微机原理第4章16位微处理器ppt课件.ppt

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1、第4章　16位微处理器4.116位微处理器概述4.28086/8088CPU的结构4.38086/8088CPU的引脚信号和工作模式4.48086/8088的主要操作功能(*)微处理器(microprocessor)是微型计算机的运算及控制部件，也称中央处理单元(CPU)。它本身不构成独立的工作系统，因而它也不能独立地执行程序1.第一代微处理器是1971年Intel公司推出的4040和8008。它们是采用PMOS工艺的4位及8位微处理器2.第二代微处理器是1974年推出的8080，M6800及Z-80等。它们是采用NMOS

2、工艺的8位微处理器.3.20世纪70年代后期，超大规模集成电路(VLSI)投入使用，出现了第三代微处理器。Intel公司的8086／8088，Motorola公司的M68000和Zilog公司的Z8000等16位微处理器相继问世，它们的运算速度比8位微处理器快2～5倍。4.116位微处理器概述4.20世纪80年代以来，Intel公司又推出了高性能的16位微处理器80186及80286。它们与8086／8088向上兼容。80286是为满足多用户和多任务系统的微处理器，速度比8086快5～6倍。5.1985年，第四代微处理器8

3、0386及M68020推出市场，集成度达45万个晶体管／片。它们是32位微处理器，时钟频率达40MHz，速度之快、性能之高，足以同高档小型机相匹敌。6.1989年推出了80486，1993年推出了Pentium及80586等更高性能的32位及64位微处理器，它也促进了其他技术的进步。本章以讲解16位8086／8088微处理器为中心。8086和8088CPU的内部基本相同，但它们的外部性能是有区别的。8086是16位数据总线，而8088是8位数据总线，在处理一个16位数据字时，8088需要两步操作而8086只需要一步。1.微

4、机的基本结构(三总线结构）按功能分，这些总线可以分为三种：（1）传送信息（指令或数据）的数据总线（DataBus）（2）指示欲传信息的来源或目的地址的地址总线（AddressBus）（3）管理总线上活动的控制总线（ControlBus）CPU通过地址总线输出地址码来选择某一存储单元或某一称为I/O端口的寄存器，是单向的。地址码的位数决定了地址空间的大小。n位地址总线可有个地址（0∽-1）。16位地址总线65536（64KB）20位地址总线1MB32位地址总线4GB.地址总线：8086/8088地址总线20位存储器地址总线2

5、0位，地址空间1MBI/O地址总线16位（低16位）地址空间64KB数据总线：用于CPU和存储器或I/O接口之间传送数据，是双向的。微处理器数据总线的条数决定CPU和存储器或I/O设备一次能交换数据的位数，是区分微处理器是多少位的依据。8086CPU的数据总线是16条，我们就说8086CPU是16位微处理器。.控制总线：管理总线上的活动，用来传送自CPU发出的控制信息或外设送到CPU的状态信息，大部分是单向的，有有一些是双向的。4.2微处理器的内部结构微处理器是组成计算机系统的核心部件，它具有运算和控制的功能。具体地讲，C

6、PU应具有下述基本功能:进行算术和逻辑运算；具有接收存储器和I/O接口来的数据和发送数据给存储器和I/O接口的能力；可以暂存少量数据；能对指令进行寄存、译码并执行指令所规定的操作；能提供整个系统所需的定时和控制信号；可响应I/O设备发出的中断请求。CPU内部结构及各部分功能简介典型的CPU内部结构图I/O控制逻辑ALU控制器工作寄存器CPU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）状态寄存器（FR）地址寄存器数据寄存器┆┆CPU包括算术/逻辑运算单元(ALU)控制器工作寄存器组I/

7、O控制逻辑地址寄存器数据寄存器①算术逻辑运算单元ALU(Arithmetic/LogicUnit)：它是运算器的核心，几乎所有的算术运算，逻辑运算和移位操作都是由ALU完成的。②工作寄存器：暂存用于寻址和计算过程的信息。工作寄存器分为两组：数据寄存器组和地址寄存器。但有的寄存器兼有双重用途。数据寄存器用来暂存操作数和中间运算结果。地址寄存器用于操作数的寻址。③控制器：它是CPU的“指挥中心”，完成指令的读入，寄存，译码和执行。从图中可以看出，一般微处理器中的控制器由6部分组成：程序计数器(PC:ProgramCounter

8、)指令寄存器(IR:InstructionRegister)指令译码器(ID：InstructionDecoder)控制逻辑部件处理机状态字PSW（ProcessorStateWord)堆栈指示器(SP)StackPointer用于保存下一条要执行的指令的地址，即由它提供一个存储器地址，按此地址从对应存