微機(jī)原理與應(yīng)用第四章ppt課件

1、4.1 16位微處置器概述位微處置器概述4.2 8086/8088CPU的構(gòu)造的構(gòu)造4.3 8086/8088CPU的引腳信號和任務(wù)方式的引腳信號和任務(wù)方式4.4 8086/8088的主要操作功能的主要操作功能本章目的本章目的1971年第一塊微處置器問世，年第一塊微處置器問世，Intel 4040Intel 4040 ROM、RAM、I/O芯片芯片MCS-4Intel 8008ROM、RAM、I/O芯片芯片MCS-81972年年 第一代第一代 微處置器微處置器時(shí)間時(shí)間微處理器微處理器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)線線地址線地址線集成度集成度時(shí)鐘頻時(shí)鐘頻率率代表產(chǎn)代表產(chǎn)品品71-73年年第一代第一代Intel4040

2、4位位4位位2300管管/片片1MMCS-474-77年年第二代第二代8080/8085MC6800Z808位位16位位1萬管萬管/片片2-4MIBM PCIBM PC-XT78-84年年第三代第三代8086/80286MC68000Z800016位位20位位/24位位13萬管萬管/片片6-10MIBM PC-AT時(shí)間時(shí)間微處理器微處理器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)線線地址線地址線集成度集成度時(shí)鐘頻時(shí)鐘頻率率代表產(chǎn)代表產(chǎn)品品85-92年年第四代第四代80386/8048668020/68030NEC V8032位位32位位120萬管萬管/片片50-100M80486IBM-PC60193-96年年第五代第五代In

3、tel PentiumPentium 二二代代 Pentium Pro.(P6)64位位36位位550萬萬管管/片片133-300MIntel P6IBM-PC6028088/8086 CPU存放器組存放器組算術(shù)邏輯單元算術(shù)邏輯單元ALU 標(biāo)志存放器標(biāo)志存放器FR暫存器暫存器執(zhí)行單元執(zhí)行單元EUExecution Unit)總線接口單元總線接口單元BIUBus Interface Unit)完成取指令和完成取指令和存取數(shù)據(jù)操作存取數(shù)據(jù)操作擔(dān)任分析指令擔(dān)任分析指令和執(zhí)行指令和執(zhí)行指令內(nèi)部控制邏輯內(nèi)部控制邏輯段存放器段存放器CS、SS、DS、ES地址加法器地址加法器指令隊(duì)列指令隊(duì)列輸入輸入/輸出控

4、制電路輸出控制電路指令指針存放器指令指針存放器IP地址總線地址總線20位位控制總線控制總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線16AHBHCHDHALBLCLDLSPBPSIDICSDSSSESIP內(nèi)部暫存存放器內(nèi)部暫存存放器暫存存放器暫存存放器FREU控制系統(tǒng)1 2 3 4 5 6總線控制邏輯總線控制邏輯數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線16ALU通用存放器通用存放器8088指令隊(duì)列指令隊(duì)列8088/8086外部總線外部總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線地址總線地址總線20位位執(zhí)行部件執(zhí)行部件EU總線接口部件總線接口部件BIU16位位控制總線EU控制系統(tǒng)ALUEU控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)ALU數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線16地址總線地址總線20位位控制總線AXB

5、XCXDX8086CPU采用并行任務(wù)方式取指令2 取操作數(shù)BIU存結(jié)果取指令3 取操作數(shù) 取指令4執(zhí)行1執(zhí)行2執(zhí)行3 EUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌BIU和和EU是并行任務(wù)的是并行任務(wù)的,按流水線技術(shù)原那么管理按流水線技術(shù)原那么管理4. 執(zhí)行轉(zhuǎn)移、調(diào)用和前往指令時(shí)，指令隊(duì)列中的原有內(nèi)容自動消除執(zhí)行轉(zhuǎn)移、調(diào)用和前往指令時(shí)，指令隊(duì)列中的原有內(nèi)容自動消除 BIU往指令隊(duì)列中裝入另一程序段中的指令往指令隊(duì)列中裝入另一程序段中的指令8088中一個中一個當(dāng)當(dāng)8086指令隊(duì)列中有兩個空字節(jié)時(shí)指令隊(duì)列中有兩個空字節(jié)時(shí),BIU自動把指令取到隊(duì)列中自動把指令取到隊(duì)列中2. EU從指令隊(duì)列取指，執(zhí)行。執(zhí)行過程中

6、假設(shè)要訪問存儲器或從指令隊(duì)列取指，執(zhí)行。執(zhí)行過程中假設(shè)要訪問存儲器或I/O, 而此時(shí)，而此時(shí)，BIU正在取指，完成取指后，呼應(yīng)正在取指，完成取指后，呼應(yīng)EU的總線懇求。的總線懇求。3. 指令隊(duì)列已滿，指令隊(duì)列已滿，EU又沒有總線訪問，又沒有總線訪問，BIU進(jìn)入空閑形狀進(jìn)入空閑形狀動畫演示動畫演示l8086內(nèi)部由兩部分組成：內(nèi)部由兩部分組成：l 執(zhí)行單元執(zhí)行單元EUl 總線接口單元總線接口單元BIUAXBXCXDX累加器累加器基地址存放器基地址存放器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)存放器數(shù)據(jù)存放器通用存放器通用存放器SPBPSIDI堆棧指針存放器堆棧指針存放器基地址存放器基地址存放器源變址存放器源變址存放器目的

7、變址存放器目的變址存放器公用存放器公用存放器15 0形狀標(biāo)志存放器形狀標(biāo)志存放器FR15 0算術(shù)邏輯單元算術(shù)邏輯單元ALUAH ALBH BLCH CLDH DL8 7EU控制器控制器功能: 執(zhí)行指令 從指令隊(duì)列中取指令代碼 譯碼 在ALU中完成數(shù)據(jù)的運(yùn)算 運(yùn)算結(jié)果 的特征保管在標(biāo)志存放器FLAGS中。 算術(shù)邏輯單元運(yùn)算器 8個通用存放器 1個標(biāo)志存放器 EU部分控制電路CSDSSSES代碼段存放器代碼段存放器數(shù)據(jù)段存放器數(shù)據(jù)段存放器堆棧段存放器堆棧段存放器附加段存放器附加段存放器段存放器段存放器IP指令指針存放器指令指針存放器20位的地址加法器位的地址加法器BIU總線控制邏輯總線控制邏輯1

8、2 3 4 5 66個字節(jié)的指令隊(duì)列個字節(jié)的指令隊(duì)列80884個字節(jié)個字節(jié)功能：從內(nèi)存中取指令送入指令預(yù)取隊(duì)列擔(dān)任與內(nèi)存或輸入/輸出接口之間的數(shù)據(jù)傳送在執(zhí)行轉(zhuǎn)移程序時(shí)，BIU使指令預(yù)取隊(duì)列復(fù)位，從指定的新地址取指令，并立刻傳給執(zhí)行單元執(zhí)行。(1) 四個段地址存放器四個段地址存放器CS 16位代碼段存放器DS 16位數(shù)據(jù)段存放器ES 16位附加段存放器SS 16位堆棧段存放器(2) IP 16位指令指針存放器位指令指針存放器 指向下一條要取出的指令。(3) 20位地址加法器位地址加法器16位內(nèi)部存放器提供的信息經(jīng)地址加法器產(chǎn)生20位地址信息。例：指令的物理地址 = CS 16 + IP(4) 六

9、字節(jié)的指令隊(duì)列六字節(jié)的指令隊(duì)列取指令與執(zhí)行指令并行任務(wù)，即在一條指令的執(zhí)行過程中，可以取出下一條或多條指令，在指令隊(duì)列中排隊(duì)。含14個16位存放器，按功能可分為三類8個通用存放器4個段存放器1個標(biāo)志存放器1個指令指針存放器動畫演示動畫演示 數(shù)據(jù)存放器AX，BX，CX，DX地址指針存放器SP，BP變址存放器SI，DI8086含4個16位數(shù)據(jù)存放器，它們又可分為8個8位存放器，即：AX AH，ALBX BH，BLCX CH，CLDX DH，DL常用來存放參與運(yùn)算的操作數(shù)或運(yùn)算結(jié)果AX：累加器。多用于存放中間運(yùn)算結(jié)果。一切 I/O指令必需都經(jīng)過AX與接口傳送信息；BX：基址存放器。在間接尋址中用于存

10、放基地址；CX：計(jì)數(shù)存放器。用于在循環(huán)或串操作指令中存放循環(huán)次數(shù)或反復(fù)次數(shù)；DX：數(shù)據(jù)存放器。在32位乘除法運(yùn)算時(shí)，存放高16位數(shù)；在間接尋址的I/O指令中存 I/O端口地址。SP：堆棧指針存放器，其內(nèi)容為棧頂?shù)钠频刂?；BP：基址指針存放器，常用于在訪問內(nèi)存時(shí)存放內(nèi)存單元的偏移地址。作為通用存放器，二者均可用于存放數(shù)據(jù)；作為基址存放器，BX通常用于尋址數(shù)據(jù)段，與DS搭配運(yùn)用。；BP那么通常用于尋址堆棧段，與SS搭配運(yùn)用。BX普通與DS或ES搭配運(yùn)用SI：源變址存放器DI：目的變址存放器變址存放器常用于指令的間接尋址或變址尋址。特別是在串操作指令中，用SI存放源操作數(shù)的偏移地址，而用DI存放目

11、的操作數(shù)的偏移地址。用于存放邏輯段的段基地址(邏輯段的概念后面將要引見) CS：代碼段存放器 代碼段用于存放指令代碼 DS：數(shù)據(jù)段存放器 ES：附加段存放器 數(shù)據(jù)段和附加段用來存放操作數(shù) SS：堆棧段存放器 堆棧段用于存放前往地址，保管存放器內(nèi)容，傳送參數(shù)IP：指令指針存放器，其內(nèi)容為下一條 要執(zhí)行的指令的偏移地址FLAGS：標(biāo)志存放器形狀標(biāo)志：存放運(yùn)算結(jié)果的特征控制標(biāo)志：控制某些特殊操作 6個形狀標(biāo)志位(CF，SF，AF，PF，OF，ZF) 3個控制標(biāo)志位(IF，TF，DF)OF DFIFTF SF ZFAFPFCF15 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0進(jìn)位標(biāo)志進(jìn)位標(biāo)志奇偶

12、標(biāo)志奇偶標(biāo)志半進(jìn)位標(biāo)志半進(jìn)位標(biāo)志零標(biāo)志零標(biāo)志符號標(biāo)志符號標(biāo)志中斷標(biāo)志中斷標(biāo)志單步標(biāo)志單步標(biāo)志溢出標(biāo)志溢出標(biāo)志方向標(biāo)志方向標(biāo)志控制標(biāo)志控制標(biāo)志形狀標(biāo)志形狀標(biāo)志FR存放器存放器表表 8086 CPU 標(biāo)志位情況標(biāo)志位情況名 稱符 號符號標(biāo)志SF功能與運(yùn)算結(jié)果的最高位一樣，當(dāng)數(shù)據(jù)用補(bǔ)碼表示時(shí)，負(fù)數(shù)的最高位為1，所以符號標(biāo)志表示運(yùn)算執(zhí)行后的結(jié)果是正還是負(fù)零標(biāo)志ZF當(dāng)前的運(yùn)算結(jié)果為零，當(dāng)前的運(yùn)算結(jié)果為非零奇偶標(biāo)志PF運(yùn)算結(jié)果所含的1的個數(shù)為偶數(shù)進(jìn)位標(biāo)志CF當(dāng)執(zhí)行一個加法運(yùn)算使最高位產(chǎn)生進(jìn)位時(shí)，或者執(zhí)行一個減法運(yùn)算引起最高位產(chǎn)生借位時(shí)，此外，循環(huán)指令也影響這一標(biāo)志輔助進(jìn)位標(biāo)志AF加法運(yùn)算時(shí)，假設(shè)第3位往第

13、4位有進(jìn)位；減法運(yùn)算時(shí)，假設(shè)第3位往第4位有借位。輔助進(jìn)位標(biāo)志普通在BCD碼運(yùn)算中作為能否進(jìn)展十進(jìn)制調(diào)整的判別根據(jù)溢出標(biāo)志OF運(yùn)算過程中產(chǎn)生溢出時(shí)，所謂溢出，是指當(dāng)字節(jié)運(yùn)算的結(jié)果超出了范圍 128 +127，或者當(dāng)字運(yùn)算的結(jié)果超出了范圍 32768 +32767時(shí)稱為溢出方向標(biāo)志DF控制串操作指令用的標(biāo)志。 DF=0, 串操作過程中的地址會不斷增值；DF=1, 串操作過程中的地址會不斷減值中斷標(biāo)志IF控制可屏蔽中斷的標(biāo)志。 IF=0, CPU不能對可屏蔽中斷懇求作出呼應(yīng)； IF=1, CPU可以接受可屏蔽中斷懇求跟蹤標(biāo)志TF CPU按跟蹤方式執(zhí)行指令主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：存儲器編址存儲器編址存儲

14、器分段和物理地址生成存儲器分段和物理地址生成堆棧和棧操作指令堆棧和棧操作指令 8086 8086計(jì)算機(jī)主存儲器是按字節(jié)進(jìn)展組織的，計(jì)算機(jī)主存儲器是按字節(jié)進(jìn)展組織的，兩個相鄰的字節(jié)被稱為一個兩個相鄰的字節(jié)被稱為一個“字字 。 存放的信息假設(shè)是以字節(jié)存放的信息假設(shè)是以字節(jié)ByteByte8 8位為單位為單位的，將在存儲器中按順序陳列存放，每個地位的，將在存儲器中按順序陳列存放，每個地址單元存放一個字節(jié)，即每個字節(jié)占用一個地址單元存放一個字節(jié)，即每個字節(jié)占用一個地址；址； 假設(shè)存放的數(shù)據(jù)為一個字假設(shè)存放的數(shù)據(jù)為一個字WordWord1616位時(shí)，位時(shí)，那么每一個字占用兩個地址相連的存儲單元，那么每一

15、個字占用兩個地址相連的存儲單元，其中低字節(jié)低其中低字節(jié)低8 8位存放在低地址中，高字節(jié)位存放在低地址中，高字節(jié)高高8 8位存放在高地址中，并以低地址作為該位存放在高地址中，并以低地址作為該字的地址。字的地址。 8086 8086系統(tǒng)只能提供系統(tǒng)只能提供2020根地址線來區(qū)分內(nèi)存的根地址線來區(qū)分內(nèi)存的不同存儲單元，因此不同存儲單元，因此80868086系統(tǒng)可以銜接的內(nèi)存系統(tǒng)可以銜接的內(nèi)存最多只能包含最多只能包含2202201M1M字節(jié)的存儲單元。字節(jié)的存儲單元。存儲器以存儲器以8 8位為一個存儲單元編址，每一個存位為一個存儲單元編址，每一個存儲單元用獨(dú)一的一個地址碼來表示。儲單元用獨(dú)一的一個地址

16、碼來表示。一個字的兩個單元有各自的地址，處于低地一個字的兩個單元有各自的地址，處于低地址的字節(jié)的地址為這個字的地址址的字節(jié)的地址為這個字的地址在存儲器中，任何延續(xù)存放的兩個字節(jié)都可在存儲器中，任何延續(xù)存放的兩個字節(jié)都可以稱為一個字。將偶地址的字稱為規(guī)那么字，以稱為一個字。將偶地址的字稱為規(guī)那么字，奇地址的字稱為非規(guī)那么字。奇地址的字稱為非規(guī)那么字。 例：字例：字23012301的地址為的地址為0000H0000H，為規(guī)那么字；，為規(guī)那么字； 字字89678967的地址為的地址為0003H0003H，為非規(guī)那么字，為非規(guī)那么字。 8086的存儲器構(gòu)造l物理地址物理地址l8086：20根地址線，可

17、尋址根地址線，可尋址220(1MB)個存儲單元個存儲單元lCPU送到送到AB上的上的20位的地址稱為物理地位的地址稱為物理地址址 物理地址.60000H 60001H 60002H 60003H 60004H.12HF0H1BH08H存儲器的操作完全基存儲器的操作完全基于物理地址。于物理地址。問題：問題：80868086的內(nèi)部總線和內(nèi)的內(nèi)部總線和內(nèi)部存放器均為部存放器均為1616位，位，如何生成如何生成2020位地址？位地址？處理：存儲器分段處理：存儲器分段高地址低地址段基址段基址段基址段基址最大最大64KB段i-1段i段i+11. 1M存儲空間分成假設(shè)干個邏輯段，每一段存儲空間分成假設(shè)干個邏

18、輯段，每一段64K2. 段與段之間可以延續(xù)陳列，部分重疊，斷續(xù)陳列。段與段之間可以延續(xù)陳列，部分重疊，斷續(xù)陳列。段基地址和段內(nèi)偏移組成了邏輯地址段基地址和段內(nèi)偏移組成了邏輯地址 段地址段地址 偏移地址偏移地址(偏移量偏移量) 格式為：段地址格式為：段地址:偏移地址偏移地址 物理地址物理地址=段基地址段基地址16+偏移地址偏移地址60002H00H12H60000H0 0 0 0段基地址段基地址16位位段首地址段首地址 02HBIU中的地址加法器用來實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地址的變換8088 可同時(shí)訪問4個段，4個段存放器指示了每個段的基地址段基址段基址段內(nèi)偏移段內(nèi)偏移物理地址物理地址+16位20位0

19、000物理地址：物理地址：20位絕對地址位絕對地址邏輯地址：段基址：段內(nèi)偏移量邏輯地址：段基址：段內(nèi)偏移量物理地址物理地址 = 段基址段基址 16 + 偏移地址偏移地址段存放器值 0000 偏移地址 20位物理地址 16位4地址線條地址線 尋址才干尋址才干地址范圍地址范圍220=1M字節(jié)字節(jié) 00000FFFFFH19 0物理地址物理地址段基址段基址 偏移地址偏移地址15 015 00000偏移地址偏移地址段首地址段首地址00000H42320H42386H乘以乘以16物理地址物理地址例：例：知知IP=66H,CS=4232HCS16=42320H段首址段首址IP=6

20、6H偏移地址偏移地址下一條指令下一條指令物理地址物理地址采用段存放器的優(yōu)點(diǎn)采用段存放器的優(yōu)點(diǎn)處理了處理了16位存放器如何訪問大于位存放器如何訪問大于64KB內(nèi)存空間的問題內(nèi)存空間的問題可以實(shí)現(xiàn)程序的重定位可以實(shí)現(xiàn)程序的重定位物理地址：物理地址：1MB存儲區(qū)域中的實(shí)踐地址存儲區(qū)域中的實(shí)踐地址20位的地址位的地址邏輯地址：程序中出現(xiàn)的地址，由段地址和段內(nèi)偏移量組成邏輯地址：程序中出現(xiàn)的地址，由段地址和段內(nèi)偏移量組成注：段地址和段偏移量都是注：段地址和段偏移量都是16位的二進(jìn)制數(shù)位的二進(jìn)制數(shù)存儲器管理就是將程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址的構(gòu)造存儲器管理就是將程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址的構(gòu)造物理地

21、址物理地址=段地址段地址16+偏移量偏移量*同一物理地址可以有不同的段地址和偏移量同一物理地址可以有不同的段地址和偏移量對對8086/8088而言而言1. 指令地址：指令地址：CS16+IP2. 堆棧操作地址：堆棧操作地址：SS16+SP3. 操作數(shù)地址：操作數(shù)地址：DS(ES)16+偏移地址偏移地址(其中的偏移地址取決于指令的尋址方式共其中的偏移地址取決于指令的尋址方式共24種種)知CS=1055H，DS=250AH，ES=2EF0H，SS=8FF0H， DS段有一操作數(shù)，其偏移地址=0204H， 1)畫出各段在內(nèi)存中的分布 2)指出各段首地址 3)該操作數(shù)的物理地址=？10550H250A

22、0H2EF00H8FF00HCSSS CSDSES解：解： 各段分布及段首址見右圖所示。各段分布及段首址見右圖所示。 操作數(shù)的物理地址為：操作數(shù)的物理地址為： 250AH10H+0204H = 252A4H留意： 一個程序可以有代碼段、數(shù)據(jù)段、附加段和堆棧段，它們的段基址分別存放在CS、DS、ES和SS中。段存放器為16位，在計(jì)算物理地址時(shí)要乘16，比如DS的內(nèi)容為1000H，對應(yīng)物理地址為10000H，相當(dāng)于在二進(jìn)制數(shù)尾部補(bǔ)了4個0，也就是說，段的起始地址只能從物理地址可以整除16的二進(jìn)制數(shù)尾部為4個0那些地址開場。例如，如下第一列的物理地址可以作為段首地址，存入段存放器時(shí)只存前16位二進(jìn)制

23、數(shù)，其他列不可以作為段首地址。 00000H 00001H 00002H 00003H 0000FH 00010H 00011H 00012H 00013H 0001FH 00020H 00021H 00022H 00023H 0002FH 00030H 00031H 00032H 00033H 0003FH 內(nèi)存中一個按LIFO方式操作的特殊區(qū)域每次壓棧和退棧均以WORD為單位SS存放堆棧段地址，SP存放段內(nèi)偏移，SS:SP構(gòu)成了堆棧指針堆棧用于存放前往地址、過程參數(shù)或需求維護(hù)的數(shù)據(jù)常用于呼應(yīng)中斷或子程序調(diào)用堆棧區(qū)是在隨機(jī)存儲的內(nèi)存堆棧區(qū)是在隨機(jī)存儲的內(nèi)存中開辟一片數(shù)據(jù)存儲區(qū)實(shí)現(xiàn)中開辟一片數(shù)

24、據(jù)存儲區(qū)實(shí)現(xiàn)FILO(或或LIFO)的數(shù)據(jù)存放。的數(shù)據(jù)存放。這種數(shù)據(jù)存取方式類似于貨這種數(shù)據(jù)存取方式類似于貨物的堆放與取出，故稱作堆物的堆放與取出，故稱作堆棧。也類似于彈匣中子彈的棧。也類似于彈匣中子彈的存取方式。存取方式。堆棧的堆棧的FILO存取方式是靠存取方式是靠堆棧指針堆棧指針SP的自動變化來的自動變化來實(shí)現(xiàn)的。實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)知SS=0200H, SP=0008H, CX=12FAH, 操作表示圖如圖4.2.1所示：0200000812FA2000SS段首地址新棧頂新棧頂FA12原棧頂201920192019+2SSSPCX12FAH圖4.2 .1 PUSH CX 的 操作過程例例1:入棧

25、指令入棧指令 PUSHPUSH CX高地址低地址SP=SP-2SS16+SP=02019HSP操作表示圖如圖4.2.2所示：0200000612FA2000SS段首地址原棧頂FA12新棧頂新棧頂201920192019+2SSSPCX12FAH圖4.2.2 POP CX的操作過程16例例2:出棧指令出棧指令POPPOP CX低地址高地址SS16+SP=02019HSP = SP+2SPSPSSSS壓棧前壓棧前退棧后退棧后高低低高高12HSSF0HSP壓棧后壓棧后低高SPSPSPF0H12HSPPUSH AXPOP BXAX=12F0HBX=12F0H形狀標(biāo)志存放器進(jìn)棧指令PUSHF 出棧指令P

26、OPF 追蹤標(biāo)志追蹤標(biāo)志TF只需經(jīng)過只需經(jīng)過PUSHF將整個標(biāo)志存放器進(jìn)棧，然后改動棧頂存將整個標(biāo)志存放器進(jìn)棧，然后改動棧頂存儲單元的儲單元的D8位，再用位，再用POPF指令出棧。指令出棧。取指令取指令譯碼譯碼執(zhí)行執(zhí)行每條指令每條指令一系列控制信號一系列控制信號指令周期：執(zhí)行一條指令所需求的時(shí)間指令周期：執(zhí)行一條指令所需求的時(shí)間總線周期：總線周期：CPU從存儲器或從存儲器或I/O端口存取端口存取 一次所需求的時(shí)間一次所需求的時(shí)間Bus Cycle訪問一次總訪問一次總線的時(shí)間線的時(shí)間分析分析執(zhí)行每一條指執(zhí)行每一條指令的時(shí)間不同令的時(shí)間不同每個總線周期通常包含每個總線周期通常包含4個個T形狀形狀C

27、LKT1 T2 T3 T4總線周期總線周期8086的時(shí)鐘頻率為的時(shí)鐘頻率為10MHZ，時(shí)鐘周期一個，時(shí)鐘周期一個T形狀為形狀為100ns根本總線周期根本總線周期存儲器讀或?qū)懘鎯ζ髯x或?qū)戄斎胼敵龅淖x或?qū)戄斎胼敵龅淖x或?qū)懼袛嗪魬?yīng)中斷呼應(yīng)最根本的最根本的總線周期總線周期8080/8085 8位位 16位位 64KB 408088/8086 16位位 20位位 1MB 40數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線 地址線地址線 直接尋址直接尋址 引腳數(shù)引腳數(shù)雙功能引腳的功能轉(zhuǎn)換雙功能引腳的功能轉(zhuǎn)換分時(shí)復(fù)用分時(shí)復(fù)用同一引腳在一個總線周期的同一引腳在一個總線周期的不同時(shí)鐘周期內(nèi)其功能不同不同時(shí)鐘周期內(nèi)其功能不同根據(jù)任務(wù)方式定義引腳的

28、功能根據(jù)任務(wù)方式定義引腳的功能任務(wù)方式任務(wù)方式最小任務(wù)方式：一切的總線控制信號都最小任務(wù)方式：一切的總線控制信號都 直接由直接由8088/8086產(chǎn)生產(chǎn)生最大任務(wù)方式：最大任務(wù)方式：8088/8086要經(jīng)過總線控制器要經(jīng)過總線控制器 8288來構(gòu)成各種總線周期，控來構(gòu)成各種總線周期，控 制信號由制信號由8288供應(yīng)供應(yīng)MN / MX= VCCMN / MX=GND單單CPU系統(tǒng)系統(tǒng)多多CPU系統(tǒng)系統(tǒng) 8086是一個40引腳的器件，為了便于組成不同規(guī)模的系統(tǒng)，Intel公司為8086設(shè)計(jì)了兩種任務(wù)方式。在不同的任務(wù)方式下，引腳信號的含義不同。 1. AD15AD0 地址地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線，雙向，

29、三態(tài)數(shù)據(jù)復(fù)用總線，雙向，三態(tài) 8088中中A15A8不復(fù)用，輸出，三態(tài)不復(fù)用，輸出，三態(tài)2. A19/S6A16/S3，地址，地址/形狀線復(fù)用，輸出，三態(tài)形狀線復(fù)用，輸出，三態(tài)S4S3當(dāng)前段寄存器當(dāng)前段寄存器0 0使用附加段寄存器使用附加段寄存器0 1使用堆棧段寄存器使用堆棧段寄存器1 0使用代碼段寄存器使用代碼段寄存器1 1使用數(shù)據(jù)段寄存器使用數(shù)據(jù)段寄存器3. BHE/S78086， 高高8位數(shù)據(jù)線允位數(shù)據(jù)線允 許許/形狀信息復(fù)形狀信息復(fù) 用引腳，輸出用引腳，輸出奇地址奇地址存儲器存儲器偶地址偶地址存儲器存儲器A0A19A1D7D0D15D834512K*8512K*8D7D0D7D0000

30、05H00004H00003H00002H00001H00000H一個字一個字BHE A0 0 0 字操作字操作 0 1 奇地址高位字節(jié)奇地址高位字節(jié) 1 0 偶地址低位字節(jié)偶地址低位字節(jié)BHESELSEL00005H00004H00003H00002H00001H00000H一個字一個字BHE A0 0 0 字操作字操作 0 1 奇地址高位字節(jié)奇地址高位字節(jié) 1 0 偶地址低位字節(jié)偶地址低位字節(jié)BHE 0 偶地址低位字節(jié)A00 0 字操作字操作4. NMI，非屏蔽中斷，輸入，非屏蔽中斷，輸入7. CLK，時(shí)鐘信號，輸入，時(shí)鐘信號，輸入8. RESET，復(fù)位信號，輸入至少堅(jiān)持，復(fù)位信號，輸入至

31、少堅(jiān)持4個時(shí)鐘周期的高電平個時(shí)鐘周期的高電平CPU立刻停頓操作，清立刻停頓操作，清FR，DS，ES，SS、IP及指令隊(duì)列。及指令隊(duì)列。同時(shí)，置同時(shí)，置CS為為FFFFH。當(dāng)。當(dāng)RESET變?yōu)榈碗娖匠＃優(yōu)榈碗娖匠?，CPU從從FFFF0H單元開場啟動。單元開場啟動。牢牢記記6 . RD，讀信號，輸出，三態(tài)，低電平有效，讀信號，輸出，三態(tài)，低電平有效5. INTR，可屏蔽中斷懇求信號，輸入，可屏蔽中斷懇求信號，輸入 9. READY，預(yù)備好信號，輸入，預(yù)備好信號，輸入=VCC最小任務(wù)方式單最小任務(wù)方式單CPU方式方式=GND最大任務(wù)方式多最大任務(wù)方式多CPU方式方式MN/MXMN/MX11. MN

32、/MX，最小，最小/最大方式控制引腳，輸入最大方式控制引腳，輸入12. GND地和地和VCC電源引腳電源引腳10. TEST，測試信號，輸入，低電平有效，測試信號，輸入，低電平有效INTAQS1，中斷呼應(yīng)，輸出，三態(tài)，低電平有效，中斷呼應(yīng)，輸出，三態(tài)，低電平有效3. DENS0，數(shù)據(jù)允許信號，輸出，三態(tài)，低電平有效，數(shù)據(jù)允許信號，輸出，三態(tài)，低電平有效括號中是最大任務(wù)方式下括號中是最大任務(wù)方式下的引腳功能的引腳功能常用的地址鎖存器有常用的地址鎖存器有8282/8283 、 74LS3732. ALEQS0，地址鎖存允許信號，輸出，三態(tài)，高電平，地址鎖存允許信號，輸出，三態(tài)，高電平4. DT /

33、 RS1，數(shù)據(jù)發(fā)送，數(shù)據(jù)發(fā)送/接納控制，輸出，三態(tài)接納控制，輸出，三態(tài)6. WRLOCK，寫信號，輸出，三態(tài)，低電平有效，寫信號，輸出，三態(tài)，低電平有效HOLDRQ/GT0，懇求占用總線信號，輸入，懇求占用總線信號，輸入， 高電平有效總線堅(jiān)持懇求信號高電平有效總線堅(jiān)持懇求信號HLDARQ/GT1，贊同讓出總線信號，輸出，贊同讓出總線信號，輸出， 高電平有效高電平有效 總線堅(jiān)持呼應(yīng)信號總線堅(jiān)持呼應(yīng)信號5. M / IOS2，存儲器，存儲器/IO控制，輸出，三態(tài)控制，輸出，三態(tài)8088M/IO SS08088， 系統(tǒng)形狀信號與系統(tǒng)形狀信號與IO/M和和DT/R一同反映總一同反映總 線周期的形狀，見

34、表線周期的形狀，見表BHE/S78086他能說出他能說出8088與與8086在引腳的在引腳的功能上有幾點(diǎn)不同嗎？功能上有幾點(diǎn)不同嗎？M/IO DT/R SS0 操作操作發(fā)中斷發(fā)中斷呼應(yīng)信號呼應(yīng)信號讀讀I/O端口端口寫寫I/O端口端口暫停暫停取指令取指令讀內(nèi)存讀內(nèi)存寫內(nèi)存寫內(nèi)存無源形狀無源形狀1 0 01 0 11 1 01 1 10 0 00 0 10 1 00 1 1收發(fā)器收發(fā)器8286二片二片8284A地址鎖存器8282三片控制總線控制總線控控制制總總線線+5VSTBOET數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線地址總線地址總線BHEREADYRESETCLK MN/MXRESET ALE READY BHE A

35、19A16 AD15AD0 8086 DEN DT/R M/IO WR RD HOLD HLDA INTR INTA74LS373替代替代74LS245替代替代20位位地址總線地址總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線控制總線控制總線地址總線地址總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線控制總線控制總線8282 / 74LS373 具有三態(tài)正相輸出的鎖存器內(nèi)部包含8個D觸發(fā)器引腳：DI0DI7 輸入DO0DO7 輸出STB 鎖存信號OE# 輸出允許功能：STB = 1 鎖存數(shù)據(jù)OE# = 0 將鎖存的數(shù)據(jù)輸出功能類似的還有8283但為反相輸出芯片選通輸出允許8282AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD8AD9AD15

36、A16A17A18A19BHE 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)DI0 DO0DI1 DO1DI2 DO2DI3 DO3DI4 DO4DI5 DO5DI6 DO6DI7 DO7DI0 DO0DI1 DO1DI7 DO7ALESTBSTBSTB地址地址808682828282OEOE8286 / 74LS245 雙向三態(tài)驅(qū)動器引腳：A0A7和B0B7 雙向數(shù)據(jù)線OE# 輸出允許T 方向控制功能：OE#=0時(shí)，門導(dǎo)通；門導(dǎo)通時(shí): T=0，BA；T=1，AB功能類似的還有8287但為反相輸出 輸出允許方向選擇8286T8088數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7A0A1A2A3A4A5A6A7B

37、0B1B2B3B4B5B6B7接地址鎖存器接地址鎖存器OEOETDENDT/R0 1 18086 最小方式系統(tǒng)組成框圖最小方式的系統(tǒng)組成QS1（24）QS0（25）性能性能00無操作無操作01取指令隊(duì)列中指令操作碼的第一字節(jié)取指令隊(duì)列中指令操作碼的第一字節(jié)10隊(duì)列空隊(duì)列空11取隊(duì)列中的其它字節(jié)取隊(duì)列中的其它字節(jié)1. QS1和和QS2，指令隊(duì)列形狀信號，輸出，指令隊(duì)列形狀信號，輸出ALE INTAS2（28）S1（27）S0（26）性能性能000中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)001讀讀I/O端口端口010寫寫I/O端口端口011暫停暫停100取指取指101讀存儲器讀存儲器110寫存儲器寫存儲器111無源無源2

38、. 總線周期形狀信號，輸出，三態(tài)總線周期形狀信號，輸出，三態(tài)3. LOCK ，總線封鎖信號，輸出，三態(tài)，低電平有效，總線封鎖信號，輸出，三態(tài)，低電平有效4. RQ/GT1、RQ/GT0 ， 雙向總線懇求雙向總線懇求/允許信號，允許信號， 雙向，低電平有效雙向，低電平有效 形狀形狀譯碼器譯碼器控制控制電路電路命令信號命令信號發(fā)生器發(fā)生器控制信號控制信號發(fā)生器發(fā)生器MRDCMWTCAMWTCIORCAIOWCINTAIOWCDT/RDENMCE/PDENALES2S1S0CLKAENCENIOB形狀信號控制控制輸入輸入總線總線命令命令信號信號總線總線控制控制信號信號相當(dāng)于相當(dāng)于RD和和M/IO的組

39、合的組合相當(dāng)于相當(dāng)于WR和和M/IO的組合的組合超前寫超前寫信號信號形狀信號控制輸入CPU的主要操作的主要操作系統(tǒng)的復(fù)位和啟動操作系統(tǒng)的復(fù)位和啟動操作總線操作總線操作中斷操作中斷操作最小任務(wù)方式下的總線懇求最小任務(wù)方式下的總線懇求最大任務(wù)方式下的讀最大任務(wù)方式下的讀/寫操作寫操作CLK無作用形狀無作用形狀浮空浮空三態(tài)門三態(tài)門輸出信號輸出信號RESET輸入輸入8086/8088的啟動和復(fù)位信號的啟動和復(fù)位信號內(nèi)部內(nèi)部RESETCPU立刻停頓操作，清立刻停頓操作，清FR，DS，ES，SS、IP及指令隊(duì)列。及指令隊(duì)列。同時(shí)，置同時(shí)，置CS為為FFFFH。當(dāng)。當(dāng)RESET變?yōu)榈碗娖匠?，變?yōu)榈碗娖匠?，C

40、PU從從FFFF0H單元開場啟動。單元開場啟動。進(jìn)入內(nèi)部進(jìn)入內(nèi)部RESET后后T1 T2 T3 T4CLKALE 最小任務(wù)方式最小任務(wù)方式下的總線讀周期下的總線讀周期M/IOA19A16S6S3BHERDDT/RDENAD15AD0高高=M地址地址地址地址低低=IO輸出輸出輸出輸出S6S3數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 輸入輸入假設(shè)是假設(shè)是8088有哪些不同？有哪些不同？數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)TwCLKALEM/IOA19A16S6S3RDDT/RDENAD15AD0BHET1高高=M地址地址地址地址READY低低=IO輸出輸出輸出輸出T2S6S3T3輸入輸入T4T1 T2 T3 T4CLKALEM/IOA19A16S6S3BH

41、EWRDT/RDENAD15AD0數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)S6S3高高=M地址地址地址地址輸出輸出讀操作和讀操作和寫操作有寫操作有哪些不同？哪些不同？*輸出輸出低低=IO輸出輸出按中斷產(chǎn)生的方法按中斷產(chǎn)生的方法硬件中斷：硬件中斷：軟件中斷：軟件中斷：也稱為也稱為外部中斷外部中斷也稱為也稱為內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷1. 8086/8088的中斷分類的中斷分類經(jīng)過外部的硬經(jīng)過外部的硬件產(chǎn)生的中斷件產(chǎn)生的中斷非屏蔽中斷非屏蔽中斷可屏蔽中斷可屏蔽中斷CPU根據(jù)軟件中的某條指令根據(jù)軟件中的某條指令I(lǐng)NT n或?qū)?biāo)志存放器的或?qū)?biāo)志存放器的 設(shè)置而產(chǎn)生的，和硬件電路設(shè)置而產(chǎn)生的，和硬件電路 無關(guān)無關(guān)INT n 指令指令中斷邏輯中

42、斷邏輯INT3指令指令I(lǐng)NTO指令指令單步單步中斷中斷除數(shù)為除數(shù)為0中斷中斷非屏蔽中斷懇求非屏蔽中斷懇求中中斷斷控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)8259A可可屏屏蔽蔽中中斷斷請請求求軟軟中中斷斷硬硬中中斷斷NMIINTR256種中斷種中斷除數(shù)為除數(shù)為0中斷中斷單步中斷單步中斷非屏蔽中斷非屏蔽中斷斷點(diǎn)中斷斷點(diǎn)中斷溢出中斷溢出中斷類型類型 4類型類型 3類型類型 2類型類型 1類型類型 0公用的中斷公用的中斷 共共5個個保管的中斷保管的中斷 共共27個個用戶定義的中斷用戶定義的中斷 共共244個個類型類型 50000：0000H0000：0003H0000：0014H0000：03FFHIPCSIPCS中斷向量中斷向量中斷效力子中斷效力子程序的入口程序的入口地址。地址。每一個中斷類每一個中斷類型對應(yīng)一個中型對應(yīng)一個中斷向量。斷向量。例：類型號為例：類型號為17H的中斷處置程序存放在的中斷處置程序存放在2345：7890H開開 始的內(nèi)存區(qū)域中，問始的內(nèi)存區(qū)域中，問17H中斷對應(yīng)的中斷向量放在那中斷對應(yīng)的中斷向