微处理器的工作原理教学课件PPT.ppt

总线信号形成 8086最小系统应用图 总线写时序 总线写时序 有等待的总线读时序 2.5 总线接口部件(BIU) 一般方式 8086 流水线：把一个指令的处理过程分解成若干个子处理过程，每个子过程可以与其它指令处理的子过程同时进行处理。 8086的流水线 流水线技术 3级流水线CPU的执行过程： 7级流水结构： 流水线技术 第一章提纲 冯.诺依曼结构计算机的特点； 总线的概念，片总线包括哪几部分； 2,10,16进制转换； 原码、反码、补码表示； 补码加减运算，溢出判断。 第二章提纲 CPU执行一条指令的过程，包括取指令、取数据、写数据； CPU寻址空间与数据线的关系； 8086内部的寄存器； 8086CPU20位地址线的形成，如何由逻辑地址计算物理地址； 8086CPU数据线和地址线的分时复用； 流水线的概念。 * 4学时 8282：8位地址锁存器，STB锁存信号，需要3片； 8286：8位数据收发器，需要2片。 * 3-4学时 * 第二章 微处理器的工作原理 2.1 CPU的基本结构和操作 1、PC地址?地址寄存器?地址总线 2、控制单元?读信号 3、数据总线?数据缓冲寄存器?指令寄存器?译码器?操作单元 4、PC地址+1 取指令 1、地址码?地址寄存器?地址总线 2、控制单元?读信号 3、数据总线?数据缓冲寄存器?寄存器 读数据 1、地址码?地址寄存器?地址总线 2、寄存器?数据缓冲寄存器?数据总线 3、控制单元?写信号 写数据 2.2 8086 CPU的结构 数据寄存器组： AX：累加器，BX：基址寄存器， CX：计数器，DX：数据寄存器 指示寄存器和变址寄存器组 SI：源变址器， DI：目的变址器， SP：堆栈指示器，BP：基础指示器 段寄存器 CS：代码段寄存器，DS：数据段寄存器， ES：辅助段寄存器，SS：堆栈段寄存器 8086的寄存器 程序计数器（指令指针）：IP 标志寄存器：IF 进位标志：CF，零标志： ZF， 符号标志：SF，溢出标志：OF， 奇偶标志：PF，方向标志：DF， 中断标志：IF， 跟踪标志：TF， 辅助进位标志：AF。 8086的寄存器 8086CPU：20条地址线 地址编号：00000H~FFFFFH； 寻址能力：1M字节（Byte）。 存储空间：按8位字节组织 16位字（Word）数据存储在相邻单元中，按照“低位在前，高位在后”的方式存放。 存储器组织 存储器地址 存储器内容 12000H A1H 12001H 20H 12002H 10H 12003H 21H AX = 20A1H CX = 1020H 55H 44H 60000H 60001H 33H 22H 60002H 60003H long int a = 0 C语言中变量的存储 int a = 0x2233； 33H 22H 60000H 60001H 60002H 60003H 16位数据?20位地址？ 解决方案：2个16位数?20位地址 段地址：偏移地址 ? 20位地址 （逻辑地址） （物理地址） 段地址：存放在段寄存器中 – CS, DS, ES, SS 偏移地址： 存放在偏移寄存器中 – BX, SI, DI, SP, BP, IP 存放在存储器中(指令中的直接地址) – [1000H] 存储器地址的形成 20位地址的形成： 段地址╳10H + 偏移地址 = 20位物理地址 例1： MOV AX, [2000H] ;DS = 1000H 物理地址 = 1000H ╳10H + 2000H = 12000H 存储器地址的形成 偏移地址 默认段寄存器 BX, SI, DI DS 直接地址 DS SP, BP SS IP CS 例2： MOV CX, [BX] ;DS = 1000H, BX = 2001H 物理地址 = 1000H ╳10H + 2001H = 12001H 存储器分段： 数据段：段寄存器 DS； 代码段：段寄存器 CS； 辅助段：段寄存器 ES； 堆栈段：段寄存器 SS； 段内寻址范围：216 = 65536 (64K) 存储器地址的形成 2.3 Intel 8086的引脚功能 地址线：AD0~AD15， A16~A19，20位地址总线，地址线和数据线分时复用； 数据线：AD0~AD15(8086) 控制信号线： ALE：地址锁存信号，高电平时AD0~AD15为地址信息，输出； DEN：数据允许信号，输出； DT/R：数据收发信号，输出； RD：读信号，输出； WR：写信号，输出； 8086的引脚