微机原理第5章80868088CPU总线操作与时序
微机原理第5章80868088CPU总线操作与时序
读周期
CPU从内存或I/O设备读取数据的过程，包括地 址发送、数据读取和数据返回三个阶段。
写周期
CPU向内存或I/O设备写入数据的过程，包括地址发送、数据写入和数据返回三 个阶段。
03
数据传输过程
读周期
总结词
在读周期中，CPU从内存中读取数据。
详细描述
读周期是CPU从内存中读取数据的过程。在读周期开始时，CPU通过地址总线发送要读取的内存地址，然后通过 数据总线从内存中读取数据。这个过程需要多个时钟周期，具体取决于数据的存储位置和CPU的速度。
然而，随着总线技术的不断发展，也 面临着一些技术挑战。例如，如何提 高总线的传输效率、降低能耗以及优 化系统性能等。为了解决这些问题， 需要不断进行技术创新和改进。
展望
未来，CPU总线技术将继续发挥其在 微机原理中的重要作用。随着技术的 不断进步和应用需求的增加，总线技 术将更加成熟和多样化。同时，随着 人工智能、大数据等新兴技术的发展 ，总线技术也将与这些领域进行更深 入的融合，为解决实际问题提供更多 可能性。
8086/8088 CPU的总线结构
地址总线
用于传输地址信息，确定要访问的内存单元或I/O 端口。
数据总线
用于传输数据信息，实现数据在CPU和内存或I/O 设备之间的传输。
控制总线
用于传输控制信号，控制CPU和内存或I/O设备之 间的操作。
总线操作时序
时钟信号
用于同步总线上的操作，确保数据传输的正确 性。
中断源
指引发中断的事件或异常情况，如输入/输出设备、定时器、故障等。
中断向量
指中断处理程序的入口地址。
中断响应过程
保存程序计数器
当发生中断时，CPU会自动将当前的程序计数器（PC）值保存到堆栈 中，以便在中断处理完毕后能够正确返回到原程序。
微机原理8088的总线与时序
微机原理8088的总线与时序8088是Intel公司于1979年推出的一款16位微处理器。
它主要用于个人计算机IBM PC和互补金属氧化物半导体技术（CMOS）中。
8088的总线结构包括内部总线和外部总线。
内部总线通过内部连接的数据通路在不同的功能部件之间传输数据和控制信号。
外部总线则用于连接8088与外部设备，如内存、输入输出（I/O）设备等。
8088的总线宽度为16位，分为数据总线、地址总线和控制信号总线。
数据总线用于传输数据，宽度为16位，可以同时传输一个字节（8位）或一个字（16位）。
地址总线用于寻址，其宽度为20位，可以寻址1MB空间。
控制信号总线至少包括读（RD）、写（WR）、片选（CS）、内存读（MREQ）、I/O读（IOR）和时钟这些基本信号。
8088的时序包括外设周期、读周期、写周期和I/O周期。
外设周期用于与外部设备进行通信，包括读写外设内容和控制外设。
读周期用于从内存或外设读取数据到寄存器或内部缓冲器中。
写周期用于将内部寄存器或内部缓冲器中的数据写入到内存或外设中。
I/O周期用于从外部设备读取或写入数据。
在时序方面，8088采用了同步时序设计。
时钟信号周期（CLK周期）用于同步各个部件的工作。
时钟信号由外部提供，频率为4.77MHz，即每个时钟周期为210ns。
在一个时钟周期内可以完成一个机器周期的工作。
8088的机器周期分为5个时钟周期，即一个机器周期需要5个时钟周期完成。
根据不同的操作，一个机器周期又可以分为多个时钟周期。
不同的操作需要不同的时钟周期数来完成，包括指令周期、内存周期、I/O周期等。
具体的时序可以通过查阅8088的数据手册得到。
总的来说，8088的总线结构和时序是保证处理器与外部设备通信的关键。
通过总线结构的设计和时序的安排，8088能够快速、准确地与外部设备交互，实现数据、控制信号和地址的传输和处理。
同时，时序的设计也要考虑到时钟频率、数据传输速度等因素，以确保系统的稳定性和可靠性。
微机原理及应用参考答案
名师整理优秀资源参考答案第一章计算机中的数制和码制第二章计算机概述一、填空题1.82.23. 10244. 25.5、11001.1、00100101.0101B5. 1000010B、42H、66H6. 41.625、29.AH7. 10001101B8. 11001001、110010109. -128 ~ +12710. 系统软件、应用软件11. 电子管、超大规模集成电路二、单选题1． A4． C2． C5．A 3．D 6． C三、分析简答题1. 8086 CPU 的总线根据其中信息传送的类型可分为几种？哪几种？答：8086 CPU 的总线根据其中信息传送的类型可分为三种种，分别是：数据总线、地址总线和控制总线2. 写出-25 的原码、反码、补码，并将补码转换成十六进制数 (设机器字长为8 位)。
答：X=-25=-11001BX 原码:10011001BX 反码:11100110BX 补码:11100111B = E7H名师整理 优秀资源 3. 举例说明什么是机器数，什么是真值？答： 将符号数值化了的数称为机器数。
如： -18=-10010B(真值)；机器数为： 10010010B第三章 半导体存贮器一、填空题1. ROM 、RAM2. 6 个3. 8、4二、单选题1． A 5． C2 ． B3 ． D4 ． B6 ． C7 ． B三、分析简答题1. 在对存储器芯片进行片选时，全译码方式、部分译码方式和线选方式各有何特点？答： ①全译码方式： 存储器芯片中的每一个存储单元对应一个唯一的地址。
译码需要的器件多；②部分译码方式：存储器芯片中的一个存储单元有多个地址。
译码简单；③线选：存储器芯片中的一个存储单元有多个地址。
地址有可能不连续。
不需要译码。
四、硬件接口设计题1. 答：(1)A10～08088CPUWEA10～0#CSY4WEA10～01#CS1Y5名师整理优秀资源(2) 存储器类型为RAM 总容量为4K×8地址范围: 0# 2000H-27FFH1# 2800H-2FFFH2. 答：（9 分）(1) 存储器类型：RAM该系统的存储器容量为：6K×8位（或：6K 字节）(2) 1#芯片的地址范围：1000H ~ 17FFH2#芯片的地址范围：0800H ~ 0FFFH3#芯片的地址范围：0000H ~ 07FFH3. 1）1K×42）2K×8或2KB3）地址分配范围第一组： A19~ A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 最小地址最大地址第二组：0 ~0 ~0 ~0 ~111111111111111111110 00000H~1 003FFH0 00400H~1 007FFH第四章微型计算机及微处理器的结构和组成一、填空题1. BIU、EU、指令的译码和指令执行2. 4、16、16、6、20名师整理优秀资源3. 8、164.1、2二、单选题1 ． B2 ． B三、分析简答题1. 8086/8088 微处理器内部有那些寄存器，它们的主要作用是什么？答：执行部件有8个16位寄存器，AX、BX、CX、DX、SP、BP、DI、SI。
微机原理 第5章 处理器总线时序和系统总线
清零操作，而将CS设置为0FFFFH。
⑨ CLK 时钟信号（输入） 8086的标准时钟频率为8MHZ。
第5章 功能相同的32个引脚的含义（续）
⑩ VCC 电源引脚，8086CPU采用单一的+5V电源
11
GND 接地引脚，有两个。 MN/MX 最小/最大组态控制（输入）
两种组态下，名称和功能相同的32个引脚的含义 同一引脚在不同时刻传送不同的信息，称为 分时复用引脚 ① AD15~AD0（Address Data Bus） 地址/数据复用引脚 （输入/输出，三态） 在DMA方式，此线浮空。
第5章
功能相同的32个引脚的含义（续）
地址/状态复用引脚
② A19/S6~A16/S3（Address/Status） （输出，三态）
数据
8288主要控制总线的含义（续）
MRDC（Memoy Read Command）:存储器读命令 MWTC（Memoy Write Command）:存储器写命令 IORC（I/O Read Command）:I/O读命令 IOWC（I/O Write Command）:I/O写命令 这4个信号全是低电平有效的输出信号。
也就是一个总线操作即将结束，另一个总线周期还未
开始时，称为无源状态，很显然，这时 S2 S1 S0中任一 信号的改变，都意味着一个新的总线周期的开始。
第5章
8288主要控制总线的含义
ALE（Address Latch Enable） 地址锁存允许信号 （输出）
高电平有效。这是8288总线控制器提供给地址 锁存器8282/8283的控制信号，把当前地址/数
注意：在I/O操作时，这些地址不用，全为低电平。
第五章微机原理课后习题参考答案
习题五一. 思考题⒈半导体存储器主要分为哪几类？简述它们的用途和区别。
答：按照存取方式分，半导体存储器主要分为随机存取存储器RAM（包括静态RAM和动态RAM）和只读存储器ROM（包括掩膜只读存储器，可编程只读存储器，可擦除只读存储器和电可擦除只读存储器）。
RAM在程序执行过程中，能够通过指令随机地对其中每个存储单元进行读\写操作。
一般来说，RAM中存储的信息在断电后会丢失，是一种易失性存储器；但目前也有一些RAM 芯片，由于内部带有电池，断电后信息不会丢失，具有非易失性。
RAM的用途主要是用来存放原始数据，中间结果或程序，与CPU或外部设备交换信息。
而ROM在微机系统运行过程中，只能对其进行读操作，不能随机地进行写操作。
断电后ROM中的信息不会消失，具有非易失性。
ROM通常用来存放相对固定不变的程序、汉字字型库、字符及图形符号等。
根据制造工艺的不同，随机读写存储器RAM主要有双极型和MOS型两类。
双极型存储器具有存取速度快、集成度较低、功耗较大、成本较高等特点，适用于对速度要求较高的高速缓冲存储器；MOS型存储器具有集成度高、功耗低、价格便宜等特点，适用于内存储器。
⒉存储芯片结构由哪几部分组成？简述各部分的主要功能。
答：存储芯片通常由存储体、地址寄存器、地址译码器、数据寄存器、读\写驱动电路及控制电路等部分组成。
存储体是存储器芯片的核心，它由多个基本存储单元组成，每个基本存储单元可存储一位二进制信息，具有0和1两种状态。
每个存储单元有一个唯一的地址，供CPU访问。
地址寄存器用来存放CPU访问的存储单元地址，该地址经地址译码器译码后选中芯片内某个指定的存储单元。
通常在微机中，访问地址由地址锁存器提供，存储单元地址由地址锁存器输出后，经地址总线送到存储器芯片内直接进行译码。
地址译码器的作用就是用来接收CPU送来的地址信号并对它进行存储芯片内部的“译码”，选择与此地址相对应的存储单元，以便对该单元进行读\写操作。
8086CPU系统、总线操作和时序
8086CPU系统、总线操作和时序8086CPU系统、总线操作和时序第⼀节 8086的引脚信号与功能回顾：8086/8088微型计算机的组成、结构及微机系统的⼯作过程，微机系统的存储器组织及相关概念。
本讲重点：8086/8088CPU的两种⼯作模式，8086/8088CPU的外部结构，即引脚信号及其功能。
讲授内容：⼀、 8086/8088微处理器⼯作模式及外部结构1．8086/8088CPU的两种⼯作模式为了适应各种使⽤场合，在设计8088/8086CPU芯⽚时，就考虑了其应能够使它⼯作在两种模式下，即最⼩模式与最⼤模式。
所谓最⼩模式，就是系统中只有⼀个8088/8086微处理器，在这种情况下，所有的总线控制信号，都是直接由8088/8086CPU 产⽣的，系统中的总线控制逻辑电路被减到最少，该模式适⽤于规模较⼩的微机应⽤系统。
最⼤模式是相对于最⼩模式⽽⾔的，最⼤模式⽤在中、⼤规模的微机应⽤系统中，在最⼤模式下，系统中⾄少包含两个微处理器，其中⼀个为主处理器，即8086/8086CPU，其它的微处理器称之为协处理器，它们是协助主处理器⼯作的。
与8088/8086CPU配合⼯作的协处理器有两类，⼀类是数值协处理器8087 另⼀类是输⼊/输出协处理器8089。
8087是⼀种专⽤于数值运算的协处理器，它能实现多种类型的数值运算，如⾼精度的整型和浮点型数值运算，超越函数（三⾓函数、对数函数）的计算等，这些运算若⽤软件的⽅法来实现，将耗费⼤量的机器时间。
换句话说，引⼊了8087协处理器，就是把软件功能硬件化，可以⼤⼤提⾼主处理器的运⾏速度。
8089协处理器，在原理上有点像带有两个DMA通道的处理器，它有⼀套专门⽤于输⼊/输出操作的指令系统，但是8089⼜和DMA控制器不同，它可以直接为输⼊/输出设备服务，使主处理器不再承担这类⼯作。
所以，在系统中增加8089协处理器之后，会明显提⾼主处理器的效率，尤其是在输⼊/输出操作⽐较频繁的系统中。
第5章-8086(8088)总线操作和时序
T4状态：完成当前数据的采样，结束当前的总线周期。
5.2 8086/8088CPU的引脚信号
8086/8088CPU ➢ 采用40个引脚的双列直插式封装形式。 ➢ 为了解决功能多与引脚少的矛盾，8086/8088CPU采用了
5.1 时钟周期、总线周期和指令周期
时钟周期 8086的基本总线周期需要4个时钟周期
4个时钟周期编号为T1、T2、T3和T4 总线周期中的时钟周期也被称作“T状态” 时钟周期的时间长度就是时钟频率的倒数
5.1 时钟周期、总线周期和指令周期
一个基本的总线周期通常包含 4 个T状态
用于等待存储器或I/O接 口相应的等待状态
8088
GND 1 A14 2 A13 3 A12 4 A11 5 A10 6 A9 7 A8 8 AD7 9 AD6 10 AD5 11 AD4 12 AD3 13 AD2 14 AD1 15 AD0 16 NMI 17 INTR 18 CLK 19 GND 20
40 VCC(5V) 39 A15 38 A16/S3 37 A17/S4 36 A18/S5 35 A19/S6 34 SS0(HIGH) 33 MN/MX 32 RD 31 HOLD (RQ/GT0) 30 HLDA (RQ/GT1) 29 WR (LOCK) 28 M/IO (S2) 27 DT/R (S1) 26 DEN (S0) 25 ALE (QS0) 24 INTA (QS1) 23 TEST 22 READY 21 RESET
8086
GND 1 AD14 2 AD13 3 AD12 4 AD11 5 AD10 6 AD9 7 AD8 8 AD7 9 AD6 10 AD5 11 AD4 12 AD3 13 AD2 14 AD1 15 AD0 16 NMI 17 INTR 18 CLK 19 GND 20
0-8088总线操作和时序-PPT课件
–
/S2、/S1、/S0：区分是访问存储器 还是I/O。
0
0
0
中断响应
– /RQ/GT0、/RQ/GT1：总线请求/允 0
0
1
读I/O
许信号
0 1 0 写I/O
– /LOCK：CPU占用系统总线锁存信
号。
0 1 1 Halt
– QS1、QS0：指示8088内部指令队 1
0
0
取指
列状态。
QS1 QS0 性能
1 0 1 读存储器
0
1
无操作
1 1 0 写存储器
0 1
1 0
队列中操作码的第一个字节
队列空
1
1
1
无源
1
1
队列中的其他字节
8284 时钟发生器
等待状态 发生器
MN/MX
/S0
CLK
/S1
READY /S2
RESET
/LOCK
AD0~AD7 A8~A19
GND ///DDASSSELT012NE/R///A/AMM//II/MIOOIWRONWWWORTTACCCCCC 地址
– 当要利用8088构成一个较小的系统时，系统 的地址总线可以由CPU的AD0~AD7、 A8~A15、A16~A19通过地址锁存器8282构 成，数据总线直接由AD0~AD7提供，也可 以通过发送/接收接口芯片8286供给（增大 总线的驱动能力），系统的控制总线直接由 CPU的控制线供给。
– 若要构成的系统较大，要求有较强的驱动能 力，8088要通过一个总线控制器8288来形成 各种总线周期，控制信号由8288给出。这时， 8088就处在最大组态。
S3-S6分时复用（和周期状态有关）
微机原理 8088的总线与时序共56页
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！Байду номын сангаас
56
微机原理 8088的总线与时序
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
微机原理与接口技术第五章课后答案
微机原理与接⼝技术第五章课后答案第五章参考答案1.简述SRAM 芯⽚与DRAM 芯⽚的共同点与不同点。
答：SRAM 与DRAM 的共同点：都属于随机存取存储器，具有易失性。
SRAM 与DRAM 的共同点：SRAM 利⽤双稳态触发器电路保存信息，集成度⽐DRAM 低，功耗⽐DRAM ⼤；DRAM 利⽤MOS 管栅极和源极之间的极间电容C 保存信息，需要刷新电路保证信息较长时间保存。
2.叙述ROM 芯⽚的常见分类，各种ROM 芯⽚的特点及其适⽤场合。
答：ROM 的常⽤分类结果：掩膜ROM ：⽣产完成的芯⽚已保存了信息，保存的信息⽆法修改，适⽤于⼤批量的定型产品中。
PROM ：PROM 可以⼀次写⼊信息，⼀旦写⼊⽆法更改，适⽤于⼩批量的定型产品中。
EPROM ：紫外线擦除可多次编程的存储器，适⽤于新产品的开发。
EEPROM ：电擦除可多次编程的存储器，适⽤于需要在线修改的场合。
3.利⽤4⽚6116（2K ×8位）芯⽚设计连续存储器，采⽤全地址译码。
设起始地址为60000H ，求存储器的最后⼀个单元地址。
答：存储器的最后⼀个单元地址为：61FFFH.4．⽤6264 RAM （8K ×8位）芯⽚构成256K 字节存储器系统，需要多少⽚6264芯⽚20位地址总线中有多少位参与⽚内寻址有多少位可⽤作⽚选控制信号答：需要32⽚6264芯⽚。
20位地址总线中有13位参与⽚内寻址；有7位可⽤作⽚选控制信号。
5.某微机系统中ROM 区有⾸地址为9000H ，末地址为FFFFH ，求其ROM 区域的存储容量。
答：其ROM 区域的存储容量为28K 。
6．在8088CPU 的系统中扩展32K 字节的RAM ，其扩充存储空间的起始地址为08000H 。
设系统的地址总线为A 19~A 0，数据总线为D 7~D 0，存储器芯⽚选⽤6264。
利⽤74LS138译码器设计译码电路，并画出扩充的存储器系统的连线图。
微机原理第05讲
4． DMA控制信号引脚 DMA传输是一种不经过CPU，在内存和I/O设备之间直 接传输数据的方法。进行DMA传输之前要向CPU申请使用 总线并取得认可。 （1）HOLD（Hold Request） 总线请求信号。输入，高 电平有效，表示有其他设备向CPU请求使用总线。 （2）HLDA（Hold Acknowledge） 总线请求响应信号。 输出，高电平有效。 CPU在每个时钟周期都检测HOLD引 脚，当检测到该信号，并且CPU允许其它部件占用总线， 则在当前总线周期的T4 状态发送HLDA信号，同时让出总 线使用权（所有三态总线处于高阻态，从而不影响外部的 存储器与I/O设备交换数据）。总线申请部件接到HLDA有 效信号后即可接管总线进行操作，直到操作完成、撤销 HOLD信号，CPU才重新接管总线。
5
2． 时钟发生器8284与8086的连接
8284通过外接晶振芯片产生时钟信号，并对这个信号 3分频，产生占空比为1/3的时钟信号CLK送往8086 CPU。 8284还对外部输入的 RESET和READY信号 进行同步，产生与CLK 同步的复位信号RESET 和准备就绪信号READY 送往8086。
2
二、 最小模式系统 1. 典型配置： 1. 8086CPU 2. 1片时钟发生器8284 3. 3片地址锁存器8282 4. 2片总线驱动器8286(总线数据收发器)
3Байду номын сангаас
4
CPU及其外围芯片合称为CPU子系统。 外围芯片的作用是： （1）为CPU工作提供条件：提供适当的时钟信号，对 外界输入的控制/联络信号进行同步处理； （2）分离CPU输出的地址/数据分时复用信号，得到独 立的地址总线和数据总线信号，同时还增强它们的驱 动能力； （3）对CPU输出的控制信号进行组合，产生稳定可靠、 便于使用的系统总线信号。
(完整版)第五章8088的总线操作和时序微机原理第2版课后答案
第五章8088的总线操作和时序本章内容主要介绍8088执行指令的三种周期，以及它们之间的区别和相互联系，在此基础上结合8088芯片引脚信号的功能分别介绍最小、最大组态下三总线信号在这些典型的总线周期中出现的时间关系。
5.1重点与难点本章的学习重点包括8088芯片外部的三总线结构，最大组态与最小组态的基本配置，总线控制器8288在最大组态配置中的作用，在最大组态系统或最小组态系统中的时序配合问题。
3.1.1 8088的工作周期在微型机系统中，CPU的操作都是在系统主时钟CLK的控制下按节拍有序进行的。
CPU 执行一条指令的时间（包括取指令、指令译码和执行该指令所需的全部时间）称为一个指令周期。
把通过外系统总线对存储器或I／O端口进行一次读／写操作的过程称为总线周期，T 状态就是CLK时钟周期。
一个指令周期由若干个总线周期组成。
每个总线周期通常包含4个T状态，即T l、T2、T3、T4。
在T1状态，CPU往地址/数据复用总线（AD7～0）和地址/状态复用总线（A19～16/S6～3）上发地址信息。
在T2状态, 从地址/数据总线和地址/状态总线上撤消地址信息,并使地址/数据总线成为高阻态,为传送数据信息作准备。
与此同时, 从地址/状态总线的输出4位状态信息。
在T3状态, 地址/状态总线继续输出状态信息, 地址/数据总线用于传送数据信息。
在存储器或外设不能及时地配合CPU传送数据时, 它们可以向CPU 请求, 在T3周期之后插入一个或多个等待状态Tw。
在T4状态, 一个总线周期结束。
在一个总线周期中，A15～8始终输出地址信息。
如果一个总线周期之后, 不立即执行下一个总线周期, 那么系统总线就会处于空闲状态Ti, 执行空闲周期。
3.1.2 8088的总线操作1．8088芯片引脚构成及在最大最小组态下的意义。
8088的芯片引脚可分为两种：与工作模式无关的和与工作模式有关的。
与工作模式相关的包括24～31、33、34脚。
8086微处理器的工作过程
8086微处理器的工作过程
8086微处理器是一种16位微处理器，它是Intel推出的一款经典产品，被广泛应用于个人电脑和嵌入式系统中。
它的工作过程可以从以下几个方面来描述：
指令执行过程，8086微处理器的指令执行过程包括取指令、译码、执行和写回四个阶段。
首先，指令被取出并存储在指令寄存器中，然后被送到指令译码器中进行译码，确定指令的操作类型和操作数。
接着，指令被执行，执行的结果可能会写回到寄存器或者存储器中。
数据传输过程，8086微处理器通过数据总线和地址总线与外部设备进行数据传输。
当需要从外部设备读取数据时，8086将地址发送到地址总线，然后通过数据总线将数据传输到内部寄存器中。
反之，当需要向外部设备发送数据时，8086将数据发送到数据总线，然后通过地址总线将数据传输到外部设备中。
中断处理过程，8086微处理器支持外部设备通过中断请求线向其发出中断请求。
当发生中断请求时，处理器会根据中断类型执行相应的中断服务程序，并在执行完中断服务程序后返回到原程序继
续执行。
时序控制过程，8086微处理器的工作时序由内部时钟控制，不同的指令需要不同的时钟周期来完成。
时钟信号的频率决定了微处理器的工作速度，同时也影响了系统的整体性能。
总线控制过程，8086微处理器通过控制总线与外部设备进行数据传输和通讯。
总线控制信号包括读、写、传输方向等，控制着数据在总线上的流动和处理器与外部设备的交互。
8086微处理器的工作过程涉及到指令执行、数据传输、中断处理、时序控制和总线控制等多个方面，它在计算机系统中扮演着核心的角色，对于理解计算机的工作原理具有重要意义。
8086CPU系统总线操作和时序
8086CPU系统总线操作和时序8086是一种16位的微处理器，由Intel公司于1978年推出。
8086CPU系统包括CPU、寄存器、输入输出模块、内存和总线等组成部分。
总线操作是指CPU与其他设备之间进行数据传输和通信的过程。
时序则是指这些操作所需要的时间和顺序。
一、8086CPU系统1.CPU：8086CPU是一种8MHz的16位微处理器。
它由一个运算器组件、一个控制器、一个时钟和一组寄存器组成。
运算器执行算术和逻辑操作，控制器控制这些操作的顺序和时机。
2.寄存器：8086CPU有14个寄存器，其中分为通用寄存器、段寄存器和指令寄存器。
-通用寄存器：8086有4个16位的通用寄存器，分别为AX、BX、CX和DX。
这些寄存器可以在运算和数据传输中使用。
-段寄存器：8086有4个16位的段寄存器，分别为CS、DS、SS和ES。
这些寄存器存储了内存中一些段的基地址。
-指令寄存器：8086有两个16位的指令寄存器IP和FLAGS。
IP存储下一个要执行的指令地址，FLAGS用于存储CPU运行时的状态标志。
3.输入输出模块：8086CPU通过输入输出模块与外部设备进行通信。
这些模块包括接口芯片、串行和并行接口等。
通过这些模块，CPU可以读取外部设备的数据，或者向外部设备发送数据。
4.内存：8086CPU可以访问1MB的内存空间。
内存被分为若干个64KB 的段，每个段都有一个唯一的段选择符和一个基地址。
8086使用分段的寻址方式来访问内存。
二、总线操作总线操作是指CPU与其他设备之间进行数据传输和通信的过程。
8086CPU有三个主要的总线：地址总线、数据总线和控制总线。
1.地址总线：8086有20根地址总线，可以寻址1MB的内存空间。
地址总线用于指示内存中读取或写入数据的地址。
2.数据总线：8086有16根数据总线，用于数据的传输。
数据总线可以同时传输一个16位的数据。
3.控制总线：8086有四根控制总线，分别为读（RD）、写（WR）、I/O（I/O）和时钟（CLK）。
微机原理及应用参考答案
参考答案第一章计算机中的数制和码制第二章计算机概述一、填空题1.82. 23.10244.25.5、11001.1、00100101.0101B5.1000010B、42H、66H6.41.625、29.AH7.10001101B8.11001001、110010109.-128 ~ +12710.系统软件、应用软件11.电子管、超大规模集成电路二、单选题1． A 2． C 3． D4． C 5． A 6． C三、分析简答题1.8086 CPU的总线根据其中信息传送的类型可分为几种？哪几种？答：8086 CPU的总线根据其中信息传送的类型可分为三种种，分别是：数据总线、地址总线和控制总线2.写出-25的原码、反码、补码，并将补码转换成十六进制数(设机器字长为8位)。
答：X=-25=-11001BX原码:10011001BX反码:11100110BX补码:11100111B = E7H3.举例说明什么是机器数，什么是真值？答：将符号数值化了的数称为机器数。
如：-18=-10010B(真值)；机器数为：10010010B第三章半导体存贮器一、填空题1.ROM、RAM2.6个3.8、4二、单选题1． A 2． B 3． D 4． B5． C 6． C 7． B三、分析简答题1.在对存储器芯片进行片选时，全译码方式、部分译码方式和线选方式各有何特点？答：①全译码方式：存储器芯片中的每一个存储单元对应一个唯一的地址。
译码需要的器件多；②部分译码方式：存储器芯片中的一个存储单元有多个地址。
译码简单；③线选：存储器芯片中的一个存储单元有多个地址。
地址有可能不连续。
不需要译码。
四、硬件接口设计题1.答：(1)(2) 存储器类型为RAM 总容量为4K×8地址范围: 0#2000H-27FFH1# 2800H-2FFFH2.答：（9分）(1)存储器类型：RAM该系统的存储器容量为：6K×8位（或：6K字节）(2)1#芯片的地址范围：1000H ~ 17FFH2#芯片的地址范围：0800H ~ 0FFFH3#芯片的地址范围：0000H ~ 07FFH3.1）1K×42）2K×8或2KB3）地址分配范围第一组：A19~ A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0最小地址0 ~ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00000H~ 最大地址0 ~ 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 003FFH 第二组：0 ~ 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00400H~0 ~ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 007FFH第四章微型计算机及微处理器的结构和组成一、填空题1.BIU、EU、指令的译码和指令执行2.4、16、16、6、203.8、164.1、2二、单选题1． B 2． B三、分析简答题1.8086/8088微处理器内部有那些寄存器，它们的主要作用是什么？答：执行部件有8个16位寄存器，AX、BX、CX、DX、SP、BP、DI、SI。
微机原理与接口技术(楼顺天)-第5章1
74LS245功能
E 0 0 1 DIR 0 1 X A A 方 向 B B
A 、B 边均为高阻
在实际应用中可作为数据总线双向驱 74LS245逻辑及引脚 动器、地址总线或控制总线单向驱动 以及输入端口的接口芯片。
5.2 几种常用芯片
3. 带有三态门输出的锁存器
典型芯片74LS373
时序关系：
OE
1 OE 11 G
在实际应用中可作为地址总线或控制 74LS373逻辑及引脚 总线单向驱动锁存以及输出端口的接 口芯片。
下一节
8086的引脚功能及时序
第五章 总线及其形成
本章要点
本章在讲解总线的定义及分类的基础上，
讨论的总线结构和时序、系统总线的形成方
法是微机应用系统硬件设计的基础。本章主
要内容有：
1. 总线的定义及分类
2．几种常用的接口芯片
本章要点
3． 8086 CPU的引脚功能、系统总线结构 及系统总线时序。其每一部分又从最小 方式系统和最大方式系统两个方面加以 讨论，其中最小方式系统是重点，最大 方式系统可通过与最小方式系统比较异 同来掌握。时序中的读写时序是重点， 要求能够画出读、写时序，同时结合总 线结构理解微处理器执行一条指令的过 程，即微处理器的工作原理。
1.
2.
总线定义及分类
几种常用芯片
3.
4.
8086的引脚功能及时序
系统总线的形成
5.
8088与8086的差异
5.1 总线定义及分类
1、总线定义
总线是一组公用导线，是计算机系统的重要
组成部分。它是计算机系统中模块（或子系统）
之间传输数据、地址和控制信息的公共通道。通
过总线，可以实现各部件之间的数据和命令的传
微机原理 第5章 8086 8088CPU总线操作与时序
8086
32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
RD BHE A0 送数据位 HOLD（RQ/GT0） HLDA（RQ/GT1） 0 0 D15-D0 WR（LOCK） 0 1 D15-D8 M/IO（S2） DT/R（S1） 1 0 D7-D0 DEN（S0） 1 1 无操作 ALE（QS0） INTA（QS1） T2-T4：输出状态信息S7 TEST READY ③在DMA方式时浮空 RESET
(4)外总线：微机系统与其它电子系统间公用信号线 微机原理与接口技术 第5章 8086/8088CPU的总线操作与时序
常见外总线
CAN RS232
IEEE- 488
USB SCSI
微机原理与接口技术
第5章 8086/8088CPU的总线操作与时序
第5章 教 学 内 容 §5.1 总线概念 §5.2 8086/8088引脚及功能 一、概述 二、8086管脚分类 （一）地址数据线 （二）地址状态线 （三）控制总线（1）-（17） （四) 单CPU模式管脚说明 (五) 多CPU模式引脚说明 三、8088管脚功能 §5.3 8086/8088支持的芯片及最大/最小系统 §5.4 CPU时序
微机原理与接口技术 (3)内总线-PC总线:微机内部各模块间的公用信号线。 第5章 8086/8088CPU的总线操作与时序
微机原理与接口技术 (3)内总线-ISA总线:微机内部各模块间公用信号线 第5章 8086/8088CPU的总线操作与时序
微机原理与接口技术 (3)内总线-PCI总线：微机内部各模块间公用信号线 第5章 8086/8088CPU的总线操作与时序
第5讲、8086_8088微处理器引脚功能、总线结构和时序
第五讲8086/8088微处理器引脚功能、总线结构和时序第一节、8086/8088引脚信号和功能第二节、8086/8088最小模式和最大模式第三节、8086/8088主要操作第四节、8086存储器的分体结构第一节8086/8088引脚信号和功能一、8086/8088的两种工作模式二、8086/8088引脚信号和功能一、8086/8088的两种工作模式8086/8088CPU有两种模式：最小模式和最大模式。
y最小模式系统中只有8086/8088一个微处理器(单处理器模式)。
所有的总线控制信号都直接由8086/8088产生。
总线控制逻辑电路被减少到最小。
适合于较小规模的系统。
y最大模式包含两个（以上）微处理器，其中一个主处理器是8086/8088，其他的处理器称为协处理器，协助主处理器工作。
适合于中等规模或大型的8086/8088系统中。
系统的控制总线由总线控制器8288来提供：¾8288增强了8088CPU总线的驱动能力；¾将8086的状态信号(S2~S0)进行译码，提供8086对存储器、I/O接口进行控制所需的信号。
最小模式与最大模式的主要区别8086/8088外部引脚图（括号内为最大模式时引脚名）8088地A14A13A12A11A10A9A8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMI INTR CLK 地Vcc(5V)A15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6SS0(HIGH)MN/MX RDHOLD(RQ/GT0)HLDA(RQ/GT1)WR(LOCK M/IO DT/R(S1)DEN(S0)ALE(QS0)INTA(QS1)TEST READY RESETVcc(5V)AD15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6BHE/S7MN/MX RDHOLD (RQ/GT0)HLDA (RQ/GT1)WR (LOCK)M/IO (S2)DT/R ( S1 )DEN (S0 )ALE (QS0)INTA (QS1)TEST READY RESET8086Vcc(5V)AD15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6BHE/S7MN/MX RDHOLD (RQ/GT0)HLDA (RQ/GT1)WR (LOCK)M/IO (S2)DT/R ( S1 )DEN (S0 )ALE (QS0)INTA (QS1)TEST READY RESET8086（1）地址/数据复用引脚(AD15~AD0 )是分时复用①在总线周期来输出要访问的存储器地址或口地址A15~A②在总线周期的其他时间内，作为双向数据总线：对8086就是（对8088地AD14AD13Vcc(5V)AD15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6BHE/S7MN/MXRDHOLD (RQ/GT0)HLDA (RQ/GT1)WR (LOCK)M/IO (S2)DT/R ( S1 )DEN (S0 )ALE (QS0)INTA (QS1)TESTREADYRESET8861.两种模式下公共引脚(2) 地址/状态复用引脚A19/S6~ A16/S3分时复用引脚，输出，三态。
第五章 8086的总线操作和时序
读信号， 三态输出，低电平有效，表示当前CPU正 在读存储器或I／O端口。
与工作方式无关的引脚功能
READY(Ready)准备就绪（输入）
准备就绪信号。由要访问的存储器或I／O设备向此引脚发出 的输入信号，高电平有效，表示CPU访问的存储器或I／O端口 己准备好传送数据。当READY无效时，要求CPU插入一个或多 个等待周期Tw，直到READY信号有效为止。 测试信号。由外部输入，低电平有效。当CPU执行WAIT指令 时(WAIT指令是用来使处理器与外部硬件同步)，每隔5个时钟 周期对TEST进行一次测试，若测试到该信号无效，则CPU继 续执行WAIT指令，即处于空闲等待状态；当CPU测到TEST输 入为低电平时，则转而执行WAIT的下一条指令。由此可见， TEST对WAIT指令起到了监视的作用。 TEST引脚信号用于多处理系统中，实现8086与协处理器间的 同步协调功能．
最小方式系统的基本配置
最大方式系统的基本配置
二、8086CPU引脚功能
与工作方式无关的引脚功能 最小工作方式下的引脚功能 最大工作方式下的引脚功能
与工作方式无关的引脚功能
AD15~AD0 (Address Data Bus， 双向、三态）
地址/数据复用信号，双向，三态。在T1状态（地 址周期）AD15～AD0上为地址信号的低16位A15～ A0；在T2 ～ T3状态（数据周期）AD15～AD0 上 是数据信号D15～D0。 地址/状态复用信号，输出。在总线周期的T1状态 A19/S6～A16/S3上是地址的高4位，即A19～A16， 用锁存器锁存；在T2～T4状态，A19/S6～A16/S3 上输出状态信息S6～S3 。
与工作方式无关的引脚功能
微机原理 8088的总线与时序
§4.2
8088的CPU系统
总线分
片内总线 芯片总线 系统总线
CPU系统的作用 产生系统三总线，由引脚功能可 知，还需附加地址锁存器，数据总线驱动器，时钟信号产 生器，总线控制器等。
一、地址锁存器
1.作用——将CPU发出的动态地址锁存，即暂存器。因为 低8位与高4位地址和数据与状态分时复用，先输出地址， 后输出数据/状态，然后利用这些稳定的地址，选择某个 存储单元或I/O口来读/写。DMA期间隔离8088与系统总线。
•控制信号产生器产生总线控制信号；
•控制逻辑控制8288工作方式。
3、命令信号——输出存储器读/写，I/O读/写，中断响应 信号。
（1）MRDC——存储器读命令（MEMR）——通知被选 正单元，把数据发送到数据总线上。
（2）MWTC——存储器写命令（MEMW）——把数据线 上的数据，写入被选中存储单元。
（2）WR 写信号（输出，三态），低电平有效，在执 行存储器或I/O端口的写操作时输出的一个选通信号。
（3）INTA 中断响应信号（输出），低电平有效，是 8088响应外部INTR而发出的响应回答信号。
（4）ALE 地址锁存允许信号（输出），高电平有效， 是8088发出的选通脉冲，将地址锁存到外部地址锁存器中。
复位地址
三、电源和定时线
(1) VCC+5V（±10%）。
（2）GND地线。
（3）CLK时钟信号（输入），一般由时钟信号发生器 8284输出，它提供8088的定时操作，PC机使用 CLK=4.77MHz,周期为210ns。
•附：倍频——80486DX2微处理器内部的时钟与外部的时 钟频率不同，当系统时钟进入微处理器内部时， 80486DX2会将其倍频，即内部＊2，如80486DX2-66的系 统时钟为33MHz，CPU内部时钟为66MHz（所以内部处理 速度快，外部速度慢，太快了速度跟不上）。
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微机原理与接口技术 第5章 8086/8088CPU的总线操作与时序
GND AD14 AD13 AD12 AD11 AD10 AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI INTR CLK GND
最小系统模式系统中只有8086一个处理器，所有的 控制信号都是由8086CPU产生。
最大系统模式系统中可包含一个以上的处理器，如协 处理器8087。系统规模比较大时，系统控制信号不由 8086直接产生，而通过与8086配套的总线控制器形成。
*DMA方式
•管脚分析内容： 信号流向：输入、输出、双向 管脚状态：0、1、高阻（悬空）
一、概述 二、8086管脚分类
（一）地址数据线 （二）地址状态线 （三）控制总线（1）-（17） （四) 单CPU模式管脚说明
(五) 多CPU模式引脚说明 三、8088管脚功能 §5.3 8086/8088支持的芯片及最大/最小系统 §5.4 CPU时序
一、微概机述原理与接口技术 第5章 8086/8088CPU的总线操作与时序 •8086、8088为40条引脚， DIP封装 •典型工作模式：
微机原理与接口技术 第5章 8086/8088CPU的总线操作与时序
微机原理与接口技术 第5章 8086/8088CPU的总线操作与时序
第1章
第2章
课 第3章
程
第4章 第5章
教 第6章
学
第7章 第8章
单 第9章
第10章
元 第11章
第12章
第13章
微型计算机基础知识 80X86/Pentium微处理器内部结构 指令系统 汇编语言程序设计 8086/8088CPU的总线操作与时序 微型计算机系统结构 半导体存储器 输入输出接口技术 中断与DMA技术 定时与计数技术 并行接口与串行接口 人机交互接口 模拟量输入输出接口
三、总线等级(按照总线位置分)
（1）片内总线（芯片级） （2）片间总线（元件级、局部总线） （3）内总线 （板级、系统总线） （4）外总线 （设备级、通信总线）
(1)片微内机总原线理:与CP接U口内技部术各功能第5单章 元80间86/的808公8CP用U的信总号线操线作与时序
(2)片微间机总原线理：与C接PU口与技其术它芯第片5章间的808公6/8用088信CP号U的线总线操作与时序
(4)外总微线机：原微理机与系接统口与技其术它电第子5章系8统086间/80公88C用PU信的总号线线操作与时序
常见外总线
RS232
CAN IEEE- 488
SCSI
USB
微机原理与接口技术 第5章 8086/8088CPU的总线操作与时序
第5章 教 学 内 容 §5.1 总线概念 §5.2 8086/8088引脚及功能
GND AD14 AD13 AD12 AD11 AD10 AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI INTR CLK GND
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VCC（5V） ① A19/S6～A16/S3
AD15 A16/S3
②输出、三态
A17/S4 A18/S5 A19/S6 BHE/S7 MN/MX
③分时复用:
T1输出高4位地址A19-A16 T2-T4输出状态信号S6-S3
微机原理与接口技术
§5.1 总线BUS概念
第5章 8086/8088CPU的总线操作与时序
一、总线定义: 微机中各模块、各设备间传输信息的一组
公用信号线。
二、总线标准: 在总线连接和传输信息时应该遵循的协议
和规范。包括：时钟、结构、电气、机械、协 议、仲裁规范等。
微机原理与接口技术 第5章 8086/8088CPU的总线操作与时序
01
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VCC（5V）
AD15
（一）地址/数据总线：
A16/S3
A17/S4 A18/S5
① AD0～AD15
A19/S6
BHE/S7 MN/MX
微机原理与接口技术 第5章 8086/8088CPU的总线操作与时序
第5章 教 学 内 容
§5.1 总线概念 一、总线定义 二、总线标准 三、总线等级
§5.2 8086/8088引脚及功能 §5.3 8086/8088支持的芯片及最大/最小系统 §5.4 CPU时序 重点：总线、时序，最大/最小系统组成 难点：各引脚使用方法，时序间的关系
(3)内微总机线原-理P与C总接线口技:微术机内部第5各章 模80块86/8间08的8CP公U的用总信线操号作与线时。序
(3)内微总机线原-理IS与A接总口线技:微术机内第部5章各8模08块6/80间88C公PU用的总信线号操作线与时序
(3)内微总机线原-理P与CI接总口线技：术微机第内5章部各808模6/8块088间CP公U的用总线信操号作与线时序
8微08机6原、理80与87接、口80技88术各芯片第5外章 型808及6/8808088C6PU管的脚总线分操作布与时序
8086
8088
8087
微机原理与接口技术
第5章 二808、6/808880C8P6U的管总脚线操分作与类时序
•电源线 : 3根 VCC,GND
•地址总线:20根 AD0-AD15,A16-A19, 数据总线: AD0-AD15,;
②双向、三态
RD
HHOLDLAD（（RRQQ//GG③TT10））分时复用:
WR（LOCK）
M/IO（S2） DT/R（S1）
T1 ：输出低16位地址
DEN（S0）
ALE（QS0） INTA（QS1）
T2-T4：作为16bit数据线
TEST
READY ④在DMA方式时浮空
RESET
微机原理与接口技术 第（5章二8）08地6/80址88/CP状U的态总总线操线作：与时序