第三章 80868088微处理器及其系统课件.ppt

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1、第三章8086/8088微处理器及其系统3.18086/8088微处理器3.28086/8088系统的最小/最大工作方式3.38086/8088的存储器3.48086/8088的指令系统主要内容透彻理解与熟练掌握8086/8088内部组成结构、寄存器结构与总线周期等深入理解存储器的分段设计正确理解与熟练掌握物理地址和逻辑地址关系理解堆栈及其操作理解“段加偏移”寻址机制掌握寻址方式掌握6大类指令系统的基本方法学习要求第三章8086/8088微处理器及其系统Intel系列CPU一直占着主导地位Intel8086/8088、Z8000和MC68000为

2、代表的16位微处理器是第3代产品，其性能已达到中、高档小型计算机的水平。8086/8088后续的80286、80386、80486以及Pentium系列CPU结构与功能已经发生很大变化，但从基本概念与结构以及指令格式上来讲，仍然是经典8086/8088CPU的延续与提升。其它系列流行的CPU(如AMD公司的6X86MX/MII等)也与80X86CPU兼容。第三章8086/8088微处理器及其系统3.18086/8088微处理器8086是Intel系列的16位微处理器。采用HMOS工艺，集成2.9万个晶体管，单一的+5V电源，40条引脚，双列直插式

3、封装，时钟频率5~10MHz，最快的指令执行时间为0.4us。8086有16根数据线，20根地址线，寻址1MB的存储单元和64KB的I/O端口。8088是准16位微处理器，内部寄存器、运算器以及内部数据总线都是16位，但外部数据总线为8条。3.18086/8088微处理器总线接口单元(BusInterfaceUnit，BIU):负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送，即－BIU从内存预取指令送到指令队列缓冲器；－CPU执行指令时，BIU配合EU对指令的内存单元或I/O接口存取数据。执行单元(ExecutionUnit，EU):负责执行指

4、令，即－执行的指令从BIU的指令队列缓冲器中取得；－指令执行的结果或所需的数据，由EU向BIU发出请求；－再由BIU对存储器或I/O接口进行存取。3.18086/8088微处理器3.1.18086/8088CPU的内部结构从功能上讲，可分为两个独立的部分，并行重叠操作：3.18086/8088微处理器总线接口单元组成◆4个16位段地址寄存器代码段寄存器(CodeSegment):取得CPU所执行的指令。数据段寄存器(DataSegment):存放程序所使用的数据。堆栈段寄存器(StackSegment):堆栈操作的执行地址在此段中。附加段寄存器（

5、ExtraSegment）:也用来存放数据的。◆16位指令指针寄存器IP(InstructionPointer)◆6字节指令队列缓冲器◆20位地址加法器◆总线控制器3.18086/8088微处理器1.指令队列缓冲器用于存放预取的指令8086指令队列为6个字节，而8088指令队列为4个字节。在执行指令的同时，从内存中取下面1条或几条指令，取来的指令依次放在指令队列中。采用“先进先出”的原则。3.18086/8088微处理器1.指令队列缓冲器(续1)“先进先出”原则：按顺序存放，并按顺序取到EU中去执行。①取指时，当指令队列缓冲器中存满1条指令，EU

6、开始执行；②指令队列缓冲器中只要空出2个(8088空出1个)指令字节时，BIU便自动执行取指操作，直到填满时为止。③EU执行指令时，如需对M或I/O设备存储数据时，BIU将在执行完现行取指的存储器周期后的下一个存储器周期，对内存单元或I/O设备进行存取操作，交换的数据经BIU由EU进行处理。④当EU执行完转移、调用和返回指令时，要清除指令队列缓冲器，并要求BIU从新的地址重新执行。3.18086/8088微处理器2.地址加法器和段寄存器8086有20根地址线，内部寄存器只有16位。“段加偏移”技术3.18086/8088微处理器3.16位指令指针

7、(InstructionPointer,IP)IP中含有BIU要取的下一条指令(字节)的偏移地址。IP在程序运行中自动加1，指向要执行的下一条指令(字节)。有些指令能使IP值改变或使IP值压进堆栈，或由堆栈弹出恢复原址。关键字：程序计数器pc指令指针IP先来看看什么是程序计数器PC！根据冯·诺依曼机思想：“用指令事先编好的程序连续存放在内存程序区中，靠地址+1的方法连续取指执行”。在八位机8080CPU中是采用先取指后执行的串行操作的原理，而其中执行地址+1指令寻址的部件就是程序计数器PC。那么在程序的执行过程中，PC始终是指向下一条要执行的指令

8、。结论：PC中的地址就是需要转移、循环、调用子程序和中断子程序等操作时的断点。3.18086/8088微处理器再来看看什么是指令指针IP