第二章 8086CPU

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1、微机原理及应用——8086微处理器本章内容8086微处理器编程结构引脚信号和工作模式操作和时序存储器组织和I/O组织总线接口部件执行部件工作过程总线周期引脚信号最小模式最大模式系统的复位和启动总线操作中断操作和中断系统8086的存储器组织8086的I/O组织16位微处理器808618086/8088微处理器内部结构28086/8088微处理器中的内部寄存器38086/8088微处理器外部基本引脚与工作模式48086/8088的存储器组织58086CPU的工作时序6系统总线的形成地址信号标志寄存器指令寄存器数据暂存器控制电路指令译码器地址寄存器指

2、令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器IP数据信号控制信号ALUALU控制器CPU结构示意图EU控制器ALU暂存器标志寄存器8位队列总线总线控制逻辑内部总线16位20位地址总线16位数据总线123456指令队列通用寄存器AXAHALBXBHBLCXCHCLDXDHDLSPBPDISICSDSSSES80888086IP内部暂存器8086总线8086/8088CPU内部结构图总线接口部件BIU执行部件EU地址加法器8086的编程结构——总线接口部件1.段寄存器CS代码段寄存器保存当前执行程序所在段的段基址DS数据段寄存器保存数据段的段基址。数

3、据段是用来保存当前程序中的操作数和变量。SS堆栈段寄存器保存有堆栈段的段基址ES附加段寄存器进行字符串操作时，作为目的段地址使用，是一种附加的数据区，若要使用附加段，必须对ES置初值。在附加段中，DI寄存器用于存放附加段的偏移量。2.指令指针寄存器IP用来存放将要取出指令的偏移地址，每执行一条指令，IP增量大小与已执行指令的字节长度有关。程序以代码的形式存在于存储器中，每一条指令都有一个存放地址，IP总要指向下一条将要执行的指令地址。3.地址加法器产生20位的物理地址。物理地址＝段基址×16＋偏移量4.内部暂存器用于内部数据的暂存，该部分对用户

4、透明，用户无权访问。8086的编程结构——总线接口部件8086的编程结构——总线接口部件5.指令队列缓冲器8088为4字节，8086为6字节。为FIFO(先进先出)结构。指令队列至少保持有一条指令，且只要有一条指令，EU就开始执行；若EU要进行M/IO存取数据，BIU在执行完现行取指操作周期后进行。当执行转移指令时，EU要求BIU从新的地址中重新取指。队列中原有指令被清除。新取得的第一条指令直接送EU执行，随后取得的指令填入队列6.输入/出控制电路输入/出控制电路控制CPU与外部电路的数据交换。8086的编程结构——执行部件1.数据寄存器组功能

5、：存放操作数和中间结果。AXBXCXDXAHALBHBLCHCLDHDL累加器存放参加运算的操作数和运算结果，所有寄存器均可作累加器，有些指令约定AX（AL）寄存器为累加器，如乘法、除法、I/O出指令。基址寄存器计算地址时用作基地址寄存器，用于扩展寻址，起变址作用。计数寄存器在某些指令中作隐含的计数器，如循环操作、串操作及移位操作等。数据寄存器存放操作数和列表数据，在某些I/O操作期间，用来保存I/O端口地址，在乘除运算中有专用。寄存器用途AX字乘法，字除法，字I/OAL字节乘，字节除，字节I/O，十进制算术运算AH字节乘，字节除BX转移CX串

6、操作，循环次数CL变量移位，循环控制DX字节乘，字节除，间接I/O8086的编程结构——执行部件2.地址寄存器组SPBPDISI堆栈指针寄存器访问堆栈段的栈顶单元。堆栈区基地址寄存器对堆栈段寄存器相对寻址的基地址寄存器，可访问堆栈段的任意单元。源变址寄存器目的变址寄存器3.控制寄存器IPPSWIP指令指针寄存器用来控制CPU的指令执行顺序，它和代码段寄存器CS一起可以确定当前所要取的指令的内存地址。PSW标志寄存器用来存放8086CPU在工作过程中的状态。8086的编程结构——执行部件8086的编程结构——执行部件OFDFIFTFSFZFAFP

7、FCFD15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0PSW唯一能按位操作的寄存器只定义了其中9位，另外7位未定义（不用）6位状态标志：OF、SF、ZF、PF、CF、AF3位控制标志：DF、IF、TF反映指令对数据作用之后，结果的状态（不是结果本身）。这些状态将控制后续指令的执行。10001101001101100011001000011001+0110011010101001运算结果最高位为1∴SF=1；例：2个数相加后，分析各标志位的值第三位向第四位有进位∴AF=1；次高位向最高位有进位，最高位向前没有进位，∴O

8、F=10=1最高位没有进位∴CF=0；低8位中1的个数为偶数个∴PF=1；运算结果本身≠0∴ZF=0；10001101001101100011001