第章微机系统中的微处理器.ppt

第３章微机系统中的微处理器 ３．１微处理器的一般结构 3.2 ８０８６微处理器的功能结构 BIU的具体工作： 执行单元EU 由算术逻辑运算单元ALU、暂存器、标志寄存器（PSW）、通用寄存器组和EU控制器构成。 任务：执行指令，进行全部算术逻辑运算、完成偏移地址的计算，向总线接口单元BIU提供指令执行结果的数据和偏移地址，并对通用寄存器和标志寄存器进行管理。 3.3 8086的寄存器结构 3.3.1通用寄存器 (1)数据寄存器 数据寄存器包括AX、BX、CX、DX。可寄存操作数和操作结果。每一个由可分成高8位和低8位两个独立的8位寄存器来使用。16位数据寄存器主要用来存放数据，也可存放地址，8位寄存器（AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL）只能寄放数据。 (2)地址指针和变址寄存器 SP（Stack Pointer）堆栈指针 BP（Base Pointer）基址指针 SI（Source Index）和DI（Destination Index）变址寄存器 以上寄存器主要用来存放地址，也可存放数据。 3.3.2 段寄存器组 代码段寄存器CS（Code Segment）：存放当前执行程序所在段的段地址，CS的内容左移4位再加上指令指针IP的内容就是下一条要执行的指令地址。 数据段寄存器DS（Data Segment）：存放当前数据段的段地址。 堆栈寄存器SS（Stack Segment）：存放当前堆栈段的段地址。 附加段寄存器ES（Extra Segment）：附加段是一个附加数据段。 3.3.3 控制寄存器 (1)指令指针IP（Instruction Pointer） IP相当于程序计数器PC。保存下一条要执行的指令的偏移地址。在用户程序中不能使用该寄存器，但可用DEBUG来调试修改。 (2)标志寄存器（FLAG） 就是处理器状态字寄存器（PSW），一共两个字节，9个标志。其中6个反映前一次ALU操作结果涉及的状态标志，3个是控制CPU操作特征的控制标志。 状态标志(六个）： PF（Parity Flag）奇偶标志,低8位中含有偶数个1，PF=1 AF（Auxiliary Carry Flag）辅助进位标志，加法或减法运算时，D3位有进位或借位时 AF=1,主要用于BCD运算。 ZF（Zero Flag）零标志,结果为0, ZF=1 CF（Carry Flag）进位标志 SF（Sign Flag）符号标志,D7或D15=1,SF=1,表示负数 控制标志 ?DF（Direction Flag）方向标志。可用指令预置，字符串操作时，DF=0，递增；DF=1，地址递减。 IF（Interrupt Enable Flag）中断允许标志。IF=1，CPU响应可屏蔽中断，IF=0,CPU不响应可屏蔽中断。 TF（Trap Flag）陷阱标志，TF=1，CPU处于单步执行方式。 3.4 8086的存储器组织 3.4.1 存储器地址空间和数据存储格式 3.4.2 存储器的分段和物理地址的形成 8086的地址总线20条，可寻址空间为1MB，而BX、IP、SP、ALU等都是16位，只能直接处理16位地址（64KB），所以8086CPU采用地址分段方法，将寻址空间扩大到1MB。 3.4.3寄存器的关系信息的分段存储与段 程序区：存储程序的指令代码； 数据区：存储原始数据、中间结果和最后结果； 堆栈区：存储需要压入堆栈的数据或状态信息。 代码段寄存器CS划定并控制程序区； 数据段寄存器DS和附加段寄存器ES控制数据区； 堆栈段寄存器SS对应堆栈存储区。 注意点 (1)段寄存器 访问存储器时，必须要有段寄存器，段寄存器可指定，也可以是默认的。 (2)重置段寄存器 DS、ES和SS内容可用传送指令通过寄存器置入，但不能向CS置数。 (3)段内偏移地址来源 3.5 8086的I/O组织 一般外部设备的速度比CPU低得多，因此必须通过I/O接口与CPU连接，I/O接口是保证信息和数据在CPU与I/O设备之间正常传送的电路。I/O接口与CPU之间的通信是利用称为I/O端口的寄存器来完成的。一个I/O端口有一个唯一的I/O地址与之对应。 8086地址总线的低16位用来对8位I/O端口寻址，可寻址65536个8位I/O口。连续的两个8位I/O端口可作为一个16位端口。I/O端口寻址分为直接寻址和间接寻址。 3.6 8086的寻址方式 机器语言的一条指令包含操作码（OP）和操作数，操作码指明该指令进行什么操作，操作数指出该指令在执行规定操作时所需的信息。规定操作数的方法，即指令中用于说明操作数所在地址的方法称为寻址方式. 寻址方式可分为：