微型计算机原理及应用（第二版） 何超 第二章微处理器第2节

《微型计算机原理及应用（第二版） 何超 第二章微处理器第2节》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2章微处理器2.28086/8088微处理器8086微处理器是Intel系列的16位微处理器，它是采用具有高速运算功能的HMOS工艺制造的集成电路，内部包含约29000个半导体管。8086有16根数据线和20根地址线。16根数据线表明8086微处理器可以处理16位二进制数据；20根地址线表明可用20位二进制数码编写地址，存储器以字节（8位二进制数据）为单位组织存储，也就是可寻址的地址空间可达220，即1M字节的数量级。8086的时钟频率为5MHz，工作时，只要一个5V电源，除了数据总线宽度不同外，8088与8086在其他方面几乎完全相同。它们的另一个突出特点是其多重处理的能力，能极方便

2、的和数值数据处理器（NPX）8087，输入输出I/O处理器（IOP）8089或其他处理器组成多处理器系统，大幅度提高系统数据吞吐能力和数据处理能力。2.2.18086的编程结构8086分为两部分，即总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit）和执行部件EU（ExecutionUnit）。右图为8086的编程结构图1．总线接口部件(BIU)总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。CPU执行指令时，总线接口部件要配合执行部件从指定的内存单元或者外设端口中取数据或指令，将数据先放入“指令队列”排队，当需要时，再由执行部件EU从中取出；或者把执行部件EU的操作结果传送到指

3、定的内存单元或外设端口中。总线接口部件的部分组成：（1）4个16位的段地址寄存器；CS——16位的代码段寄存器：用来存放当前程序所在段的段基址；DS——16位的数据段寄存器：用来存放当前程序所用数据段的段基址；ES——16位的扩展段寄存器：用来存放辅助数据所在段的段基址；SS——16位的堆栈段寄存器：用来存放当前程序所用堆栈段的段基址；（2）16位的指令指针寄存器IP：用来存放下一条指令的偏移地址，IP在当前程序运行中能够进行自动加1的修正，使其指向下一条指令；（3）20位的地址加法器：用来形成20位的物理地址；（4）6字节的指令队列缓冲器。（5）总线控制部件。用来产生并发出总线控制信号

4、，实现对存储器、I/O端口的读写控制，并将内部总线与外部总线相连接。2．执行部件EU执行部件EU的功能就是负责从指令队列取指令并执行。它由下列几个部分组成：（1）算术逻辑单元ALU：用来进行算术、逻辑运算，以及按照寻址方式计算寻址单元的偏移量。（2）暂存器：协助ALU完成运算，用来暂时存放参加运算的数据。（3）通用寄存器组：包括4个通用寄存器，即AX（也称累加器）、BX、CX、DX；以及4个专用寄存器：基数指针寄存器BP：存放数据段中某一单元的偏移地址；也可指示堆栈段中某一单元的偏移地址；堆栈指针寄存器SP：存放堆栈栈顶偏移地址；源变址寄存器SI：与数据段寄存器DS连用，确定数据段中某一

5、存储单元的地址；目的变址寄存器DI：与数据段寄存器DS连用，确定数据段中某一存储单元的地址；（4）16位的标志寄存器FR；用来存放控制标志和反映CPU运行的状态特征。（5）EU控制电路：由定时电路、控制电路和状态逻辑电路组合而成。3．“流水线”结构的指令队列总线接口部件BIU和执行部件EU并不是同步工作的，每当EU从指令队列头部取出一条指令并在分析、执行指令这段时间内，或当指令队列中有2个空字节时，BIU会自动把指令取到指令队列中。当指令队列已满（6个字节），而且EU对BIU又无总线访问请求时，BIU便进入空闲状态；但EU在分析、执行指令过程中，如须访问内存或I/O设备，EU就会向BIU

6、申请总线周期，若BIU总线空闲，就会立即响应；若BIU此时正在取一条指令，EU就必须等待BIU取指令的操作完成以后，才会得到BIU响应。在8086/8088中，EU和BIU这种并行的工作方式有力地提高了工作效率。4．通用寄存器的用法由于某些寄存器具有良好的通用性，因而被称为通用寄存器，其中包括AX，BX，CX，DX。通用寄存器主要用来保存算术或逻辑运算的操作数、中间运算结果。它们既可以作为一个16位的寄存器使用，也可以分别作为两个8位的寄存器使用，高位字节的寄存器为AH，BH，CH，DH；低位字节的寄存器为AL，BL，CL，DL。由于这些寄存器具有良好的通用性，使用十分灵活，因而称为通用

7、寄存器。通用寄存器的特殊用途和隐含用法如表2-1所示。表2-1寄存器的特殊用途和隐含用法寄存器执行操作AX累加器，I/O指令中用作数据寄存器整字乘法，整字除法，整字I/O，存放被乘数，乘积，被除数，商ALI/O指令中用作数据寄存器字节乘法，字节除法，字节I/O。存放被乘数，乘积，被除数，商查表，十进制算术运算中用作累加器；在XLAT（换码）指令中用作累加器AH字节乘法，字节除法在LAHF（标志寄存器传送）指令中用作目标寄存器BX用作