微机原理与接口技术 周荷琴第5版 课件.ppt

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1、第2章微处理器结构教学重点最大、小模式下基本引脚和总线形成最大、小模式下的总线时序回顾与补充编程结构：是指从程序员和使用者的角度看到的结构，亦可称为功能结构。从功能上来看，8086/8088CPU可分为两部分，即总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit）和执行部件EU（ExecutionUnit）。指令的执行过程内部暂存器IPESSSDSCS输入/输出控制电路外部总线执行部分控制电路123456∑ALU标志寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI地址加法器指令队列缓冲器16位20位1

2、6位8位8086编程结构执行部件（EU)总线接口部件（BIU)通用寄存器变址寄存器指针寄存器段寄存器8086的指令执行过程返回(1)执行部件（EU）功能：负责指令的执行。组成：包括①ALU(算术逻辑单元)、②通用寄存器组和③标志寄存器等，主要进行8位及16位的各种运算。返回(2)总线接口部件（BIU）功能：负责与存储器及I/O接口之间的数据传送操作。具体来看，完成取指令送指令队列，配合执行部件的动作，从内存单元或I/O端口取操作数，或者将操作结果送内存单元或者I/O端口。组成：它由①段寄存器（DS、CS、ES

3、、SS）、②16位指令指针寄存器IP（指向下一条要取出的指令代码）、③20位地址加法器（用来产生20位地址）和④6字节（8088为4字节）指令队列缓冲器组成。返回通用寄存器8086/8088有4个16位的通用寄存器（AX、BX、CX、DX），可以存放16位的操作数，也可分为8个8位的寄存器（AL、AH；BL、BH；CL、CH；DL、DH）来使用。其中AX称为累加器，BX称为基址寄存器，CX称为计数寄存器，DX称为数据寄存器，这些寄存器在具体使用上有一定的差别。内部寄存器主要用途寄存器用途AX字乘法，字除法，字

4、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/O返回指针寄存器系统中有两个16位的指针寄存器SP和BP，其中SP是堆栈指针寄存器，由它和堆栈段寄存器SS一起来确定堆栈在内存中的位置；BP是基数指针寄存器，通常用于存放基地址。返回变址寄存器系统中有两个16位的变址寄存器SI和DI，其中SI是源变址寄存器，DI是目的变址寄存器，都用于指令的变址寻址方式。返回控制寄存器IP、标志寄存器是系统中的两个16位控制寄存器

5、，其中IP是指令指针寄存器，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。顺序执行程序时，CPU每取一个指令字节，IP自动加1，指向下一个要读取的字节；当IP单独改变时，会发生段内的程序转移；当CS和IP同时改变时，会产生段间的程序转移。返回段寄存器系统中共有4个16位段寄存器，即代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、堆栈段寄存器SS和附加段寄存器ES。这些段寄存器的内容与有效的地址偏移量一起，可确定内存的物理地址。通常CS划定并控制程序区，DS和ES控制数据区，SS

6、控制堆栈区。返回处理器状态字PSW8086/8088内部标志寄存器的内容，又称为处理器状态字PSW。其中共有9个标志位，可分成两类：一类为状态标志，一类为控制标志。状态标志表示前一步操作（如加、减等）执行以后，ALU所处的状态，后续操作可以根据这些状态标志进行判断，实现转移；控制标志则可以通过指令人为设置，用以对某一种特定的功能起控制作用（如中断屏蔽等），反映了人们对微机系统工作方式的可控制性。PSW续返回8086的总线周期的概念4个时钟周期，T1状态：CPU往总线发地址T2状态：CPU撤销低16位地址，高4

7、位做反映状态信息T3状态：传送数据Tw状态T4状态：总线周期结束为了取得指令或传送数据，就需要CPU的总线接口部件执行一个总线周期。在8086中一个基本的总线周期由4个时钟周期组成。典型的8086总线周期序列2.1.18086的两种组态模式两种组态构成两种不同规模的应用系统最小模式构成小规模的应用系统8086本身提供所有的系统总线信号最大模式构成较大规模的应用系统，例如可以接入数值协处理器8087和输入/输出协处理器80898086和总线控制器8288共同形成系统总线信号2.18086的引脚信号和总线形成外部

8、特性表现在其引脚信号上，学习时请特别关注以下几个方面：⑴引脚的功能⑵信号的流向⑶有效电平⑷三态能力指引脚信号的定义、作用；通常采用英文单词或其缩写表示信号从芯片向外输出，还是从外部输入芯片，或者是双向的起作用的逻辑电平高、低电平有效上升、下降边沿有效输出正常的低电平、高电平外，还可以输出高阻的第三态8086的引脚图2.1.18086的两种组态模式（续）两种组态利用MN/MX引脚区别MN/MX接高电平