鎖存器;2、一片、一片8284作為時(shí)鐘發(fā)生器作為時(shí)鐘發(fā)

37、生器;8282鎖存器鎖存器STB=1，直通狀態(tài)，直通狀態(tài); STB=0，鎖存狀態(tài)，鎖存狀態(tài).DO保持保持STB下降沿下降沿時(shí)刻的時(shí)刻的DI值不變值不變8282鎖存器與8086的連接8286與8088的連接OE T 傳送傳送 0 0 BA 0 1 AB 1 X 高阻高阻8086在最小模式在最小模式下的典型配置下的典型配置ALESTB把地址信息把地址信息A0A19從復(fù)用從復(fù)用總線上提取出來加以保持總線上提取出來加以保持思考題48086最小系統(tǒng)包含哪些新片？48282的作用是什么？與CPU如何連接？8086系統(tǒng)需要幾片8282？48286的作用是什么？與CPU如何連接？8086系統(tǒng)需要幾片8286？

38、2-5 8086的操作和時(shí)序的操作和時(shí)序4主要操作主要操作系統(tǒng)復(fù)位與啟動(dòng)系統(tǒng)復(fù)位與啟動(dòng)暫停暫?？偩€讀總線讀/寫操作寫操作總線保持總線保持中斷操作中斷操作一、系統(tǒng)復(fù)位與啟動(dòng)一、系統(tǒng)復(fù)位與啟動(dòng)4通過RETSET引腿上的觸發(fā)信號(hào)來執(zhí)行。 標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器 : 清零清零 指令指針（指令指針（IP）: 0000H CS : FFFFH DS、ES、SS : 0000H 指令隊(duì)列指令隊(duì)列 : 空空 其它寄存器其它寄存器 : 0000H 4復(fù)位后，第一條指令的地址：復(fù)位后，第一條指令的地址：CS左移四位左移四位為為FFFF0H 物理地址為物理地址為 FFFF0+0000H（IP中）中） =FFFF0H4

39、一般在一般在FFFFF0中，存放一條段交叉直接中，存放一條段交叉直接JMP指令，轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)程序?qū)嶋H開始處。指令，轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)程序?qū)嶋H開始處。二、最小模式下的總線操作二、最小模式下的總線操作時(shí)鐘周期時(shí)鐘周期：CPU的的CLK引腳所輸入時(shí)鐘信號(hào)的引腳所輸入時(shí)鐘信號(hào)的周期長度，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最小時(shí)間單位，常周期長度，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最小時(shí)間單位，常稱為稱為T狀態(tài)；狀態(tài)；指令周期指令周期：執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間，不同：執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間，不同指令的指令周期長短一般是不同的，通常包含指令的指令周期長短一般是不同的，通常包含若干個(gè)時(shí)鐘周期；若干個(gè)時(shí)鐘周期；總線周期總線周期：BIU完成一次總線操作，即訪

40、問一完成一次總線操作，即訪問一次存儲(chǔ)器或次存儲(chǔ)器或I/O端口所需要的時(shí)間，一個(gè)基本端口所需要的時(shí)間，一個(gè)基本總線周期包含總線周期包含4個(gè)個(gè)T狀態(tài)；狀態(tài)；與時(shí)間有關(guān)的幾個(gè)概念與時(shí)間有關(guān)的幾個(gè)概念4T3狀態(tài)狀態(tài)：AD0AD15上出現(xiàn)數(shù)據(jù)。上出現(xiàn)數(shù)據(jù)。4TW狀態(tài)狀態(tài)：若存儲(chǔ)器式外設(shè)的工作速度較：若存儲(chǔ)器式外設(shè)的工作速度較慢，不能滿足基本時(shí)序要求，使用一個(gè)慢，不能滿足基本時(shí)序要求，使用一個(gè)產(chǎn)生產(chǎn)生READY的電路，以使在的電路，以使在T3狀態(tài)之后，狀態(tài)之后，插入一個(gè)等待周期插入一個(gè)等待周期TW。4T4狀態(tài)：狀態(tài)：結(jié)束一個(gè)總線周期。結(jié)束一個(gè)總線周期。2、最小模式下的總線寫操作、最小模式下的總線寫操作T1狀態(tài)狀態(tài)：A19A0上是