《微机原理与接口技术》第章微处理器寄存器（可编辑）

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1、一IA-32结构的概要历史IA-32结构的发展历史808680386Intel386处理器是IA-32结构系列中的第一个32位处理器80486奔腾PentiumP6系列处理器奔腾II奔腾IIIIntelPentium4处理器IntelPentium4处理器是最新的IA-32处理器并是第一个基于IntelNetBurst微结构的处理器二80868088微处理器Intel80868088CPU属于第三代高性能16位微处理器它采用HMOS工艺制造芯片上有29万只晶体管用单一的5V电源时钟频率为5MHz-10MHz8

2、0868088的高性能是通过其16位的内部数据通路与流水线结构结合起来而获得的流水线结构允许在总线空闲的时候预先取指令使取指令和执行指令的操作能够并行进行2122段寄存器的设置由于在8086系统中需要20位物理地址访问1MB的的存储空间但是8086CPU的内部结构以及内部数据的直接处理能力和寄存器都只有16位故只能直接提供16位地址寻址64KB存储空间如何用16位数据处理能力实现20位地址的寻址呢这里用16位的段寄存器与16位的偏移地址结合解决这个矛盾即为了能够寻址1MB存储空间在8086CPU中引入了存储器

3、地址空间分段的概念下面首先讲一下8086存储器的有关知识21238086的存储器组织以上8个16位通用寄存器在一般情况下都具有通用性从而提高了指令系统的灵活性通用寄存器还各自具有特定的用法有些指令中还隐含地使用这些寄存器第三章学习指令系统的时候会具体接触到2125控制寄存器组1指令指针IPInstructionPointer指令指针IP保存下一条要执行指令的偏移地址在用户程序中不能使用该寄存器但可以改变其值以改变程序执行地址用于调试程序某些指令如转移指令过程调用指令和返回指令等将改变IP的内容2标志寄

4、存器FLAG即处理器状态字PSW寄存器8086CPU设立了一个两字节的标志寄存器共9个标志其中6个是反映前一次涉及ALU操作结果的状态标志3个是控制CPU操作特征的控制标志如下所示CFPFAFZFSFTFIFDFOF1514131211109876543210状态标志有CFCarryFlag进位标志如果加法时最高位对字节操作是D7位对字操作是D15位产生进位或减法时最高位产生借位则CF1否则CF0PFParityFlag奇偶标志如果操作结果的低8位中含有偶数个1PF1否则PF0AFAuxiliaryC

5、arryFlag辅助进位标志如果在加法时D3位有进位或减法时D3位有借位则AF1否则AF0这个标志位用于实现BCD码算术运算结果的调整ZFZeroFlag零标志如果运算结果各位都为零则ZF1否则ZF0SFSignFlag符号标志它总是和结果的最高位字节操作时是D7字操作时是D15相同因为在补码运算时最高位是符号位所以运算结果为负时SF1否则SF0OFOverflowFlag溢出标志在加或减运算中结果超出8位或16位有符号数所能表示的数值范围-128～127或-32768～32767时产生溢出OF1否则O

6、F0具体讲对于加运算如果次高位数值部分最高位形成进位加入最高位而最高位符号位相加时包括次高位的进位却没有进位输出或者反过来次高位没有进位加入最高位但最高位却有进位输出都将发生溢出因为这两种情况分别是两正数相加结果超出了范围形式上变成负数两个负数相加结果超出了范围形式上变成了正数第2章微机系统中的微处理器一IA32位微处理器概要历史二8086微处理器的内部结构三8086的内部寄存器及存储器结构第二章80868088微处理器及其系统218086微处理器的内部结构Intel8086CPU属第三代微处理器8086

7、CPU有20条地址线直接寻址能力达1Mb8086CPU具有16条数据总线内部总线和ALU均为16位可进行8位和16位操作应是16位微处理器8086CPU采用不同于第二代微处理器8080Z80的一种全新结构形式均由两个独立的单元组成一个称为总线接口单元BIUBusInterfaceUnit另一个称为执行单元EUExccutionUnit其功能框图如下图所示AHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器运算寄存器ALU标志执行部分控制电路123456CSDSSSESIP内部寄存器IO控制电路地址加

8、法器20位16位8位指令队列缓冲器外总线执行部件EU总线接口部件BIU8086CPU结构图总线接口单元BIU包括4个16位段寄存器代码段寄存器数据段寄存器堆栈段寄存器附加段寄存器1个16位指令指针寄存器IP一个6字节指令队列缓冲器20位地址加法器总线控制电路它的任务是执行总线周期完成CPU与存储器和IO设备之间信息的传送具体地讲取指令时从存储器指定地址取出指令送入指令队列排队执行指令时根据EU命令对