第2章 微处理器的编程结构ppt课件.ppt

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1、第2章微处理器的编程结构2.1微处理器的三种工作模式2.2微处理器的编程结构2.3实模式下的存储器寻址2.4存储器地址的交叉及字节、字和双字的寻址2.1微处理器的三种工作模式2.1.1三种工作模式实地址模式（Real-AddressMode）也称实模式，简单地说，是指80286以上的微处理器所采用的8086的工作模式。在实模式下，采用类似8086CPU的体系结构，其寻址机制，尤其是存储器寻址，以及中断处理机制均和8086相同。1.实地址模式2.保护模式保护的虚地址模式（ProtectedVirt

2、ualAddressMode）简称虚地址模式或保护模式，是支持多任务的一种工作模式，它能提供一系列的保护机制。目的就是对程序的运行加以保护。3.虚拟8086模式虚拟8086模式（Virtual8086Mode）又称“V86模式”，是运行在保护模式中的实模式，为了在32位保护模式下执行纯16位程序。它不是一个真正的CPU模式，还属于保护模式，它是既有保护功能又能执行8086代码的工作模式。2.1.2三种工作模式的相互转换图2-1三种工作模式的相互转换上电或复位实地址模式保护模式设置CR0中b0位(

3、b0=1)V86模式复位执行IRETD指令或任务切换中断复位CR0中b0位(b0=0)以上所分析的三种工作模式可以相互转换，三种工作模式的转换图如图2-1所示。2.2微处理器的编程结构2.2.116位微处理器的编程结构1.8086CPU内部结构框图8086CPU从功能上看，它由两大部件组成，分为总线接口部件BIU和执行部件EU。微处理器的编程结构是指编程人员眼中看到的微处理器的软件结构模型。软件结构为编程人员从软件的角度去了解计算机系统的操作和运行提供了便利。编程人员主要掌握微处理器内部的各种寄

4、存器的组成、功能及如何使用它们等。内部数据总线（16位）AHALBHBLCHCLDHDL堆栈指针SP基址指针BP源变址DI目的变址SI通用寄存器暂存寄存器ALU标志寄存器FlagsEU控制电路执行单元EU地址总线20位（8位）∑代码段CS数据段DS堆栈段SS附加段ES指令指针IP内部暂存器123456数据总线8088:8位8086:16位I/O控制逻辑指令队列80888086段寄存器外部总线总线接口单元BIU图2-28086CPU内部结构框图BXAXDXCX总线接口部件BIU是8086CPU与外

5、部存储器和I/O端口的接口，它提供了16位双向数据总线和20位地址总线，负责CPU与存储器及I/O端口之间的数据传送操作。8086CPU的BIU取指令和EU执行指令是并行进行的，这种并行工作方式大大提高了系统的工作速度。执行部件EU从BIU中的指令队列获取指令，对指令进行译码分析并执行，执行指令所需要的操作数和运算结果都是通过总线接口部件与指定的内存单元或外设端口进行传送的。（1）总线接口部件BIU总线接口部件BIU具有下列主要功能：由20位地址加法器产生20位的物理地址；预取指令并存入先进先出

6、的指令队列缓冲器中；从内存和I/O接口读/写操作数；发出各种总线控制信号，等等。它由下列各部分组成：①4个16位段寄存器数据段寄存器（DataSegment，DS）代码段寄存器（CodeSegment，CS）附加段寄存器（ExtraSegment，ES）堆栈段寄存器（StackSegment，SS）⑤总线控制电路，用于控制总线的开放、关闭及信号的传送方向等。②16位指令指针IP（InstructionPointer）：专用于存放下一条将要执行指令的偏移地址。③20位地址加法器：它能将16位逻辑地

7、址变换成读/写存储器所需要的20位物理地址。实际上由它完成20位地址的加法操作。④6字节指令队列缓冲器，用于预存放6字节的指令代码。（2）指令执行部件EU指令执行部件EU的功能是进行指令译码和执行指令，并向BIU提出访问存储器或I/O接口的请求。它由以下几个部件组成：①算术逻辑部件ALU（ArithmeticLogicUnit）②标志寄存器FLAGS（又称为程序状态字PSW），用于存放ALU运算结果的标志等。③寄存器组：8个通用的16位寄存器、堆栈指针SP和基址指针BP。④执行部件控制电路2.8

8、086CPU内部寄存器结构8086CPU内部寄存器结构在计算机中起了重要的作用，寄存器是微处理器中的重要组成之一，它的存取速度比内存快很多，因此，在程序执行的过程中，寄存器可用来存放运算过程中所需要的操作数、操作数地址和中间结果等。8086CPU内包含4组16位寄存器。它们分别是通用寄存器组、段寄存器、指令指针寄存器及标志位寄存器。（1）通用寄存器组通用寄存器组包括8个16位的通用寄存器，它们是AX，BX，CX，DX，SP，BP，SI和DI，其中4个寄存器AX，BX，CX和DX又称为数据寄存器，