第2章-28086工作模式、基本時(shí)序

2.3.58086微處理器最大/最小模式配置8086CPU有兩種工作模式：一種稱為最小工作模式，此時(shí)MN/MX信號(hào)接+5V。在這種模式下，系統(tǒng)中只允許有一塊CPU，所有指令都由該CPU執(zhí)行，從而構(gòu)成一個(gè)單處理機(jī)系統(tǒng)，所有控制信號(hào)由CPU引腳產(chǎn)生；另一種稱為最大工作模式，此時(shí)MN/MX信號(hào)接地（GND）。在這種模式下，系統(tǒng)中可有多個(gè)處理機(jī)或協(xié)處理機(jī)，構(gòu)成多處理機(jī)結(jié)構(gòu)，這時(shí)CPU將利用專(zhuān)用的接口芯片來(lái)產(chǎn)生控制信號(hào)。11、最小工作模式下的系統(tǒng)配置

=1接+5VMN/MXVCC8086CPU74LS373GDD74LS245DT/RGAB

RAMI/OI/O設(shè)備

CBBHE/S7DENDT/RRDWRIOA16~A19ALEAD0~AD15MN/MXCLKREADYRESETM/8284ARESABDB21110181716151413121234567898284AAEN1AEN2ASYNCRDY2RDY1CSYNCRESX2X1EFIE/CREADYPCLKRESETOSCCLKVCCGND（1）時(shí)鐘發(fā)生電路

8086系統(tǒng)中使用的時(shí)鐘電路主要由一片8284A時(shí)鐘發(fā)生器提供。8284A向CPU主要提供三個(gè)信號(hào)，第一個(gè)是系統(tǒng)工作的主時(shí)鐘信號(hào)CLK，用于驅(qū)動(dòng)CPU工作；第二個(gè)是復(fù)位信號(hào)RESET，向CPU提供復(fù)位；第三個(gè)是就緒控制信號(hào)READY，當(dāng)外部器件準(zhǔn)備好后向CPU發(fā)出就緒信號(hào)。

3（2）地址鎖存電路8086為了實(shí)現(xiàn)AD0-15引腳的復(fù)用功能，須使用地址鎖存電路。鎖存電路的功能是在8086總線操作周期的后幾個(gè)時(shí)鐘（T2～T4），保持待訪問(wèn)的內(nèi)存或I/O接口上的地址信息。在8086中常用的地址鎖存器為74LS373/273、Intel8282/8283等。4Q2D2Q4D3Q3D5D3736D8D7D5Q8Q6Q7QOEG1D1Q4（3）數(shù)據(jù)收發(fā)電路用于對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行緩沖驅(qū)動(dòng)，并控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收方向。在CPU的DT/R信號(hào)的控制下，數(shù)據(jù)收發(fā)電路能夠進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)緩沖。8086系統(tǒng)中常用的數(shù)據(jù)收發(fā)芯片有74LS245、Intel8286/8287等。1G2GA2A4A3A5A6A8A7A1B2B4B3B5B6B8B7B1DT/RG24552、最大工作模式下的系統(tǒng)配置

8086CPU74LS373GDD74LS245DT/RGABRAMI/OI/O設(shè)備CBBHE/S7S0S1S2A16~A19

AD0~AD15MN/MXCLKREADYRESET8284ARESVCCGNDMWTCINTAMRDCIORCIOWCDT/RDENALECLKS0S1S28288ABDBMN/MX=0接GND，控制總線由8288總線控制器產(chǎn)生。6（1）不同狀態(tài)下8288對(duì)應(yīng)的輸出命令信號(hào)

000

中斷響應(yīng)001

讀I/O010

寫(xiě)I/O011

暫停100

取指101

讀存儲(chǔ)器110

寫(xiě)存儲(chǔ)器111

無(wú)效S2S1S0INTAMRDCIORCAIOWCIOWCMRDCMWTCAMWC7用于輸出中斷響應(yīng)讀I/O信號(hào)寫(xiě)I/O信號(hào)I/O寫(xiě)超前控制信號(hào)讀存儲(chǔ)器信號(hào)寫(xiě)存儲(chǔ)器信號(hào)存儲(chǔ)器寫(xiě)超前控制信號(hào)INTAMRDCIORCAIOWCIOWCMWTCAMWC8288各輸出命令信號(hào)的功能

MCE/PDENINTA狀態(tài)設(shè)碼器命令信號(hào)發(fā)生器控制邏輯控制信號(hào)發(fā)生器AMWCMRDCMWTCIORCAIOWCDT/RDENALES2S0S1CLKIOBCENAENIOWCMCE/PDENINTA狀態(tài)譯碼器命令信號(hào)發(fā)生器控制邏輯控制信號(hào)發(fā)生器AMWCMRDCMWTCIORCAIOWCDT/RDENALES2S0S1CLKIOBCENAENIOWC輸出命令信號(hào)8MCE/PDENINTA狀態(tài)設(shè)碼器命令信號(hào)發(fā)生器控制邏輯控制信號(hào)發(fā)生器AMWCMRDCMWTCIORCAIOWCDT/RDENALES2S0S1CLKIOBCENAENIOWC8086控制邏輯（2）8288控制邏輯

8288的工作受輸入控制信號(hào)控制，控制信號(hào)包括IOB、、CEN和CLK，其功能是使8288與CPU保持同步工作。

AEN9地址使能信號(hào)，當(dāng)8288處于系統(tǒng)總線方式下（IOB=0），用于多總線同步。該信號(hào)保持低電平115ns后，8288開(kāi)始輸出控制信號(hào)。

AEN：CEN：8288片選有效信號(hào)，用于多片8288協(xié)調(diào)工作。CEN=1，該8288工作=0，該8288不工作CLK：時(shí)鐘信號(hào)，通常由系統(tǒng)時(shí)鐘提供，同步控制信號(hào)的節(jié)拍。MCE/PDENINTA狀態(tài)設(shè)碼器命令信號(hào)發(fā)生器控制邏輯控制信號(hào)發(fā)生器AMWCMRDCMWTCIORCAIOWCDT/RDENALES2S0S1CLKIOBCENAENIOWCIOB=0，系統(tǒng)總線工作方式=1，I/O總線工作方式IOB：總線工作方式信號(hào)，決定該8288的工作方式。10（3）8288輸出控制信號(hào)

8288在進(jìn)行總線讀寫(xiě)控制中，需要提供相應(yīng)的地址鎖存、數(shù)據(jù)使能及方向控制等信號(hào)。8288提供的信號(hào)包括ALE、DEN、DT/R和MCE/PDEN。ALE：地址鎖存允許信號(hào)DEN：數(shù)據(jù)使能信號(hào)DT/：數(shù)據(jù)收發(fā)方向信號(hào)RMCE/：主設(shè)備使能/外設(shè)數(shù)據(jù)允許，復(fù)用信號(hào)

PDENMCE/PDENINTA狀態(tài)譯碼器命令信號(hào)發(fā)生器控制邏輯控制信號(hào)發(fā)生器AMWCMRDCMWTCIORCAIOWCDT/RDENALES2S0S1CLKIOBCENAENIOWC11最小工作模式

（2）控制總線由CPU引腳直接產(chǎn)生。（3）用于構(gòu)成單處理機(jī)小型系統(tǒng)。（1）MN/MX=1最大最小工作模式比較最大工作模式

（2）控制總線由8288總線控制器產(chǎn)生。（3）用于構(gòu)成多處理機(jī)和數(shù)學(xué)協(xié)處理器大型系統(tǒng)。（1）MN/MX=0主存I/OI/O設(shè)備CPU245373DBABCB8288系統(tǒng)總線MN/MX主存I/OI/O設(shè)備CPU245373DBABCB系統(tǒng)總線MN/MXVCC122.48086微處理器的基本工作時(shí)序

時(shí)鐘周期T：CPU工作的時(shí)間脈沖。由時(shí)鐘發(fā)生電路提供，每個(gè)時(shí)間脈沖的間隔時(shí)間為時(shí)鐘周期?？偩€周期：每4個(gè)時(shí)鐘周期完成一次總線操作，即一個(gè)操作數(shù)的讀/寫(xiě)操作，稱為總線周期。指令周期：完成一條指令的時(shí)間，由整數(shù)個(gè)總線周期構(gòu)成，指令功能不同其指令周期長(zhǎng)度不等。空閑周期TI：無(wú)總線操作時(shí)進(jìn)入空閑周期，插入的個(gè)數(shù)與指令有關(guān)。等待周期TW：當(dāng)被操作對(duì)象無(wú)法在3個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作時(shí)，在總線周期中插入等待周期。2.4.1時(shí)鐘周期、總線周期和指令周期132.4.28086最小模式基本時(shí)序1．總線讀周期8086CPU進(jìn)行存儲(chǔ)器或I/O端口讀操作時(shí)，總線進(jìn)入讀周期，時(shí)序如下：142.總線寫(xiě)周期當(dāng)8086CPU進(jìn)行存儲(chǔ)器或I/O接口寫(xiě)操作時(shí)，總線進(jìn)入寫(xiě)周期，時(shí)序如下：153．中斷響應(yīng)周期當(dāng)8086的INTR引腳上有高電平信號(hào)，則中斷標(biāo)志IF=1時(shí)，8086CPU在執(zhí)行完當(dāng)前指令后，進(jìn)入中斷響應(yīng)周期。響應(yīng)中斷時(shí)CPU將執(zhí)行兩個(gè)中斷響應(yīng)周期。164．總線響應(yīng)周期當(dāng)系統(tǒng)中有其它的總線主設(shè)備請(qǐng)求總線控制時(shí)，CPU進(jìn)入總線響應(yīng)周期。175．系統(tǒng)復(fù)位周期8086CPU的RESET引腳，可以用來(lái)啟動(dòng)或再啟動(dòng)系統(tǒng)。復(fù)位操作可以讓CPU進(jìn)入一個(gè)確定狀態(tài)，從而執(zhí)行預(yù)定程序，使系統(tǒng)進(jìn)入正常操作過(guò)程。182.4.38086最大模式時(shí)序在最大模式下系統(tǒng)總線上的時(shí)序基本與最小模式相同，主要區(qū)別有以下幾點(diǎn)：1）控制信號(hào)不同在最大模式下，ALE、DEN（注意不是）和DT/信號(hào)是由總線控制器8288發(fā)出的，而在最小模式下ALE、和DT/信號(hào)由8086CPU直接發(fā)出。同時(shí)數(shù)據(jù)允許信號(hào)電平值相反，一個(gè)是高電平有效、一個(gè)是低電平有效。2）命令信號(hào)由總線周期狀態(tài)信號(hào)控制8288產(chǎn)生。在總線時(shí)序中最小模式下的M/信號(hào)將由