《微处理器及其系统》PPT课件

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1、第3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指令系统3.18086／8088微处理器8086是Intel系列的16位微处理器，8086有16根数据线和20根地址线，可以处理8位或16位数据，寻址1MB的存储单元和64KB的I／O端口。在推出8086之后不久,Intel公司还推出了准16位微处理器8088。两者内部结构和基本性能相同。ALU执行部分控制电路输入/输出控制电路地址加法器20位16位指令队列缓冲器8位外部总线16位运算寄存器标志寄存器通用寄存器段寄

2、存器DLCLBLALSIDIBPSPDHCHBHAH内部暂存器IPESSSDSCS执行单元EU（ExecutionUnit)总线接口单元BIU(BusInterfaceUnit)3.1.1、8086／8088CPU的内部结构BIU负责与存储器、I/O端口，即8086/8088CPU与存储器之间的信息传送。具体地说，即BIU负责从内存的指定部分取出指令，送到指令流队列中排队；在执行指令是所需的操作数，也由BIU从内存的指定区域取出，传送给EU部分去执行。EU部分负责指令的执行。BIU和EU可以并行工作，提高CPU效率。(1)BIU监视着指令队列。当指令队列中有2个空字节时，就自动把指令取到

3、队列中。(2)EU执行指令时，从指令队列头部取指令，然后执行。如需访问存储器，则EU向BIU发出请求，由BIU访问存储器。(3)在执行转移、调用、返回指令时，需改变队列中的指令，要等新指令装入队列中后，EU才继续执行指令。BIU和EU的管理8086的寻址空间是1M字节，物理地址需要20位的地址码。但CPU中的寄存器都是16位的。为解决该问题采用了存储器分段技术。把1MB地址分段（Segment），每段64KB，其起始地址的高16位装入一个段寄存器中，称作段基地址。段是可独立寻址的内存单位，每个段的起始地址由一个基址设定，它是一个段最低的地址，每个逻辑段在实际存储器中的位置是可以浮动的。8

4、086地址生成方式段地址+偏移地址FFFFFH1FFFFH1F000H10000H00000H段首地址：10000H偏移量：F000H地址加法器将段寄存器(16位)的内容左移4位，然后与指令指针寄存器IP的内容相加得到20位的物理地址。例如：从内存取指令时，(CS)＝5760H，(IP)=1234H，则物理地址为：57600H+1234H=57934H。这里，先将段寄存器CS左移4位（16进制数只需后面加一个零）。8086／8088的内部寄存器编程结构共有13个16位寄存器和1个只用了9位的标志寄存器。3.1.2、8086／8088的寄存器结构CS——代码段(CodeSegment)DS

5、——数据段(DataSegment)SS——堆栈段(StackSegment)ES——附加段(ExtraSegment)当程序很大，超过64KB时，则可以定义多个代码段、数据段和附加段。不同的逻辑段可以相交，甚至可以完全重叠。8086设置了这4个16位段寄存器，通过这四个段寄存器，CPU可以定位4个逻辑段：(1)段寄存器(2)指令指针寄存器IP用来确定代码段中当前将要被执行的指令的偏移地址(相对于代码段基址)。IP由控制程序分支的指令、中断以及异常等隐含控制，用户程序不能直接控制IP。IP本质上就是程序计数器(PC)a)4个通用数据寄存器：(3)通用寄存器组8086CPU有8个16位的通

6、用寄存器，分2组。累加寄存器(Accumulator）基址寄存器（Base）计数寄存器（Counter）数据寄存器（Data）b)2个变址寄存器源变址（SourceIndex）目的变址(DestinationIndex)c)2个指针寄存器堆栈指针（StackPointer）基数指针(BasePointer)在进行算术运算和逻辑运算时，通用数据寄存器任何一个都可以作为源操作数或目的操作数。用来暂存计算过程中所用到的操作数，结果或其它信息。通用数据寄存器：累加器AX是算术运算的主要寄存器。例如：ADDAX,BX所有I/O指令都使用这一寄存器与外部设备交换数据。例如：INAL,20HOUT30

7、H,AX通用数据寄存器器基址寄存器BX在计算内存储器地址时，经常用来存放基址。例如：MOVAX,[BX+03H]通用数据寄存器器计数寄存器CX在循环LOOP指令和串处理指令中用作隐含计数器。例如：MOVCX,200HAGAIN:…………LOOPAGAIN；（CX)-1(CX),结果0转AGAIN通用数据寄存器器数据寄存器DX一般在双字长乘除法运算时，把DX和AX组合在一起存放一个双字长(32位)数，DX用来存放高16位;例如：M