微机原理与接口技术2精要.ppt

第二章 微机组成原理 自学指导 本章主要讲述了微型计算机的硬件组成。 对微机的结构主要掌握计算机的经典结构——冯·诺依曼结构，并且需要掌 握微机的三总线结构。 对于8086微处理器主要应了解CPU的结构和许多寄存器的作用，因为寄存 器在程序设计时要经常用到，所以要重点掌握。至于CPU的引脚，应掌握其主 要功能。 对于存储器应该掌握各种存储器的结构及特点，并且对存储器的组织有深 入的了解。 第一节微机的结构 计算机的经典结构——冯·诺依曼结构 冯·诺依曼结构要点 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成； ’ 数据和程序以二进制代码形式不加区别地存放在存储器中，存放位置由地址指 定，数制为二进制； 控制器是根据存放在存储器中的指令序列（即程序）来操作的，并由一个程序计数器控制指令的执行。控制器具有逻辑判断能力，并能根据计算结果，选择执行不同的指令序列，即实现程序分支转移。 微型计算机的系统结构 系统总线分类 (1)数据总线(Data Bus) 总线宽度决定了计算机每次读取数据的大小； (2)地址总线(Address Bus) 总线宽度决定了可寻址的存储器的大小 (3)控制总线(Control Bus) 第二节8086微处理器 8086是一种单片微处理器芯片，其内部数据总线的宽度是16位，外部数据总线宽度也是16位 ； 8086的体系结构 包括 寄存器组 算术逻辑运算单元 时序和控制单元 标志寄存器 8086的内部结构 二、寄存器结构 标志寄存器 进位标志位(CF)：指出该指令是否在最高位产生一个进位或借位。 辅助进位标志位(AF)：反映上次运算是否在低4位产生了一个进位或借位。 溢出标志位(OF)：表示指令的执行是否产生一个超出范围的带符号的结果。 零标志位(ZF)：反映指令的执行是否产生一个为零的结果。 符号标志位(SF)：指出该指令的执行是否产生一个负的结果。 奇偶标志位(PF)：表示指令运算结果的低8位“1”个数是否为偶数。 控制标志是： 方向标志位(DF)：控制串操作指令对字符串操作的方向。 中断允许标志位(IF)：表示CPU是否能够响应外部可屏蔽中断请求。 跟踪标志(TF)：为方便程序的调试，使处理器的执行进入单步方式而设置的控制标志位。 8086总线周期 8086使用一个总线周期来访问存储器、I/O端口或中断控制器，如图2.7(a)所示。一 个总线周期对应一个操作序列，即把地址放在系统总线上输出，然后进行读或写数据的传送。 在进行这些操作时，8086产生一系列控制信号，用来控制总线的传送方向和定时 。 8086基本总线周期 8086的引脚及其功能 8086管脚介绍 1．AD15一AD0 ：双向三态的地址数据总线，输入／输出信号。这16条引脚是多路开关的输出，它们是分时复用的。 2．A19/S6一A16/S3：地址／状态输出信号，三态。在Ti状态，这4条引脚对存储器访问来说是最高4位地址线，但在访问I/O端口时，它们将保持低电平；在存储器或I/O总线周期的T2，T3，Tw和T4状态时，则输出8086的状态信息。 8086管脚介绍 3．BHE/S7 ：允许高8位数据线传送／状态输出信号，三态。低电平信号有效 4．RD 读选通输出信号，三态。在RD为有效的低电平信号时，表示正在进行存储器或I/O读操作。 5．READY： 准备好输入信号，高电平有效。 6．INTR 可屏蔽中断请求输入信号，高电平有效。 8086管脚介绍 7．TEST： 输入信号，低电平有效。 8．NMI： 非屏蔽中断输入信号。该信号是边沿触发的输入信号，它引起一个类型2中断，通过查找在系统存储器中的中断矢量表，可以找到中断类型2的中断服务程序的人口地址。 9．RESET ：位输入信号，高电平有效。 8086管脚介绍 10．CLK： 时钟输入信号。它为处理器和总线控制器提供基本的定时脉冲。时钟脉冲是非对称的，在它为有效高电平的时间和时钟周期的比为33%时，提供最佳的内部定时。 11．Vcc： +5V电源输入引脚。 12．GND： 接地输入引脚。 8086管脚介绍 13．MN/MX: 最小最大模式输入控制信号。 14．M/IO: 存储器I/O输出控制信号，三态。 15．WR: 写选通输出信号，三态，低电平有效。 16．INTA: 中断响应输出信号，低电平有效。 8086管脚介绍 17．ALE: 地址锁存允许的输出信号，正脉冲有效。 18．DT/R 数据收发的输出信号，三态。 19．DEN 数据允许的输出信号，三态，低电平有效。 20．HOLD/HLDA： HOLD