微机原理与接口教案1new

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1、第2课次授课计划基本内容:第二章16位微处理器2.18086的编程结构2.28086的引脚信号和工作模式目的要求:1.掌握8086CPU的编程结构2.掌握8086的内部组成结构、寄存器结构3.掌握8086总线周期的概念4.理解8086的并行流水线工作方式5.掌握存储器的编址6.掌握8086CPU主要引脚信号的功能(地址总线、数据总线、控制总线)7.理解8086CPU工作模式及典型配置。难点:CPU的编程结构标志寄存器的含义理解8086CPU外部引脚信号的作用及它们之间是如何协同工作的复习巩固:1.微型计算机工作过程2.微型计算机

2、结构新课讲授:2.1.18086的编程结构1.8086 CPU的一般性能特点(1)16位的内部结构,16位双向数据信(2)20位地址信号线,可寻址1MB存储单(3)较强的指令系统。(4)利用16位地址总线进行I/O端口寻址,可寻址64K个I/O端口。(5)中断功能强,可处理内部软件中断和外部中断,中断源可达256个。(6)单一的+5V电源,单相时钟频率5MHz。2.编程结构8086是intel系列的16位微处理器,有16根数据线和20根地址线,可寻址空间1MB要掌握一个CPU的性能和使用方法,首先应该了解它的编程结构。所谓编程结

3、构,就是从程序员和使用者的角度看到的结构,当然,这种结构与CPU内部的物理结构和实际布局是有区别的。下图就是8086的编程结构图。在编程结构图中可以看到,从功能上,8086分两部分,即总线接口部件(businterfaceunit,BIU)和执行部件(executionunit,EU)。(1)总线接口部件(BIU)1.总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。具体来看,就是完成取指令,指令排队,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。2.8086的总线接口部件由以下

4、各部分组成:①4个段地址寄存器:CS:16位代码段寄存器(codesegment);DS:16位数据段寄存器(datasegment);ES:16位附加段寄存器(extrasegment);SS:16位堆栈段寄存器(stacksegment)。②16位指令指针寄存器IP(instructionpointer):用来指向下一条要取出的指令代码。③20位地址加法器:将16位逻辑地址变换成存储器读/写所需的20位物理地址。④6字节指令队列缓冲器:预存6字节的指令代码。⑤总线控制逻辑:发出总线控制信号。实现存储器读/写控制和I/O读/写

5、控制。它将8086CPU的内部总线与外部总线相连,是8086CPU与外部打交道不可缺少的路径。3.8086总线接口部件的特点:①8086的指令队列为6个字节,CPU在执行指令的同时,从内存中取下面1条指令或几条指令放在指令队列中。这样,一般情况下,8086执行完一条指令就可以立即执行下一条指令,而不像以往的计算机那样轮番地进行取指令和执行指令的操作,从而提高了CPU的效率。②地址加法器用来产生20位地址。8086用20位地址寻址1MB的内存空间,但8086内部寄存器都是16位的,所以需要一个附加机构来根据16位寄存器提供的信息计

6、算出20位的物理地址。即:物理地址(PA)=段基址×10H+偏移地址(EA)(2)执行部件(EU)1.执行部件负责指令的执行,由下列4部分组成:①4个通用16位寄存器,即AX、BX、CX、DX;②4个专用16位寄存器,即基数指针寄存器BP(basepointer),堆栈指针寄存器SP(stackpointer),源变址寄存器SI(sourceindex),目的变址寄存器DI(destinationindex);③标志寄存器FR(flagregister);④算术逻辑部件ALU(arithmeticlogicunit)。2.通用寄

7、存器①4个通用寄存器可作为16位寄存器使用,也可作为8位寄存器使用。比如,BX寄存器作为8位寄存器时,分别称为BH和BL,BH为高8位,BL为低8位。②数据寄存器特有的习惯用法:AX:累加器,指令系统中有许多指令都是利用累加器来执行的。所有I/O指令都通过AX与接口传送信息,中间运算结果也多放于AX中;BX:基址寄存器。在间接寻址中用于存放基地址;CX:计数寄存器。用于在循环或串操作指令中存放计数值;DX:数据寄存器。在间接寻址的I/O指令中存放I/O端口地址;在32位乘除法运算时,存放高16位数。③地址指针寄存器SP:堆栈指针

8、寄存器,其内容为栈顶的偏移地址;BP:基址指针寄存器,常用于在访问内存时存放内存单元的偏移地址。④BX与BP在应用上的区别作为通用寄存器,二者均可用于存放数据;作为基址寄存器,用BX表示所寻找的数据在DS数据段;用BP则表示数据在SS堆栈段。⑤变址寄存器SI:源

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1、第2课次授课计划基本内容:第二章16位微处理器2.18086的编程结构2.28086的引脚信号和工作模式目的要求:1.掌握8086CPU的编程结构2.掌握8086的内部组成结构、寄存器结构3.掌握8086总线周期的概念4.理解8086的并行流水线工作方式5.掌握存储器的编址6.掌握8086CPU主要引脚信号的功能(地址总线、数据总线、控制总线)7.理解8086CPU工作模式及典型配置。难点:CPU的编程结构标志寄存器的含义理解8086CPU外部引脚信号的作用及它们之间是如何协同工作的复习巩固:1.微型计算机工作过程2.微型计算机

2、结构新课讲授:2.1.18086的编程结构1.8086 CPU的一般性能特点(1)16位的内部结构,16位双向数据信(2)20位地址信号线,可寻址1MB存储单(3)较强的指令系统。(4)利用16位地址总线进行I/O端口寻址,可寻址64K个I/O端口。(5)中断功能强,可处理内部软件中断和外部中断,中断源可达256个。(6)单一的+5V电源,单相时钟频率5MHz。2.编程结构8086是intel系列的16位微处理器,有16根数据线和20根地址线,可寻址空间1MB要掌握一个CPU的性能和使用方法,首先应该了解它的编程结构。所谓编程结

3、构,就是从程序员和使用者的角度看到的结构,当然,这种结构与CPU内部的物理结构和实际布局是有区别的。下图就是8086的编程结构图。在编程结构图中可以看到,从功能上,8086分两部分,即总线接口部件(businterfaceunit,BIU)和执行部件(executionunit,EU)。(1)总线接口部件(BIU)1.总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。具体来看,就是完成取指令,指令排队,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。2.8086的总线接口部件由以下

4、各部分组成:①4个段地址寄存器:CS:16位代码段寄存器(codesegment);DS:16位数据段寄存器(datasegment);ES:16位附加段寄存器(extrasegment);SS:16位堆栈段寄存器(stacksegment)。②16位指令指针寄存器IP(instructionpointer):用来指向下一条要取出的指令代码。③20位地址加法器:将16位逻辑地址变换成存储器读/写所需的20位物理地址。④6字节指令队列缓冲器:预存6字节的指令代码。⑤总线控制逻辑:发出总线控制信号。实现存储器读/写控制和I/O读/写

5、控制。它将8086CPU的内部总线与外部总线相连,是8086CPU与外部打交道不可缺少的路径。3.8086总线接口部件的特点:①8086的指令队列为6个字节,CPU在执行指令的同时,从内存中取下面1条指令或几条指令放在指令队列中。这样,一般情况下,8086执行完一条指令就可以立即执行下一条指令,而不像以往的计算机那样轮番地进行取指令和执行指令的操作,从而提高了CPU的效率。②地址加法器用来产生20位地址。8086用20位地址寻址1MB的内存空间,但8086内部寄存器都是16位的,所以需要一个附加机构来根据16位寄存器提供的信息计

6、算出20位的物理地址。即:物理地址(PA)=段基址×10H+偏移地址(EA)(2)执行部件(EU)1.执行部件负责指令的执行,由下列4部分组成:①4个通用16位寄存器,即AX、BX、CX、DX;②4个专用16位寄存器,即基数指针寄存器BP(basepointer),堆栈指针寄存器SP(stackpointer),源变址寄存器SI(sourceindex),目的变址寄存器DI(destinationindex);③标志寄存器FR(flagregister);④算术逻辑部件ALU(arithmeticlogicunit)。2.通用寄

7、存器①4个通用寄存器可作为16位寄存器使用,也可作为8位寄存器使用。比如,BX寄存器作为8位寄存器时,分别称为BH和BL,BH为高8位,BL为低8位。②数据寄存器特有的习惯用法:AX:累加器,指令系统中有许多指令都是利用累加器来执行的。所有I/O指令都通过AX与接口传送信息,中间运算结果也多放于AX中;BX:基址寄存器。在间接寻址中用于存放基地址;CX:计数寄存器。用于在循环或串操作指令中存放计数值;DX:数据寄存器。在间接寻址的I/O指令中存放I/O端口地址;在32位乘除法运算时,存放高16位数。③地址指针寄存器SP:堆栈指针

8、寄存器,其内容为栈顶的偏移地址;BP:基址指针寄存器,常用于在访问内存时存放内存单元的偏移地址。④BX与BP在应用上的区别作为通用寄存器,二者均可用于存放数据;作为基址寄存器,用BX表示所寻找的数据在DS数据段;用BP则表示数据在SS堆栈段。⑤变址寄存器SI:源

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