微机原理与接口技术第二章 8086系统结构

控制逻辑发送读有效信号 送指令队列
8086总总 16位
1 2 3 4 5 6
堆指 队队
总总 接接接接
*当指令队列有2个或2个以上的字节空余时， BIU自动将指令取到指令队列中。若遇到转移指令 等，则将指令队列清空，BIU重新取新地址中的指 令代码，送入指令队列。
*指令指针IP由BIU自动修改，IP总是指向下一条将要执行指令的地址。
*各寄存器隐含用法
操作 字 乘 /除 指 令 中 作 为 累 加 器 ， 字 I/O 指 令 中 作 为 数 据 寄 存 器 字 节 乘 /除 指 令 ，字 节 I/O ，转 移 ， 十进制运算 字 节 乘 / 除 指 令 （ 高 八 位 /余 数 ） ， X L AT 指 令 中 作 为 目 的 寄 存 器 作 为 地 址 /基 址 寄 存 器 串操作时，循环计数器 变量位移或循环操作时用作计 数器 字 乘 / 除 指 令 （ 高 十 六 位 /余 数 ） ， I/O 间 接 寻 址
8088/8086的寄存器结构 二、 8088/8086的寄存器结构 (续)
4. 段寄存器
*DS（数据段寄存器）指向当前的数据段，该段中存放程 序的操作数； *ES （附加段寄存器）指向当前的附加段，主要用于字符 串数据的存放，也可以用于一般数据 的存放。
第二章 8086系统结构 系统结构
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 8086CPU结构 8086CPU结构 8088/8086的引脚及功能 8088/8086的引脚及功能 8086存储器的组织 8086存储器的组织 8086的系统配置 8086的系统配置 8086CPU时序 8086CPU时序
8086最小模式下的引脚定义 一、8086最小模式下的引脚定义 （续）
TEST# (In): 测试信号，低电平有效。处理器执行 测试信号，低电平有效。 WAIT指令的控制信号。 指令的控制信号。 指令的控制信号
MN/MX# (In):最大 最小工作模式选择信号。硬件设 最大/最小工作模式选择信号 最大 最小工作模式选择信号。 计者用来决定8086工作模式， 工作模式， 计者用来决定 工作模式 MN/MX# =1 8086为最小模式， 为最小模式， 为最小模式 MN/MX# =0 8086为最大模式。 为最大模式。 为最大模式 Vcc GND(In): 处理器的电源引脚
AL BL CL DL
20位
16位
8086总总 16位
ALU
1 2 3 4 5 6
堆指 队队
属第三代微处 理器 运算能力： 数据总线：DB －16bit（8086） / 8bit（8088） 地址总线： AB－20bit 内存寻址能力 220＝1MB
状状标存发
执执 接接
总总 接接接接
8086CPU的内部结构 一、 8086CPU的内部结构 (续)
BUS
忙
忙
忙
忙
t
EU
执执 1
执执 2
执执 3
执执 4
执执 5
执执 6
BIU
取堆 1
取堆 2
取堆 3
取堆 4
取堆 5
取堆 6
BUS
忙
忙
忙
忙
忙
忙
t
8088/8086的寄存器结构 二、 8088/8086的寄存器结构
AX BX CX DX AH BH CH DH AL BL CL DL
8088/8086有14个16位寄存器 1. 通用寄存器组 2. 指针/变址寄存器 3. 2个控制寄存器 4. 4个段寄存器
8088/8086的寄存器结构 二、 8088/8086的寄存器结构 (续)
（2） 状态（标志）寄存器PSW ） 状态（标志）
D15 D11
OF DF IF
D8
TF SF
D6
ZF
D4
AF
D2
PF
D0
CF
CF（进位标志）： 当运算结果的最高位（D7/D15）出现进位（借位）时， CF=1； PF（奇偶校验标志）：当运算结果中“1”的个数为偶数时，PF=1； AF（辅助进位标志）：当结果的D3向D4（低位字节）出现进位（借位）时， AF=1； ZF （零标志）： 当运算结果为零时，ZF=1； SF （符号标志）： 当运算结果的最高位D7/D15为1时，SF=1； OF （溢出标志）：当运算结果超过机器所能表示的范围时，OF=1；
8086CPU结构 2.1 8086CPU结构
一、 8086CPU的内部结构 二、 8088/8086的寄存器结构
8086CPU的内部结构 一、 8086CPU的内部结构
AH BH CH DH SP BP SI DI CS DS SS ES
内内内存发 EU 控 制 系 系 输输 / 输输 控制 电电
微机原理及接口技术
第二章 8086系统结构 8086系统结构
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第二章 8086系统结构 系统结构
工艺 集成度 片内含 29000 晶体管 数据处 理位 16 数据线 内16 外16 内16 HMOS 16 外8 20 1MB 20 1MB 地址线 寻址 空间
Intel 8086 Intel 8088
8088/8086的寄存器结构 二、 8088/8086的寄存器结构 (续)
3. 指令指针和状态寄存器
（1） 指令指针 I P 是一个16位的专用寄存器。当BIU 从内存中取出一条指令，自动修改IP，始终指向下一条将 要执行的指令在现行代码段中的偏移量。 8086/8088中的某 些指令执行后会改变IP的内容，但用户不能编写指令直接 改变IP 的内容。 * I P是指令地址在代码段内的偏移量（又称偏移地址）， IP要与CS配合构成共同物理地址。 （2） 状态（标志）寄存器PSW PSW 是一个16位的专用寄存器（6位状态位，3位控制位）存 放运算结果的特征。
8088/8086的寄存器结构 二、 8088/8086的寄存器结构 (续)
4. 段寄存器
8086/8088按信息存储的不同性质分为四类，分别由四个 段寄存器存放该段的首地址，或称为段地址。 * CS（代码段寄存器）指向当前的代码段，指令由此段 取出； *SS （堆栈段寄存器）指向当前的堆栈段，栈操作的对象 是该段存储单元的内容；
8086CPU的内部结构 一、 8086CPU的内部结构 (续)
2.指令执行部件 （Exection Unit) 指令执行部件EU（ 指令执行部件
AH BH CH DH SP BP SI DI AL BL CL DL
组成： 组成：通用寄存器，标志寄存器，ALU， EU控制系统等。 作用：负责指令的执行，完成指令的操作。 作用： 工作过程：从队列中取得指令，进行译码， 根据指令要求向EU内部各部件发出控制 命令，完成执行指令的功能。若执行指令 需要访问存储器或I/O端口，则EU将操作 数的偏移地址送给BIU，由BIU取得操作 数送给EU。
8086最小模式下的引脚定义 一、8086最小模式下的引脚定义 （续）
INTR (In) ：可屏蔽中断请求线，高电平有效 可屏蔽中断请求线， RD# (O,三态 ：读选通信号，低电平有效 三态) 读选通信号， 三态 CLK (In) : 时钟信号，处理器基本定时脉冲 时钟信号，处理器基本定时脉冲. RESET (In) :复位信号，高电平有效。 复位信号， 复位信号 高电平有效。 READY (In)：准备好信号，高电平有效。处理器 ：准备好信号，高电平有效。 与存储器及 I/O接口速度同步的控制信号 接口速度同步的控制信号 WR# (O,三态 ：写选通信号，低电平有效 三态)： 三态 写选通信号，
8088/8086的寄存器结构 二、 8088/8086的寄存器结构 (续)
（2） 状态（标志）寄存器PSW (续) ） 状态（标志）
D15 D11
OF DF IF
D8
TF SF
D6
ZF
D4
AF
D2
PF
D0
CF
DF（方向标志）：在字符串操作时，决定操作数地址调整的方向，DF=1， 为递减； IF （中断允许标志）： IF=1，允许CPU响应外部的可屏蔽中断； TF （陷阱标志）：当TF=1，CPU每执行一条指令便自动产生一个内部中断， 在中断服务程序中可检查指令执行情况。
HMOS
Intel8088：准16位微处理器。IBM PC/XT的CPU。
第二章 8086系统结构 系统结构
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 8086CPU结构 8086CPU结构 8088/8086的引脚及功能 8088/8086的引脚及功能 8086存储器的组织 8086存储器的组织 8086的系统配置 8086的系统配置 8086CPU时序 8086CPU时序
1.总线接口部件 总线接口部件BIU 总线接口部件
20位
组成：16位段寄存器，指令指针，20 位地址加法器，总线控制逻辑，6字节 指令队列。 20 20位物理地址送往地址总线 取指令
16位
工作过程： CS 16+IP CS×16+IP
CS DS SS ES IP
内内标存发 输输 / 输输 控制 电电
ALU
EU 控 制 系 系
状状标存发
8086CPU的内部结构 一、 8086CPU的内部结构 (续)
3. 8086CPU结构的特点： 结构的特点： 结构的特点
减少了CPU为取指令而等待的时间，提高了CPU的运行速度。
CPU 取堆 1 执执 1 取堆 2 执执 2 取堆 3 执执 3 取堆 4 执执 4
8086最小模式下的引脚定义 一、8086最小模式下的引脚定义 （续）
1. 基本（共用）引脚信号 基本（共用）
AD7～AD0（I/O,三态）：地址 数据分时复用引脚。 ～ 三态）：地址/数据分时复用引脚 （ 三态）：地址 数据分时复用引脚。 A8 ～A15 （O,三态）：地址引脚。 三态）：地址引脚。 三态）：地址引脚 A19/S6 ～ A16/S3（O,三态）：地址 状态分时复用引脚。 三态）：地址/状态分时复用引脚 （ 三态）：地址 状态分时复用引脚。 BHE# /S7 （O,三态）:高字节允许 状态复用引脚 三态） 高字节允许/状态复用引脚 三态 高字节允许 NMI（In）：非屏蔽中断请求线，上升边触发。 （ ） 非屏蔽中断请求线，上升边触发。