第2章1 8086微处理器结构PPT课件
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第二章--微处理器PPT课件
第一节 微型计算机的组成及工作原理
微处 理器
8086/ 8088
存储器 RAM
存储器 ROM
I/O 接口
外围Байду номын сангаас备
地址总线AB 控制总线CB 数据总线DB
系统总线 或三总线
图 2.1 微型计算机的组成
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： (1)告诉计算机进行什么操作； (2)指出操作数或操作数地址。 (3) 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。
段寄存器在使用中应注意：
（1）在编写汇编语言源程序时，应按上述 规定将程序的各个部分放在规定的段内。
2.2.3 输入/输出设备及其接口电路 输入/输出(缩写为I/O)设备统称外部设备，是微
型计算机的重要组成部分。输入设备的任务是将程序、 原始数据及现场信息以计算机所能识别的形式送到计
算机中，供计算机自动计算或处理用。 微型机中常 用的输入设备包括键盘、鼠标器、 数字化仪、扫描 仪、A/D转换器等。输出设备的任务是将计算机的计 算和处理结果或回答信号以人能识别的各种形式表示
总线接口部件 （BIU)
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。
第2章 8086／8088微处理器及其体系结构2PPT课件
14
2.4 8088的工作模式和引脚功能
2.4.1 8086/8088的两种工作模式
• 由上图可知，最大模式配置和最小模 式配置有一个主要的差别： 最大模式下多了8288总线控制器。 详见书中P27至P33。
2.4.2 8088的引脚和功能(P25图2-9)
15
1. 总线控制器8288
8288的框图如图所示：
20
1. 总线控制器8288
总线控制器8288的输出控制信号有ALE，DEN， DT/R和MCE/PDEN。
ALE 为地址锁存允许信号。 DEN 为数据允许信号。 DT/R为数据发送/接收信号。 MCE/PDEN 具有两种功能：当8288为系统总线方 式，用MCE作为级联允许信号；当8288为I/O总线方式， 用PDEN 作为允许信号。
处理器
单处理器 多处理器
控制信号
全部由CPU 部分由外部
产生
电路产生
MN/MX 为1
为0
9
2.4 8088的工作模式和引脚功能
2.4.1 8086/8088的两种工作模式
在设计8086/8088 CPU时，已经考虑使其在 各种不同用途中工作。根据所构成的计算机系 统的复杂程度，规定了两种工作模式，即：最 小模式和最大模式，也称为：最小组态和最大 组态。 最小模式（最小组态）：构成的系统较小，系 统中只有一片8086/ 8088,其存储容量不大,所 要连的I/O端口也不多,总线控制逻辑电路被减 到最小。
2
2.1 8086/8088CPU的编程结构
2.1.1 8086/8088CPU的内部结构
EU功能：
•执行指 令（数 据运算、 传送等）
BIU功能：
•传送操作数、 指令
2.4 8088的工作模式和引脚功能
2.4.1 8086/8088的两种工作模式
• 由上图可知，最大模式配置和最小模 式配置有一个主要的差别： 最大模式下多了8288总线控制器。 详见书中P27至P33。
2.4.2 8088的引脚和功能(P25图2-9)
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1. 总线控制器8288
8288的框图如图所示：
20
1. 总线控制器8288
总线控制器8288的输出控制信号有ALE，DEN， DT/R和MCE/PDEN。
ALE 为地址锁存允许信号。 DEN 为数据允许信号。 DT/R为数据发送/接收信号。 MCE/PDEN 具有两种功能：当8288为系统总线方 式，用MCE作为级联允许信号；当8288为I/O总线方式， 用PDEN 作为允许信号。
处理器
单处理器 多处理器
控制信号
全部由CPU 部分由外部
产生
电路产生
MN/MX 为1
为0
9
2.4 8088的工作模式和引脚功能
2.4.1 8086/8088的两种工作模式
在设计8086/8088 CPU时，已经考虑使其在 各种不同用途中工作。根据所构成的计算机系 统的复杂程度，规定了两种工作模式，即：最 小模式和最大模式，也称为：最小组态和最大 组态。 最小模式（最小组态）：构成的系统较小，系 统中只有一片8086/ 8088,其存储容量不大,所 要连的I/O端口也不多,总线控制逻辑电路被减 到最小。
2
2.1 8086/8088CPU的编程结构
2.1.1 8086/8088CPU的内部结构
EU功能：
•执行指 令（数 据运算、 传送等）
BIU功能：
•传送操作数、 指令
第二章 8086微处理器06年PPT课件
·16位处理器 ·16根数据线和20根地址线 ·可对位、字节、字、字节串、字串、BCD码 等数据类型进行处理 ·供电电源+5V ·单相时钟，时钟频率5MHz
一、8086的编程结构 二、8086的存储器组成 三、 8086的周期 四、 8086的引脚功能 五、8086CPU的特点
8086CPU的编程结构
1982.2 16 6~25 16MB （24根）
80386
1985.10 32 16~40 4GB （32根）
8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ486
1989.4 32 25~100 4GB
Pentium 1993.3 32 60~
4GB
PentiumIV 2000
32 750
64GB （36根）
§2 8086微处理器
8086微处理器概况：
（一）8086CPU的组成与功能
1. 8086CPU的组成
•16位通用寄存器组 （AX、BX、CX、DX、SP、BP、SI、DI） EU •算术逻辑单元——ALU •EU控制器
•标志寄存器——FR
CPU
•段寄存器组
（CS、DS、SS、ES）
•指令指针——IP
BIU •地址加法器
•指令队列
•总线接口控制逻辑
16 AH AL 位 BH BL
通 CH CL
用 DH DL
寄
SP
存
器 BP
组
SI
DI
16位内部总线
运算寄存器
EU
ALU
控 制
器
20位地址
地址加法器
16位
CS
16
DS
位
总
SS
寄
线
ES
存
一、8086的编程结构 二、8086的存储器组成 三、 8086的周期 四、 8086的引脚功能 五、8086CPU的特点
8086CPU的编程结构
1982.2 16 6~25 16MB （24根）
80386
1985.10 32 16~40 4GB （32根）
8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ486
1989.4 32 25~100 4GB
Pentium 1993.3 32 60~
4GB
PentiumIV 2000
32 750
64GB （36根）
§2 8086微处理器
8086微处理器概况：
（一）8086CPU的组成与功能
1. 8086CPU的组成
•16位通用寄存器组 （AX、BX、CX、DX、SP、BP、SI、DI） EU •算术逻辑单元——ALU •EU控制器
•标志寄存器——FR
CPU
•段寄存器组
（CS、DS、SS、ES）
•指令指针——IP
BIU •地址加法器
•指令队列
•总线接口控制逻辑
16 AH AL 位 BH BL
通 CH CL
用 DH DL
寄
SP
存
器 BP
组
SI
DI
16位内部总线
运算寄存器
EU
ALU
控 制
器
20位地址
地址加法器
16位
CS
16
DS
位
总
SS
寄
线
ES
存
《微机原理与接口技术》课件——第2章8086微处理器(2-1)
15 0
15 0
二、寄存器结构
*
AX BX CX DX
AH
BH
CH
DH
AL
BL
CL
DL
通用寄存器
15 8 7 0
累加器
基址寄存器
计数寄存器
15 0
段寄存器
*
CS
DS
SS
ES
AX BX CX DX
SP
BP
SI
DI
AH
BH
CH
DH
AL
BL
CL
DL
累加器
基址寄存器
计数寄存器
数据寄存器
代码段寄存器
数据段寄存器
堆栈段寄存器
附加段寄存器
堆栈指针寄存器
基址指针寄存器
源变址寄存器
目的变址寄存器
IP
PSW
*
寄存器的作用 存放运算过程中所需要的操作数地址、操作数及中间结果。
寄存器的特点 存取速度比存储器快得多。
寄存器的分类
通用寄存器组 指针和变址寄存器 段寄存器 指令指针及标志位寄存器。
CS
DS
SS
ES
AX BX CX DX
SP
BP
SI
DI
AH
BH
CH
DH
AL
BL
CL
DL
累加器
基址寄存器
计数寄存器
堆栈段寄存器
附加段寄存器
堆栈指针寄存器
基址指针寄存器
源变址寄存器
目的变址寄存器
IP
PSW
指令指针寄存器
标志寄存器
指令指针和标志寄存器
指针和变址寄存器
段寄存器
通用寄存器
15 0
二、寄存器结构
*
AX BX CX DX
AH
BH
CH
DH
AL
BL
CL
DL
通用寄存器
15 8 7 0
累加器
基址寄存器
计数寄存器
15 0
段寄存器
*
CS
DS
SS
ES
AX BX CX DX
SP
BP
SI
DI
AH
BH
CH
DH
AL
BL
CL
DL
累加器
基址寄存器
计数寄存器
数据寄存器
代码段寄存器
数据段寄存器
堆栈段寄存器
附加段寄存器
堆栈指针寄存器
基址指针寄存器
源变址寄存器
目的变址寄存器
IP
PSW
*
寄存器的作用 存放运算过程中所需要的操作数地址、操作数及中间结果。
寄存器的特点 存取速度比存储器快得多。
寄存器的分类
通用寄存器组 指针和变址寄存器 段寄存器 指令指针及标志位寄存器。
CS
DS
SS
ES
AX BX CX DX
SP
BP
SI
DI
AH
BH
CH
DH
AL
BL
CL
DL
累加器
基址寄存器
计数寄存器
堆栈段寄存器
附加段寄存器
堆栈指针寄存器
基址指针寄存器
源变址寄存器
目的变址寄存器
IP
PSW
指令指针寄存器
标志寄存器
指令指针和标志寄存器
指针和变址寄存器
段寄存器
通用寄存器
微机原理第2章PPT课件
（3）当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU便进 入空闲状态。
（4）在执行转移指令、调用指令和返回指令时，由于待执行指 令的顺序发生了变化，则指令队列中已经装入的字节被自动消除， BIU会接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。
BIU与EU两者的工作是不同步的，8086可以在执行指令的同 时，进行取指令代码的操作，即BIU与EU是一种并行工作方式， 改变了以往计算机取指令→译码→执行指令的串行工作方式，大 大提高了工作效率。
三、8086CPU的寄存器
8086CPU的寄存器可分为通用寄存器、指针和变址寄存 器（专用寄存器）、段寄存器、指令指针寄存器及标志寄存器。
1、通用寄存器 8086有4个16位的通用寄存器（AX、BX、CX、DX），可
以存放16位的数，也可分为8个8位的寄存器（AL、AH；BL、 BH；CL、CH；DL、DH）来使用。
表 寄存器主要用途
寄存器 AX AL AH
操作
字乘，字除，字I/O 字节乘，字节除，字节ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ/O，
查表转换，十进制运算 字节乘，字节除
寄存器 CL DX SP
操作
变量移位， 循环移位 字乘，字除， 间接I/O
堆栈操作
BX
查表转换
SI 数据串操作指令
CX
数据串操作指令，循环指令
DI 数据串操作指令
2、段寄存器 段：内存中一段连续的空间，在程序中具有特定的用途。
（1）16位微处理器，数据总线(字长) ： 16位。 （2）主频：5MHz~10MHz。 （3） 20位地址总线，寻址能力(寻址范围)为：220 = 1MB。 （4）采用高速运算性能的HMOS工艺制造。 （5）使用单一的+5V电源，40条引脚DIP封装。
第2章 8086微处理器PPT课件
0
A19/S6
A12 A11 A10
8 0
A17/S4 A18/S5 A19/S6
AD9
8
BHE/S7
A9
8
SS0(HIGH)
AD8
6
MN/MX
A8
8
MN/MX
AD7
RD
AD7
RD
AD6
HOLD(RQ/GT0)
AD6
HOLD(RQ/GT0)
AD5
HLDA(RQ/GT1)
AD5
HLDA(RQ/GT1)
2.2 8086/8088微处理器外部引脚及系统构成
二、外部引脚（最小模式下） 8086/8088
微处理器为40条 引脚的双列直插 式封装芯片。
地
Vcc(5V)
地
Vcc(5V)
AD14
AD15
A14
A15
AD13
A16/S3
A13
A16/S3
AD12 AD11
8
A17/S4 A18/S5
AD10
地址/数据分时复用引脚，双向、三态 在访问存储器或外设的总线操作周期中， 这些引脚在第一个时钟周期输出存储器或 I/O端口的16位地址A15 ~ A0 （或低8位地 址A7 ~ A0 ） 其他时间用于传送16位数据D15 ~ D0
什么是分时复用？
分时复用就是一个引脚在不同的时刻具有两个 甚至多个作用 最常见的总线复用是数据和地址引脚复用 总线复用的目的是为了减少对外引脚个数 8088 /8086CPU的数据地址线采用了总线复用 方法
READY
CLK
RESET 引脚对比图 地
READY RESET
2.2 8086/8088微处理器外部引脚及系统构成
第二章微处理器PPT课件
感谢您的关注！
2.2 CUP的工作模式和引脚信号
8086有40个个引脚，采用 双列直.8086有40插式封装， 引脚信号的分布如图所示。 8086引脚信号分为三类，即基 本引脚信号、最小工作模式信 号和最大工作模式信号。
GND A D 14 A D 13 A D 12 A D 11 A D 10 AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NM I IN T R CLK GND
1
40
2
39
3
38
4
37
5
36
6
35
7
34
8 9
88008866
33 32
10
31
11
30
12
29
13
28
14
27
15
26
16
25
17
24
18
23
19
22
20
21
VCC（ 5V）
A D 15
A 16/S 3
A 17/S 4 A 18/S 5
A 19/S 6
B H E /S 7
M N /M X RD H O L D （ R Q /G T 0） H L D A （ R Q /G T 1） W R （ LOCK） M /IO （ S 2） D T /R （ S 1） D EN （ S0） A LE （ Q S0） IN T A （ Q S 1）
1
0
从偶地址读/写一个字节
AD7~AD0
一个总线周期
0
1
从奇地址读/写一个字节
AD15~AD8
一个总线周期
1
1
第2章 8086微处理器PPT课件
指令指针寄存器 用来存放下一条将要执行的指令在当前代码段中
的偏移地址。在程序运行中，IP的内容能够自动修 改，使之总是指向下一条要执行的指令地址。
总线控制逻辑电路 总线控制逻辑电路将8086微处理器的内部总线
和外部总线相连,是8086微处理器与内存单元或 I/O端口进行数据交换的必经之路。
2.1.2 8086的系统组态及引脚功能
第2章 Intel 80X86
2.1 8086/8088 2.2 8088/8086存储组织和I/O组织 2.3 8086微处理器时序 2.4 从80286到Pentium系列的技术发展
2.1 微型计算机的组成及工作原理
存
I/O
CPU
储
接
器
口
控制总线 地址总线 数据总线
图 2.1 微型计算机的组成
31 HOLD*
三态)
30 HLDA* RD 读信号(输出、低电平有效、
29 WR*
三态)
28 M/IO* M/IO 存储器/IO控制信号(输
27 DT/R*
出、三态)
26 25 24
DEN* ALE* INTA*
TEST 测试信号(输入、低电平 有效)
23 TEST READY 准备就绪(输入、高
脚(双向、三态)
38 A16/S3 A16/S3～A19/S6 地址/状态复用
37 A17/S4
引脚(输出、三态)
36 35 34 33
A18/S5 2、控制信号
A19/S6 BHE/S7 MN/MX
BHE/S7 数据总线高8位允许/ 状态(输出，三态)
32 RD
WR 写信号(输出，低电平有效，
22 READY
第2章 8086微机原理PPT课件
Signal)，音频信号(Audio Signal)以及图像处理(Graphical Manipulation)而设计的57条指令； ✓ MMX CPU极大地提高了电脑的多媒体(如立体声、视频、 三维动画等)处理功能。
9
2.1.1 8086功能的扩展(5)
➢ 流SIMD扩展（SSE）
✓ SSE(Streaming SIMD Extensions，流SIMD扩展)英特尔开 发的第二代SIMD指令集，有70条指令，可以增强浮点和多 媒体运算的速度；
✓ 以前的FPU是一种单独芯片，如8087、80287、80387分别 与8086／8088、80286、80386配合使用。 在486之后，英
特尔把FPU与集成在CPU之内。
8
2.1.1 8086功能的扩展(4)
➢ MMX技术
✓ MMX: 是MultiMedia eXtensions(多媒体扩展)的缩写； ✓ MMX技术是在CPU中加入了特地为视频信号(Video
✓ x86结构微处理器有两种主要的工作方式： 实地址方式和保 护虚地址方式。
✓ 实地址方式是为了与8086兼容而设置的方式。
✓ 在实地址方式下，具有32条地址线的x86结构微处理器只有
低20条地址线起作用，能寻址1MB的物理地址；此时，x86
系列结构微处理器相当于一个快速的8086，虽然可以使用
32位的数据寄存器，但不能充分发挥x86结构微处理器的全
10
2.1.2 8086性能的提高(1)
➢ 利用流水线技术提高操作的并行性
✓ 流水线技术是一种同时进行若干操作的并行处理方式。类 似于工厂的流水作业装配线；
✓ 在计算机中把CPU的一个操作(分析指令，加工数据等)进一 步分解成多个可以单独处理的子操作，使每个子操作在一 个专门的硬件上执行，这样，一个操作需顺序地经过流水 线中多个硬件的处理才能完成。但前后连续的几个操作可 以在各个硬件间重叠执行，这种操作的重叠提高了CPU的 效率。
9
2.1.1 8086功能的扩展(5)
➢ 流SIMD扩展（SSE）
✓ SSE(Streaming SIMD Extensions，流SIMD扩展)英特尔开 发的第二代SIMD指令集，有70条指令，可以增强浮点和多 媒体运算的速度；
✓ 以前的FPU是一种单独芯片，如8087、80287、80387分别 与8086／8088、80286、80386配合使用。 在486之后，英
特尔把FPU与集成在CPU之内。
8
2.1.1 8086功能的扩展(4)
➢ MMX技术
✓ MMX: 是MultiMedia eXtensions(多媒体扩展)的缩写； ✓ MMX技术是在CPU中加入了特地为视频信号(Video
✓ x86结构微处理器有两种主要的工作方式： 实地址方式和保 护虚地址方式。
✓ 实地址方式是为了与8086兼容而设置的方式。
✓ 在实地址方式下，具有32条地址线的x86结构微处理器只有
低20条地址线起作用，能寻址1MB的物理地址；此时，x86
系列结构微处理器相当于一个快速的8086，虽然可以使用
32位的数据寄存器，但不能充分发挥x86结构微处理器的全
10
2.1.2 8086性能的提高(1)
➢ 利用流水线技术提高操作的并行性
✓ 流水线技术是一种同时进行若干操作的并行处理方式。类 似于工厂的流水作业装配线；
✓ 在计算机中把CPU的一个操作(分析指令，加工数据等)进一 步分解成多个可以单独处理的子操作，使每个子操作在一 个专门的硬件上执行，这样，一个操作需顺序地经过流水 线中多个硬件的处理才能完成。但前后连续的几个操作可 以在各个硬件间重叠执行，这种操作的重叠提高了CPU的 效率。
《微处理器 》PPT课件_OK
• 8086/8088和总线控制器8288共同形成系统总线信号 • 构成较大规模的应用系统
• 以8086为例，具体介绍一下最小模式下和最大模式下 各位引脚功能，如出现功能不同的引脚再具体讲解
23
GND
01
40 VCC（5V）
AD14/A14 02 8086/8088 39 AD15/A15
AD13/A13 03
2）组成：
（1）四个16位通用数据寄存器：AX、BX、CX、DX， 可以存放16位的操作数，也可分别分为两个8位的寄存 器（AL、AH；BL、BH；CL、CH；DL、DH）来使用。 其中AX称为累加器，BX称为基址寄存器，CX称为计数 寄存器，DX称为数据寄存器。
（2）指针和变址寄存器：存放地址指针。
•8086/8088 CPU有20条地址线，可以寻址多达220(1M)个 存储单元，即可以配置1MB的存储器，地址编号为 00000H~0FFFFFH
•存储空间按8位二进制位进行组织，即每个存储单元可 以存储一个字节的数据，若存放“字”数据(16bits)，则 存放在两个相邻的存储单元中，高字节数据存放在高地 址存储单元中，低字节存放在低地址单元中
19
2 、堆栈
堆栈主要用于暂存数据和在过程调用或处理中断时暂 存断点信息和现场数据保护。
（1）堆栈的概念
堆栈是在存储器中开辟的一片数据存储区，这片存储 区的一端固定，另一端活动，且只允许数据从活动端 进出。采用“先进后出”的规则 。
（2）堆栈的组织
堆栈指示器SP，它总是指向堆栈的栈顶。堆栈的伸展 方向既可以从大地址向小地址，也可以从小地址向大 地址。8086/8088的堆栈的伸展方向是从大地址向小 地址。
SP堆栈指针寄存器：指示当前堆栈段顶部的偏移地址
• 以8086为例，具体介绍一下最小模式下和最大模式下 各位引脚功能，如出现功能不同的引脚再具体讲解
23
GND
01
40 VCC（5V）
AD14/A14 02 8086/8088 39 AD15/A15
AD13/A13 03
2）组成：
（1）四个16位通用数据寄存器：AX、BX、CX、DX， 可以存放16位的操作数，也可分别分为两个8位的寄存 器（AL、AH；BL、BH；CL、CH；DL、DH）来使用。 其中AX称为累加器，BX称为基址寄存器，CX称为计数 寄存器，DX称为数据寄存器。
（2）指针和变址寄存器：存放地址指针。
•8086/8088 CPU有20条地址线，可以寻址多达220(1M)个 存储单元，即可以配置1MB的存储器，地址编号为 00000H~0FFFFFH
•存储空间按8位二进制位进行组织，即每个存储单元可 以存储一个字节的数据，若存放“字”数据(16bits)，则 存放在两个相邻的存储单元中，高字节数据存放在高地 址存储单元中，低字节存放在低地址单元中
19
2 、堆栈
堆栈主要用于暂存数据和在过程调用或处理中断时暂 存断点信息和现场数据保护。
（1）堆栈的概念
堆栈是在存储器中开辟的一片数据存储区，这片存储 区的一端固定，另一端活动，且只允许数据从活动端 进出。采用“先进后出”的规则 。
（2）堆栈的组织
堆栈指示器SP，它总是指向堆栈的栈顶。堆栈的伸展 方向既可以从大地址向小地址，也可以从小地址向大 地址。8086/8088的堆栈的伸展方向是从大地址向小 地址。
SP堆栈指针寄存器：指示当前堆栈段顶部的偏移地址
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引脚信号和功能 最小/大工作模式 存储器空间
典型时序分析
概述指令/总线/时钟周期 总线读周期 总线写周期 最大模式下的总线读/写
周期 中断响应周期 系统复位
2020/7/29
《微机原理与应用》赵春华
3
本章要学习的微处理器
8086是Intel系列的16位微处理器，它是采用 HMOS工艺技术制造的，内部包含约29000个 晶体管。
SP BP SI DI
ALU16位DB
20位AB
地址加法器
∑
16位DB
CS
DS
总线
SS
ES IP
控制 电路
8086总线 16位DB
暂存寄存器
ALU
EU控 制电路
123456
指令队列缓冲器
FL20A20G/7S/29
《微机原理与应用》赵春华
7
总线接口单元BIU
•BIU 功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。
CX:
count
DX:
data
SP: stack point BP: base point SI: source index DI: destination index
•AX、AH、AL：加减BCD、ASCII调整；字节到字，
字到双字转换；乘/除，串操作，I/O操作等。
•BX、BH、BL：查表转换；基地址。
SP BP SI DI
通用寄存器组
CS DS SS ES
段寄存器
FLAGS
IP
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通用寄存器
AH AL AX BH BL BX CH CL CX DH DL DX
SP BP SI DI
通用寄存器组
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AX: accumulate
BX:
base
8086有16根数据线和20根地址线。因为可用 20位地址，所以可寻址的地址空间达1M字节。
8086工作时，只要一个5V电源和一相时钟， 时钟频率为4.77MHz。后来推出的8086时钟频 率高达10MHz。
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4
本章要学习的微处理器
在推出8086微处理器的同时，Intel公司还推出 了一种准16位微处理器8088。8088的内部寄 存器、运算部件以及内部操作都是按16位设计 的，但对外的数据总线只有8条。（准16位）
123456
指令队列缓冲器
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9
总线接口单元BIU-- 地址加法器和段寄存器
20位AB
地址加法器 ∑
存储器数据 存储器地址
##H FFFFFH
….
….
1M
段基址 0H
CS DS SS ES
左移4位
##H *****H IP
偏 移 地 址
##H ****0H
…
…
微机原理及应用
第二章 8086/8088微处理器（1）
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
本章主要内容
微处理器结构
内部结构 总线接口单元 执行单元
寄存器结构 通用寄存器 段寄存器 标志寄存器
暂存寄存器
ALU
EU控 制电路
123456
指令队列缓冲器
《微机原理与应用》赵春华
8086总线 16位DB
11
执行单元EU
执行部件的功能是负责指令的执行。从内部结 构图可见它由下列几个部分组成：
4个通用寄存器：AX,BX,CX,DX; 4个专用寄存器，即基数指针寄存器BP, 堆栈指
针寄存器SP, 源变址寄存器SI, 目的变址寄存器 DI;
##H 00000H
# 为16进制0-F中的任意值
<64K
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执行单元EU
AH AL AX BH BL BX CH CL CX DH DL DX
SP BP SI DI
ALU16位DB
26位DB
CS
DS
总线
SS
ES IP
控制 电路
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《微机原理与应用》赵春华
14
2.1 8086/8088微处理器结构
内部结构
总线接口单元 执行单元
寄存器结构
通用寄存器 段寄存器 标志寄存器
引脚信号和功能 最小/大工作模式 存储器空间
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8086/8088寄存器结构
AH AL AX BH BL BX CH CL CX DH DL DX
•20位的地址加法器
•6字节的指令队列
•总线控制逻辑
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总线接口单元BIU
• 为什么有地址 加法器？？
• 两个16位数+ 后为何变为 20位数？
20位AB
∑
16位DB
CS
DS
总线
SS
ES IP
控制 电路
IP含有BIU要取 的下一条指令 的偏移地址
8086总线 16位DB
标志寄存器F； 算术逻辑单元ALU； 数据暂存寄存器。
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12
BIU 与 EU
总线接口部件和执行部件并不是同步工作的， 但是，两者的动作管理仍然是有原则的，体现 在下面几个方面：
①每当8086的指令队列中有2个空字节，或者 8088的指令队列中有1个空字节时，总线接口 部件就会自动把指令取到指令队列中。
•BIU的组成如下：
•4个16位段地址寄存器，即
• CS (code segment)—代码段寄存器
• DS (code segment)—数据段寄存器
• ES (extend segment)—扩展段寄存器
• SS (stack segment) —堆栈段寄存器
•16位的指令指针寄存器IP (instruction point)
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13
BIU 与 EU
②每当执行部件准备执行一条指令时，它会从总 线接口部件的指令队列前部取出指令的代码，然 后用几个时钟周期去执行指令。
③当指令队列已满，而且执行部件对总线接口部 件又没有总线访问请求时，总线接口部件便进入 空闲状态。
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8086/8088的内部结构
总线接口单元BIU (bus interface unit) 执行单元EU (execution unit)
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8086/8088的内部结构图
BIU
EU
AH AL BH BL CH CL DH DL
典型时序分析
概述指令/总线/时钟周期 总线读周期 总线写周期 最大模式下的总线读/写
周期 中断响应周期 系统复位
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本章要学习的微处理器
8086是Intel系列的16位微处理器，它是采用 HMOS工艺技术制造的，内部包含约29000个 晶体管。
SP BP SI DI
ALU16位DB
20位AB
地址加法器
∑
16位DB
CS
DS
总线
SS
ES IP
控制 电路
8086总线 16位DB
暂存寄存器
ALU
EU控 制电路
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指令队列缓冲器
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总线接口单元BIU
•BIU 功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。
CX:
count
DX:
data
SP: stack point BP: base point SI: source index DI: destination index
•AX、AH、AL：加减BCD、ASCII调整；字节到字，
字到双字转换；乘/除，串操作，I/O操作等。
•BX、BH、BL：查表转换；基地址。
SP BP SI DI
通用寄存器组
CS DS SS ES
段寄存器
FLAGS
IP
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通用寄存器
AH AL AX BH BL BX CH CL CX DH DL DX
SP BP SI DI
通用寄存器组
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AX: accumulate
BX:
base
8086有16根数据线和20根地址线。因为可用 20位地址，所以可寻址的地址空间达1M字节。
8086工作时，只要一个5V电源和一相时钟， 时钟频率为4.77MHz。后来推出的8086时钟频 率高达10MHz。
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本章要学习的微处理器
在推出8086微处理器的同时，Intel公司还推出 了一种准16位微处理器8088。8088的内部寄 存器、运算部件以及内部操作都是按16位设计 的，但对外的数据总线只有8条。（准16位）
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指令队列缓冲器
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9
总线接口单元BIU-- 地址加法器和段寄存器
20位AB
地址加法器 ∑
存储器数据 存储器地址
##H FFFFFH
….
….
1M
段基址 0H
CS DS SS ES
左移4位
##H *****H IP
偏 移 地 址
##H ****0H
…
…
微机原理及应用
第二章 8086/8088微处理器（1）
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
本章主要内容
微处理器结构
内部结构 总线接口单元 执行单元
寄存器结构 通用寄存器 段寄存器 标志寄存器
暂存寄存器
ALU
EU控 制电路
123456
指令队列缓冲器
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8086总线 16位DB
11
执行单元EU
执行部件的功能是负责指令的执行。从内部结 构图可见它由下列几个部分组成：
4个通用寄存器：AX,BX,CX,DX; 4个专用寄存器，即基数指针寄存器BP, 堆栈指
针寄存器SP, 源变址寄存器SI, 目的变址寄存器 DI;
##H 00000H
# 为16进制0-F中的任意值
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执行单元EU
AH AL AX BH BL BX CH CL CX DH DL DX
SP BP SI DI
ALU16位DB
26位DB
CS
DS
总线
SS
ES IP
控制 电路
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2.1 8086/8088微处理器结构
内部结构
总线接口单元 执行单元
寄存器结构
通用寄存器 段寄存器 标志寄存器
引脚信号和功能 最小/大工作模式 存储器空间
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8086/8088寄存器结构
AH AL AX BH BL BX CH CL CX DH DL DX
•20位的地址加法器
•6字节的指令队列
•总线控制逻辑
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总线接口单元BIU
• 为什么有地址 加法器？？
• 两个16位数+ 后为何变为 20位数？
20位AB
∑
16位DB
CS
DS
总线
SS
ES IP
控制 电路
IP含有BIU要取 的下一条指令 的偏移地址
8086总线 16位DB
标志寄存器F； 算术逻辑单元ALU； 数据暂存寄存器。
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BIU 与 EU
总线接口部件和执行部件并不是同步工作的， 但是，两者的动作管理仍然是有原则的，体现 在下面几个方面：
①每当8086的指令队列中有2个空字节，或者 8088的指令队列中有1个空字节时，总线接口 部件就会自动把指令取到指令队列中。
•BIU的组成如下：
•4个16位段地址寄存器，即
• CS (code segment)—代码段寄存器
• DS (code segment)—数据段寄存器
• ES (extend segment)—扩展段寄存器
• SS (stack segment) —堆栈段寄存器
•16位的指令指针寄存器IP (instruction point)
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BIU 与 EU
②每当执行部件准备执行一条指令时，它会从总 线接口部件的指令队列前部取出指令的代码，然 后用几个时钟周期去执行指令。
③当指令队列已满，而且执行部件对总线接口部 件又没有总线访问请求时，总线接口部件便进入 空闲状态。
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8086/8088的内部结构
总线接口单元BIU (bus interface unit) 执行单元EU (execution unit)
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8086/8088的内部结构图
BIU
EU
AH AL BH BL CH CL DH DL