微机原理与接口技术教学全套课件第3版 汪吉鹏电子教案 2.ppt

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1、第2章80x86微处理器的结构和功能8086/8088微处理器的结构和功能80286微处理器的结构和功能80386微处理器80486微处理器从Pentium到Intanium2.18086/8088微处理器的结构和功能2.1.18086CPU概述8086的内部结构如图所示,其内部按功能可分为两大部分:1.总线接口单元BIU(BusInterfaceUnit)2.执行单元EU(ExecutionUnit)总线接口单元BIU是8086同存储器和I/O设备之间的接口部件,负责对全部引脚的操作,即8086所有对存储器和I/O设备的操作功能都是由BIU完成的。执行单元EU主要负责执行指令,它包含一个1

2、6位的运算器ALU,八个16位的寄存器,一个16位标志寄存器FLAGS,一个数据暂存寄存器和执行单元的控制电路。这个单元进行所有指令的解释和执行,同时管理上述有关的寄存器。执行部件EU总线接口部件BIU808ALU数据总线外部总线EU控制器器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI暂存寄存器ALU标志寄存器地址总线20位CSDSSSESIP内部暂存器123456总线控制逻辑∑8086微处理器内部有14个16位寄存器,这14个寄存器分为三大类。8086寄存器通用寄存器数据寄存器变址寄存器指针寄存器AX累加器BX基数寄存器CX计数寄存器DX数据寄存器SP堆栈指针寄存器BP基址指针寄存器S

3、I源变址寄存器DI目的变址寄存器段寄存器CS代码段寄存器DS数据段寄存器SS堆栈段寄存器ES附加段寄存器控制寄存器IP指令指针寄存器FLAG标志寄存器2.1.28086寄存器结构1、通用寄存器通用寄存器用途比较广泛,一般用在算术和逻辑运算指令中,用来存放算术运算的源/目的操作数,某些通用寄存器还常用来存放存储器操作数的地址。通用寄存器共8个,包括数据寄存器4个,指针寄存器2个和变址寄存器2个。(1)数据寄存器数据寄存器有4个,这4个寄存器比较特殊,每个均既可作为1个16位寄存器使用,又可作为两个8位寄存器使用。当用作16位时,称为AX、BX、CX、DX。当用作8位时,高8位分别称为AH、BH

4、、CH、DH,低8位分别称为AL、BL、CL、DL。(2)指针寄存器指针寄存器有两个,均是16位寄存器。堆栈指针SP用以指出在堆栈操作中栈顶的位置,入栈(PUSH)和出栈(POP)指令要用到这一位置。基址指针BP指出要处理的数据在堆栈段中的基地址,故称为基址指针寄存器。(3)变址寄存器在字符串处理中,被处理的数据称为源操作数,它们的偏移地址存放在源变址寄存器SI中,而处理后的字符串的偏移地址则放在目的变址寄存器DI中。注意8个通用寄存器一般均可用来存放指令的操作数或保存运算结果,但在某些操作中又必须专用某个寄存器,如I/O操作时必须使用AX,循环指令中必须使用CX。指针和变址实际上是相同的概

5、念,都是存储单元地址,一般指令中用来存放存储单元的地址可作用BX、BP、SI、DI之一,但字符串操作指令中必须使用SI和DI,而堆栈操作中必须使用SP来存放栈顶单元地址。2、段寄存器段寄存器是专用寄存器,用在存储器访问时存放段的基址。3、控制寄存器(1)指令指针寄存器指令指针寄存器IP中存放着下一条要取出指令的偏移地址,它具有自动加1功能,每取出1B的指令机器码,它就自动加1,使它指向下一个要取的内存单元。这个寄存器由CPU内部使用,CPU正是利用此寄存器才确保程序中的指令能依次执行。程序中不可访问此寄存器,但某些指令具有隐含改变IP的功能,如转移、循环、调用子程序等指令。OF溢出标志位:当

6、补码运算有溢出时,OF为1;否则为0。标志寄存器FLAG是8086的1个重要寄存器,它是按位使用的。标志寄存器共16位,8086中只使用了9位。D8-D11标志寄存器格式如下:OFDFIFTFSFZFAFPFCFD15D4D3D2D1D0D9D8D7D6D5D14D13D12D11D10状态标志位有6位,CPU在执行完1条影响标志寄存器的指令中,依据运算结果的状态对这些进行填写,程序员可用相关指令查看状态标志位从而得知运算结果的某些特点。控制标志位有3位,其作用是控制CPU执行程序的方式。程序员可用指令改变这些位的值,从而改变CPU运行程序的方式。DF方向标志位;用以指定字符串处理时的方向,

7、当该位置1时,字符串以递减顺序处理,即地址以从高到低顺序递减。反之,则以递增顺序处理。IF中断允许标志位:用来控制8086是否允许接收外部可屏蔽中断请求。若IF=1,8086能响应外部可屏蔽中断请求,反之则不响应。TF跟踪标志位:是为调试程序而设定的陷井控制位。当该位置1时,8086处于单步状态,此时每执行完1条指令就自动产生1次内部中断。当该位复位后,8086恢复正常工作。(2)标志寄存器SF符号标志位:它

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1、第2章80x86微处理器的结构和功能8086/8088微处理器的结构和功能80286微处理器的结构和功能80386微处理器80486微处理器从Pentium到Intanium2.18086/8088微处理器的结构和功能2.1.18086CPU概述8086的内部结构如图所示,其内部按功能可分为两大部分:1.总线接口单元BIU(BusInterfaceUnit)2.执行单元EU(ExecutionUnit)总线接口单元BIU是8086同存储器和I/O设备之间的接口部件,负责对全部引脚的操作,即8086所有对存储器和I/O设备的操作功能都是由BIU完成的。执行单元EU主要负责执行指令,它包含一个1

2、6位的运算器ALU,八个16位的寄存器,一个16位标志寄存器FLAGS,一个数据暂存寄存器和执行单元的控制电路。这个单元进行所有指令的解释和执行,同时管理上述有关的寄存器。执行部件EU总线接口部件BIU808ALU数据总线外部总线EU控制器器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI暂存寄存器ALU标志寄存器地址总线20位CSDSSSESIP内部暂存器123456总线控制逻辑∑8086微处理器内部有14个16位寄存器,这14个寄存器分为三大类。8086寄存器通用寄存器数据寄存器变址寄存器指针寄存器AX累加器BX基数寄存器CX计数寄存器DX数据寄存器SP堆栈指针寄存器BP基址指针寄存器S

3、I源变址寄存器DI目的变址寄存器段寄存器CS代码段寄存器DS数据段寄存器SS堆栈段寄存器ES附加段寄存器控制寄存器IP指令指针寄存器FLAG标志寄存器2.1.28086寄存器结构1、通用寄存器通用寄存器用途比较广泛,一般用在算术和逻辑运算指令中,用来存放算术运算的源/目的操作数,某些通用寄存器还常用来存放存储器操作数的地址。通用寄存器共8个,包括数据寄存器4个,指针寄存器2个和变址寄存器2个。(1)数据寄存器数据寄存器有4个,这4个寄存器比较特殊,每个均既可作为1个16位寄存器使用,又可作为两个8位寄存器使用。当用作16位时,称为AX、BX、CX、DX。当用作8位时,高8位分别称为AH、BH

4、、CH、DH,低8位分别称为AL、BL、CL、DL。(2)指针寄存器指针寄存器有两个,均是16位寄存器。堆栈指针SP用以指出在堆栈操作中栈顶的位置,入栈(PUSH)和出栈(POP)指令要用到这一位置。基址指针BP指出要处理的数据在堆栈段中的基地址,故称为基址指针寄存器。(3)变址寄存器在字符串处理中,被处理的数据称为源操作数,它们的偏移地址存放在源变址寄存器SI中,而处理后的字符串的偏移地址则放在目的变址寄存器DI中。注意8个通用寄存器一般均可用来存放指令的操作数或保存运算结果,但在某些操作中又必须专用某个寄存器,如I/O操作时必须使用AX,循环指令中必须使用CX。指针和变址实际上是相同的概

5、念,都是存储单元地址,一般指令中用来存放存储单元的地址可作用BX、BP、SI、DI之一,但字符串操作指令中必须使用SI和DI,而堆栈操作中必须使用SP来存放栈顶单元地址。2、段寄存器段寄存器是专用寄存器,用在存储器访问时存放段的基址。3、控制寄存器(1)指令指针寄存器指令指针寄存器IP中存放着下一条要取出指令的偏移地址,它具有自动加1功能,每取出1B的指令机器码,它就自动加1,使它指向下一个要取的内存单元。这个寄存器由CPU内部使用,CPU正是利用此寄存器才确保程序中的指令能依次执行。程序中不可访问此寄存器,但某些指令具有隐含改变IP的功能,如转移、循环、调用子程序等指令。OF溢出标志位:当

6、补码运算有溢出时,OF为1;否则为0。标志寄存器FLAG是8086的1个重要寄存器,它是按位使用的。标志寄存器共16位,8086中只使用了9位。D8-D11标志寄存器格式如下:OFDFIFTFSFZFAFPFCFD15D4D3D2D1D0D9D8D7D6D5D14D13D12D11D10状态标志位有6位,CPU在执行完1条影响标志寄存器的指令中,依据运算结果的状态对这些进行填写,程序员可用相关指令查看状态标志位从而得知运算结果的某些特点。控制标志位有3位,其作用是控制CPU执行程序的方式。程序员可用指令改变这些位的值,从而改变CPU运行程序的方式。DF方向标志位;用以指定字符串处理时的方向,

7、当该位置1时,字符串以递减顺序处理,即地址以从高到低顺序递减。反之,则以递增顺序处理。IF中断允许标志位:用来控制8086是否允许接收外部可屏蔽中断请求。若IF=1,8086能响应外部可屏蔽中断请求,反之则不响应。TF跟踪标志位:是为调试程序而设定的陷井控制位。当该位置1时,8086处于单步状态,此时每执行完1条指令就自动产生1次内部中断。当该位复位后,8086恢复正常工作。(2)标志寄存器SF符号标志位:它

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