位和32位微处理器ppt课件

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1、本章主要教学内容8086微处理器内部组成、寄存器结构8086微处理器的外部引脚特性和作用8086微处理器的存储器和I/O组织8086的时序和总线概念以及最小/最大工作方式80X86和Pentium系列微处理器的组成结构及特点第2章16位和32位微处理器通过学习，使学生掌握8086微处理器的基本应用；熟悉8086微处理器的组成及其寄存器结构；掌握8086微处理器的存储器和I/O组织。本章教学目的及要求Intel8086微处理器是典型的16位微处理器，它采用高速运算性能的HMOS工艺制造，芯片上集成了2.9万只晶体管，使用单一的+5V电源，40条引脚双列直插式封装，有16根数据线和20根

2、地址线，可寻址的地址空间为1MB（220B），时钟频率为5MHz~10MHz，基本指令的执行时间为0.3ms~0.6ms。2.1Intel8086微处理器8086CPU的特点是：采用并行流水线工作方式，通过设置指令预取队列实现；对内存空间实行分段管理，将内存分为4个段并设置地址段寄存器，以实现对1MB空间的寻址；支持多处理器系统；8086可工作于两种模式下，即最小模式和最大模式。8086还具有多重处理能力，使它能极方便地和浮点运算器8087、I/O处理器8089或其他处理器组成多处理器系统，从而极大地提高了系统的数据吞吐能力和数据处理能力。8086CPU的特点Intel8086微处理

3、器内部安排了两个逻辑单元，即执行部件EU（ExecutionUnit）和总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit），其组成结构如图2-1所示。2.1.18086微处理器的内部结构图2-11.总线接口部件(businterfaceunit，BIU)总线接口部件负责与存储器、I/O端口传送数据，由下列部分组成：①4个段地址寄存器（CS、DS、ES、SS）②16位的指令指针寄存器IP(InstructionPointer)③20位的地址加法器④6字节的指令队列缓冲器⑤总线控制逻辑执行部件EU负责指令的译码、执行和数据运算，其基本功能是：从总线接口部件BIU的指令队列中取出指令代

4、码，经过指令译码器译码后执行该指令所规定的操作功能。EU中的各个部件都通过16位的ALU数据总线连接在一起，在内部可实现快速的数据传输。EU由算术逻辑单元（ALU）、8个通用寄存器，1个状态标志寄存器、1个数据暂存寄存器和EU控制电路等组成。2.执行部件(executionunit，EU)执行部件EU负责指令的译码、执行和数据运算，由下列部分组成：①16位算术逻辑部件ＡＬＵ(arithmeticlogicunit)；②16位标志寄存器F反映CPU运算的状态特征或存放控制标志；③4个16位通用寄存器，即AX、BX、CX、DX；④4个16位专用寄存器，即基数指针寄存器BP（basepoi

5、nter）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)；⑤数据暂存寄存器协助ALU完成运算，暂存参加运算的数据；⑥EＵ控制电路它是控制、定时与状态逻辑电路，接收从BIU中指令队列取来的指令，经过指令译码形成各种定时控制信号，对EU的各个部件实现特定的定时操作。EU中所有的寄存器和数据通道（除指令队列总线为8位外）都是16位的宽度，可实现数据的快速传送。BIU和EU并不是同步工作的，但两者的动作仍然有一定的管理原则，体现在下面几个方面。①每当BIU的指令队列中有两个空字节，BIU就会自动把

6、后面的指令从存储器取到指令队列中。②在EU执行指令的过程中，指令需要对存储器或I/O设备存取数据时，所需的数据交换均由BIU完成。③当指令队列已满，且EU对BIU又没有总线访问请求时，BIU进入空闲状态。④遇转移/循环指令时，BIU将指令队列中指令完全清除，重新取指令。3.BIU和EU的流水线管理8086CPU中可供编程使用的有13个16位寄存器和1个只用了9位的标志寄存器，按其用途可分为8个通用寄存器、2个控制寄存器和4个段寄存器，如图2-2所示。2.1.28086/8088的寄存器结构累加器AHALBHBLCLDHDLCHSPSIDIIPFLAGSCSDSSSESBP基址寄存器计

7、数寄存器数据寄存器堆栈指针寄存器基址指针寄存器源变址寄存器目的变址寄存器指令指针寄存器标志寄存器代码段寄存器段寄存器附加段寄存器堆栈段寄存器数据寄存器地址指针和变址寄存器控制寄存器通用寄存器数据段寄存器图2-21.通用寄存器通用寄存器是一种面向寄存器的体系结构，操作数可以直接存放在这些寄存器中。（1）数据寄存器：有4个16位的寄存器，其典型功能归纳如下：AX：累加器，用于完成各类运算和传送、移位等操作；BX：基址寄存器，在间接寻址中用于存放基地址；CX：计