专升本微机原理清华版第四章.ppt

第四章 16位微处理器 16位微处理器概述 1. 第一代微处理器是1971年Intel公司推出的4040和8008。它们是采用PMOS工艺的4位及8位微处理器 2. 第二代微处理器是1974年推出的8080，M6800及Z-80等。它们是采用NMOS工艺的8位微处理器. 3. 20世纪70年代后期，超大规模集成电路(VLSI)投入使用，出现了第三代微处理器。Intel公司的8086／8088，Motorola公司的M68000和Zilog公司的Z8000等16位微处理器相继问世，它们的运算速度比8位微处理器快2～5倍。 4. 20世纪80年代以来，Intel公司又推出了高性能的16位微处理器80186及80286。它们与8086／8088向上兼容。80286是为满足多用户和多任务系统的微处理器，速度比8086快5～6倍。 5. 1985年，第四代微处理器80386及M68020推出市场，集成度达45万个晶体管／片。它们是32位微处理器，时钟频率达40MHz，速度之快、性能之高，足以同高档小型机相匹敌。 6.如1989年推出了80486，1993年推出了Pentium及80586等更高性能的32位及64位微处理器，它也促进了其他技术的进步。 本章以讲解16位8086／8088微处理器为中心。 8086和8088 CPU的内部基本相同，但它们的外部性能是有区别的。 8086是16位数据总线，而8088是8位数据总线，在处理一个16位数据字时，8088需要两步操作而8086只需要一步。 8086/8088 CPU 的结构 BIU (bus interface unit)：负责与存储器、I/O端口，即8086/8088CPU与存储器之间的信息传送。 标志寄存器（1） 状态标志(6个): SF（符号标志）：当执行算术或逻辑运算指令时，符号标志位接受运算结果最高位的值。当最高位为1时，SF=1（ NG），最高位为0：SF=0（PL ） 6、OF (溢出标志） 有符号 (signed)数加减时超出数据范围称为溢出, 溢出时OF=1(OV，字节运算结果超出 -128 ? +127, 或者字运算结果超出 -32768 ? +32767)，反之OF=0（NV） 标志寄存器（2） 3. TF（跟踪标志）TF=1时，CPU按跟踪方式运行。 寄存器（二） 存储器的结构 代码段、数据段与堆栈段 8086/8088物理地址的计算 4.3 CPU 的引脚信号和工作模式 8086/8088 CPU 的工作模式: 两种工作模式：最小模式和最大模式 最小模式：只有一个CPU,小系统、单处理器； 最大模式：可以有多个CPU,中到大系统，多处理器。 8. RESET(reset)复位信号引脚(输入) 复位信号为高电平有效。8086／8088要求复位信号至少维持4个时钟周期的高电平才有效。复位信号来到后，CPU便结束当前操作，并对处理器标志寄存器、IP，DS，SS，ES及指令队列清零，而将CS设置为FFFFH。当复位信号变为低电平时，CPU从FFFF0H开始执行程序。 　低电平，则在T3状态之后插入等待状态TW，在TW状态，CPU也对READY进行采样，若READY仍为低电平，则会继续插入TW，所以TW可以插入一个或多个。直到READY变为高电平后，才进入T4状态，完成数据传送过程，从而结束当前总线周期。 11. MN／MX(minimum／maximum mode control)最小／最大模式控制信号引脚(输入) 它是最大模式及最小模式的选择控制端。此引脚固定接为+5V时，CPU处于最小模式；如果接地，则CPU处于最大模式。 4.3.2 最小工作模式 1. INTA(interrupt acknowledge)中断响应信号(输出) 中断响应信号的输出端 用来对外设的中断请求作出响应。 对于8086／8088来讲，INTA信号是位于连续周期中的两个负脉冲，在每个总线周期的T2，T3和TW状态，INTA端为低电平。第1个负脉冲通知外部设备的接口，它发出的中断请求已经得到允许；外设接口收到第2个负脉冲后，往数据总线上放中断类型码，从而CPU便得到了有关此中断请求的详尽信息。 2. ALE(address latch enable)地址锁存允许信号(输出) 地址锁存允许信号输出端，高电平有效。在任何一个总线周期的T1状态，ALE输出有效电平，以表示当前在地址／数据复用总线上输出的是地址信息，地址锁存器将ALE作为锁存信号，对地址进行锁存。要注意ALE端不能被浮空。 4. DT／R(data transmit／receive)数据收发(输出) DT／R信号用