第二章8086微机系统体系结构.doc

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1、第二章：8086微机系统体系结构通过本章的学习，应该掌握以下内容：•8086CPU的结构•8086CPU引脚功能•8086系统的结构和配置•8086CPU的操作时序•80x86典型微机简介2、18086/8088微处理器2、1、18086/8088微处理器的结构及执行程序的操作过程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5MHz。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

2、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，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1MB。1、总线接口部件（BIU)功能：负责与外部存储器及I/O口通信（1）、从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，并将其送至要求的位置单元中。总线接口部件的组成：（1）、四个段地址寄存器：均为16位代码段寄存器CS：存放当前程序段的段基址数据段寄存器DS：存放当前数据段的段基址附加段寄存器ES：存放当前附加段的段基址堆栈段寄存器

3、SS：存放当前堆栈段的段基址（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，可以取出下一条指令（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。2、执行部件(EU)作用：负责执行指令（1）、从指令队列中取出指令。（2）、对指令进行译码，发出相应相应的控制信

4、号。（3）、接收由总线送来的数据或发送数据。（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（累加器）、BX（基址寄存器）、CX（计数器）、DX（数据寄存器）。这四个通用寄存器都是16位或作两个8位来使用。（2）、专用寄存器(4个）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。（4）、数据暂存寄存器协助ALU完成运算，暂存参加运算的数据。（5

5、）、执行部件的控制电路从总线接口的指令队列取出指令操作码，通过译码电路分析，发出相应的控制命令，控制ALU数据流向。（6）、标志寄存器16位寄存器，其中有7位未用。3、8086/8088CPU执行程序的操作过程（1）、20位地址的形成，并将此地址送至程序存储器指定单元，从该单元取出指令字节，依次放入指令队列中。（2）、每当8086的指令队列中有2个空字节，8088指令队列中有1个空字节时，总线接口部件就会自动取指令至队列中。（3）、执行部件从总线接口的指令队列首取出指令代码，执行该指令。（4）、当队列已满，执行部件

6、又不使用总线时，总线接口部件进入空闲状态。（5）、执行转移指令、调用指令、返回指令时，先清空队列内容，再将要执行的指令放入队列中。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。系统的最大模式：有两个或两个以上的CPU，一个为主CPU8086/8088，另一个为协CPU8087/8089。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接口进行一次数据传输所需的时间。T

7、状态（时钟周期）：CPU处理动作的最小单位。而当系统规模较大时，要求有较强的驱动能力，这样就需要两个获两个以上的微处理器。其中有一个是主处理器8086或8088，其它的处理器称为协处理器，它们协助主处理器工作。例如8088便通过总线控制器8288来形成各种控制信号。如图所示，为8086CPU和8088CPU的引脚信号图。共有40条引脚线，这些引脚线用来输出或接收各种信号：地址线，数据线，控制线和状态线，电源线和定时线。由于8088微处理器是一种准16位机。其内部结构基本上与8086相同，其信号也与8086基本相同，

8、只是有一些引脚的功能有所不同，在这里，我们将以8086为例，具体介绍一下最小模式下和最大模式下各位引脚功能，如出现功能不同的引脚再具体讲解。1、地址/数据总线AD15-AD0：地址/数据复用引脚，双向，三态。•AD15-AD0：16位地址总线A15-A0，输出访问存储器或I/O的地址信息。•AD15-AD0：16位数据总线D15-D0，与存储器和I/O设备交