06级微机原理4_微处理器结构.ppt

第四章 80x86微处理器的结构 处理器典型结构 8086的基本特征 1979年推出，第一代超大规模集成电路（VLSI）微处理器，采用HMOS工艺制造，内含2.9万晶体管。采用40引脚DIP封装。 数据总线宽度16位，地址总线宽度20位；可直接寻址空间220＝1M字节单元；16位数据总线与地址总线复用。 采用单一的+5V电源，一相时钟，时钟频率为5MHz（8086），10MHz（8086－1），8MHz（8086－2）。 133条指令，指令长度1～6字节，指令最短执行时间为0.4us（平均0.5us）。 8086处理器结构 执行部件EU(Execution Unit) 组成 ALU（算术逻辑单元）：＋、－、and、or、xor、增量（inc）、减量（dec）、求补、移位等 通用寄存器组（16位/8位）：AX，BX，CX，DX （32位：EAX，EBX，ECX，EDX） 基址指针寄存器BP（16位） EBP（32位） 堆栈指针寄存器SP（16位） ESP（32位） 源变址寄存器SI（16位）：DS:SI ESI（32位） 目的变址寄存器DI（16位）：ES:DI EDI（32位） 标志寄存器FR EFR （32位） 执行部件的控制电路（完成指令译码等）IP EIP （32位） 负责执行指令 通用寄存器的特殊用途和隐含性质 AX EAX 在输入输出指令中作数据寄存器用：in AX， 80H 在乘法指令中存放被乘数或乘积；在除法指令中存放被除数或商：mul AX，DX BX EBX 在间接寻址中作基址寄存器用，mov AX，[BX] CX ECX 在循环指令和串操作中的计数器 DX EDX 乘除指令中作为辅助寄存器 I/O指令中作为端口地址寄存器：out DX，AL EAX，EBX，ECX，EDX都可用作基址和变址寄存器 ESI ， EDI分别用来访问源串和目的串数据 堆栈的使用 BP：指向栈中一个数据区的基址 SP：指向栈顶的当前位置 EBP用作基址和变址寄存器，ESP用作基址寄存器 8086/8088的堆栈 建栈 MOV AX ，1050H MOV SS ，AX MOV SP ，000EH 进栈 PUSH AX （设 AX=1234H PUSH BX （设 BX=5CF8H） 出栈操作：先栈顶内容出栈，再修改SP，使SP加2。（字操作） 出栈 POP CX POP DS 1、状态标志：表示前面的操作执行后，算术逻辑部件处于怎样一种状态。例如，是否产生了进位，是否发生了溢出等等。程序中，可以通过对某个状态标志的测试，决定后面的走向及操作。 例如： STATE: IN AL, 0DAH; TEST AL,02H; JZ STATE ●零标志ZF（Zero Flag）：若运算结果为0，则ZF＝1；否则ZF＝0。 例1：MOV AL,4 SUB AL,4 执行后，ZF为1。 例2：XOR AX,AX 执行后，ZF也一定为1。 ●进位标志CF（Carry Flag）： 加法时，最高位（字节操作时的D7位，字操作时的D15位）向前有进位， CF=1，否则CF=0。 减法时，最高位（字节操作时的D7位，字操作时的D15位）向前有借位， CF=1，否则CF=0。 例如： MOV AL,3; SUB AL,4; 执行后，CF＝1。 ●奇偶标志PF（Parity Flag）：若运算结果低8位中“1”的个数为偶数，则PF＝1；否则PF＝0。 例：MOV AL,2 ADD AL,1 执行后，PF位为1。 ●辅助进位标志AF（Auxiliary carrry Flag）： 也称“半进位标志”，它反映： 加法时，第3位向第4位有进位， AF=1，否则AF=0; 减法时，第3位向第4位有借位， AF=1，否则AF=0 。 主要用于BCD码转换。 ● 溢出标志OF（Overflow Flag）：若运算过程中发生了有符号数“溢出”，则OF＝1 ，否则OF=0 。 定义：运算结果超出计算装置所