[工学]微机原理 第二章 微处理器.ppt

第2章 8086微处理器 本章主要知识点： 8086的内部组成、引脚功能和工作模式。 2. 8086的最小模式组成原理。 3. 8086微处理器的时序。 本章学习的重点： 1、8086的内部结构组成； 2、8086的四个段寄存器的作用，使用中的差异； 3、8086的通用寄存器的作用，使用中的差异； 4、8086各引脚的意义和功能； 5、8086存储体的组成特点和要求； 6、8085物理地址、偏移地址、段地址之间的关系； 7、8086的总线时序； 学习注意事项：用红颜色表出的字均为重点理解和学习中的难点，希望同学们学习时注意！！ 第一节 微型计算机的组成及工作原理 2.1.1 CPU的基本概念和组成 微处理器(机)简称CPU，是用来实现运算和控制功能的部件，由运算器、 控制器和寄存器 3 部分组成。1) 运算器用于完成数据的算术和逻辑运算。 2) 寄存器用来暂存参加运算的操作数和运算结果。 3) 控制器由指令寄存器、指令译码器和控制电路组成。指令是一组二进制编码信息，主要包括两个内容： 告诉计算机进行什么操作； 指出操作数或操作数地址。 控制电路根据指令的要求向微型机各部件发出一系列相应的控制信息，使它们协调有序地工作。 2.2.2 存储器 1)存储器的作用: 图 2.1 中的存储器是指微型计算机的内存储器，用来存放程序、原始操作数、运算的中间结果数据和最终结果数据。 2)程序的组成和格式: 程序是按解题顺序编排、用一系列指令表示的计算步骤。程序和数据在形式上均为二进制码，它们均以字节为单位存储在内存储器中，一个字节占用一个存储单元，并具有唯一的地址号。CPU可以对内存储器执行读/写两种操作。 CPU可以对内存储器执行读/写两种操作 3)读操作过程: 读存储器操作是在控制部件发出的读命令控制下，将内存中某个存储单元的内容取出，送入CPU中某个寄存器； 4)写操作过程: 写存储器操作是在控制部件发出的写命令控制下，将CPU中某寄存器内容传送到存储器的某个存储单元中。 注意:写操作执行后，存储单元内容被改变； 读操作执行后， 存储单元内容不变。 第二节 8086/8088微处理器 2.3.1 8086微处理器结构 1、8086/8088微处理器系列概况 （1）从8080/8085到8086 8086是16微处理器，内部及对外有16位数据通路，8080/8085只有8位。 8088是8位微处理器，但内部有16位数据通路，而对外为8位数据通路。 8086/8088寻址空间1MB,8080/8085为64KB。 8086有一个初级流水线结构，内部操作与对外操作具有并行性。 2、8086的内部结构组成： 8086的内部主要有以下两大部分组成： 1)总线接口部件 (BIU) 2)执行部件 (EU) 8086的内部结构组成如图2-2 8086的内部结构 8086微处理器逻辑框图：分EU与BIU两部分： 执行部件（EU):由ALU、通用寄存器组、状态寄存器及操作控制器电路组成。 总线接口部件(BIU):由专用寄存器、指令队列缓冲器、地址加法器等功能部件组成。形成对外总线，与存储器、I/O接口电路进行数据传输。 (1)总线接口部件 (BIU) 总线接口部件由下列各部分组成： 1）4个段地址寄存器； CS——16位的代码段寄存器； DS——16位的数据段寄存器； ES——16位的扩展段寄存器； SS——16位的堆栈段寄存器； 2）16位的指令指针寄存器IP； 3）20位的物理地址加法器； 4）6字节的指令队列缓冲器。 段寄存器: 8086CPU的地址引脚有20条线，能提供20位的地址信息，可直接对1M个存储单元进行访问，但CPU内部可用来提供地址信息的寄存器都是16位的，那么如何用16位寄存器实现20位地址的寻址呢？8086/8088采用了段结构的内存管理的方法。 将指令代码和数据分别存储在代码段、数据段、堆栈段、附加数据段中，这些段的段地址分别由段寄存器CS、DS、SS、ES提供，而代码或数据在段内的偏移地址则由有关寄存器或立即数给出。 8086/8088段寄存器的作用： （1）代码段寄存器CS：存储程序当前使用的代码段的段地址。 （2）数据段寄存器DS：存放程序当前使用的数据段的段地址。程序中所用到的原始数据、中间结果以及最终结果都可存放在数据段中。 （3）堆栈段寄存器SS：存放程序当前所使用的堆栈段的段地址。堆栈是在存储器中开辟的一个特定区域。 （4）附加数据段寄存器ES：存放程序当前使用的附加数据段的段地址。附加数据段通常用于存放字符串操作时的目的字符串。 段寄存器在使用中应注意： （1）在编写汇编