第3章 微处理器及其系统1.ppt

计算机原理与接口技术 北京理工大学 光电学院 光电成像与信息工程研究所 “光电成像技术与系统”教育部重点实验室 徐超 Email: rockyxu@bit.edu.cn ● 第一、二章复习 知识点 基本要求 备注 熟练掌握 正确理解 一般了解 微机系统的三个层次 ? ? 着重理解、熟练掌握三者的联系和区别 微型计算机系统的硬件结构 冯?诺曼结构 ? ? 三总线结构 ? 微机主要组成部分的结构及功能 微处理器 运算器 ? 控制器 ? 寄存器组 ? 存储器 ? I/O设备及接口 ? 计算机的运算基础 数的表示方法 ? ? 着重理解、熟练掌握计算机中各种数的表示方法和特点。 计算机的运算 ? ? 熟练掌握补码运算和溢出判别方法，以及BCD运算和BCD调整方法 微机系统性能主要指标 ? 着重理解、熟练掌握字长、存储器容量、运算速度几个概念。 8086/8088微处理器及其系统 Development 指令寄存器 （IR) 指令译码器 （ID) 操作控制器 （OC) 寄 存 器 组 （IR) 通用寄存器组 堆栈指针(SP) 程序计数器(PC) 累加器(ACC) 累加器锁存器 暂存器 标志寄存器(FR) 地址缓存器 数据缓存器 内部总线 控制器 运算器 控制总线(CB) 地址总线(AB) 数据总线(DB) ALU是运算器的核心，它是以全加器为基础，辅以移位寄存器及相应的控制逻辑组合而成的电路，在控制信号的作用下可完成加、减、乘、除及各种逻辑运算。 累加器是一个特殊的通用寄存器，他总是提供送入ALU的两个运算操作数之一，且运算后的结果又总是返回累加器。 暂存器的作用保存将要送入ALU运算的操作数器。 寄存器组用于暂存数据、命令 指令寄存器组用于存放要执行的指令。 根据指令内容，发出控制信号。 标志寄存器主要用于存放ALU操作结果的状态和特征：包括两部分内容：状态标志，如：进位标志、结果为零标志等，大多数运算类指令的执行将会影响到这些标志位。控制标志，如：中断标志、陷阱标志等。 。 主要包括两部分内容： 状态标志，如：进位标志、结果为零标志等，大多数运算类指令的执行将会影响到这些标志位。 控制标志，如：中断标志、陷阱标志等。 ● CPU中的寄存器：按功能分有通用寄存器和专用寄存器 ● 存放原始数据和运算结果 ● 作为变址寄存器、计数器、地址指针等。 通用寄存器 ● 程序计数器PC ● 指令寄存器IR等 ● 状态标志寄存器 专用寄存器 1 8086/8088CPU的内部结构 2 8086/8088的寄存器结构 数据寄存器：执行单元EU中有4个16位数据寄存器AX、BX、CX和DX。每个数据寄存器分为高字节H和低字节L，它们均可作为8位数据寄存器独立寻址，独立使用。 在多数情况下，这些数据寄存器是用在算术运算或逻辑运算指令中，用来进行算术逻辑运算。在有些指令中，它们则有特定的用途：如AX作累加器；BX作基址寄存器，在查表指令XLAT中存放表的起始地址；CX作计数寄存器，在使用带有重复前缀(如REP)的数据串操作指令中用来存放数据串元素的个数；DX作数据寄存器，在字的除法运算指令DIV中存放余数。这些寄存器在指令中是被系统隐含使用的。 寄存器 操 作 寄存器 操 作 AX 字乘，字除，字I／O CL 多位移位和旋转 AL 字节乘，字节除，字节I／O，转换，十进制运算 DX 字乘,字除,间接I／O AH 字节乘，字节除 SP 堆栈操作 BX 转换 SI 数据串操作 CX 数据串操作，循环 DI 数据串操作 指针寄存器是指堆栈指针寄存器SP和堆栈基址指针寄存器BP，简称为P组。 变址寄存器是指源变址寄存器SI和目的变址寄存器DI，简称为I组。 指针寄存器和变址寄存器都是16位寄存器，一般用来存放地址的偏移量(即相对于段起始地址的距离，或称为偏置)。这些偏置在总线接口单元BIU的地址加法器中和左移4位的段寄存器内容相加，便产生20位的实际(物理)地址。 2 8086/8088的寄存器结构 ?8086／8088CPU具有寻址1MB存储空间的能力，但是8086／8088指令中给出的地址码仅有16位，指针寄存器和变址寄存器也只有16位长，使CPU不能直接寻址1MB空间。为此，8086／8088用一组段寄存器将这1MB存储空间分成若干个逻辑段，每个逻辑段的长度为64KB。这些逻辑段可被任意设置在整个存储空间上下浮动。 ?8086／8088CPU的BIU中有4个16位段寄存器，用来存放各段的起始地址，它们被称为“段基址”，8086／8088的指令能直接访问这4个段寄存器。 用来存放程序当前使用的代码段的段基址，CPU执行的指令将从代码段取得； 用来存放程序当前使用的数据段的段基址，一般地说，程序所用的数据就存