基于8086的微机原理.ppt

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1、基于8086的微机原理补充课件参考教材微型计算机原理与接口技术(第四版)(中国科技大学-周荷琴 吴秀清主编)第2章8086系统结构第3章8086的寻址方式和指令系统第4章汇编语言程序设计第2章8086系统结构通过本章学习,应掌握以下内容:8086CPU结构CPU引脚及其功能存储器组织与堆栈总线周期与操作时序8086系统配置2.18086CPU结构8086是Intel系列的16位微处理器,采用HMOS工艺制造,有16根数据线和20根地址线,封装在40脚双列直插组件(DIP)中。8086工作时,使用单一的+5V电源,时钟频率为5MHz,引脚信号与TTL电平兼容。8086可寻址的内

2、存地址空间达220,即1MB;8086可寻址的I/O地址空间达216,即64KB;Intel公司在推出8086的同时一年,还推出了一款准16位的CPU——8088。8088与8086相比:内部结构相似,软件完全兼容。8086的数据总线是16位的;8088的数据总线是8位的。2.1.18086CPU的内部结构8086由执行部件EU(ExecutionUnit)和总线接口部件BIU(BusInterfaceUnit)两部分组成,这两个部件的操作是并行的。EU负责指令的执行;BIU负责CPU与存储器、I/O设备之间的数据传送。EUBIU234561指令队列8086CPU的结构框图暂

3、存器EU组成:算术逻辑单元(ALU),可完成8位或16位操作数进行算术或逻辑运算;4个16位通用寄存器(AX、BX、CX、DX)4个16位专用寄存器(SI、DI、SP、BP);标志寄存器flags:存放ALU运算结果特征EU控制器:取指令控制和时序控制电路EU功能:负责指令的执行,即:从总线接口部件BIU的指令队列取得指令,执行之后向BIU送回运算结果,并把运算结果的状态特征保存到标志寄存器中。1.执行部件EUBIU组成:4个16位段寄存器(DS、CS、ES、SS);指令指针寄存器(IP);20位的地址加法器;6字节指令队列缓冲器;内部暂存器和总线控制逻辑。BIU功能:负责C

4、PU与存储器、I/O设备之间的数据传送。具体包括:取指令送指令队列,配合EU从指定的内存单元或者外设端口中取数据,将数据传送给EU,或者把EU的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。2.总线接口部件BIU1)段寄存器8086采用存储器地址分段的方法来解决在16位字长的计算机里提供20位地址的问题。段寄存器就是专门存放段地址的寄存器,每个段寄存器的值可以确定一个段的起始地址,而各段有不同的用途。8086中有4个16位段寄存器,它们是:CS(代码段寄存器)DS(数据段寄存器)SS(堆栈段寄存器)ES(附加段寄存器)2、总线接口部件BIU2)指令指针寄存器IP指令指针寄存器IP

5、提供下一条要取出的指令所在存储单元的16位偏移地址。2、总线接口部件BIU3)地址加法器8086CPU采用段地址、段内偏移地址两级存储器寻址方式,由一个20位地址加法器根据16位段地址和16位段内偏移地址计算出20位的物理地址PA(PhysicalAddress)。其计算方法是:将CPU中的16位段寄存器内容左移4位(×16)与16位的逻辑地址(又称偏移地址)在地址加法器内相加,得到所寻址单元的20位物理地址。根据寻址方式的不同,偏移地址可以来自指令指针寄存器(IP)或其它寄存器。假设(CS)=FE00H,(IP)=0400H,那么下一条要取出的指令所在内存单元的20位物理地

6、址PA=FE00H×10H+0400H=FE400H。2、总线接口部件BIU4)内部暂存器用于内部数据的暂存,该部分对用户透明,在编程时可不予理会,用户无权访问。2、总线接口部件BIU5)指令队列缓冲器8086有6字节指令队列缓冲器;8088有4字节指令队列缓冲器;缓冲器采用“先进先出”策略,暂时存放BIU从存储器中预取的指令。在执行指令的同时,可以从内存中取出下一条或下几条指令放到缓冲器中,一条指令执行完后,可立即执行下一条指令,从而解决了以往CPU取指令期间,运算器的等待问题。2、总线接口部件BIU6)总线控制逻辑总线控制逻辑发出总线控制信号,实现存储器的读/写控制和I/

7、O的读写控制。它将CPU内部总线与外部总线相连,是CPU与外部电路进行数据交换的路径。总线控制逻辑控制8086通过20条引脚线分时传送20位地址线、16位数据和4位状态信息。2、总线接口部件BIU2.1.2寄存器结构寄存器是CPU内部用来存放地址、数据和状态标志的部件。8086有4组16位寄存器:通用寄存器(数据寄存器)4个,可分拆成8个8位寄存器;指针和变址寄存器;段寄存器;指令指针和标志寄存器。8086CPU的寄存器组1.通用寄存器AX、BX、CX、DX通用寄存器主要用来存放操作数或中间结果,以减少

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