第二章 16位和32位微处理器(戴梅萼)ppt课件.ppt

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1、第二章微处理器通过本章的学习，读者应该掌握以下内容：8086/8088微处理器的结构及指令执行的操作过程8086/8088在最大和最小模式下引脚功能8086的操作时序8086的中断2、116位微处理器8086/80882、1、18086/8088微处理器的编程结构8086：Intel系列的16位微处理器，16条数据线、20条地址线，可寻址地址范围220=1MB，8086工作时，只要一个5V电源和一个时钟，时钟频率为10MHz。8088：内部与8086兼容，也是一个16位微处理器，只是外部数据总线为8位，所以称为准16位微处理器。它具有包括乘法和除法的16位运算指令

2、，所以能处理16位数据，还能处理8位数据。8088有20根地址线，所以可寻址的地址空间达220即1M字节。AHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器运算寄存器ALU标志执行部分控制电路123456CSDSSSESIP内部寄存器I/O控制电路地址加法器20位16位8位指令队列缓冲器外总线执行部件总线接口部件8086CPU结构图专用寄存器1、总线接口部件功能：负责CPU与存储器和I/O间的数据传输。（1）、从寄存器取指令送到指令队列。（2）、CPU执行指令时，到指定的位置取操作数，并将结果送至要求位置的存储单元或I/O中。总线接口部件的组成：（1）、四

3、个段地址寄存器CS，16位代码段寄存器；DS，16位数据段寄存器；ES，16位附加段寄存器；SS，16位堆栈段寄存器。（2）、16位指令指针寄存器IP（PC）。（3）、20位的地址加法器。（4）、六字节的指令队列缓冲器。说明：（1）、指令队列缓冲器：在执行指令的同时，将取下一条指令，并放入指令队列缓冲器中。CPU执行完一条指令后，可以执行下一条指令（流水线技术）。提高CPU效率。（2）、地址加法器：产生20位地址。CPU内无论是段地址寄存器还是偏移量都是16位的，通过地址加法器产生20位地址。CSX16+IP2、执行部件作用：（1）、从指令队列中取出指令。（2）、

4、对指令进行译码，发出相应的控制信号。（3）、接收由总线接口送来的数据或发送数据至接口。（4）、进行算术逻辑运算。执行部件的组成：（1）、四个通用寄存器AX、BX、CX、DX。四个通用寄存器都是16位或作两个8位来使用。AX又称为累加器（2）、专用寄存器SP------堆栈指针寄存器BP------基址指针寄存器DI-------目的变址寄存器SI-------源变址寄存器（3）、算术逻辑单元ALU完成8位或者16位二进制算术和逻辑运算，计算偏移量。主要就是加法器。（4）、标志寄存器（F）16位寄存器，其中有7位未用。有状态标志和控制标志两类。D15D0OFDFIF

5、TFSFZFAFPFCF进借位标志奇偶标志半进借位标志零标志符号标志单步中断中断允许方向标志溢出标志1-有进、借位0-无进、借位1-低8位有偶数个10-低8位有奇数个11-低4位向高4位有进、借位0-低4位向高4位无进、借位1-结果为00-结果不为01-结果有溢出0-结果无溢出3、8086总线周期的概念在微机系统中，CPU是在时钟信号CLK控制下，按节拍有序地执行指令序列。从取指令开始，经过分析指令、对操作数寻址，然后执行指令、保存操作结果，这个过程称为指令执行周期。指令周期：执行一条指令所需要的时间。总线周期（机器周期）：CPU通过总线与存储器或I/O接口进行一

6、次数据传输所需的时间。T状态（时钟周期）：CPU处理动作的最小单位。T1T2T3TWT4总线周期TIT1T1状态：CPU往多路复用总线上发地址信息，并指出是存储器寻址还是I/O寻址。（CPU发存储单元20位或I/O端口16/8位地址信息和BHE信号，并发地址锁存允许ALE，使地址锁存器锁存地址信息和BHE信号。CPU通过发M/IO信号确定是读存储器还是读I/O端口。T2状态：CPU撤销地址，使AD15～AD0高阻浮空，总线高4位A19～A16输出本总线周期状态信息S6～S3，同时发WR=0或RD=0，启动所选中的存储单元或I/O端口。若为写周期则CPU往多路复用总

7、线上发数据。若为读周期T3状态前沿（下降沿）：CPU采样READY，若所选中的存储单元或I/O端口能在T3期间准备好数据，则READY=1；否则置READY=0，T3过后插入Tw，CPU再在插入Tw下降沿采样READY，直至READY=1为止。选中的存储单元或I/O端口把数据送到DB上。T3状态后沿或插入Tw后沿（上升沿）：CPU在发DT/R=0和RD=0的情况下，读数据总线。T4状态：结束总线周期。2、1、28086/8088微处理器的引脚功能根据所连的存储器和外设规模的不同，使它们可以在两种模式下工作：系统的最小模式：只有一8086/8088CPU。系统中的总

8、线控制电路