大连理工计算机原理_Ch2.ppt

微型计算机原理讲义 ?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？ 8086 CPU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，80x86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