微机原理与接口技术 教学课件 ppt 作者 吉海彦 第02章 8086微处理器
40页1、2019/5/26,1,微机原理与接口技术,2019/5/26,2,第二章 8086/8088微处理器,微处理器的内部逻辑结构 微处理器的外部引脚及功能 存储器组织 系统配置 工作时序,2019/5/26,3,2.1 8086的内部逻辑结构,微处理器 8086, 8088结构类似。从程序员和使用角度来看的结构, 即编程结构从功能上分为两部分:总线接口部件,执行部件。 两部分各自执行自己的功能并行工作,这种工作方式与传统的计算机在执行指令时的串行工作相比极大的提高了工作效率。 传统 计算机执行程序时,CPU的工作顺序是: 取指令 执行指令 再取指令 再执行指令 串行工作。 工作顺序是:取指令,执行指令同时进行。并行工作。,2019/5/26,4,AH,AL,BH,BL,CL,CH,DH,DL,SP,BP,DI,SI,通 用 寄 存 器,CS,DS,SS,ES,I P,内部暂存器,输入输出,控制,电路,1,2,3,4,AX,BX,CX,DX,数据总线,运,运 算 寄 存器,A L U,标志寄存器,外部总线,8086 16位,指令对列,8086为 6 字节,16 位,执行,控制,电路,执行部
2、件,总线接口部件,地址加法器,20 位,16 位,段寄存器,指令指针,(EU),(BIU),2019/5/26,5, 时间t,流水线和非流水线操作过程图,2019/5/26,6,BIU与EU并行操作示意图,BIU,EU,2019/5/26,7,2.1.2 总线接口部件BIU,总线接口部件BIU主要包括:四个16位段地址寄存器、一个16位指令指针寄存器IP,一个6字节指令队列缓冲器20位地址加法器,总线控制电路。 1. BIU完成以下几个主要任务: (1)取指令和预取指令 (2)配合EU执行的指令,传送数据 (3)形成物理地址,2019/5/26,8,2BIU的组成,(1)4个16位的段地址寄存器 代码段寄存器CS 、数据段寄存器DS、堆栈段寄存器SS、扩展段寄存器ES (2)1个16位的指令指针IP(Instruction Pointer) (3)20位的地址加法器 (4)指令队列 (5)总线控制逻辑,2019/5/26,9,物理地址的产生过程,2019/5/26,10,2.1.3 执行部件EU,执行指令所得结果或执行指令所需的数据,都由EU向BIU发出命令,对存储器或I/O接口进行读
3、/写操作。 EU完成以下几个主要任务: (1)指令译码 (2)执行指令 (3)向BIU传送偏移地址信息 (4)管理通用寄存器和标志寄存器,2019/5/26,11,2EU的组成,(1)算术逻辑运算单元ALU 执行算术和逻辑运算 (2)通用寄存器 8个16位的通用寄存器AX,BX,CX,DX,BP,SP,SI,DI。 AX,BX,CX,DX也可单独拆成两个8位的寄存器,分别为AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL。 (3)标志寄存器 FR(F1ags Register),2019/5/26,12,标志寄存器FR的格式,CF,PF,AF,ZF,SF,TF,IF,DF,OF,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,较验,进位,辅助进位,零标志,符号标志,跟踪标志,中断标志,方向标志,溢出标志,2019/5/26,13,8086寄存器结构,返回,2019/5/26,14,2.2.1 工作模式,8086/8088CPU有两种模式:最小模式和最大模式 最小模式 系统中只有8086/8088一个微处理器,也叫单处理器模式。所有的总线控制信号都直接由8086
4、/8088产生。适合于较小规模的系统。 最大模式 包含两个或两个以上的微处理器,其中一个主处理器8086/8088,其他的处理器称为协处理器,它们是协助主处理器工作的。适合于中等规模或大型的8086/8088系统中。 常用的协处理器有 专门用于数值运算的8087 专门用于输入/输出操作的8089,2019/5/26,15,2019/5/26,8 0 8 8,地 AD14 AD13 AD12 AD11 AD10 AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI INTR CLK 地,地 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI INTR CLK 地,Vcc(5V) A15 A16/S3 A17/S4 A18/S5 A19/S6 SS0(HIGH) MN/MX RD HOLD(RQ/GT0) HLDA(RQ/GT1) WR(LOCK) M/IO(S2) DT/R(S1) DEN(S0) ALE(QS0) INTA(QS1) TEST READY RESET,Vcc(5V)
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