微机原理与接口技术课件第二章1.ppt

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1、第二章8086系统结构主要掌握内容1、8086CPU的内部结构、管脚、时序；2、8086最小工作模式下三总线的产生；3、8086CPU存储器管理方法；4、80X86系列CPU的在结构、性能等方面的进展16位微处理器的基本结构特点引脚功能复用单总线、累加器结构可控三态电路总线分时复用8086微处理器的特点40引脚的双列直插式时钟频率有三种16根数据线和20根地址线于8位CPU8080向上兼容可与8087协处理器及8089输入/输出处理器构成多机系统8088CPU内部结构与8086的区别概述程序计数器PC指令寄存器IR处理器状态字P

2、SW堆栈指示器SP指令译码器IDI/O控制逻辑工作寄存器地址寄存器数据寄存器ALU控制器1.CPU的基本结构与工作机理2.CPU的主要性能指标数据宽度(字长)：CPU的字长是指CPU一次所能处理的二进制数的位数，是表示运算器性能的主要技术指标，一般它等于CPU数据总线的宽度。如：8088CPU,8086/80286CPU,80386/486CPU,PentiumCPU等。寻址能力(或寻址范围)：寻址能力往往是指CPU能直接存取数据的内存地址的范围，这是由CPU的地址总线引脚的数目来决定的。通常用K(千)或M(兆)来表示(1K=1

3、024个地址；1M=1024K；1G=1024M等)。如：8088CPU,8086/80286CPU,80386/486CPU,PentiumCPU等。220=1M，而80286CPU的地址线有24根，则其寻址能力为224=16M，而386/486/586CPU的地址线为32根，故可直接寻址的物理地址达232=4G。运算速度：CPU的运算速度通常用每秒执行基本指令的条数来表示，常用的单位是MIPS(MillionInstructionPerSecond)，即每秒执行的百万条指令数，是CPU执行速度的一种表示方式。对于某一特定的C

4、PU，其MIPS值并非定值，得出的数据会因CPU正在执行的软件的不同而不同。3.CPU的指令体系CISC(即ComplexInstructionSetComputer：复杂指令集计算机)CISC结构的CPU是指能够识别处理100种以上汇编指令的处理器。CISC理论比RISC理论的历史要悠久，以前对Intel80X86系列中的8088，80286等，都是按CISC理论设计的，由此可见CISC对当今微处理器的发展有相当大的影响。(1)复杂指令(ComplexInstruct1on)(2)复杂的内存参考方式(ComplexMemory

5、ReferenceMethods)(3)微程序结构(MicroProgramming)RISC(即ReducedInstructionSetComputer：精简指令集计算机)RISC结构的CPU在执行一项任务时，只需对指令集中不到一半的指令分类，找出完成该任务所需的指令，这样便提高了CPU的速度。RISC将机器指令简化，提供有限数量的常用和必须的指令，从而简化了CPU芯片的复杂程度，节省了芯片空间。(1)固定指令长度(2)指令流水线处理(3)装入/存储体系结构4.CPU的三总线微处理器是大规模集成电路的CPU，就其外部管脚而言

6、，从8086的40脚到80286的68脚，再到PII的242脚，管脚的逐步增加，也说明了集成度的增大。但无论什么型号的CPU，其外部管脚信号线按功能可分为四类：地址总线、数据总线、控制信号总线、电源线。其中地址总线(AB)、数据总线(DB)、控制总线(CB)统称为CPU三总线。地址总线是从CPU发送出去，用来传递地址信息。地址总线的位数决定了CPU可以直接寻址的内部存储器地址空间的大小，它是单向的。数据总线的位数是微处理器的一个重要指标，数据总线的位数越大，就意味着CPU在单位时间内一次传递的数据就越多，数据处理速度就快。控制总

7、线是用来传递控制信号的，一部分是CPU向外发送给存储器、I/O接口电路的控制信号，如读、写命令信号，中断响应信号、地址锁存信号等；另一部分是外部接口电路给CPU传来的控制信号，如外设准备就绪信号、中断请求信号等。三总线的逻辑关系一般是：CPU在工作过程中，先有地址信号，然后在控制信号的作用下，通过数据总线传递数据，三者是并行的。2-18086/8088CPU结构Intel8086是标准的16位微处理器，Intel8088是准16位微处理器。它们在内部结构上都是按16位设计的，但Intel8088在外部引脚上和当时的8位微处理器I

8、ntel8080/8085相兼容(8根数据线)。Intel8086双列直插封装，40引脚，单一正5V供电。具有16位的数据总线，20位的地址总线，可以管理1MB的存储器空间和64K的端口地址。内部暂存器IPESSSDSCS输入/输出控制电路外部总线执行部分控制电