微机原理TheMicrocomputerPrincipleCh2.ppt

微型计算机原理讲义 计算机原理 电信学院 自动化系 卢伟 ADD：大黑楼B705 TELEmail：luwei@dlut.edu.cn ?堆栈和队列 堆栈（Stack）：按照后进先出（LIFO）的原则组织的存储器空间。 队列（Queue）：按照先进先出（FIFO）的原则组织的存储器空间。 为什么要采用存储器“分段”技术？ 8086CPU可直接寻址的地址空间为220＝1M字节单元。CPU需输出 20位地址信息才能实现对1M字节单元存储空间的寻址。但8086 CPU 中所使用的寄存器均是16位的，内部ALU也只能进行16位运 算，其寻址范围局限在216＝65536(64K)字节单元。为了实现对 1M字节单元的寻址，8086系统采用了存储器分段技术。 ?需注意的是，每个存储单元有惟一的物理地址，但它可以由不同 的“段基值”和“偏移量”转换而来，这只要把段基值和偏移量改变为 相应的值即可。也就是说，同一个物理地址可以由不同的逻辑地址 来构成。或者说，同一个物理地址与多个逻辑地址相对应。例如， 段基值为0020H，偏移量为0013H，构成的物理地址为00213H；然 而，若段基值改变为0021H，配以新的偏移量0003H，其物理地址 仍然是00213H，如图示。 在“段加偏移”的寻址机制中，微处理器有一套用于定义各种寻址方 式中段寄存器和偏移地址寄存器的组合规则。 堆栈定义：堆栈是存储器中的一个特定的存储区，它的一端(栈底) 是固定的，另一端(栈顶)是浮动的，信息的存入和取出都只能在 浮动的一端进行，并且遵循后进先出(LastIn FirstOut)的原则。 ?堆栈的结构： 堆栈是在存储器中实现的，并由堆栈段寄存器SS和堆栈指针寄 存器SP来定位。SS寄存器中存放的是堆栈段的段基值，它确定了 堆栈段的起始位置。SP寄存器中存放的是堆栈操作单元的偏移量， SP总是指向栈顶,如下图所示。 ?堆栈的操作特点： 8086下堆栈为16位宽(字宽)，堆栈操作指令(PUSH指令或POP指令)对堆 栈的操作总是以字为单位进行。即要压栈(执行PUSH指令)时，先将SP的值减 2，然后将16位的信息压入新的栈顶； 要弹栈(执行POP指令)时，先从当前栈 顶取出16位的信息，然后将SP的值加2。可概括为： “压栈时， 先修改栈指针 后压入”，“弹栈时， 先弹出后修改栈指针”。 ?最小模式下引脚信号和功能 AD0～AD15: 地址数据复用总线 双向，三态，高电平有效。分时传送16位数据和地址的低16位，由 ALE锁存地址信息。 A16/S3～A19/S6: 地址/状态引脚 输出，三态，高电平有效。分时输出地址的高4位或微处理器当前 的状态，地址信息由ALE锁存。 BHE/S7: 高8位数据总线允许/状态引脚 输出，三态，低电平有效。BHE为低电平表示高8位数据线D15～ D8上数据有效，BHE由ALE锁存。BHE和A0可用于分别选中奇偶地 址,并控制读/写一个字或者字节。 ALE: 地址锁存允许信号 输出、高电平有效。表示总线上的信息是地址信息。 M/IO: 存储器/输入输出口控制信号 输出，三态。高电平表示当前的信息是存储器地址信息；低电平表 示当前的信息是I/O口地址信息。 RD: 读信号 输出，三态，低电平有效。表示CPU正在从存储器或I/O口读入数据。 WR: 写信号 输出，三态，低电平有效。表示CPU正向存储器或I/O口输出数据。 DT/R: 数据收发信号 输出，三态，高电平表示CPU正在发送数据；低电平表示CPU接收 数据。 DEN: 数据允许信号 输出，三态，低电平有效。表示CPU正在进行数据收发操作。 INTR: 可屏蔽中断请求信号 输入，高电平有效。表示外部向CPU提出中断申请。 INTA: 中断响应信号 输出，低电平有效。表示外设的中断申请得到响应。 NMI: 非屏蔽中断申请信号 输入，上升沿有效。表示外部有非屏蔽中断申请。非屏蔽中断不受 软件控制，CPU必须响应。 HOLD: 总线保持请求信号 输入，高电平有效，表示其他模块（如DMAC)申请占用总线。 HLDA: 总线保持响应信号 输出，高电平有效，表示CPU已让出总线。 READY：准备好信号 输入，高电平有效，高电平表示存储器或I/O口已准备好接收数 据，外部使READY为低电平CPU要插入等待周期。 TEST: 测试信号 输入，低电平有效，有效时CPU退出WAIT指令。 RESET: 复位信号 输入，高电平有效，至少保持4个时钟周期的高电平。复位时CPU 停止 现行操作，并开始进行初始化：标志寄存器FLAG，IP，DS， SS，ES及指令队列均清零；CS设置为FFFFH，复位结束时CPU从 FFFF0H开始执行