8086微处理器

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1、8086CPU的结构1.8086CPU的内部结构8086/CPU的内部是由两个独立的工作部件构成,分别是总线接口部件BIU(BusInterfaceUnit)和执行部件EU(ExecutionUnit)。图中虚线右半部分是BIU，左半部分是EU。两者并行操作，提高了CPU的运行效率。1）指令执行部件指令执行部件EU主要由算术逻辑运算单元ALU、标志寄存器FR、通用寄存器组和EU控制器等四个部件组成。其主要功能是执行命令。一般情况下指令顺序执行，EU可不断地从BIU指令队列缓冲器中取得执行的指令，连续执行指令，而省去了访问存储器取指令所需的时间。如果指令执行过程中需要访问存储器存取

2、数据时，只需将要访问的地址送给BIU，等待操作数到来后再继续执行。遇到转移类指令时则将指令队列中的后续指令作废，等待BIU重新从存储器中取出新的指令代码进入指令队列缓冲器后，EU才能继续执行指令。这种情况下，EU和BIU的并行操作回受到一定的影响，但只要转移类指令出现的频率不是很高，两者的并行操作仍然能取得较好的效果。EU中的算术逻辑运算部件ALU可完成16位或8位二进制数的运算，运算结果一方面通过内部总线送到通用寄存器组或BIU的内部寄存器中以等待写到存储器；另一方面影响状态标志寄存器FR的状态标志位。16位暂存器用于暂时存放参加运算的操作数。EU控制器则负责从BIU的指令队列

3、缓冲器中取指令、分析指令（即对指令译码），然后根据译码结果向EU内部各部件发出控制命令以完成指令的功能。2）总线接口部件BIU总线接口部件BIU主要有地址加法器、专用寄存器组、指令队列缓冲器以及总线控制电路等四个部件组成。其主要功能是负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。BIU中地址加法器将来自于段寄存器的16位地址段首地址左移4位后与来自于IP寄存器或EU提供的16位偏移地址相加（通常将“段首地址：偏移地址”称为逻辑地址），形成一个20位的实际地址（又称为物理地址），以对1MB的存储空间进行寻址。具体讲：当CPU执行指令时，BIU根据指令的寻址方式通过地址加法器形成

4、指令在存储器中的物理地址，然后访问该物理地址所对应的存储单元，从中取出指令代码送到指令队列缓冲器中等待执行。指令队列一共6个字节（8088的指令队列为4个字节），一旦指令队列中空出2个（8086中）或一个（8088中）字节，BIU将自动进入读指令操作以填满指令队列；遇到转移类指令时，BIU将指令队列中的已有指令作废，重新从新的目标地址中取指令送到指令队列中；当EU需要读写数据时，BIU将根据EU送来的操作数地址形成操作数的物理地址，从中读取操作数或者将指令的执行结果传送到该物理地址所指定的内存单元或外设端口中。BIU的总线控制电路将CPU的内部总线与外部总线相连，是CPU与外部交

5、换数据的通路。对于8086而言，BIU的总线控制电路包括16条数据总线、20条地址总线和若干条控制总线；而8088的总线控制电路与外部交换数据的总线宽度是8位，总线控制电路与通用寄存器组之间的数据总线宽度也是8位，而EU内部总线仍是16位，这也是将8088称为准16位的微处理器的原因。3）8086/8088CPU寄存器阵列（寄存器组）8086/8088CPU中有14个16位的寄存器，按用途分为四类：①通用寄存器：8个，分为两组：数据寄存器：累加器AX、基址寄存器BX、计数寄存器CX、数据寄存器DX，每个数据寄存器可存放16位操作数，也可拆成两个8位寄存器，用来存放8位操作数，AX

6、、BX、CX、DX分别可拆成AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL，其中AH、BH、CH、DH为高八位，AL、BL、CL、DL为低八位；指针和变址寄存器：堆栈指针SP、基址指针BP、源变址寄存器SI、目的变址寄存器DI，可用来存放数据和地址，但只能按16位进行存取操作。通用寄存器的特定用法见表2.1。②段寄存器：4个代码段寄存器CS：用于存放当前代码段的段地址；数据段寄存器DS：用于存放当前数据段的段地址；附加段寄存器ES：用于存放当前附加段的段地址；堆栈段寄存器SS：用于存放当前堆栈段的段地址。③专用寄存器：两个标志寄存器FR：仅定义了9位，其中6位用作状态标志，3位用

7、作控制标志。a.状态标志位用来反映EU执行算术或逻辑运算的结果特征，6个状态位如下：进位标志CF：当加法运算有进位，减法运算有借位时，CF=1，否则CF=0；辅助进位标志AF:在字节操作时,低4位向高4位有进位(加法)或有借位(减法)；在字操作时，低字节向高字节有进位（加法）或有借位（减法）时，则AF=1，否则AF=0。奇偶校验标志PF：当运算结果低8位“1”的个数为偶数时，PF=1，否则PF=0；零标志ZF：当运算结果位0时，ZF=1，否则ZF=0；溢出标志OF：在有符号数的算