微机原理与接口技术课件PPT.ppt

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1、第2章微处理器微处理器，又称中央处理单元（CentralProcessingUnit,CPU)是采用大规模（LSI）或超大规模集成电路（VLSI）技术制成的半导体芯片。它将控制单元，寄存器组，算术逻辑单元（ALU）及内部总线集成在芯片上，组成具有运算器和控制器功能的部件。2.18086微处理器的结构8086是Intel系列的第三代16位微处理器，采用了HMOS高密度工艺，每片集成4万多只晶体管，单一+5v电源，主频为5MHz/10MHz。它的内部和外部的数据总线宽度是16位，地址总线宽度20位，可寻址空间达220，即1MB。2.1.18086的功能结构80

2、86微处理器的内部功能结构（如图）由两个独立的工作部件——执行部件EU（ExecutionUnit）和总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit）构成：1.执行部件EU：由运算器、寄存器组、控制器等组成，负责指令的执行2.总线接口部件BIU：由指令队列、地址加法器、总线控制逻辑等组成，负责与系统总线打交道数据寄存器指针和变址寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDIAXBXCXDX暂存寄存器ALU标志寄存器FREU控制器ALU数据总线（16位）指令队列缓冲器123456总线控制逻辑8086总线地址加法器CSDSSSESIP内部暂存器A

3、B(20位)执行部件（EU）总线接口部件（BIU）DB(16位)（8位）队列总线8086CPU的内部功能结构框图1.执行部件EU(1)EU的功能：A.从BIU的指令队列缓冲器中取出指令，由EU控制器的指令译码器译码产生相应的操作控制信号给各部件B.对操作数进行算术运算和逻辑运算，并将运算结果的状态特征保存到状态寄存器FR中C.EU不直接与CPU外部系统相连，当需要与主存储器或I/O设备交换数据时，EU向BIU发出命令，并提供给BIU16位有效地址及所需传送的数据(2)执行部件EU的组成A.EU由算术逻辑单元ALUB.通用数据寄存器组(4个16位通用寄存器）

4、AX、BX、CX、DXC.地址指针和变址寄存器(4个16位专用寄存器）SP、BP、SI、DID.标志寄存器(FR/PSW)E.数据暂存寄存器F.EU控制器组成（3）EU的特点：A.通用数据寄存器AX，BX，CX，DX，既可以作16位寄存器使用，也可以分成高、低8位分别作两个8位寄存器使用。地址指针BP，SP和变址寄存器SI，DI都是16位寄存器。B.ALU的核心是16位二进制加法器C.16位状态标志寄存器（7位未用）存放操作后的状态特征和设置的控制标志。如下图所示：D.EU控制器是执行指令的控制电路，实现从队列中取指令、译码、产生控制信号等。D15D14D

5、13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0CFPFAFZFSFTFIFDFOFPSW2.总线接口部件BIU(1)BIU的功能:1)BIU从主存取指令送到指令队列缓冲器2)CPU执行指令时，总线接口单元要配合EU从指定的主存单元或外设端口中取数据，将数据传送给EU或把EU的操作结果传送到指定的主存单元或外设端口中3)计算并形成访问存储器的20位物理地址(3)BIU的组成:1)4个16位段寄存器DS、ES、CS、SS2)16位指令指针寄存器（IP）3)20位物理地址加法器4)6字节指令队列及总线控制逻辑(3)BIU的特点：1)指令队列是由6

6、个字节的寄存器组成（8088指令队列由4个字节组成），采用“先进先出”原则。(3)BIU的特点：2)地址加法器是用来产生20位存储器物理地址的。物理地址的计算公式为：物理地址(20位)=段基址(16位)×16+偏移地址(16位){由寻址方式计算出的有效地址EA（EffectiveAddress）}3)8086分配20条引脚线分时传送20位地址，16位数据和4位状态信息。2.1.28086的寄存器结构8086CPU内部设有三组信息寄存器（通用数据寄存器组，地址指针和变址寄存器，段寄存器组）和一个标志寄存器及一个指令指针寄存器IP。1.通用数据寄存器EU中设置

7、了四个16位通用寄存器，它们分别是AX,BX,CX和DX。它们可以拆成两个独立的8位寄存器使用。通用寄存器可参与算术和逻辑运算，但它们还有各自特殊的用途。它们的具体用法如图所示：寄存器一般用法隐含用法AX16位累加器（Accumulator)字乘时提供一个操作数并存放积的低字;字除时提供被除数的低字并存放商ALAX的低8位字节乘时提供一个操作数并存放积的低字节；字节除时提供被除数的低字节并存放商；BCD码运算指令和XLAT指令中作累加器；字节I/O操作中存放8位输入/输出数据AHAX的高8位字节乘时提供一个操作数并存放积的高字节；字节除时提供被除数的高字节

8、并存放余数；LAHF指令中充当目的操作数BX基址(Base)寄存器