微机接口_第二章微处理器ppt课件.ppt

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1、封面基本概念(总线、堆栈等)Intel8086微处理器的结构Intel8088微处理器的结构本章内容了解三总线及堆栈的工作原理。掌握Intel8086系统的构成和工作原理重点掌握Intel8086微处理器的结构。学习目的2.18086微处理器的结构一、总线1.总线的由来在计算机中，CPU与其他功能部件之间存在大量的信息交流，其间就需要使用通信线路连接起来，通信线的设置和连接可采用两种方式。(1)专线式：将各个功能部件分别设置与其它部件通信的线路。优点：传送速率高，它只受传送线本身的限制，且控制简单。

2、缺点:机器所需要的信息传送线数量大，增加了复杂性，不便于实现机器的模块和积木化。(2)总线式：在多个功能部件之间设置公共的通信线即总线。图中当A和A'门打开时，信息由A传至A'；A和C'门打开时，信息便从A传至C'。ABCA'B'C'总线示意图总线上能同时传送二进制信息的位数称为总线宽度。见下图。由于采用了分时传送的总线结构从而大大减少了机器中信息传送线的数目。a.分时传送：多个部件并联在总线上，某一时刻，只允许一路信息在总线上传送。b.控制复杂：总线的发送端及接收端均有三态门电路。打开三态门信息经总线传送到

3、目的端。若不传送信息，则使三态门处于高阻状态，相当于此部件在逻辑上与总线脱离联系。c.系统结构简单，便于扩展。特点：2.总线的分类总线按信息传送的方向可分为单向总线和双向总线。单向总线只能向一个方向发送信息。双向总线则可在两个方向传送。总线按所传信息的类别，通常分为数据总线、地址总线和控制总线。(1)数据总线(DataBus)是微处理器与存储器和I/O电路间数据交换的通道，可双向传送。数据总线的宽度一般与微处理器处理数据的字长相同，具有三态。(2)地址总线(AddressBus)是微处理器输出地址用的总线，

4、它将地址送到存储器或I/O电路，用来确定存储器中信息存放的地址或I/O电路的地址，AB一般为单向、三状态。(3)控制总线(ControlBus)是用来传送控制信号，使各功能部件动作同步。二、Intel8086微处理器的结构8086是Intel系列的16bit微处理器，属第三代。8086有16bit数据总线和20bit地址线，可寻址1M空间。8086采用单一+5V电源和单相时钟，频率为5MHZ。1.总体功能结构状态标志寄存器EU控制器暂存寄存器123456(16位)总线控制逻辑地址总线地址加法器（20位）数据

5、总线AHAHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISIAXBXCXDXAHCSDSESSSIP内部通讯寄存器ALU数据总线（16位）Q(总线)(8位)执行部件(EU)总线接口部件(BIU)ALU(队列)8086总线8086CPU的内部结构8086从功能结构来讲，分为两大部分，即总线接口部件BIU(BusInterfaceUnit)和执行部件EU(ExecutionUnit)。(1)BIU部件由段寄存器、指令指针、地址加法器、指令队列缓冲器和控制电路等部分组成。在执行指令时，如要取操作数，则也由BIU从内存或I

6、/O接口指定区域取出，送给EU部件去执行。BIU负责与存储器、I/O接口电路传送信息。BIU负责从指定内存单元取出指令，送到指令队列缓冲器中排队。指令队列缓冲器是一个6个字节的RAM存储器(8088为4个字节)，队列中最多可同时存放6个字节的指令，取来的指令是按字节顺序存放的。当队列中有两个以上的指令字节空的时候，BIU会自动地执行总线操作，继续取指令。BIU的组成4个16位的段地址寄存器(CS、DS、ES、SS)、16位的指令指针寄存器IP、20位的地址加法器、6字节的指令队列缓冲器、16位的内部暂存器和

7、总线逻辑控制器BIU各部件的作用⑴段地址寄存器CS：16位代码段寄存器，寄存程序代码段首地址的高16位。DS：16位数据段寄存器，寄存数据段首地址的高16位。ES：16位扩展段寄存器，寄存另一个数据段首地址的高16位。SS：16位堆栈段寄存器，寄存堆栈区数据段首地址的高16位。⑵16位的指令指针寄存器IP：指出当前指令在程序代码段中的16位偏移量。⑶20位的地址加法器：用来产生20位物理地址。段基址：段寄存器提供的16位信息,左移4位。偏移地址：EU提供的16位信息或者IP提供的16位信息。⑷6字节的指令队列缓冲

8、器：用来存放预取指令的指令队列。⑸16位的内部暂存器：暂存输入/输出信息的寄存器。⑹总线逻辑控制器：以逻辑控制方式实现总线上的信息传送，如信息分时传送等。(2)EU部件由ALU、通用寄存器、标志寄存器和控制电路组成，负责指令的执行。ALU、寄存器和数据传输通路均是16bit的。算术逻辑单元（ALU）：完成16位或8位算术、逻辑运算，如加减乘除与或非控制单元：内部操作：由A