第2章 微型计算机系统的微处理器ppt课件.ppt

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1、第2章微型计算机系统的微处理器第2章：微型计算机系统的微处理器——教学重点汇编语言程序段8086/8088的编程结构引脚信号两种工作模式通用寄存器及其使用存储器的结构及分段管理8086/8088的I/O组织2.18088/8086CPU的编程结构8086的编程结构从功能上分成两个单元1.总线接口单元BIU负责CPU对存储器和外设进行数据读写如：取指令、存取操作数和存结果2.执行单元EU负责指令的译码、执行和数据的运算两个单元相互独立，分别完成各自操作，还可以并行执行，实现指令预取（指令读取和执行的流水线操作）8086/8088CPU的功能结构内部

2、暂存器IPESSSDSCS输入/输出控制电路外部总线执行部分控制电路∑ALU标志寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI通用寄存器地址加法器指令队列执行部件（EU)总线接口部件（BIU)16位20位16位8位1234561.总线接口部件BIU（1）结构组成：四个段地址寄存器，即CS——16位的代码段寄存器，DS——16位的数据段寄存器，ES——16位的扩展段寄存器，SS—一16位的堆栈段寄存器；16位的指令指针寄存器IP用来确定代码段中当前将要被执行的指令的偏移地址，由自动加1功能；IP由控制程序分支的指令、中断以及异常等隐含控制，

3、用户程序不能直接控制IP20位的地址加法器：形成20位的物理地址（取指令时：CS*16+IP）6字节的指令队列：存放预取的指令输入输出控制逻辑：实现对I/O端口和存储器的读写控制（2）总线接口部件BIU的具体工作取指令预取指令配合EU执行指令，存取操作数和运算结果注：如果EU有存取数据请求时，BIU已经准备好取指令，那么BIU应先完成取指令操作，然后进行操作数的读写。2.执行部件EU组成部分算术逻辑单元ALU标志寄存器FR四个通用寄存器，即AX、BX、CX、DX；四个专用寄存器，即基数指针寄存器BP，堆栈指针寄存器SP，源变址寄存器SI，目的变址

4、寄存器DIEU的执行控制部分8086的复位和启动操作是通过RESET引脚上的触发信号来实现的。启动时，代码段寄存器CS和指令指针寄存器IP分别初始化为FFFFH和0000H。所以在复位之后再重新启动时，便从内存的FFFF0H处开始执行指令。因此，一般在FFFF0H处存放一条无条件转移指令，转移到系统程序的入口处。这样，系统一旦启动，便自动进入系统程序。指令指针（IP）0000HCS寄存器FFFFHDS寄存器0000HSS寄存器0000HES寄存器0000H指令队列空标志寄存器及其他寄存器0000H3.8086/8088处理器的启动和程序执行过程8

5、086/8088的程序执行过程4.8086/8088的总线周期的概念总线周期：8086CPU通过总线对存储器或I/O端口进行一次访问所需要的时间称为一个总线周期，为了实现对存储器或I/O端口读写操作，就需要CPU的总线接口部件执行一个总线周期；一般包括4个基本时钟周期。时钟周期：由CLK产生的时钟信号的周期，是CPU计时的最小单位。指令周期：执行一条指令所需要的时间。T1：CPU向地址/数据复用总线发送地址信息，指出要寻址的存储单元或外设的端口地址T2：CPU撤销地址，总线的低16位处于高阻状态，为传输数据准备，总线的高4位输出状态信息T3：高4

6、位的保持总线状态信息，总线的低16位出现CPU读入或写出的数据T4：总线周期结束Ti空闲状态：放在一个总线周期之后，当指令队列是满的，EU又没有访问总线的要求Tw：总线等待周期，当存储器和或I/O设备不能及时配合CPU传送数据时，存储器或I/O设备会通过“REDAY”信号线在T3启动前（T3的下降沿）发出低电平，表示未准备好数据；那么CPU就会在T3状态后插入等待周期，Tw与T3周期的状态相同；直到“REDAY”为高电平，从而使CPU脱离Tw状态2.2.1最小模式和最大模式的概念最小模式，就是在系统中只有8086一个微处理器。在这种系统中，所有的

7、总线控制信号都直接由8086CPU产生，因此，系统中的总线控制电路被减到最少。这些特征就是最小模式名称的由来最大模式用在中等规模的或者大型的8086系统中。在最大模式系统中，总是包含有两个(用于数值运算的8087和用于I/O操作的8089）或多个协处理器（还增加了总线控制器8288），其中一个主处理器就是8086，其他的处理器称为协处理器，它们是协助主处理器工作的2.28086/8088CPU的引脚信号和工作模式12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232

8、221GNDA14A13A12A11A10A9A8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVCCAD1