第2章 典型微处理器

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1、1本章主要教学内容8086微处理器内部组成、寄存器结构8086微处理器引脚特性和作用8086微处理器存储器和I/O组织8086时序及最小/最大工作方式80X86和Pentium系列微处理器组成结构及特点第2章典型微处理器2本章教学目的及要求通过学习，应掌握：典型微处理器的内部组成寄存器结构外部引脚特性和作用存储器和I/O组织时序和总线操作系统工作方式和特点第2章典型微处理器32-1微处理器性能简介2-1-1典型微处理器的主要性能指标主频外频倍频内存总线速度扩展总线速度地址总线宽度数据总线宽度高速缓存第2章典型微处理器42-1-2微处理器的基本功能（1）指令控制（2

2、）操作控制（3）时间控制（4）数据加工第2章典型微处理器52-2Intel8086微处理器的内、外部结构特性8086微处理器使用+5V电源，40条引脚双列直插式封装，时钟频率5MHz~10MHz，基本指令执行时间0.3ms~0.6ms。有16根数据线和20根地址线，可寻址内存地址空间1MB（220B）。第2章典型微处理器62-2-1Intel8086微处理器内部组成结构8086微处理器从功能上可以划分为两个逻辑单元：执行部件EU（ExecutionUnit）总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit）典型微处理器第2章7第2章典型微处理器2-2-2808

3、6微处理器的寄存器结构8086可供编程使用的有14个16位寄存器，按其用途可分为3类：通用寄存器段寄存器指针和标志寄存器81.通用寄存器（1）数据寄存器：存放操作数或中间结果。（2）指针和变址寄存器：存放地址偏移量。2.控制寄存器（1）指令指针寄存器IP（2）标志寄存器FLAG6个状态标志：CF-进位标志；PF-奇偶标志；AF-辅助进位标志；ZF-零标志；SF-符号标志；OF-溢出标志3个控制标志：TF-陷阱标志或单步操作标志：IF-中断允许标志；DF-方向标志第2章典型微处理器93.段寄存器（1）代码段寄存器CS（2）数据段寄存器DS（3）堆栈段寄存器SS（4）

4、附加段寄存器ES第2章典型微处理器102-2-38086微处理器的外部引脚特性8086CPU具有40个引脚，采用双列直插式的封装形式，如图2-6所示。数据总线为16条，地址总线为20条，其余为状态线、控制信号线、电源、地线等。地址/数据总线采用了分时复用方式，即一部分引脚具有双重功能，例如AD15~AD0这16个引脚，有时传送数据信号，有时可输出地址信号。第2章典型微处理器11图2-68086CPU引脚图122-3存储器和I/O组织2-3-1存储器组织1.存储器的内部结构及访问方法8086有20根地址线，可寻址存储器空间1MB，地址范围为（00000H~FFFFF

5、H）。存储器内部按字节进行组织，两个相邻的字节被称为一个“字”。第2章典型微处理器132.存储器分段8086系统采用20位地址线寻址1M字节存储空间。由于CPU内所有寄存器都只有16位，只能寻址64KB（216字节）。因此，把整个存储空间分成若干逻辑段，每个逻辑段容量最大64KB。CPU允许各个逻辑段在整个存储空间中浮动，可紧密相连，也可相互重叠，还可分开一段距离，如图2-9所示。第2章典型微处理器14153.存储器地址（1）段地址：描述要寻址的逻辑段在内存中的起始位置。（2）偏移地址：描述要寻址的内存单元距本段段首的偏移量。（3）逻辑地址：由段地址和偏移地址两部

6、分组成。表示形式为“段地址：偏移地址”。（4）物理地址：存储器实际地址，由CPU提供的20位地址码来表示，是惟一能代表存储空间每个字节单元的地址。第2章典型微处理器16逻辑地址到物理地址的转换由BIU中20位的地址加法器自动完成。物理地址计算公式：物理地址=段地址×10H＋偏移地址典型微处理器第2章174．专用和保留的存储器单元Intel公司为保证与未来产品的兼容性，规定在存储区的最低地址区和最高地址区保留一些单元供CPU的某些特殊功能专用。第2章典型微处理器182-3-2I/O端口组织1.统一编址：I/O端口地址置于1MB存储器空间中，看作存储器单元，每个端口占

7、用一个存储单元的地址。CPU访问存储器的指令和各种寻址方式都可用于寻址I/O端口。2.独立编址：端口单独编址构成一个I/O空间，不占用存储器地址。CPU设置专门输入/输出指令（IN和OUT）和接口控制信号来访问I/O端口。端口地址空间独立，控制电路和地址译码电路较简单，输入/输出指令类别少，一般只进行传送操作。第2章典型微处理器192-48086总线周期和工作方式8086CPU操作在时钟CLK统一控制下进行，以便使取指令和传送数据能够协调地工作。8086经外部总线对存储器或I/O端口进行一次信息输入或输出过程，称总线操作，执行该操作所需要时间称总线周期。一个总线周

8、期包括T1