微機原理與接口技術(shù) (第三版)電子工業(yè)出版社 第02章 8086體系結(jié)構(gòu)

1、第二章第二章 8086系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 掌握掌握8086CPU結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 掌握掌握8086系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 掌握掌握8086系統(tǒng)的配置系統(tǒng)的配置 2.2.1 8086 CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)u 8086 CPU由兩部分組成：由兩部分組成： 指令執(zhí)行部件指令執(zhí)行部件(EU，Execution Unit) 總線接口部件總線接口部件(BIU，Bus Interface Unit) 2.1 8086 CPU結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線（16位）位）EUBIU指令隊列緩沖器8086CPU與一般與一般CPU區(qū)別區(qū)別 一般一般CPU工作方式工作方式 8086CPU工作方式工作方式取指執(zhí)指取指執(zhí)指取指執(zhí)指取

2、指執(zhí)指取指執(zhí)指取指執(zhí)指取指u 通用寄存器通用寄存器u 段寄存器段寄存器 u 標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器FR u 指令指針寄存器指令指針寄存器IP 2.1.2 8086 CPU的寄存器結(jié)構(gòu)的寄存器結(jié)構(gòu) 1、 通用寄存器通用寄存器 指令執(zhí)行部件（指令執(zhí)行部件（EU）設(shè)有）設(shè)有8個通用寄器。個通用寄器。 AX BX CX DX SP BP SI DIBH BLCH CLDH DLAH ALAXBXCXDXSIDIBPSP 2、段寄存器、段寄存器 總線接口部件總線接口部件BIU設(shè)有設(shè)有4個個16位段寄存器位段寄存器 CS（Code Segment）DS（Data Segment）SS（Stack Segme

3、nt）ES（Extended Segment） 3、標(biāo)志寄存器、標(biāo)志寄存器FR 標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器FR中共有中共有9個標(biāo)志位，可分成兩類：個標(biāo)志位，可分成兩類：狀態(tài)標(biāo)志狀態(tài)標(biāo)志 表示運算結(jié)果的特征，它們是表示運算結(jié)果的特征，它們是 CF、PF、AF、ZF、SF和和OF?？刂茦?biāo)志控制標(biāo)志 控制控制CPU的操作，它們是的操作，它們是IF、DF和和 TF。 4、指令指針寄存器、指令指針寄存器 IP IP ：由：由BIU自動修改，總是指向下一條待自動修改，總是指向下一條待 執(zhí)行的指令。執(zhí)行的指令。16位位 2.1.3 8086CPU的引腳及功能的引腳及功能 8086是是16位位CPU。它采用高性能的

4、。它采用高性能的N溝道，溝道，耗盡型負(fù)載的硅柵工藝耗盡型負(fù)載的硅柵工藝(HMOS)制造。由于受制造。由于受當(dāng)時制造工藝的限制，部分管腳采用了分時復(fù)當(dāng)時制造工藝的限制，部分管腳采用了分時復(fù)用的方式，構(gòu)成了用的方式，構(gòu)成了40條管腳的雙列直插式封裝。條管腳的雙列直插式封裝。 1、8086的兩種工作方式的兩種工作方式 最小模式：系統(tǒng)中只有最小模式：系統(tǒng)中只有8086一個處理器，所有的控一個處理器，所有的控 制信號都是由制信號都是由8086CPU產(chǎn)生產(chǎn)生 。 最大模式：系統(tǒng)中可包含一個以上的處理器，比如最大模式：系統(tǒng)中可包含一個以上的處理器，比如 包含協(xié)處理器包含協(xié)處理器8087。在系統(tǒng)規(guī)模比較大的。

5、在系統(tǒng)規(guī)模比較大的 情況下，系統(tǒng)控制信號不是由情況下，系統(tǒng)控制信號不是由8086直接產(chǎn)直接產(chǎn) 生，而是通過與生，而是通過與8086配套的總線控制器等配套的總線控制器等 形成形成 。/0MN MX /1MN MX 最小模式下的引腳說明最小模式下的引腳說明 S4S3當(dāng)前正在使用的段寄存器當(dāng)前正在使用的段寄存器00ES01SS10CS(I/0,INT)11DS 最大模式下的引腳說明最大模式下的引腳說明 當(dāng)當(dāng)8086CPU工作在最大模式系統(tǒng)時，工作在最大模式系統(tǒng)時，有有8個管腳重新定義個管腳重新定義 。 QS1QS1QS0QS0編碼含義編碼含義0 00 0無操作無操作0 01 1從隊列中取第一個字節(jié)從

6、隊列中取第一個字節(jié)1 10 0隊列已空隊列已空1 11 1從隊列中取后續(xù)字節(jié)從隊列中取后續(xù)字節(jié)2.2 8086系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置2.2.1 8086存儲器結(jié)構(gòu)存儲器結(jié)構(gòu) 8086系統(tǒng)中的存儲器系統(tǒng)中的存儲器是一個最多是一個最多1M個個8位數(shù)量位數(shù)量的字節(jié)序列，即可尋址的的字節(jié)序列，即可尋址的存儲空間為存儲空間為1M字節(jié)，系字節(jié)，系統(tǒng)為每個字節(jié)分配一個統(tǒng)為每個字節(jié)分配一個20位的物理地址。位的物理地址。 00000H00001H00002HFFFFFH 一、一、8086存儲器的組成存儲器的組成 8086系統(tǒng)中，存儲器是分體結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中，存儲器是分體結(jié)構(gòu)，1M字節(jié)字節(jié)的存儲空間分成兩

7、個的存儲空間分成兩個512K字節(jié)的存儲體。字節(jié)的存儲體。 一個是偶數(shù)地址存儲體，一個是奇數(shù)地址存一個是偶數(shù)地址存儲體，一個是奇數(shù)地址存儲體，兩個存儲體采用字節(jié)交叉編址方式。儲體，兩個存儲體采用字節(jié)交叉編址方式。 、AD0的代碼組合和對應(yīng)的操作的代碼組合和對應(yīng)的操作 AD0對應(yīng)的操作對應(yīng)的操作所用的管腳所用的管腳00從偶地址開始讀從偶地址開始讀/寫一個字寫一個字AD15AD001從奇地址單元讀從奇地址單元讀/寫一個字寫一個字節(jié)節(jié)AD15AD810從偶地址單元讀從偶地址單元讀/寫一個字寫一個字節(jié)節(jié)AD7AD00110從奇地址開始讀從奇地址開始讀/寫一個字寫一個字（在第一個總線周期，傳（在第一個總線

8、周期，傳送低送低8位數(shù)據(jù)到位數(shù)據(jù)到AD15AD8；第二個總線周期傳；第二個總線周期傳送高送高8位數(shù)據(jù)到位數(shù)據(jù)到AD7AD0）AD15AD8AD7AD0BHEBHE奇偶地址體示意圖奇偶地址體示意圖偶地址字節(jié)讀寫偶地址字節(jié)讀寫偶地址字讀寫偶地址字讀寫奇地址字節(jié)讀寫奇地址字節(jié)讀寫奇地址字讀寫奇地址字讀寫 二、存儲器的分段二、存儲器的分段 8086存儲器分存儲器分4個段個段 CS、SS、DS、ES 段首地址的最低段首地址的最低4位的地址碼總為位的地址碼總為“0”。段寄存器只要存放相應(yīng)段首地址的高段寄存器只要存放相應(yīng)段首地址的高16位。位。 n段基地址段基地址和和偏移地址組成了偏移地址組成了邏輯地址邏輯

9、地址 格式為：段基地址格式為：段基地址: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 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 三、存儲器中邏輯地址和物理地址三、存儲器中邏輯地址和物理地址物理地址的形成物理地址的形成 015段內(nèi)偏移地址段內(nèi)偏移地址段寄存器段寄存器19400000 段地址左移段地址左移4位位20位物理地址位物理地址1905段寄存器使用約定段寄存器使用約定存儲器操作類型 隱含段超越段偏移量取指令CS無IP堆棧SS無SP數(shù)據(jù)變量DSCS,ES,SS 有效地址源串變量DSCS,ES,SSSI目的串變量ES無DI基址BP指針SSCS,ES,DS 有效地址 四、堆棧段的使用四、堆棧段的使用 所謂堆棧是在存儲器中開辟一個區(qū)域，用來所謂堆棧是在存儲器中開辟一個區(qū)域，用來存放需要暫時保存的數(shù)據(jù)，其工作方式是存放需要暫時保存的數(shù)據(jù)，其工作方式是“先進(jìn)先進(jìn)后出后出”或或“后進(jìn)先出后進(jìn)先出”的方式。的方式。 堆棧地址由高向低增長，棧底設(shè)在存儲器的堆棧地址由高向低增長，棧底設(shè)在存儲器的高地址區(qū)。高地址區(qū)。8086堆棧是遞減型的堆棧是遞減型的“滿滿”堆棧。堆棧。 2.2.3