8086体系结构与80x86CPU

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2.4 8086操作时序
二、总线操作时序
4、最小模式下I/O读时序
CLK M/IO A19~16 BHE AD15~0 ALE RD DT/R DEN READY 输入周期时序
微型计算机原理与应用——第二章 微处理器结构及工作原理 26
T1
T2
T3
T4
T1
说明：
地址 状态
S3~S6

地址
数据
与存储器读周期的区别是 M/IO为低电平，其余均 相同。
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微型计算机原理与应用——第二章 微处理器结构及工作原理
2.4 8086操作时序
二、总线操作时序
3、最小模式下存储器写周期 说明：

（1）DT/R为高电平。 （2）AD15~AD0输出地址 后，紧接着输出数据，T4 上升沿浮空。 （3）T1下降沿输出写信号。

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微型计算机原理与应用——第二章 微处理器结构及工作原理
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2.3 8086引脚信号和工作模式
四、 系统总线——最大模式
2、总线仲裁器8289 在多处理器系统中，每个处理器必须配备一个8288
总线控制器和一个8289总线仲裁器。在总线上的每个处 理器，都分配有不同的优先权。当总线请求同时到来时， 8289就解决争用问题，经过仲裁把总线使用权转让给优 先级最高的处理器。
INTR, INTA, NMI
（5）总线控制信号 HOLD,HLDA （6）HLDA控制8282的OE，当CPU总线响应时让出总线。
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2.3 8086引脚信号和工作模式
四、系统总线——最大模式
1、总线控制器8288 用来解释由8086CPU送来的总线状态信号S2、S1、S0
T1
T2
T3
T4
T1
地址
状态
S3~S6
地址
数据
存储器读周期时序说明
（1）T1开始使 M / IO, DT / R 有效，输出地址信号A19~A16,A15~A0和
BHE信号，ALE有效。
（2）T1上升沿，ALE无效，锁存地址和 BHE 。
（3）T1下降沿（T2开始）输出状态S3~S6，AD15~AD0浮空，BHE 无
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2.3 8086引脚信号和工作模式
三、 最大模式下引脚信号和功能
1. S2,S1,S0总线周期状态信号
输出 三个信号组合产生系 统控制信号 信号由总线控制器 8288译码产生
S2 0 0 0 0 1 1 1 1
S1 0 0 1 1 0 0 1 1
S0 0 1 0 1 0 1 0 1
Ù ÷ý Ì ² ×¹ ³ ¢ Ð Ï ì ¦ Å Å ·Ö ¶ Ï Ó Ð º ¶ I/O¶ ¿ Á Ë Ú Ð I/O¶ ¿ ´ Ë Ú Ý £ Ô Í ¡ ¸ î È Ö Á Á Ú æ ¶ Ä ´ ´ Ú æ Ð Ä ´ Þ ´ ´ ¬ ¨¹ É ´ ¬ © Î Ô ×Ì £ ý ¶ ×Ì £
一般要1个以上的总线周期。
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2.4 8086操作时序
二、总线操作时序
1、最小模式下 存储器读周期 时序图
CLK M/IO A19~16 BHE AD15~0 ALE RD DT/R DEN READY 存储器读周期时序
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2.4 8086操作时序
一、指令周期、总线周期和时钟周期
2、总线周期（机器周期）
BIU完成一次访问存储器操作所需的时间称为总线周期
每个总线周期至少包含4个时钟周期（T1~T4）
8086的总线周期有：存储器读写周期、 输入/输出周
期、中断响应周期；
3、指令周期
执行一条指令所需要的时间称为指令周期。
微机原理与接口技术
第二章 8086系统结构 与8086CPU
【主要内容】
1. 8086CPU结构
2. 8086系统的结构与配置
3. 8086CPU内部时序
微型计算机原理与应用——第二章 微处理器结构及工作原理
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【知识点】
2.1 微型计算机的组成及工作原理
2.2 8086/8088微处理器的功能结构
一、 8086引脚信号和功能
(S2)M/IO RD (LOCK)WR (S0)DEN (S1)DT/R 总线 (RQ0)HOLD 控制 (RQ1)HLDA READY CPU TEST 控制 RESET MN/MX CLK 系 统 控 制 AD0 ～ AD15 A16/S3 ～ A19/S6 BHE/S7 ALE(QS0) INTA(QS1) INTR NMI
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2.3 8086引脚信号和工作模式
三、 最大模式下引脚信号和功能
2. LOCK总线封锁信号
三态，输出
低电平有效 有效时禁止其他部件占用总线
3、RQ/GT0,RQ/GT1 ：总线请求/总线允许信号
双向，低电平有效
有两个总线请求与总线响应信号，支持多处理器工作
控 制 总 线
微型计算机原理与应用——第二章 微处理器结构及工作原理
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2.3 8086引脚信号和工作模式
四、 系统总线——最小模式
2、说明
M RD : 读存储器单元 M WR : 写存储器单元 IO RD : 从I / O口输入 IO WR : 向I / O口输出
（1）由3片8282（低电平锁存，功能同74LS373）锁存地 址A0~A19和BHE。ALE为锁存信号。
效，输出S7。RD和 DEN信号有效，打开三态门读取数据。 （4）T3上升沿检测READY信号，为高电平下一个为T4状态，否则插入 等待周期。 （5）T3下降沿 RD和 DEN无效，数据总线浮空。 （6）T4上升沿 DT / R无效。 （7）读取数据时间 RD 或 DEN为2T=420ns
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INTR NMI
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2.3 8086引脚信号和工作模式
四、系统总线——最大模式
4、最大模式下系统总线连接说明
（1）8086的S0,S1, S2连接8288，由8288译码产生总线控制 信号。 （2）由8288产生ALE锁存地址A19~A0和BHE信号。
（3）由8288产生的DT/R控制缓冲器8286的数据传输方向，由
2.4 8086操作时序
二、总线操作时序
2、具有等待周期的存储器读周期
CLK M/IO A19~16 BHE AD15~0 ALE RD DT/R DEN READY 具有等待周期的存储器读周期时序

T1
T2
T3
TW
T4
T1
说明:
地址 状态
S3~S6

地址
数据
在T3上升沿检测READY 为低电平，则下一个T状 态为TW，其上升沿检测 READY为高电平，则下 一个为T4。 插入一个TW的RD有效 时间为3T=630ns。
2.3 8086引脚信号和工作模式
2.4 8086操作时序
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2.3 8086引脚信号和工作模式
8086引脚信号和功能
最小模式下引脚信号和功能
最大模式下引脚信号和功能
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2.3 8086引脚信号和工作模式
时钟脉冲的一个循环时间叫做一个时钟周期。每个时钟周期T 又称一个“状态”，它是CPU工作最小时间单位，是由系统时
钟的频率确定的。所有操作都以这个时钟周期为基准，是计算
机系统工作速度的重要标志。 IBM-PC/XT时钟频率为4.77MHZ 时钟周期210nS。
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（2）由2片8286（双向缓冲器，功能同74LS244）做数据 总线D15~D0的缓冲器，以增加总线驱动能力。 / R做方向 DT
选择， DEN 为选通信号。
（3）控制信号M / IO 和RD , WR 完成信息传递控制。
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2.3 8086引脚信号和工作模式
微型计算机原理与应用——第二章 微处理器结构及工作原理
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2.3 8086引脚信号和工作模式
四、 系统总线 ——最大模式
3、最大模式下系统 总线连接图
BHE A19 ～ A16
AD15 ～ AD0
8282
STB OE STB
HLDA
BHE A19 ～ A16
8282
(2) OE
8086
MN/MX
(2) DIR OE
4、QS1,QS0 ：指令队列状态信号
输出
两个信号组合指示指令队列状态。
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2.3 8086引脚信号和工作模式
四、系统总线 ——最小模式
1、最小模式下计 算机总线图
BHE A19 ～ A16 ALE
AD15 ～ AD0 +5 MN/MX DT/R DEN
8286
A15 ～ A0 HLDA D15 数据 ～ 总线 D0
地 址 总 线
ALE DT/R DEN
8288 INTA
MRDC MWTC IORC IOWC
S0 S1 S2 INTR NMI
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S0 S1 S2
INTA MEMR MEMW IOR IOW
8086
总 线 信 号 中 断 控 制
VCC GND
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2.3 8086引脚信号和工作模式

8086引脚图
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2.3 8086引脚信号和工作模式
二、 最小模式下引脚信号和功能

当8086的引脚MN/MX接成高电平时CPU处于最小模式工 作方式，此时系统中仅有一个处理器。在此模式下CPU各 引脚定义
微型计算机原理与应用——第二章 微处理器结构及工作原理
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2.3 8086引脚信号和工作模式
三、 最大模式下引脚信号和功能

MN/MX引脚接地，8086CPU工作在最大模式下， 系统中可以接入协处理器8087或8089。在最大模 式下8086有8个控制信号被重新定义。
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8282
STB OE STB
HLDA A15 ～ A0 HLDA
BHE A19 ～ A16
地 址 总 线
8282
(2) OE
DIR(2) OE
8286
D15 数据 ～ 总线 D0
READY
M/IO RD WR INTR INTA NMI HOLD HLDA
M/IO RD WR INTR INTA NMI HOLD HLDA READY
四、系统总线——最小模式 在系统设计中有时也做如下处理：
M/IO RD WR
MEMR 存储器读命令 MEMW 存储器写命令 IOR IOW I/O读命令 I/O写命令
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2.3 8086引脚信号和工作模式
四、系统总线——最小模式
（4）中断控制信号
DEN和INTA任一有效打开三态门。 （4）INTR和NMI与小模式相同。 （5）AEN和IOB接地。CEN接+5V
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2.4 8086CPU内部时序
一、指令周期、总线周期和时钟周期
计算机是在时钟脉冲CLK统一控制下一个节拍一个节拍的工作。
1、时钟周期T（T状态）
产生地址锁存允许信号ALE、数据发送接收控制信号 DT / R 及数据传输允许信号 DEN
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2.3 8086引脚信号和工作模式
四、 系统总线——最大模式
1、总线控制器8288
S2 0 0 0 0 1 1 1 1 S1 0 0 1 1 0 0 1 1 S0 0 1 0 1 0 1 0 1 8086×ß Ü Ú Ü Ï Ö Æ Ð Ï ì ¦ Ö ¶ Ï Ó ¶ I/O¿ Á Ú Ð I/O¿ ´ Ú Ý £ Ô Í ¡ ¸ î ú ë È Ö Á ´  Á æ ¢ ÷ ¶ ´ ´ Æ ´ æ ¢ ÷ Ð ´ ´ Æ ý É ´ ¬ ¹ ¶ ×Ì 8288à î ä ö ü Á Ê ³ INTA IORC IOWC,AIOWC MRDC MRDC MWTC,AMWC