微型计算机原理与接口技术_第2章_尹建华__高教版.ppt

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1、第二章80X86微处理器的结构18086CPU结构8086CPU的引脚及其功能8086存储器组织8086系统配置8086CPU时序教学内容2重点和难点8086CPU内部结构8086CPU引脚及功能8086CPU存储器组织31.8086CPU结构2.8086CPU的引脚及其功能3.8086存储器组织4.8086系统配置5.8086CPU时序第二章80X86微处理器的结构41.8086CPU结构1.1概述1.2CPU的内部结构1.3寄存器结构51.1概述1.1.1由于制造工艺的原因，处理器结构受限:61.1.216位微处理器基本结构具有如下特

2、点71.1.3Intel8086CPU81.8086CPU结构1.1概述1.2CPU的内部结构1.3寄存器结构91.2CPU的内部结构108086CPU由两部分组成：(1)指令执行部件(EU，ExecutionUnit)(2)总线接口部件(BIU，BusInterfaceUnit)11执行部件（EU）执行部件（EU）主要包括4个部件：算术逻辑运算单元(ALU)标志寄存器FR、通用寄存器组EU控制器其主要功能是：执行指令12总线接口部件(BIU)4个部件组成20位物理地址加法器、专用寄存器组段寄存器：CS,DS,ES,SS指令指针寄存器：I

3、P6个字节指令队列总线控制电路13总线接口部件(BIU)（续1）其主要功能是：形成访问存储器的物理地址；访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行，访问存储器或I／O端口,读取操作数参加EU运算或存放运算结果等。148086BIU的特点①8086的指令队列分别为6/4个字节，在执行指令的同时，可从内存中取出后续的指令代码，放在指令队列中，可以提高CPU的工作效率。②地址加法器用来产生20位物理地址。8086可用20位地址寻址1M字节的内存空间，而CPU内部的寄存器都是16位，因此需要由一个附加的机构来计算出20位的物理地址，这个机构就是2

4、0位的地址加法器。15EU和BIU的操作原则(1)每当8086的指令队列中有两个空字节(8088的指令队列中有1个空字节时)，BIU就会自动把指令取到指令队列中。其取指的顺序是按指令在程序中出现的前后顺序。(2)每当EU准备执行一条指令时，它会从BIU部件的指令队列前部取出指令的代码，然后用几个时钟周期去执行指令。如果必须访问存储器或者I/O端口，EU就会请求BIU，进入总线周期，完成访问内存或者I/O端口的操作；①如果BIU处于空闲状态，会立即响应EU的总线请求。②如果BIU正将某个指令字节取到指令队列中，则BIU将首先完成这个取指令的

5、总线周期，然后再去响应EU发出的访问总线的请求。16(3)当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU便进入空闲状态。(4)在执行转移指令、调用指令和返回指令时，执行指令的顺序发生了变化，则指令队列中已经装入的字节被自动消除，BIU会接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。BIU与EU是并行工作方式，改变了以往计算机：取指令→译码→执行指令的串行工作方式，大大提高了工作效率，这正是8086获得成功的原因之一。EU和BIU的操作原则（续1）178086CPU与一般CPU区别一般CPU工作方式8086CPU工作方式取指执指取指

6、执指取指执指取指执指取指执指取指执指188086和8088的区别8086和8088CPU的内部基本相同，但它们的外部性能是有区别的。8086是16位数据总线，8088是8位数据总线，在处理16位数据字时，8088需要两步操作，而8086只需要一步。8086和8088CPU的内部都采用16位字进行操作及存储器寻址，两者软件完全兼容，程序执行也完全相同。然而，由于8088要比8086有较多的外部存储操作，所以对于相同的程序，它将执行得较慢。两种微处理器都采用相同的40脚双列直插式(DIP)封装。198088的内部结构1234内部暂存器IPES

7、SSDSCS输入/输出控制电路外部总线执行部分控制电路∑ALU标志寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI通用寄存器地址加法器指令队列执行部件（EU)总线接口部件（BIU)16位20位8位8位8位208088的指令执行过程:(1)MOVAX,0064H(2)ADDAX,0100H(3)MOV[2000H],AX211.8086CPU结构1.1概述1.2CPU的内部结构1.3寄存器结构221.寄存器的作用：存放运算过程中所需要的操作数地址、操作数及中间结果。2.寄存器的特点：存取速度比存储器快。3.寄存器的分类：?通用寄存器组

8、?指针和变址寄存器?段寄存器?指令指针及标志位寄存器。23241.3.1通用寄存器均可作数据寄存器，但每个寄存器还有各自的特殊使用。25AX（AccumulatorRegister）累加器一般