微机系统中的微处理器

《微机系统中的微处理器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第3章　微机系统中的微处理器内容提要微处理器的典型结构8086微处理器的功能结构8086微处理器的寄存器结构8086的存储器组织8086的I/O组织8086的寻址方式1常用术语（1）位（bit）：计算机处理的最小数据单位，只能为“0”或“1”，缩写为b千位（Kilobit）：代表210位，即1024位，缩写Kb兆位（Megabit）：代表220位，即1024×1024位，缩写Mb千兆位（Gigabit）：代表230位，即1024Mb位，缩写Gb兆兆位（Terabit）：代表240位，即1024Gb位，缩写Tb2常用术语（2）字节

2、（Byte）：计算机中存储器容量的基本单位，一个字节由8位二进制数据组成，Byte通常缩写为B，同样有KB、MB、GB、TB字（Word）：不同的场合有不同的含义，软件上通常指2个字节，硬件上一般指处理器外部数据总线的宽度字长：计算机运算部件直接能处理的二进制数据的位数。字长越长，计算机的处理能力越强，运算精度越高，指令功能越强，可寻址的存储空间也越大3常用术语（3）CPU主频主振频率，CPU内部的时钟频率，是CPU进行运算时的工作频率。一般来说，主频越高，一个时钟周期里完成的指令数也越多，CPU的运算速度也就越快。但由于内部结

3、构不同，并非所有时钟频率相同的CPU性能也一样。集成度表明微处理器的生产工艺水平常用芯片上集成的晶体管数量来表达超大规模集成电路通常10万门/片以上4前言微处理器是组成微型计算机系统的核心部件，Intel8086微处理器的基本结构和原理体现了一般微处理器的特点，故作为代表来进行讲述。讨论微处理器的目的，一方面是为了理解微型计算机的工作原理，更重要的一方面是为了应用它。所以没有必要也不可能讨论它的每个逻辑细节。从上述目的出发，我们将从微处理器的内部和外部两个方面讨论微处理器的结构。5§3.1微处理器的一般结构（内部结构）典型CPU

4、内部结构图程序计数器(PC)指令寄存器(IR)指令译码器(ID)控制逻辑部件堆栈指示器(SP)处理机状态字(PSW)I/O控制逻辑地址寄存器…数据寄存器…工作寄存器ALU6§3.1微处理器的一般结构（内部结构）运算器是计算机用来进行算术逻辑运算的部件运算器的核心是ALU基本功能：①对二进制代码进行加、减、乘、除基本运算②对二进制代码进行与、或、非等逻辑运算③对二进制代码进行移位操作④完成数据信息的传送运算器的组成：算术逻辑运算单元ALU、内部总线、通用寄存器组、输入多路开关和数据锁存器、输出移位多路开关。7微处理器的一般结构(内

5、部结构)(2)控制器用于计算机硬件系统中，指挥、协调各部件的工作，是整个计算机的中枢基本功能：取指令、分析指令、执行指令、输入/输出控制、中断处理控制器构成：程序计数器(PC：ProgramCounter)：用于保存下一条要执行的指令的地址，一般指令是顺序存储在存储器中的。指令寄存器(IR：InstructionRegister)：保存从存储器读入的当前要执行的指令。8微处理器的一般结构(内部结构)(2)指令译码器(ID：InstructionDecoder)：对指令寄存器中保存的指令进行译码分析。控制逻辑部件：根据上一器件的分

6、析，发出相应的一系列节拍脉冲和控制信号，完成指令的操作。处理器状态字(PSW：ProcessorStateWord)：暂存处理器当前的状态。PSW中的各位用来指示运算结果的特殊状态。条件转移指令将根据PSW中的某一位的状态来决定程序是否转移。堆栈指示器(SP：StackPointer)：对堆栈的存储区进行操作时提供栈顶地址，方便堆栈操作。9程序计数器(PC)指令寄存器(IR)指令译码器(ID)控制逻辑部件堆栈指示器(SP)处理机状态字(PSW)I/O控制逻辑地址寄存器…数据寄存器…工作寄存器ALU用于保存下一条要执行的指令的地址

7、典型CPU内部结构图10典型CPU内部结构图程序计数器(PC)指令寄存器(IR)指令译码器(ID)控制逻辑部件堆栈指示器(SP)处理机状态字(PSW)I/O控制逻辑地址寄存器…数据寄存器…工作寄存器ALU保存从存储器中读入的当前要执行的指令11典型CPU内部结构图程序计数器(PC)指令寄存器(IR)指令译码器(ID)控制逻辑部件堆栈指示器(SP)处理机状态字(PSW)I/O控制逻辑地址寄存器…数据寄存器…工作寄存器ALU对IR中保存的指令进行译码分析12典型CPU内部结构图程序计数器(PC)指令寄存器(IR)指令译码器(ID)控

8、制逻辑部件堆栈指示器(SP)处理机状态字(PSW)I/O控制逻辑地址寄存器…数据寄存器…工作寄存器ALU用于存放栈顶指针13典型CPU内部结构图程序计数器(PC)指令寄存器(IR)指令译码器(ID)控制逻辑部件堆栈指示器(SP)处理机状态字(PSW)I/O控制逻