微机原理与接口技术第二章

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1、2015-11-5第二章微处理器通过本章的学习，读者应该掌握以下内容：•8086/8088微处理器的基本结构、各部件功能•8086/8088在最大和最小模式下引脚功能•8086/8088内部寄存器结构、常用寄存器的使用•8086/8088存储器组织的分体结构及分段管理机制•8086的I／O组织、两种编址方式的特点•8086/8088的典型时序12015-11-5Intel8086/8088结构•8086/8088微处理器是Intel公司推出的第三代CPU芯片，它们的内部结构基本相同，都采用16位结构进行操作及存储器寻址，两种处理器都封装在相同的40脚双列直插组件（DIP）中。•

2、在Intel8080与8085的基础上发展起来的。22015-11-5结构特点：(1)内部结构是16位的（内部寄存器，内部运算部件，内部操作按16位设计）；(2)外部数据总线16（8086）/8(8088)位，能处理16位数据,也能处理8位数据；(3)汇编语言与8080/8085兼容，即能执行整套8080/8085的指令.增加了许多16位操作指令；(4)20条地址总线，直接寻址能力1M字节；(5)40条引线、双列直插式；(6)单相时钟；(7)电源为5V。8088微处理器与8086微处理器的主要区别：对外的数据线只有8位，目的是为了方便地与8位I/O接口芯片相兼容。32015-1

3、1-52、18086微处理器2、1、18086微处理器的结构及执行程序的操作过程8086：Intel系列的16位微处理器，16条数据线、20条地址线，可寻址地址范围220=1MB，8086工作时，只要一个5V电源和一个时钟，时钟频率为5MHz。8086CPU在内部采用了并行流水线结构，可以提高CPU的利用率和处理速度。8086CPU被设计为支持多处理器系统，因此能方便地与数值协处理器8087或其他协处理器相连，构成多处理器系统，从而提高系统的数据处理能力。42015-11-5传统CPU指令执行过程（串行交替）8086/8088指令执行过程（并行流水线）52015-11-520位

4、8086CPU结构图AHAL地址加通BHBL法器16位用CHCL寄CS存DHDLDS器SPSS组BPESI/ODIIP控制SI内部寄电路外16位存器总线运算寄存器123456执行部分控制电路8位指令队列缓冲器ALU执行部件EU总线接口部件BIU标志(ExecutionUnit)(BusInterfaceUnit)62015-11-51、总线接口部件BIU功能：（1）、从存储器取指令送到指令队列。取指令时，首先把代码段寄存器CS中的16位段基址左移4位，然后与指令指示器IP中的16位偏移地址在地址加法器中相加形成20位物理地址，通过I／O控制电路发存储器读命令，从存储器中取出指令

5、，送入指令队列。（2）、BIU要保证指令队列始终是满的，当指令队列有2个空字节（8088队列为1个空字节）时，BIU将自动预取指令到指令队列。（3）、CPU执行指令时，到指定的位置存取操作数，并将其送至要求的位置单元中。72015-11-5总线接口部件的组成：（1）、四个段地址寄存器CS，16位代码段寄存器；DS，16位数据段寄存器；ES，16位附加段寄存器；SS，16位堆栈段寄存器。82015-11-5（2）、16位指令指针寄存器IP（PC）。（3）、20位的物理地址加法器。（4）、6字节的指令队列缓冲器（8088为4字节）。（5）、I/O控制电路，发出总线控制信号。说明：（

6、1）、指令队列缓冲器：在执行指令的同时，将取下一条指令，并放入指令队列缓冲器中。CPU执行完一条指令后，可以立即执行下一条指令（流水线技术），提高CPU效率。采用“先进先出”原则。（2）、物理地址加法器：产生20位物理地址。物理地址(20位)=段基址(16位)×16+偏移地址(16位)92015-11-52、执行部件EU指令执行部件EU的功能是负责指令的执行。EU的组成：（1）、四个通用寄存器AX、BX、CX、DX。四个通用寄存器都是16位或作两个8位来使用。（2）、专用寄存器SP------堆栈指针寄存器BP------基址指针寄存器DI-------目的变址寄存器SI---

7、----源变址寄存器102015-11-5（3）、算术逻辑单元ALU完成8位或者16位二进制算术和逻辑运算。（4）、运算寄存器协助ALU完成运算，暂存参加运算的数据。（5）、执行部件的控制电路从BIU的指令队列中取出指令并执行，根据指令要求向EU内各功能部件发送相应的控制命令，以完成每条指令所规定的操作。112015-11-5（6）、标志寄存器FR：它用来反映CPU最近一次运算结果的状态特征或存放控制标志。1-低8位有偶数个10-低8位有奇数个1D15D0OFDFIFTFSFZFAFPFCF