的总线操作-ppt教学课件

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1、第5章8086的总线操作5.1概述5.28086的两种模式5.3最小模式下的8086时序分析5.4最大模式下的8086时序分析5.1概述5.1.1时钟周期（T状态）、总线周期和指令周期1．时钟周期（T状态）计算机是一个复杂的时序逻辑电路，时序逻辑电路都有“时钟”信号。计算机的“时钟”是由振荡源产生的、幅度和周期不变的节拍脉冲，每个脉冲周期称为时钟周期，又称为T状态。计算机是在时钟脉冲的统一控制下，一个节拍一个节拍地工作的。2．总线周期CPU访问存储器或输入输出端口时，需要通过总线进行读或写操作。与CPU内部操作相比，通过总线进行的操作需要较长的时间。通常把CP

2、U通过总线进行某种操作所花费的时间称为总线周期（BusCycle）。根据总线操作功能的不同，有多种不同的总线周期。如存储器读周期、存储器写周期、I/O读周期、I/O写周期等。8086总线周期一般由4个时钟周期组成，习惯上分别称为T1状态、T2状态、T3状态和T4状态。总线周期总线周期基本的总线周期的时序图基本的总线周期时序分析(1)在T1状态，CPU往多路复用总线上发出地址信息，以指出要寻址的存储单元或外设端口的地址。(2)在T2状态，CPU从总线上撤消地址，而使总线的低16位浮空，置成高阻状态，为传输数据作准备。总线的最高4位（A19～Ａ16）用来输出本总线

3、周期状态信息。在这些状态信息用来表示中断允许状态，当前正在使用的段寄存器名等。(3)在T3状态，多路总线的高4位继续提供状态信息，而多路总线的低16位（8088则为低8位）上出现由CPU写出的数据或者CPU从存储器或端口读入的数据。(4)在有些情况下，外设或存储器速度较慢，不能及时地配合CPU传送数据。这时，外设或存储器会通过“READY”信号线在T3状态启动之前向CPU发一个“数据未准备好”信号，于是CPU会在T3之后插入1个或多个附加的时钟周期Tw。Tw也叫等待状态，在Tw状态，总线上的信息情况和T3状态的信息情况一样。当指定的存储器或外设完成数据传送时，

4、便在“READY”线上发出“准备好”信号，CPU接收到这一信号后，会自动脱离Tw状态而进入T4状态。(5)在T4状态，总线周期结束。需要指出：只有在CPU和内存或I/O接口之间传输数据，以及填充指令队列时，CPU才执行总线周期。可见，如果在一个总线周期之后，不立即执行下一个总线周期，那么，系统总线就处在空闲状态，此时，执行空闲周期。在空闲周期中，可以包含一个时钟周期或多个时钟周期。这期间，在高4位上，CPU仍然驱动前一个总线周期的状态信息，而且，如果前一个总线周期为写周期，那么，CPU会在总线低16位上继续驱动数据信息；如果前一个总线周期为读周期，则在空闲周

5、期中，总线低16位处于高阻状态。一个典型的总线周期序列3．指令周期每条指令的执行包括取指令（fetch）、译码（decode）和执行（execute）。执行一条指令所需要的时间称为指令周期（InstructionCycle）。指令周期是由1个或多个总线周期组合而成。8086中不同指令的指令周期是不等长的。由于8086中的指令码最短的只需要一个字节，多的有6个字节。对于多字节指令，取指（存储器读）就需要多个总线周期；在指令的执行阶段，寻址方式，需要的总线周期个数也不相同。对于8086CPU来说，在EU执行指令的时候，BIU可以取下一条指令。由于EU和BIU可以并

6、行工作，8086指令的最短执行时间可以是两个时钟周期，一般的加、减、比较、逻辑操作是几十个时钟周期，最长的为16位乘除法操作，约要200个时钟周期。5.1.28086/8088引脚信号5.28086的两种模式5.2.1最小模式和最大模式的概念当把8086CPU与存储器和外设构成一个计算机系统时，根据所连的存储器和外设的规模，8086具有两种不同的工作模式，即最小模式和最大模式。8086到底工作在最大模式还是最小模式，由硬件设计决定。1．最小模式当要利用8086构成一个较小的系统时，在系统中只有8086一个微处理器，所连的存储器容量不大、片子不多，所要连的I/O

7、端口也不多，系统中的总线控制电路被减到最少。系统的地址总线可以由CPU的AD0～AD15、A16～A19通过地址锁存器8282(或74LS373)构成；数据总线可以直接由AD0～AD15供给，也可以通过发送/接收接口芯片8286(或74LS245)供给（增大总线的驱动能力）；系统的控制总线就直接由CPU的控制线供给，这种组态就称为8086的最小组态。8088最小模式图2．最大模式最大模式是相对最小模式而言的。最大模式用在中等规模的或者大型的8086系统中。若要构成的系统较大，就要求有较强的总线驱动能力，这样8086要通过一个总线控制器8288来形成各种总线周期

8、，控制信号由8288供给。在最大模式系