第2章_微型计算机系统的微处理器课件.ppt

微机原理及应用 北京科技大学信息工程学院 第2章 微型计算机中的微处理器 本章主要的内容是8086/8088微处理器的相关知识以及8086/8088CPU系统的组织和工作方式 （1）微处理器的内部结构及各相关组件的基本功能 （2）8086/8088CPU的内部寄存器的构成及应用特点 （3）8086/8088CPU系统中存储器和I/O接口的组织方式 （4）8086/8088CPU的外部引脚和应用特征 （5）8086/8088CPU的工作模式以及工作时序 第1个主题 8086/8088CPU的编程结构 主要内容： 8086/8088CPU的内部结构 8086/8088CPU的内部结构 执行部件EU的组成及作用 算术逻辑单元（运算器） 8个通用寄存器 1个标志寄存器 EU部分控制电路 总线接口部件BIU的组成及作用 地址加法器 6字节指令队列缓冲器 4个16位段寄存器 16位指令指针寄存器 输入输出控制电路 指令队列缓冲器 指令队列缓冲器 8086 的指令队列为6个字节 8088 的指令队列为4个字节 指令队列缓冲器的指令存放状态 顺序指令执行：指令队列存放紧接在执行指令后面的那一条指令 执行转移指令：立即清除指令队列中的内容，从新的地址取入指令，并立即送往执行单元，然后再从新单元开始重新填满队列 8086/8088CPU的内部(编程用)寄存器 包括14个16位的寄存器 4个数据寄存器 2个地址指针寄存器 2个变址寄存器 4个段寄存器 2个控制寄存器 1. 数据寄存器 2. 段寄存器 3. 地址指针寄存器 常用于存放段内寻址时的偏移地址 SP：堆栈指针寄存器，存放当前堆栈段中栈顶的偏移地址 BP：基址指针寄存器，存放位于堆栈中的某个存储单元的偏移地址 在寻址操作时一般均与SS搭配使用 4. 变址寄存器 SI：源变址寄存器 DI：目标变址寄存器 变址寄存器常用于指令的间接寻址或相对寻址；存放当前数据段中某一个存储单元的偏移地址 与DS配合使用 用SI存放源操作数的偏移地址 用DI存放目标操作数的偏移地址 5. 指令指针寄存器 部分寄存器一般用途示意 6. 标志寄存器 FR(FLAGS) —— 状态标志寄存器 8086/8088CPU设有一个16位的状态标志寄存器；使用其中的9位作为状态标志位和控制标志位 6个状态标志(也称为条件码)----寄存ALU运算结果的状态信息 3个控制标志----寄存CPU的工作状态信息 标志寄存器图示 标志寄存器置位问题 状态标志位由ALU运算的结果置位 控制标志位需要在程序中用专门的指令置位 运算对标志位的影响的例 运算对标志位的影响的例 第2个主题 8086/8088的存储器组织 主要内容： 存储器的组织 在存储器中，以字节为单位存取数据 存储地址即为存储单元编号，称为地址 8086/8088提供20条地址总线，可寻址的存储空间为220=1MB 每个存储单元的地址均为20位(但一般用5个十六进制数书写) 地址范围为：00000H--0FFFFFH 字节数据与字数据的存储 存储在一个存储单元中的数据称为字节数据 字节数据的存储：按顺序存放 其存储单元的地址，叫做该字节数据的存储地址 需要存储在相邻两个存储单元中的数据称为一个“字”，叫做字数据 字数据的存储：低字节存于低地址单元，高字节存于高地址单元 存放该字数据低字节的存储单元的地址，叫做该字数据的存储地址 存储器中数据的存储方式 规则字与非规则字 存放一个字数据的低字节地址如果是偶数地址，则称为“规则字” 存放一个字数据的低字节地址如果是奇数地址，则称为“非规则字” 存取“规则字”与“非规则字”，其操作过程不同(即所使用的总线周期数不同) 8086存储器的分体结构 8086CPU是按16位结构设计，可以通过两个存储体直接读/写一个字数据；也可以只从一个存储体中读/写一个8位的字节数据 SEL为奇偶地址存储体的“片选”信号 奇偶地址存储体的选择由BHE信号和A0决定 所以读/写字数据或字节数据就会有几种不同的情况 8086存储器的分体结构 存储器的分段和物理地址的形成 存储器的逻辑分段 CPU对存储器实行“分段”管理 即将存储空间分为若干逻辑段，每个逻辑段长度≤64 KB；16位的总线足可以管理和标记它 某存储单元的实际地址用段的基本地址（段基址）加该存储单元在该段中的相对位置（偏移地址）共同表示 比喻 假设 教室内有200个座位，都编有3位数的号码 必须按号入座 但，入场卷上的编号只能是两位数 解决的办法 将全部座位先分为两个区域；各区域的编号用两位数编制（如10、20） 各区域可容纳100人，编号为00--