微机原理与接口第二章-微处理器

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1、《微机原理与接口技术(第二版)》主讲：田娟信息工程学院电子信息教研室邮箱：jtian@tsmc.edu.cn电话：13505385689第2章微处理器2.18086/8088CPU结构（重点）2.28086/8088CPU时序及引脚功能（了解）2.38086/8088中断系统（重点）2.48086系统配置及总线操作（了解）2.532位微处理器编程结构简介（自学）§2.18086/8088CPU结构2.1.18086/8088CPU内部结构8086/8088CPU的内部结构包含两大部分：指令执行单元EU（ExecutionUni

2、t）和总线接口单元BIU（BusInterfaceUnit）。EU从BIU的指令队列中取出指令，执行指令。BIU完成取指令，读操作数，送结果，所有与外部的操作由其完成。BIU和EU的操作是并行的。若需要访问内存或I/O端口，则由EU向BIU发出访问所需要的地址，在BIU中形成物理地址，然后访问内存或I/O端口，得到操作数后送到EU，或将结果到送指定的内存单元或I/O端口。这种并行工作方式，大大提高了系统工作效率。总线控制逻辑ALU数据总线(16位)指令执行部件(EU)图2-18086/8088CPU内部功能结构图数据总线20位

3、地址总线地址加法器CSDSESSSIP内部暂存寄存器ALU标志寄存器(FR)暂存寄存器队列总线8位8088：8位8086：16位段寄存器SPBPDISIAHALAX通用寄存器BHBLBXCHCLCXDHDLDX总线接口部件(BIU)EU控制单元指令队列80888086165432EU完成指令译码和执行指令的工作。EU从BIU的指令队列中取得指令，并在ALU上执行指令；然后将处理的结果送回BIU，由BIU进行存储处理。它由ALU、标志寄存器、通用寄存器、暂存器、控制部件等组成。算术逻辑运算单元ALU标志寄存器FLAGS（详见2.

4、1.2）通用寄存器组（详见2.1.2）EU控制器：接收从BIU的指令流队列中取来的指令，经过指令译码器译码，形成各种控制信号，对EU的各个部件实现完成规定的操作。◆指令执行部件EUBIU具有地址形成、取指令、指令排队、读/写操作数和总线控制的功能，它是CPU与外部（内存和I/O端口）的接口，它提供了16位双向数据总线和20位地址总线，完成所有外部总线操作。它由4个16位段寄存器、16位指令指针IP和内部暂存器、6字节（8088为4字节）指令队列缓存器、20位地址加法器以及总线控制逻辑部件等组成。段寄存器指令指针寄存器IP地址加

5、法器指令队列缓存器总线控制逻辑◆总线接口部件BIU☆段寄存器（结合2.1.2）8086/8088CPU内部设置了4个16位段寄存器，它们分别是CS（CodeSegmentRegister，代码段寄存器）、DS（DataSegmentRegister，数据段寄存器）、SS（StackSegmentRegister，堆栈段寄存器）、ES（ExtraSegmentRegister，附加段寄存器），由它们给出相应逻辑段的首地址，称为“段基址”。CS：内存放可执行的指令代码段基址。DS、ES：内存放操作的数据段基址。SS：开辟为程序执行

6、中所要用的堆栈区，采用先进后出（FILO）的方式访问它。☆指令指针寄存器（结合2.1.2）8086/8088CPU中设置了一个16位指令指针寄存器IP（InstructionPointer），用来存放将要执行的下一条指令在现行代码段CS中的偏移地址。8086程序不能直接访问IP，但是可以通过某些指令修改IP的内容。☆地址加法器（结合2.1.3）功能：用来计算20位存储单元的物理地址。8086/8088系统有20位地址线，可寻址1MB字节的存储空间，而8086为16位机，CPU内部寄存器只有16位，可寻址216B=64KB。为了

7、解决这一矛盾，8086/8088CPU采用了将存储器地址空间分段管理的方法，即将1MB空间划分成若干个逻辑段，每个逻辑段的最大长度为64KB。图2-4内存分段示意图0段64KB1段64KB000000FFFF100001FFFFF0000FFFFF15段64KB000000逻辑段1的起点64KBFFFFF(a)逻辑段1≤64KB逻辑段2的起点逻辑段2≤64KB逻辑段3的起点逻辑段3≤64KB逻辑段4的起点64KB逻辑段4≤64KB(b)存储器中的每个存储单元都可以用两个形式的地址来表示：物理地址PA（PhysicalAddre

8、ss）和逻辑地址LA（LogicAddress）。把段起始地址的高16位称为段基地址，相对于段起始地址的一个偏移量称为偏移地址（也叫有效地址EA或段内地址），把“段基地址：偏移地址”的表示形式称为存储单元的逻辑地址，逻辑地址也是编程时采用的地址形式。物理地址PA：内存的绝对地