第3章_8086_微处理器及其系统ppt课件.ppt

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1、第三章8086微处理器及其系统8086微处理器8086系统的最小/最大工作方式8086的操作和时序8086存储器1Intel系列CPU一直占着主导地位。Intel8086/8088、Z8000和MC68000为代表的16位微处理器是第3代产品，其性能已达到中、高档小型计算机的水平。8086/8088后续的80286、80386、80486以及Pentium系列CPU结构与功能已经发生很大变化，但从基本概念与结构以及指令格式上来讲，仍然是经典8086/8088CPU的延续与提升。其它系列流行的CPU(如

2、AMD公司的6X86MX/MⅡ等)也与80x86CPU兼容。前言（一）28086是Intel系列的16位微处理器。8086采用HMOS工艺，集成2.9万个晶体管，单一的+5V电源，40条引脚，双列直插式封装，时钟频率5~10MHz，最快的指令执行时间为0.4μs。8086有16根数据线，20根地址线，寻址1MB的存储单元和64KB的I/O端口。8088是准16位微处理器。内部寄存器、运算器以及内部数据总线都是16位，但外部数据总线为8条。前言（二）3从功能上讲，可分为两个独立的部分，并行重叠操作：CP

3、U内部结构（一）4总线接口单元(BusInterfaceUnit,BIU)：执行单元(ExecutionUnit,EU)：BIU从内存预取指令送到指令队列缓冲器；CPU执行指令时，BIU配合EU对指令的内存单元或I/O端口存取数据。负责执行指令，即执行的指令从BIU的指令队列缓冲器中取得；指令执行的结果或所需要的数据，由EU向BIU发出请求；再由BIU对存储器或I/O端口进行存取。负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。即CPU内部结构（二）54个16位段地址寄存器代码段寄存器(CodeSe

4、gment)：存放当前正在运行的程序。数据段寄存器(DataSegment)：存放程序所使用的数据。堆栈段寄存器(StackSegment)：堆栈操作的执行地址在此段中。附加段寄存器(ExtraSegment)：也用来存放数据，串处理指令的目的操作数存放区。16位指令指针寄存器IP(InstructionPointer)6字节指令队列缓冲器20位地址加法器总线控制器总线接口单元组成6用于存放预取的指令。8086指令队列为6个字节。在执行指令的同时，从内存中取下面1条或几条指令，取来的指令依次放在指令队

5、列中。采用“先进先出”的原则。指令队列缓冲器（一）7“先进先出”原则：按顺序存放，并按顺序取到EU中去执行。取指时，当指令队列缓冲器中存满1条指令，EU开始执行；指令队列缓冲器中只要空出2个指令字节时，BIU便自动执行取指操作，直到填满时为止。EU执行指令时，如需对M或I/O设备存储数据时，BIU将在执行完现行取指的存储器周期后的下一个存储器周期，对内存单元或I/O设备进行存取操作，交换的数据经BIU由EU进行处理。当EU执行完转移、调用和返回指令时，要清除指令队列缓冲器，并要求BIU从新的地址重新执

6、行。指令队列缓冲器（二）88086有20根地址线，内部寄存器只有16位。“段加偏移”技术：段寄存器存放确定各段起始地址的16位段地址信息。由IP提供或由EU按寻址方式计算出寻址单元的16位偏移地址,也称为逻辑地址或简称偏移量。将偏移地址与左移4位后的段寄存器内容同时送到地址加法器，相加后形成20位实际地址。逻辑地址150段寄存器0000150段地址左移4位存储器实际地址190实际地址(物理地址)地址加法器和段寄存器916位指令指针(InstructionPointer,IP)IP中含有BIU要取的下

7、一条指令(字节)的偏移地址。IP在程序运行中自动加1，指向要执行的下一条指令(字节)。有些指令能使IP值改变或使IP值压进堆栈，或由堆栈弹出恢复原址。指令指针寄存器1016位算术逻辑单元(ALU)算术、逻辑运算，计算16位偏移量16位标志寄存器FCPU的运算状态特征或存放控制标志数据暂存寄存器协助ALU完成运算通用寄存器组4个16位数据寄存器，4个16位指针与变址寄存器EU控制电路控制、定时与状态逻辑电路执行单元组成118086内部寄存器结构共有13个16位寄存器和1个只用了9位的16位标志寄存器。（

8、共14个16位寄存器）8086的寄存器结构12数据寄存器4个16位：AX，BX，CX，DX8个8位：AH，AL；BH，BL；CH，CL；DH，DL多数情况下，用于算术运算或逻辑运算指令中。有些指令中，有特定的用途。通用寄存器（一）13指针寄存器（16位，存放偏移地址）堆栈指针寄存器SP和基址指针寄存器BP。当前堆栈段中数据所在的地址。SP(StackPointer)：给出栈顶的偏移地址（入栈和出栈指令时）。BP(BasePointer)：存放位于堆栈段中