微机原理及接口技术2.ppt

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1、2.18086/8088微处理器的结构2.28086/8088的存储器组织2.38086/8088的引脚及功能2.48086/8088微处理器的时序2.580X86微处理器简介第2章8086/8088微处理器的结构及原理2.18086/8088微处理器的结构2.1.18086/8088CPU内部功能8086与8088CPU结构相似，从功能上可分为两个部分：执行单元(ExecutionUnit，EU)总线接口单元(BusInterfaceUnit，BIU)图2.18088CPU的结构框图1.执行单

2、元EU1)执行单元的组成执行单元主要包括五个部分：8个通用寄存器：算术逻辑单元(ALU)标志寄存器FLAGS数据暂存寄存器EU控制电路2)执行单元的功能执行单元EU的功能：负责执行指令2.总线接口单元BIU1）总线接口单元的组成总线接口单元主要包括五个部分：4个段寄存器：包括CS、DS、SS和ES指令指针寄存器IP：存放下一条要读取的指令的偏移地址地址加法器：生成20位的物理地址指令队列缓冲器：保存BIU从内存单元读入的指令总线控制电路：控制总线的使用BIU中的4个段寄存器分别存放程序代码段、数

3、据段、堆栈段和附加数据段的段地址。（1）段寄存器CS存放程序代码段，16位16位的段地址和16位的段内偏移地址组成20位的内存地址。它们分别由相关的寄存器提供，再通过地址加法器，生成20位的地址，实现CPU对1M存储空间的寻址。（2）指令指针寄存器IP存放下一条要读取的指令在代码段中的偏移地址。IP在程序运行中能自动加1修正，从而始终指向下一条要读取的指令。程序运行时根据CS和IP的内容决定的执行指令的位置。CS和IP的内容是由系统根据程序的运行顺序自动装入的，不能直接用赋值指令修改。（3）20

4、位地址加法器作用：将16位的段地址和16位的段内偏移地址，生成20位的地址。逻辑地址：把用段地址和偏移地址表示存储单元的地址。表达形式：“段地址：段内偏移地址”物理地址：由逻辑地址生成的20位地址称为物理地址。逻辑地址向物理地址的转换：将16位的段地址左移4位加上16位的偏移地址，相当于十六进制数左移1位（或乘以10H），得到20位的物理地址。逻辑地址向物理地址的转换公式：物理地址=段地址×10H＋段内偏移地址（4）指令队列缓冲器作用：保存BIU从内存单元读入的指令。8088的指令队列有4个字节

5、。当指令队列出现1个空字节时，BIU就自动执行一次取指令周期，将下一条要执行的指令从内存单元读入指令队列供EU使用。指令采用“先进先出”原则顺序存放，并按顺序读取到EU中去执行。2）总线接口单元的功能作用：负责从存储器或I/O端口取指令、取操作数和保存运算结果。EU和BIU并行工作，互不影响，提高CPU的执行速度。2.1.28086/8088的寄存器8086/8088CPU内部有14个16位的寄存器按功能分：通用寄存器（8个）：AX、BX、CX、DXSP、BP、SI、DI段寄存器（4个）：CS、

6、DS、SS、ES控制寄存器（2个）：IP/F图2.28086/8088CPU内部寄存器结构1.通用寄存器包括四个数据寄存器，两个地址指针寄存器和两个变址寄存器。1）数据寄存器AX、BX、CX、DX暂时存放参与运算的操作数或中间运算结果。4个数据寄存器都为16位，但又可将高、低8位分开，作为8个独立的8位寄存器：AX—>AH、ALBX—>BH、BLCX—>CH、CLDX—>DH、DL“H”：高8位，“L”：8位。AX(Accumulator)：累加器存放算术逻辑运算中的操作数；所有的I/O指令都使

7、用累加器与外设端口交换信息。BX(Base)：基址寄存器存放操作数在内存中数据段内的基地址。CX(Counter)：计数器在设计循环程序时一般使用该寄存器存放循环次数。DX(Data)：数据寄存器。在寄存器间接寻址的I/O指令中存放I/O端口地址；在做双字长乘除法运算时，DX与AX一起存放一个双字长操作数，其中DX存放高16位数。2）地址指针寄存器SP、BPSP(StackPointer)：堆栈指针寄存器在使用堆栈操作指令(PUSH或POP)对堆栈进行操作时，每执行一次进栈或出栈操作，系统会自动

8、将SP的内容减2或加2，以使其始终指向栈顶。BP(BasePointer)：基址指针寄存器用来存放数据，或存放操作数在堆栈段内的基地址。3）变址寄存器SI、DISI(SourceIndex)：源变址寄存器DI(DestinationIndex)：目的变址寄存器通常用在字符串操作时存放操作数的偏移地址，其中SI存放源串在数据段内的偏移地址，DI存放目的串在附加数据段内的偏移地址。2.段寄存器CS、DS、SS、ES8086/8088微处理器采用存储器分段管理机制管理1M个存储单元。定义4个独立的逻辑