第4章 16位微处理器_1 - 副本.ppt

任何指令的取指阶段都需要存储器读总线周期，读取的内容是指令代码。 何时有总线周期？ 任何一条以存储单元为源操作数的指令都将引起存储器读总线周期，任何一条以存储单元为目的操作数的指令都将引起存储器写总线周期。 只有执行IN指令才出现I/O读总线周期，执行OUT指令才出现I/O写总线周期。 CPU响应可屏蔽中断时生成中断响应总线周期。 多路总线的高4位继续提供状态信息，而多路总线的低16位(8088则为低8位)上出现由CPU写出的数据或者CPU从存储器或端口读入的数据。 总线操作的简要过程 CPU往总线上发出地址信息，指出要寻址的存储单元或I/O端口地址。 CPU撤消地址，使总线的低16位浮置成高阻状态，为传输数据做准备。总线的最高四位(A16～A19)用来输出本总线周期状态信息。 等待状态 T1 T2 T3 Tw Tw Tw T4 CLK READY 前沿检测 动态 等待状态Tw的插入 CPU总线周期采用同步时序： 总线操作的同步 总线操作中如何实现时序同步是关键 各部件都以系统时钟信号为基准 当相互不能配合时，快速部件（CPU）插入等待状态等待慢速部件（I/O和存储器） CPU与外设接口常采用异步时序，它们通过应答联络信号实现同步操作 4.4 8086／8088的主要操作功能 一个微型机系统要完成各种任务，其中有一些操作是最基本的。8086的主要的基本操作有： 系统的复位和启动操作； 总线操作； 中断操作； 最小工作模式下的总线请求； 最大工作模式下的读／写操作。 4.4.1 系统的复位和启动操作 8086／8088的复位和启动操作是在RESET引脚上加上触发信号来执行的。 8086／8088要求复位信号(RESET)至少有4个时钟周期的高电平，如果是初次加电的启动，则要求有大于50μs的高电平。 标志寄存器FR 指令指针寄存器IP CS DS SS ES 指令队列 其他寄存器 清零 0000H FFFFH 0000H 0000H 0000H 空 0000H 复位时内部各寄存器的值 在复位的时候，代码段寄存器CS和指令指针寄存器IP分别初始化为FFFFH和0000H。所以，8086／8088在复位之后再重新启动时，便从内存的FFFF0H处开始执行指令，使系统在启动时，能自动进入系统程序。 复位信号RESET从高电平到低电平的跳变会触发CPU内部的一个复位逻辑电路，经过7个时钟周期之后，CPU就被启动而恢复正常工作，即从FFFF0H处开始执行程序。 4.4.2 总线操作 8086／8088 CPU中各单元之间以及与外设的数据交换，都是通过总线来进行的。总线操作有两种情况，即总线读操作及总线写操作。 总线读操作指CPU从存储器(M)或外设端口(I/O)读取数据。 总线写操作指CPU把数据写入存储器(M)或外设端口(I/O)。 4.4.3 中断操作 微机系统为适应各种需要，都有一个中断系统，8086／8088是16位微处理器，它的中断系统可以处理256种不同类型的中断。 8086／8088的中断分类 硬件中断 软件中断 非屏蔽中断 可屏蔽中断 8086／8088为外部设备提供两条引线即NMI和INTR来送入中断请求信号。 从NMI引脚进入 非屏蔽中断 不受中断允许标志IF影响 非屏蔽中断的类型号为2 非屏蔽中断处理子程序的入口地址放在0段的0008H，0009H，000AH和000BH这4个单元中 (1) 把现场的数据立即转移到非易失性的存储器中 当NMI引脚上出现中断请求时，一般采用以下措施： (2) 启动备用电源 非屏蔽中断 INTR端引入 受IF标志位影响 可屏蔽中断的响应过程 INTR有请求 中断允许标志为1 开始响应外部的中断请求 (5) 根据前面得到的中断类型码，到内存0000段的中断向量表中找到中断向量，再根据中断向量转入相应的中断处理子程序。 CPU在响应外部中断、并进入中断子程序的过程 (1) 从数据总线上读取中断类型码，将其存入内部暂存器。 (2) 将标志寄存器的值推入堆栈。 (3) 把标志寄存器的中断允许标志IF和单步标志TF清零。 (4) 将断点保护到堆栈中。 5) 最后是中断返回指令 中断处理子程序的结构模式 1) 保护中断时的现场 2）开放中断 3）中断处理子程序的主要部分 4）恢复进入中断处理时的值 软件中断是用一条指令来使CPU进入中断处理子程序。 在进入中断时，不需要执行中断响应总线周期 不从数据总线读取中断类型码 不受中断允许标志IF的影响 软件中断信号受TF(单步中断标志)的影响，只有TF为1时，才能执行单步中断 正在执行软件中断时，如果有外部硬件中断请求 软件中断 中断处理子程序 子程序 本章 小结 16位微处理器概述