医学课件第2章_微处理器及其体系结构课件

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1、《微机原理及应用》主讲教师张西良机械学院测控技术与仪器系教材:《微型计算机原理及应用》——许立梓等主编，机械工业出版社2021/8/24第二章8086/8088微处理器及其体系结构一、8086/8088CPU的编程结构二、8086/8088的存储器组织三、8086/8088的I/0组织四、8086/8088CPU的引脚功能和工作方式五、8086/8088的操作及其时序作业一、8086/8088CPU的编程结构1、8086/8088CPU的内部结构2、8086/8088CPU的寄存器结构二、8086

2、/8088的存储器组织1、存储器组织2、存储器的分段和物理地址的形成三、8086/8088的I/0组织由于I/O设备的工作速度远远低于CPU，所以I/O设备不能直接和CPU总线相连，必须通过I/O接口芯片。每个I/O接口芯片都有一个或几个端口，一个端口对应一个I/O地址，就象存储单元地址一样。8086/8088设有输入指令IN和输出指令OUT用于访问I/O端口。四、8086/8088CPU的引脚功能和工作方式8086/8088CPU是采用40条引脚DIP（双列直插式）封装。1、8086/8088C

3、PU两种工作方式2、两种工作方式的公用引脚3、最小工作方式引脚4、最大工作方式引脚CPU工作方式1、最小工作方式系统中只有一个微处理器8088（或8086），所有的总线控制信号都直接由8088（或8086）产生，这种方式适合较小规模的应用。2、最大工作方式系统中可以只有一个处理器，也可以有两个或以上的微处理器，其中一个作为主处理器，其他作为后援处理器，用来协助主处理器处理某些方面的工作，这种方式是在需要8088构成中等或较大系统。8087运算协处理器、8089输入/出协处理器五、8086/8088

4、的操作及其时序3、总线周期（BusCycle）在第二个T状态（T2），CPU从总线上撤销地址，并将总线低16位输出设置成高阻，为读入数据作准备，或在低16位总线上送出写数据，准备进行写操作。在总线的高4位，输出总线周期状态（S6——S3），这些状态信息主要用于诊断监视。五、8086/8088的操作及其时序3、总线周期（BusCycle）在T3状态，CPU高4位继续提供状态信息；在低16位地址/数据线上，或者连续发出写数据，或者采样读入数据。如果被选中的存储器或I/O不能以CPU的最大传送速率传送数

5、据，则该设备必须通知CPU“未准备好”，迫使CPU在T3状态后插入等待状态TW。CPU在T3的上升沿采样READY信号，是低电平，就插入等待状态TW。五、8086/8088的操作及其时序3、总线周期（BusCycle）当选中的设备完成它的读写操作时，它就发出“准备就绪（READY）”信号，迫使CPU脱离TW状态并继续工作。如果执行的总线周期是读周期，CPU则在最后一个等待状态的结束读取数据。总线周期在T4状态结束，选中的设备在逻辑上与总线脱离。五、8086/8088的操作及其时序4、CPU时序一个

6、微机系统要完成各种任务，需要执行许多操作，这些操作也是在时钟周期的同步下，按时序一个状态一个状态地执行，这样，就构成了CPU的操作时序。系统复位和启动操作；总线操作；中断操作；暂停操作；总线保持或总线请求/允许操作。最小方式下的读总线周期最小方式下的写总线周期最小方式下的读总线周期最小方式下的写总线周期1、8086/8088CPU的内部结构8位微处理器执行一段程序是通过重复执行以下步骤来完成的。①从内存中取出一条指令，分析指令操作码；②读出一个操作数（如果指令需要操作数）；③执行指令；④将结果写入

7、内存储器（如果指令需要）。微处理器在取指令、取操作数和存储操作数时要占用总线；分析操作码和执行指令时不占用总线。（图示）1、8086/8088CPU的内部结构（2）8086/8088CPU内部结构基本相同,有20条外部地址总线，可以寻址1M内存空间；8086CPU的内部和外部数据总线均是16位，是典型的16位微处理器；8088CPU内部数据总线是16位，外部数据总线是8位，所以被称为准16位微处理器。1、8086/8088CPU的内部结构8086/8088CPU设计成两个独立的功能部件：(1)执行

8、部件EU；(2)总线接口部件BIU。EU和BIU能相互独立地工作，能使大部分的取指令和执行指令重叠进行。EU执行的是BIU在前一时刻取出的指令；同时，BIU又再取出EU在下一时刻要执行的指令。（图示）8086/8088CPU的内部结构简图执行部件（ExecutionUnit—EU）作用：执行指令，与外界的联系必须通过总线接口部件。①EU负责从BIU(总线接口部件）的指令队列中取指令，并对指令译码；②根据指令要求，向EU内部各部件发出控制命令以完成各条指令的功能。说明：对8086/8