第2章：微机结构及组成(lyz)(v1.0)精要.ppt

第二讲：微机结构及组成 主讲老师：乐金松 本章主要教学内容 8086微处理器的基本性能指标、组成及其寄存器结构 8086微处理器的外部引脚特性 8086微处理器最小与最大模式下微机组成 8086微处理器的存储器和I/O组织 8086的时钟和总线概念及其最小/最大工作方式 教学目的：使学生掌握80X86微处理器的基本使用 教学重点：8086微处理器的组成及其寄存器结构； 8086 微处理器的存储器和I/O组织 教学难点：8086微处理器的存储器和I/O组织 §2.1 80X86微处理器系列概况 1.80X86系列CPU 8080/8085~8088/8086~80186~80286~80386~80486~80586~PI~PII~PIII~PVI~PV 2.8086的特点 (8086是CPU发展过程中的一个里程碑。) ﹡8086是16微处理器，内部及对外有16位数据 通路。8080/8085只有8位。 ﹡8086寻址空间1MB。8080/8085为64KB。 ﹡8086有一个初级流水线结构，内部操作与对 外操作具有并行性，8085无。 ﹡8086向上兼容（硬件结构和软件体系） 8088/8086区别： 8086特点 外部16位数据总线 6字节指令队列 M/-IO 16位CPU 8088特点 外部8位数据总线 4字节指令队列 -M/IO 准16位CPU 5、8086基本性能指标 16位微处理器； 采用高速运算性能的HMOS工艺制造，芯片上集成了2.9万只晶体管； 使用单一的+5V电源，40条引脚双列直插式封装； 时钟频率为5MHz~10MHz，基本指令执行时间为.3ms~0.6ms 16根数据线和20根地址线，可寻址的地址空间达1MB 8086可以和浮点运算器、I/O处理器或其他处理器组成多处理器系统，从而极大地提高了系统的数据吞吐能力和数据处理能力。 8086系统的堆栈 堆栈操作 堆栈示例 堆栈栈低和栈顶 堆栈栈低和栈顶 （1）存储器分段 实地址方式存储器组织 四个不同的段：代码段存放机器指令；数据段存放数据信息；堆栈段供堆栈使用；附加段通常用来存放附加数据； 8086有四个16位段寄存器：cs?代码段; ds?数据段； ss?堆栈段； es?附加段。 地址的标准写法为：“段：偏移量”。注意由于位移可以重叠，所以给出的“段：偏移量”不是唯一的。如下列地址均指向同一内存单元： 0000：0123 0002：0103 0008：00A3 0010：0023 0012：0003 （5）、存储器物理地址的形成 逻辑地址 是程序中使用的地址，它由段基址和段内偏移值所组成，段基址与段内偏移值都为16位的二进制数。 物理地址 也叫实际地址或绝对地址，是CPU访问存储器时实际使用的地址，为20位地址。 【例】各独立段的分配情况示例。 设CS=B000H、DS=1CDEH、SS=4200H、ES=0150H,它们分别为代码段、数据段、堆栈段和附加段的段首址。自每个段首址开始，各段均占64KB的范围，各段之间互不重叠。 【例】各段相互重叠情况示例。 设CS=0200H、DS=0400H、SS=0480H，这样代码段、数据段和堆栈段的物理首地址分别为02000H、04000H和04800H。其中代码段占8KB地址空间，数据段占2KB，堆栈段占256B，SP=0100H。如图所示。 §2.4 最小最大工作模式 2.4.1 最小模式工作方式（单CPU） 1、定义：最小模式：系统中仅有一个CPU8086/8088，集成最小规模的应用系统 2、条件：MN/--MX (In)=+5V: 3、数据线：D15—D0（74LS245）缓冲器：信号在缓冲器维持不变。 4、地址线：A19—A0（74LS373）锁存器：经锁存的信号在整个周期内保持不变。 §2.4 最小最大工作模式 2.4.2 最大模式工作方式（多CPU） 1、定义：最小模式：系统中有多个CPU8086/8088运行，集成中大规模的应用系统。 2、多CPU结构： 单CPU结构 主CPU=ROM+RAM+I/O+CLOCK+BUS 协处理器结构 主CPU+从CPU=ROM+RAM+I/O+CLOCK+BUS 紧耦合结构 主CPU+从CPU=ROM+RAM+I/O+CLOCK+BUS 松耦合结构 {主CPU=ROM+RAM+I/O+CLOCK+BUS}+（从CPU=ROM+RAM+I/O+CLOCK+BUS}=共享总线BUS 3、条件：MN/--MX (In)=0V: 4、数据线：D15—D0（74LS245）缓