海南大学微机原理第四版课件-第四章--16位微处理器.pptVIP

第四章8086微处理器

§4.1概述

指令和程序的解释方式

一条机器指令由操作码和操作数构成，假设干条指令构成程序。在微机中，微处理器解释一条指令的完整步骤可以归纳为如下两个阶段:

?取指从内存中取出指令，明确指令规定的功能；

执行分析指令要求实现的功能，读取所需要的操作

数，执行指令规定的操作，并保存执行结果。

传统8位微处理器采用顺序解释方式，各条指令的解释按以上两个阶段交替执行。也就是说，首先取一条指令，然后执行该指令，之后再取下一条指令，再执行，如此

。.;第四章8086微处理器

§4.1概述

一.指令和程序的解释方式

一条机器指令由操作码和操作数构成，假设干条指令构成程序。在微机中，微处理器解释一条指令的完整步骤可以归纳为如下两个阶段:

?取指从内存中取出指令，明确指令规定的功能；

执行分析指令要求实现的功能，读取所需要的操作

数，执行指令规定的操作，并保存执行结果。

传统8位微处理器采用顺序解释方式，各条指令的解释按以上两个阶段交替执行。也就是说，首先取一条指令，然后执行该指令，之后再取下一条指令，再执行，如此

。.;;二.8086/8088特点:;执行部件EU;一.执行部件EU〔ExecutionUnit〕

EU从BIU的指令队列缓冲器中获得指令，然后执行该指令，完成指令规定的操作。数据的算术逻辑运算、内存有效地址的计算、存放器和指令操作数的管理等都是由EU完成的。

二.总线接口部件BIU〔BusInterfaceUnit〕

它的主要功能是实现8086CPU与存储器和外部设备之间的数据传送。具体地说，BIU负责形成指令所在内存单元的物理地址，从内存指定区域取出指令送到指令队列缓冲器或者从相应的内存区域或I/O端口读取指令所需要的操作数，指令执行完毕后将指令的执行结果送入内存和I/O端口的指定位置。

指令队列缓冲器是实现重叠解释的关键部件，由6个8位存放器构成，主要作用是在EU执行指令的同时，暂时保存BIU从内存中预先读取的指令，并在EU执行完当前指令时，将其中的指令按先进先出〔FIFO〕的原那么送到EU加以分析执行，其具体???作原理如下：;三.BIU与EU的关系〔并行工作〕;2〕如果指令代码为某种运算，不访问M或I、O，那么EU不发请求，而去负责指令的执行。

③当指令队列已满，且EU无访问总线请求，那么BIU进入空闲状态。

④当EU执行完转移、调用和返回等切换程序流程的指令时，缓冲器中原来的内容将被去除，BIU从内存中新的位置开始重新预取指令填入队列中。

由于EU和BIU两个功能部件并行工作，EU执行的是BIU在前一时刻取出的指令，与此同时，BIU又取出下一时刻要执行的指令，因此能使大局部取指令和执行指令的操作重叠进行，大大减少了等待取指令所需的时间，提高了微处理器的利用率和整个系统的执行速度。;四.8086CPU的存放器结构(共有14个16位存放器);1.通用存放器

通用存放器共有8个，又可分为两组。

①数据存放器

数据存放器可以用于存放8位或16位的二进制操作数，这些操作数可以是参加操作的原始数据、运算得到的中间结果，也可以是操作数的地址。大多数算术和逻辑运算指令都可以使用这些存放器。

在8086微处理器中，数据存放器有4个，

累加器AX〔Accumulator〕、

基址存放器BX〔Base〕、

计数存放器CX〔Count〕、

数据存放器DX〔Data〕。

每个16位数据存放器又可分为高8位〔AH、BH、CH和DH〕和低8位〔AL、BL、CL和DL〕，并可分别寻址，独立操作。;②指针存放器和变址存放器

指针存放器和变址存放器一般用来存放地址偏移量，用于堆栈操作和变址运算中计算操作数的有效地址。

指针存放器指的是堆栈指针存放器SP(StackPointer)和基数指针存放器BP(BasePointer)，

其中SP用来指示堆栈顶部单元的位置，实现堆栈操作,而BP用来存放在现行堆栈段中的一个数据区的基地址。

变址存放器包括源变址存放器SI(SourceIndex)和目的变址存放器DI(DestinationIndex)，分别用来存放源操作数和目的操作数的偏移地址。;寄存器;2.指令指针IP〔InstructionPointer〕

指令指针IP是一个16位专用存放器，程序运行时，它始终指向EU要执行的下一条指令所在单元。当EU执行本条指令时，IP中的内容自动增量，以