919013-【微机技术(4版)PPT第2章(18.7)版】

2)指针寄存器（Pointer Register、变址寄
存器（Index Register）
• 堆栈指针寄存器SP（ Stack Pointer） 、 • 基址指针寄存器BP（Base Pointer） 、 • 源变址寄存器SI（Source Index） • 目的变址寄存器DI（Destination Index） • 用来形成操作数的地址，用于堆栈操作 • 和变址运算中计算操作数的有效地址。 • SP 、BP 用于堆栈操作 • SI 、DI 用于变址操作
•
② 堆栈段寄存器SS（Stack Segment） ，指
向当前的堆栈段，堆栈操作的对象就是该段中存储
• 单元的内容。
•
③ 数据段寄存器DS（Data Segment） ，指向
当前的数据段，通常用来存放程序变量（存储器
• 操作数） 。
•
④ 附加段寄存器ES（Extra Segment） ，指
向当前的附加段，通常也用来存放数据以及— 些
• 计数寄存器CX（Count Register） 、
• 数据寄存器DX（Data Register） 。
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通用寄存器
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AX AH BX BH CX CH DX DH
SP BP SI DI
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AL BL CL DL
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数据寄存器
• 特点是： • 每个16位寄存器可分为 • 高8位（ AH 、BH 、CH 和DH） • 低8位（AL 、BL 、CL 和DL） ， • 这两组8位寄存器可分别寻址、独立操作。既可以
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2. 指令指针 （Instruction Pointer ，IP）
• 16 位专用寄存器，它指向当前需要取出的指令字 节，当BIU 从内存中取出一个指令字节后，IP 就 自动加１ ，指向下一指令字节。注意，IP 指向 的是指令地址的段内地址偏移量，又称偏移地址 （Offset Address）或有效地址（Effective Address ，EA） 。
OF DF IF TF SF ZF AF PF CF
定义了9位
Carry Auxiliary Carry Parity
6位状态位 C、A、Z、S、O、P
Zero
Sign Overflow
3位控制位 I、D、T
Interrupt enable Direction Trap
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8088与8086 的区别
• 8088微处理器是一种准16位微处理器，内部采 用16位结构，实质上与8086基本上是相同的， 其内部功能部件EU 与8086一样，而BIU 略有 区别。
• 第一， 8086 的指令队列是6字节长，而8088 的指令队列为4字节长；
• 第二， 8086 是真正的16位机，同BIU 相连的 8086 总线中的数据总线是16 位总线，而8088 是准16位机，同BIU 相连的8088 总线中的数 据总线为8位总线。
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２） 控制位
• ① 方向标志DF（Direction Flag） — —— 在进行字符串操作时，每执行一条 串操作指令，对源或（与）目的操作数的 地址要进行一次调整（对字节操作为加1 或减1 ，对字操作为加2 或减2），由DF 决定地址是递增还是递减。若DF＝1为递 减，即从高地址向低地址进行；DF＝0 为递增。
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2.3 8086 微处理器的基本时序
• 2.3.1 指令周期、总线周期和时钟周期 • 2.3.2 几种基本时序的分析
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2.1.1 执行部件和总线接口部件
微处理器执行程序的步骤 • ① 从内存储器中取出一条指令，分析指令操作码； • ② 读出一个操作数（如果指令需要操作数） ； • ③ 执行指令； • ④ 将结果写入内存储器或输出设备（如果指令
将数据寄存器作为一个16 位寄存器进行操作，又 可用做两个8 位寄存器进行操作。
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数据寄存器
• 可以存放 • 参加操作的数据、 • 操作的中间结果， • 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数据寄
存器。
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• 1 ，主要在数据通信中用来检查传送有无出错（注意，只 考虑低8 位） 。
• ③ 辅助进位标志AF（Auxiliary Carry Flag） ——— 反 映一个8 位量（或16 位量的低位字节）
• 的低4 位向高位（即D3 位向D4 位）有无进位（或借位） 的情况，有则置1 ，AF 用于BCD 码算术运
面向21 世纪课程教材 普通高等教育“十一 五”国家级规划教材
微型计算机技术
Weixinɡ Jisuɑnji Jishu （第4 版）
孙德文 章鸣嬛 编著
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第2章 8086 微处理器
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8086 微处理器
• 2.1 8086微处理器的结构 • 2.2 8086微处理器的引脚功能 • 2.3 8086微处理器的基本时序
• 算指令。
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状态位
④ 零标志ZF（Zero Flag） ——— 反映运算结果是否为 零的情况，结果为零，ZF 置1 。 ⑤ 符号标志SF（Sign Flag） ——— 反映带符号数运算 结果符号位的情况，结果为负数，SF 置1 ，SF 的取值与 运算结果的最高位（字节操作为D7 位，字操作为D15 位） 取值一致。 ⑥ 溢出标志OF（Overflow Flag） ——— 反映带符号数 （以二进制补码表示）运算结果是否超过机器所能表示的 数值范围的情况，对字节运算为－ 128 ～ ＋ 127 ，对字 运算为－ 32768～ ＋ 32767。
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总线接口部件 （Bus Interface Unit ，BIU）
• 由段寄存器、指令指针、地址形成逻辑、总线控制逻 辑和指令队列等组成。
• BIU 负责从内存指定区域取出指令送到指令队列中排 队；执行指令时所需要的操作数（内存操作数和I/O 端口操作数）也由BIU 从相应的内存区域或I/O 端口 中取出，传送给执行部（EU） 。指令执行的结果如 果需要存入内存或I/O 端口，也由BIU 写入相应的内 存区域或I/O 端口。
• 总之，BIU 的功能是：同外部总线连接，为EU 和内 存（及外设接口）之间提供信息通路。并形成20位的 内存物理地址。
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执行部件（Execution Unit ，EU）
• 由通用寄存器、标志寄存器、算术逻辑单元 （ ALU）和EU 控制系统等组成。EU 从BIU 的 指令队列中获得指令，然后执行该指令，完成 指令所规定的操作。
• EU 用来对寄存器内容和指令操作数进行算术 和逻辑运算，以及进行内存有效地址的计算。
• EU负责全部指令的执行，向BIU 提供数据和所 需访问的内存或I/O 端口的地址，并对通用寄
存器、标志寄存器和指令操作数进行管理。
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取指令和执行指令重叠进行
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１） 状态位
• ① 进位标志CF（Carry Flag） ——— 反映算术运算后， 最高位（字节操作为D7 位，字操作为D15 位）
• 出现进位（或借位）的情况，有则为1 。CF 主要用于加、 减法运算，移位和环移指令也会改变CF 值。
• ② 奇偶（校验）标志PF（Parity Flag） ——— 反映操 作结果中1 的个数的情况，若为偶数，PF 置
•
在8086 系统中，这三类信息通常分别存放在
各自的内存区域中——— 8086 存储系统中的不同
存储段。
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段寄存器
• 8086 系统中把可直接寻址的1MB 内存 空间划分为称为“段”（Segment）的逻
辑区域，每个段的物理长度为64 KB ，
而段的起始地址由称为“段寄存器”
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2.1.2 8086 的编程结构
• 可供程序员使用的有16个16位寄存器。
• １.通用寄存器（General‐Purpose Register ，GPR）
• 可分为两组。
• 1) 数据寄存器
• 累加器AX（Accumulator） 、
• 基址寄存器BX（Base Register） 、
程序员不能对IP 进行存取操作，程序中的转移指 令、返回指令以及中断处理能对IP 进行操作。
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3. 标志寄存器FR（Flag Register）
• 16 位的标志寄存器FR定义了9 位， • 6 位是状态位， • 3 位是控制位
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标志寄存器FR（Flag Register）
需要） 。
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执行部件和总线接口部件
• 8086 微处理器被设计为两个独立的功能 部件，
• 总线接口部件和执行部件， • 并在大多数情况下，能使大部分 • 的取指令和执行指令重叠进行。 • 提高了程序的执行速度，充分利用总线，
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功能部件
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2.1 8086微处理器的结构
• 2.1.1 执行部件和总线接口部件
• 2.1.2 8086 的编程结构
• 2.1.3 8086 系统中的存储器组织及
•
物理地址的形成
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2.2 8086 微处理器的引脚功能
• 2.2.1 引脚功能说明 • 2.2.2 8088 引脚与8086 引脚的不同之处
（Segment Register）的4个16位寄存器
决定。
• 8086 利用上述段寄存器的内容，通过适当转换 可以访问这4个存储段——— 代码段、堆栈段、数
据段和附加段。
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段寄存器
• ① 代码段寄存器CS（Code Segment） ，指向 当前的代码段，指令由此段中取出。
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通用寄存器
• 在8086 的指令系统中，许多情况下，某些指令只 能用一个特定的寄存器或寄存器组来完成其功能，
• 对这些用来完成特定操作的8086 指令， • 上述通用寄存器具有一些隐含用法
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通用寄存器的隐含用法
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• 专用指令的操作数。
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2.1.3 8086 系统中的存储器组织及物 理地址的形成
• １.存储器组织
• 8086 微处理器有20 条地址线，可以配置１ MB （1048576 B） 的内存储器，地址编号为0000 H ～ FFFFFH 。
• 3 个控制标志用来控制微处理器的某些操作，可以由指令 来设置。
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４.段寄存器
• 在微型计算机系统的内存中通常存放着三类信息：
• ① 代码（指令） ——— 指示微处理器执行 何种操作。
• ② 数据（字符、数值） ——— 程序处理的 对象。
• ③ 堆栈信息——— 被保存的返回地址和中间 结果。
• DF 可由专用指令设置。
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控制位
② 中断允许标志IF（Interrupt Enable Flag） ——— 表示系统是否允许响应外部的可屏蔽中断，若IF ＝ 1 ， 表示允许响应。IF 对不可屏蔽中断请求以及内部中断不起 作用。IF 可由专用指令设置。
③ 陷阱标志TF（ Trap Flag） ——— 当TF ＝ 1 时，微 处理器每执行完一条指令便自动产生一个内部中断，转去 执行一个中断服务程序，可以借助中断服务程序来监视每 条指令的执行情况，称为“单步工作方式” ，常用于程序 的调试。TF 又称为跟踪标志。
• 若超过上述范围，称为“溢出” ，OF 置1 。
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状态位
• “溢出”与“进位”是两个不同的概念，某次运算 结果有“溢出”不一定有“进位” ；反之，有
• “进位”也不一定有“溢出” 。
• 6个状态标志由执行部件EU 设置，反映算术或逻辑 运算结果的某些特征，这些状态标志常用来影响或 控制某些后续指令（例如条件转移指令、循环指令 等）的执行。不同指令对状态标志的影响不一样， 有些指令不影响状态标志。另外，进位标志CF 可 由专用指令设置。