第二章(8086微处理器).ppt

8086计算机系统组成 CPU的性能指标 字长是指CPU能同时处理的数据位数，也称为数据宽度。字长越长，计算机能力越高，速度越快，但工艺越复杂。 主频是CPU的始终频率，这和CPU的运算速度密切相关，主频越高，运算速度越快。 第二章 8086微处理器 ★ 8086CPU的编程结构 ★ 8086CPU的存储器结构和I/O编址 ★ 8086CPU引脚信号和工作模式 ★ 8086CPU的操作和时序 一、8086的编程结构 ★ 8086CPU内部结构 ★ 8086计算机系统指令操作过程 ★ 8086CPU的寄存器结构 8086/8088 CPU的内部结构 8086/8088 CPU的内部结构 BIU的操作原则 BIU中的指令队列有2个或2个以上字节为空时，BIU自动启动总线周期，从存储单元取出指令。填充指令队列。直至将指令队列填满，BIU才进入空闲状态。 当BIU接到EU申请总线的请求，若BIU正忙（正在执行取指令的总线周期），则必须等待BIU执行完当前的总线周期，方能响应EU请求；若BIU空闲，则立即执行EU申请总线的请求。 EU执行转移、调用和返回指令时，若下一条指令不在指令队列中，则队列中的指令被自动清除，BIU根据转移、调用和返回指令指示的目标地址重新取出指令并填充指令队列。 EU的操作原则 EU每执行完一条指令，从BIU指令队列的队首取指令。系统初始化后，指令队列为空，EU需要等待BIU从内存取指填充指令队列。 EU从指令队列取得指令后，译码并执行指令。若该指令需要取操作数或存操作结果，也就是说需要访问存储器或者I/O时，EU向BIU发出访问总线的请求。 8086的指令流水线 指令的执行过程： 已知DS＝3000H，CS＝1000H，（32000H）＝10H， （32001H）＝20H，下面用动画形式演示如下指令的执行过程 1000:100 MOV AL,[2000H] ; A0 00 20 1000:103 ADD AL,02H ; 04 02 1000:105 HLT ; F4 8088的指令执行过程 ★ 通用寄存器组(8个) ★ 段寄存器(4个) ★ 指令指针寄存器IP (1个) ★ 标志寄存器FR (1个) 主要功能： 保存CPU分析和执行时产生的中间结果 访问内存速度远远低于CPU的运算速度 通用寄存器组可分为三组： 数据寄存器—AX、BX、CX和DX，可用来存放16位或8位数据； 变址寄存器—SI和DI，只能16位一起使用； 指针寄存器—BP和SP，只能16位一起使用。 1. 数据寄存器 AX称为累加器（Accumulator） 使用频度最高。用于算术、逻辑运算以及与外设传送信息等； BX称为基址寄存器（Base address Register） 当计算内存地址时，常用做存放内存的逻辑地址； CX称为计数器（Counter） 作为循环和串操作等指令中的隐含计数器； DX称为数据寄存器（Data register） 常用来存放双字数据的高16位，或当间接寻址时存放外设端口地址。 2 变址寄存器 16位变址寄存器SI和DI 常用于存储器变址寻址方式时提供地址 SI是源地址寄存器（Source Index） DI是目的地址寄存器（Destination Index） 在串操作类指令中，SI、DI还有较特殊的用法 3 指针寄存器 指针寄存器用于寻址内存堆栈内的数据 SP为堆栈指针寄存器（Stack Pointer）,指示堆栈段栈顶的位置（偏移地址） BP为基址指针寄存器（Base Pointer），表示数据在堆栈段中的基地址 SP和BP寄存器与SS段寄存器联合使用以确定堆栈段中的存储单元地址 8086CPU总线接口设有4个16位段寄存器，分别为代码段寄存器CS，数据段寄存器DS，附加段寄存器ES和堆栈段寄存器SS。 8088/8086有4个16位段寄存器 CS（代码段）指明代码段的起始地址, 存放正在运行的程序段地址 SS（堆栈段）指明堆栈段的起始地址, 存放堆栈栈顶地址用于堆栈操作 DS（数据段）指明数据段的起始地址,存放正在运行的程序中所用数据段地址（指向源操作数所在段） ES（附加段）指明附加段的起始地址(指向目标操作数所在数据段） 每个段寄存器用来确定一个逻辑段的起始地址，每种逻辑段均有各自的用途 指令指针寄存器IP（Instruction Pointer）指示代 码段中指令的偏移地址； 随着指令的执行，IP将自动