微机原理与接口技术第2章__微处理器与总线.ppt

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1、第2章微处理器与总线1主要内容：8088（8086）微处理器的工作原理、引线及结构总线的一般概念22.1微处理器概述微处理器简称CPU，是计算机的核心主要包括：运算器控制器寄存器组人们常说的16位机，32位机值得是内部总线的宽度32.28088/8086微处理器主要内容：8088CPU外部引线及功能8088CPU的内部结构和特点各内部寄存器的功能8088的工作时序4概述16位微处理器内部数据总线均为16位，外部数据总线8088为8位、8086内部数据总线为16位20根地址线,可寻址内存范围220=1MB内存空间（00000H~FFFFFH）时钟频率为5MHz外部特性：40个引脚，+5V电源

2、供电最大/最小两种工作模式51.程序和指令程序：具有一定功能的指令的有序集合指令：由人向计算机发出的、能够为计算机所识别的命令。2.2.18086CPU的特点6指令的一般执行过程：取指令→指令译码→读取操作数→执行指令→存放结果7串行和并行方式的指令流水线：串行工作方式：控制器和运算器交替工作，按顺序完成上述指令执行过程并行工作方式：运算器和控制器可同时工作8串行工作方式：8088以前的CPU采用串行工作方式取指令1执行1存结果1取指令2取操作数执行2CPUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌9并行工作方式：8088CPU采用并行工作方式取指令2取操作数BIU存结果取指令3取操作数取指令4执行1执行2执

3、行3EUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌108088/8086CPU的特点采用并行流水线工作方式：通过设置指令预取队列实现对内存空间实行分段管理：将内存分为4个段并设置地址段寄存器，以实现对1MB空间的寻址为什么引入分段机制？课本P41支持多处理器112.2.28088CPU的引线及功能8088可工作于两种模式下，即：最小模式和最大模式。最小模式为单处理机模式，控制信号较少，一般可不必接总线控制器。最大模式为多处理机模式，控制信号较多，须通过总线控制器与总线相连。12最小模式下的连接示意图8088CPU••控制总线数据总线地址总线地址锁存数据收发ALE时钟发生器13最大模式下的连接示意图：8

4、088CPU数据总线地址总线地址锁存数据收发ALE时钟发生器总线控制器控制总线14两种工作模式的选择方式8088是工作在最小还是最大模式由MN/MX端状态决定。MN/MX=0工作于最大模式，反之工作于最小模式158088CPU的引线及功能引脚定义的方法可大致分为：每个引脚只传送一种信息（RD等）引脚电平的高低不同的信号（IO/M等）CPU工作于不同方式有不同的名称和定义（WR/LOCK等）分时复用引脚（AD7~AD0等）；引脚的输入和输出分别传送不同的信息（RQ/GT等）。16最小模式下主要引线：AD7～AD0：低8位地址和数据信号分时复用。传送地址信号时为单向，传送数据信号时为双向。A1

5、5～A8：输出8位地址信号。A19～A16/S3～S6：高4位地址信号，状态分时复用。17S4S3意义00正在使用ES01正在使用SS10正在使用CS11正在使用DS表2-1S3、S4代码组合的意义18主要的控制和状态信号WR（Write）：写信号RD（Read）：读信号IO/M（IO/Memory）：为“0”表示访问内存为“1”表示访问接口DEN（DataEnable）：低电平有效时，允许进行读/写操作RESET：复位信号19[例]：当WR=1，RD=0，IO/M=0时，表示CPU当前正在进行操作读存储器20ALE（AddressLatchEnable）:地址锁存允许信号，在任一个总线周

6、期的T1状态，ALE输出有效电平，表示地址/数据复用总线上输出的是地址信息，地址锁存器将ALE作为锁存信号，对地址进行锁存DT/R(DataTransmit/Receive)：数据传输方向控制信号，高电平时CPU发送信号，低电平时接收21READY信号：由CPU访问的内存或I/O设备发出，当其为高电平时，表示内存或I/O已准备好T1T2T3TwaitT422中断请求和响应信号INTR（InteruptRequest）：可屏蔽中断请求输入端NMI（UnmaskedInterrupt）：非屏蔽中断请求输入端INTA（InteruptAnswer）：中断响应输出端23总线保持信号HOLD：总线保

7、持请求信号输入端。当CPU以外的其他设备要求占用总线时，通过该引脚向CPU发出请求HLDA：总线保持响应信号输出端。CPU对HOLD信号的响应信号242.2.38088CPU的功能结构1.8088内部结构由两部分组成：执行单元（EU）总线接口单元（BIU）25执行部分控制电路ALU标志寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI通用寄存器16位1234内部暂存器IPESSSDSCS输入/输出控制电路外部总线∑地