第2章 8086 微处理器及其系统结构

（增址）； 设置DF＝1，串操作后存储器地址自动减量 （减址）。
中断允许标志IF(Interrupt-enable Flag)
用于控制外部可屏蔽中断是否可以被处理器响应：
设置IF＝1，则允许中断； 设置IF＝0，则禁止中断。
陷阱标志TF（Trap Flag）
用于控制处理器是否进入单步执行方式：
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，正是 这种既相互独立又相互配合的关系，使得 8086可以在执行指令的同时，进行取指令代 码的操作，也就是说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，实现流水线作业 ，大大提高了工作效率。
∑
20位
16位
暂存寄存器
CS DS SS制 电路
8088的指令 队列是4B 执行部分 控制电路
外 部 总 线
12 3 4 5 6
ALU
标志寄存器
8位 指令队列缓冲器
执行部件 （EU)
总线接口部件 （BIU)
从功能上来看，8086CPU可分为 两部分，即总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）和执行部件EU （Execution Unit）。在执行指令的 过程中，两个部件形成了两级流水线： 执行部件执行指令的同时，总线接口 部件完成从主存中预取后继续指令的 工作，使指令的读取与执行可以部分 重叠。
总线接口部件(BIU)和执行部件(EU)按 以下流水线技术原则协调工作，共同完成 所要求的信息处理任务. ①每当8086的指令队列中有两个空字 节，BIU就会自动把指令取到指令队列中 。其取指的顺序是按指令在程序中出现的 前后顺序。
②每当EU准备执行一条指令时，它会从 BIU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。在执行指令 的过程中，如果必须访问存储器或者I／O端 口，那么EU就会请求BIU，进入总线周期，完 成访问内存或者I／O端口的操作；如果此时 BIU正好处于空闲状态，会立即响应EU的总线 请求。如BIU正将某个指令字节取到指令队列 中，则BIU将首先完成这个取指令的总线周期 ，然后再去响应EU发出的访问总线的请求。
8086的寄存器组
对汇编语言程序员来说，8086内部结构就是
可编程的寄存器组 执行单元EU 8个通用寄存器 1个标志寄存器 1个指令指针寄存器 4个段寄存器
第二章 8086微处 理器及其系统结构
8086的功能结构 8086的寄存器组 8086微处理器引脚信号 8086微处理器典型时序分析
8086的寄存器组
执行单元EU 8个通用寄存器(AX/BX/CX/DX
SI/DI BP/SP)
1个标志寄存器(FR) 1个指令指针寄存器(IP)
4个段寄存器(CS/DS/ES/SS)
零标志ZF（Zero Flag）

若运算结果为0，则ZF = 1； 否则ZF = 0 注意：ZF为1表示的结果是0
3AH + 7CH＝0B6H，结果不是零：ZF = 0 84H + 7CH＝00 ，结果为零 ：ZF =1
符号标志SF（Sign Flag）
运算结果最高位为1，则SF
= 1；否则SF = 0
OF DF IF TF SF ZF
AF
PF
CF
进位标志CF（Carry Flag）
当运算结果的最高有效位有进位（加法）或
借位（减法）时，进位标志置1，即CF = 1； 否则CF = 0。 0AAH + 7CH＝（1）26H，有进位：CF = 1 3AH + 7CH＝ 0B6H , CF = 0
变址寄存器
变址寄存器常用于存储器寻址时提供地址 SI是源变址寄存器
DI是目的变址寄存器
在串操作类指令中，SI和DI具有特别的功
能
指针寄存器
指针寄存器用于寻址内存堆栈内的数据 SP为堆栈指针寄存器，指示栈顶的偏移地 址。SP不能再用于其他目的，具有专用性 BP为基址指针寄存器，表示数据在堆栈段 中的基地址 SP/BP寄存器与SS段寄存器联合使用以确 定堆栈段中的存储单元地址
总线接口部件BIU
●功能：负责完成取指令送指令队列，配合执行 部件的动作，从内存单元或I/O端口取操作数，或 者将操作结果送内存单元或者I/O端口。BIU由以 下部分组成。 ① 地址加法器和段寄存器 1个20位地址加法器、4个16位段寄存器 ，地 址加法器将16位的段寄存器内容左移4位，与16位 偏移地址相加，形成20位的物理地址。 ② 16位指令指针IP 指令指针IP用来存放下一条要执行指令在代码 段中的偏移地址。

堆栈（Stack）
堆栈是主存中一个特殊的区域
它采用先进后出FILO（First
In Last Out） 或后进先出LIFO（Last In First Out）的 原则进行存取操作，而不是随机存取操作方 式。 堆栈通常由处理器自动维持。在8086中，由 堆栈段寄存器SS和堆栈指针寄存器SP共同指 示
第二章 8086微处 理器及其系统结构
8086的内部结构 8086的寄存器组 8086微处理器引脚信号 8086微处理器典型时序分析
8086 CPU是Intel公司一种16位微处理器 ，是第三代微处理器的代表,是80X86的基本 型。它有16根数据线和20根地址线，所以可 寻址的地址空间是220＝1MB，内部总线和ALU 全部为16位，可以进行8位和16位操作。以下 是8086CPU实物图。
8086 CPU内部寄存器如图所示。
数据寄存器
数据寄存器用来存放计算的结果和操作数 每个寄存器又有它们各自的专用目的：
AX——16位累加器，使用频度最高，用
于算术、逻辑运算以及与外设传送信息 等；AL为8位累加器。 BX——基址寄存器，常用来做基址指针， 指向一批连续存放操作数的基地址。 CX——计数器，作为循环和串操作等指 令中的隐含计数器。 DX——数据寄存器，用来存放外设端口 的16位地址，或双字长数据的高16位。
设置TF＝0，处理器正常工作；
设置TF＝1，处理器每执行一条指令就中断
一次，中断编号为 1 （称单步中断） TF 也被称为单步标志。 单步执行和单步调试 利用单步中断可对程序进行逐条指令的调试。 这种逐条指令调试程序的方法就是单步调试。
标志的分类
指令的执行与标志有很大关系。 标志分成两类： 状态标志——用来记录程序运行结果的状态 信息，许多指令的执行都将自动地改变它。 CF OF AF SF ZF PF 控制标志——可由用户根据需要用指令进行 设置，用于控制处理器的具体工作方式。 DF IF TF
3AH + 7CH＝0B6H，最高位D7＝1：SF = 1 84H + 7CH＝（1）00H，最高位D7＝0：SF = 0
奇偶标志PF（Parity Flag）
当运算结果最低字节中“1”的个数为零或偶
数时，PF=1；否则PF=0。
例如：
3AH + 7CH＝B6H＝10110110B，
结果中有5个1，是奇数，则 PF=0
注意：PF标志仅反映最低8位中“1”的个数 是偶或奇，即使是进行16位字操作。
溢出标志OF（Overflow Flag）
若算术运算的结果有溢出，则OF=1；否则
OF＝0。 问题： 什么是溢出？ 溢出和进位有什么区别？ 程序员如何运用？
什么是溢出
处理器内部以补码表示有符号数 8位表达的整数范围是：＋127～－128 16位表达的范围是：＋32767～－32768 如果运算结果超出这个范围，就产生了溢出 有溢出，说明有符号数的运算结果不正确

例：
96= 01100000 ＋ 65= 01000001 161= 10100001 CF=0 无进位 OF=1 有溢出
7.有符号数的扩展运算CBW [＋96]补= 00000000 01100000 +[＋65]补= 00000000 01000001 [+161]补= 00000000 10100001 OF=0（无溢出，结果对）
8086 CPU是Intel公司一种16位微处理器 ，是第三代微处理器的代表,是80X86的基本 型。它有16根数据线和20根地址线，所以可 寻址的地址空间是220＝1MB，内部总线和ALU 全部为16位，可以进行8位和16位操作。以下 是8086CPU实物图。
8086内部结构
AH BH CH DH AL BL CL DL SP BP SI DI 通用寄存器
可编程的寄存器组 执行单元EU 8个通用寄存器 1个标志寄存器 1个指令指针寄存器 4个段寄存器
标志寄存器
标志（Flag）用于反映指令执行结果或控制
指令执行形式 8086处理器的各种标志形成了一个16位的标 志寄存器FR
15 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
地址加法器
∑
20位
16位
暂存寄存器
CS DS SS ES IP 内部暂存器
16位
总线控制 电路
8088的指令 队列是4B 执行部分 控制电路
外 部 总 线
12 3 4 5 6
ALU
标志寄存器
8位 指令队列缓冲器
执行部件 （EU)
总线接口部件 （BIU)
8086的寄存器组
对汇编语言程序员来说，8086内部结构就是
小结 CPU内部组成及各完成的功能
8086CPU由总线接口部件BIU和执行部件EU两
部分组成。 总线接口部件负责与存储器和I0端口之 间传送数据,总线口部件主要包括：4个段地 址寄存器；一个指令指针寄存器IP；一个20 位地址加法器；6字节指令队列；内部寄存器； 总线控制电路。 执行部件负责指令的执行，主要包括： 8个16位通用寄存器；标志寄存器；算术逻辑 单元ALU和EU控制电路。