微处理器结构及基本工作原理ppt课件.ppt

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1、第二章8086/8088微处理器及其结构8086/8088内部结构存储器结构8086/8088CPU引脚及功能8086/8088系统配置8086/8088CPU内部时序重点：8086CPU的组成及各部分的作用，8086存储器的分段、物理地址的形成，8086工作时序，堆栈的概念难点：8086工作时序、物理地址的形成1.8086/8088CPU主要性能字长：16位/准16位时钟频率：5MHz数据总线、地址总线复用内存容量：20位地址总线，1MB存储空间端口地址：16位I/O地址总线，64KB个端口中断功能：内部软件中断，外部硬件中断，可管

2、理256个中断源两种工作模式：支持单片CPU或多片CPU系统工作8086/8088CPU性能指标8086：是INTEL系列16位微处理器，采用HMOS（高密度金属氧化物半导体）技术，集成度为29000个管／片。数据总线：16位地址总线：20位，可直接寻址的地址空间为1M字节。8088：准16位机，CPU内部数据总路线为16位，外部8位，20位地址总线，推出8088的目的是为了向下兼容以前的8位微型机。2.8086/8088内部结构内部结构8086CPU结构框图及分析8086CPU内部寄存器指令执行单元EU总线接口单元BIU8088CP

3、U的指令流水线通用寄存器段寄存器标志寄存器指令指针寄存器2.18086CPU工作方式微处理器堆栈段存储器接口电路存储器附加段数据段代码段代码段100000HFFFFFH2.28086CPU内部结构框架ALUTMPTMP标志寄存器FR控制单元EU通用寄存器161616指令队列缓冲器总线控制逻辑通信寄存器CSESSSDSIP地址产生器BIU16816202.28086CPU内部结构框架ALUTMPTMP标志寄存器FR控制单元EU通用寄存器161616指令队列缓冲器总线控制逻辑通信寄存器CSESSSDSIP地址产生器BIU1681620执行

4、部件EU的作用：负责执行指令、形成有效地址EA。EU包括四部分：运算器＝ALU+TEMP标志寄存器控制单元通用寄存器2.28086CPU内部结构框架ALUTMPTMP标志寄存器FR控制单元EU通用寄存器161616指令队列缓冲器总线控制逻辑通信寄存器CSESSSDSIP地址产生器BIU1681620总线接口部件BIU的作用是预取指令、形成实际地址PA、输入输出数据。BIU主要由五部分组成：指令队列缓冲器总线控制逻辑段寄存器指令指针寄存器地址产生器总线利用率高。串行结构：取指令[－>取操作数]－>执行指令－>存放结果CPU利用率高，计算

5、速度快。两部分的动作管理遵循以下原则。1.每当8086的指令队列中有2个空字节，BIU就会自动把指令取到指令队列中；2.同时EU从指令队列中取出一条指令并分析、执行指令；3.当指令队列已满而EU对BIU又无总线访问请求时，BIU进入空闲状态；4.在执行转移、调用和返回指令时，指令队列中原有内容被自动清除。微处理器结构分析2.38088CPU内部结构框架指令队列长度仅有4个字节，队列中出现1个空闲字节，BIU就会自动访问存储器，取新的指令。BIU通过总线控制电路与外部交换数据的数据总线宽度是8位，总线控制电路与专用寄存器之间的数据总线宽

6、度也是8位。2.38088CPU内部结构框架2.4寄存器－通用寄存器四个16位通用寄存器、两个变址寄存器、两个指针寄存器。AX：累加器（Accumulator）BX：基址寄存器（BaseIndex）CX：计数寄存器（CountIndex）DX：数据寄存器（DataIndex）SI：源变址寄存器（SourceIndex）DI：目标寄存器（DestinationIndex）SP：堆栈指针（StackPointer）BP：基址指针（BasePointer）AXBXCXDX01587ALAHBLBHCLCHDLDHSIDISPBP在某些指令中

7、规定了某些通用寄存器的专门用法，这样可以缩短指令代码长度；或使这些寄存器的使用具有隐含的性质，以简化指令的书写形式（即在指令中不必写出使用的寄存器名称）。通用寄存器的隐含用法如左表所示。2.4寄存器－控制寄存器指令指针寄存器IP：16位的寄存器，存放BIU要取的下一条指令的偏移地址。标致寄存器FR：FR中的含6个状态标志位，3个控制标志位。状态标志位用来反映EU执行算术运算和逻辑运算以后的结果特征；控制标志位用来控制微处理器的工作方式或工作状态。2.4寄存器－标志寄存器FROFDFIFTFSFZFAFPFCF15870状态标志位CF—

8、进位标志,CF=1,有进(借)位(算术）。PF—奇偶标志，含1个数为偶数，PF=1。AF—辅助进位位，D3向D4有进借位，AF=1。OF—溢出标志，OF=CF+CD。OF=1，有溢出。SF—符号标志，SF=1，D7（D1