微型计算机原理及接口技术 教学课件 ppt 作者 林志贵 第2章 Intel 8x86微处理器
90页1、第2章 Intel 8x86微处理器,2.1 8086/8088 CPU的结构 2.2 8086/8088 CPU的引脚信号和工作模式 2.3 8086存储器系统 2.4 8086/8088 的主要操作功能 2.5 80286微处理器 2.6 80386/80486微处理器 2.7 Pentium微处理器,本章主要内容,8086和8088CPU的内部结构基本相同,但是外部性能有所区别,8086是16位数据总线,而8088是8位数据总线 8088用于处理外设数据及检测控制系统,2.1.1 执行部件,8086与8088差异,2.1 8086/8088 CPU的结构,2.1.1 执行部件,负责指令的执行,将指令译码并利用内部的寄存器和ALU对数据进行处理,2.1.1 执行部件,(1)通用寄存器组,功能:存放操作数和中间结果,处理“字”指令时,用16位寄存器,处理“字节”指令时,用8位寄存器,AX(AH,AL)累加器 存放参加运算的操作数和运算结果,有些指令约定AX(AL)寄存器为累加器,如乘法、除法、输入/出指令。所有寄存器均可作累加器,2.1.1 执行部件,BX(BH,BL)基址寄存器 计
2、算地址时用作基地址寄存器,用于扩展寻址,起变址作用,CX(CH,CL)计数寄存器 在某些指令中作隐含的计数器。例如循环操作、串操作及移位操作等,DX(DH,DL)数据寄存器 存放操作数和列表数据, 在某些I/O操作期间,用来保存I/O端口地址,在乘除运算中有专用,2.1.1 执行部件,(2)专用寄存器组,SP 堆栈指针寄存器 访问堆栈段的栈顶单元。栈是一种先进后出的 数据结构,最后入栈的数据为栈顶数据,其单元 地址称为栈顶地址,入栈:“船高水涨”,出栈:“水落船低”,2.1.1 执行部件,BP 堆栈区基地址寄存器 对堆栈段寄存器相对寻址的基地址寄存器,可访问堆栈段的任意单元,寄存器间接寻址、 相对寻址、 基址变址寻址、 相对基址变址、 访问数据段的任意单元 在数据串中专用,2.1.1 执行部件,(3)算术逻辑单元,加法器,完成16位或8位算术逻辑运算,(4)标志寄存器 FR,2.1.1 执行部件,标志寄存器共有16位,其中7位未用, 状态标志,CF(carry flag):进/借位标志 当做16位或8位加减法运算时,最高位有进/借位,则CF=1,否则CF=0。循环指令影响进位标志,用于
3、寄存器程序运行的状态信号,由硬件根据运算结果自动设定,用作后续指令判断依据,2.1.1 执行部件,PF(parity flag) 奇偶标志/奇偶校验位 运算结果中若低8位中的“1”的个数为偶数,PF=1,若为奇数PF=0(奇校验方式),AF(Auxiliary Carry Flag) 辅助进/借位标志 当作16位或8位加减法运算时,最低四位向高四位有进借位AF=1,否则AF=0,用于BCD码的调整。专用BCD加减法,ZF(Zero Flag) 零标志 当算术或逻辑与计算指令生成结果为零时,则ZF=1,否则ZF=0,SF(Sign Flag)符号标志 与运算结果的最高位相同,若运算结果为负数,则SF=1,若为正数SF=0,2.1.1 执行部件,OF(Over Flag)溢出标志 当运算结果超出了机器数所能表示的范围时,称为溢出 OF=1,否则OF=0 字节 -128+127 字 3276832767 通常CF用于无符号数运算结果的溢出判断,而OF 则用于有符号数的运算结果溢出判断,在8086系统中,有一条中断指令INTO(中断类型4)能够在发生溢出时,产生一个内部中断,CPU自动转入溢出
4、中断服务程序中,并对溢出作相应处理,一般在指令运算后加上该指令,2.1.1 执行部件,看作无符号数运算: 202+120=322,显然超出了8位二进制数所能表示的最大 无符号数255,运算结果溢出CF=1,看作有符号数运算: -54+(+120)=+66,运算结果不溢出OF=0, 控制标志,IF(Interrupt Flag) 中断标志 可由指令设置。当IF=1时,CPU开中断;当IF=0时,CPU关中断,IF只能对可屏蔽中断产生影响,而对非屏蔽中断和内部中断无影响,2.1.1 执行部件,DF(Direction Flag) 方向标志 在串处理指令中,用于控制串处理的方向。当DF=0时, SI、DI自动增量;当DF=1时, SI、DI自动减量;该指令 由方向控制指令设置或清除,TF(Trap Flag)(跟踪) 陷阱标志 可由指令设置。当TF=1时,表示以单步方式执行程序,即CPU每执行完一条指令,就自动产生一次内部单步中断中断类型1(也称为陷阱),进入系统控制程序,利用此功能可跟踪指令的执行状况,用于程序调试,2.1.1 执行部件,(5)内部控制逻辑电路,从指令队列缓冲器中取出指令,
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