第2章-8086 8088微处理器
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用来存放二进制操作数，可以是参加操作的数据、 操作的中间结果、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。
17
通用寄存器
指针寄存器和变址寄存器
用于堆栈操作
SP (Stack Pointer), BP (Base Pointer), SI (Source Index), DI (Destination Index)
NUIST
第2章 8086/8088 微处理器
教学目标
掌握微处理器的内部功能结构组成。 理解和掌握微处理器的寄存器结构，明确各寄 存器的用法。 理解“段加偏移”的存储器寻址方法，掌握 物理地址和逻辑地址的关系。 掌握微处理器的总线周期的概念，理解微机 系统在时序作用下的工作过程。
2
主要内容
1 8086/8088微处理器特点 2 8086/8088微处理器结构 3 8086/8088 CPU工作模式和引脚 4 8086的总线时序
CX,DX • 堆栈指针寄存器SP(16位) • 基址指针寄存器BP(16位) • 目的变址寄存器DI(16位) • 源变址寄存器SI(16位)
11
指令执行部件EU（Execution Unit）
通用 寄存器
AH BH CH
AL BL CL
DH DL
指针 SP
和变址 BP 寄存器 DI
SI
AX BX CX DX
FLAGS IP
目的变址寄存器 变址寄存器 源变址寄存器
基址指针寄存器 栈指针寄存器
指针寄存器 CS
标志寄存器 指令指针寄存器
DS SS ES
16
通Hale Waihona Puke 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
段寄存器
通用寄存器
数据寄存器
AX (Accumulator), BX (Base Register), CX (Count Register), DX (Data Register) AH，AL，BH，BL，CH，CL，DH，DL
总线接口部件(BIU) 810486
2.2 8086/8088微处理器结构
功能结构 寄存器结构 存储器寻址 外部引脚
15
8086 CPU寄存器组
15 8 7 0 AH AL AX累加器 BH BL BX基址寄存器
CH CL CX计数寄存器 DH DL DX数据寄存器
数据寄存器
DI SI BP SP
6
NUIST
2.2 8086/8088微处理器结构
功能结构 寄存器结构 存储器寻址 外部引脚
7
2.2.1 8086/8088 功能结构
通用 寄存器
AH BH CH
AL BL CL
DH DL
指针 SP
和变址 BP 寄存器 DI
SI
AX BX CX DX
ALU数据总线
16位
暂存寄存器
EU
ALU
控制 器
10
指令执行部件EU（Execution Unit）
通用 寄存器
AH BH CH
AL BL CL
DH DL
指针 SP
和变址 BP 寄存器 DI
SI
AX BX CX DX
16位
暂存寄存器
EU
ALU
控制 器
FLAGS
执行部件(EU)
功能 执行部件负责执行指令 组成
• ALU（算术逻辑单元） • 数据寄存器(16位/8位):AX,BX,
3
NUIST
2.1 8086/8088微处理器特点
8086/8088的基本特点
Ch3~Ch4
❖ 指令系统功能齐全，各类指令133条
❖ 多种寻址方式，适用于高级语言中的数组和记录等 数据结构形式
❖ 16位数据总线与地址总线复用。
Ch2
❖ 20位地址线，存储器可寻址1MB范围
❖16位I/O端口线，可寻址64K端口地址。 Ch6
μP
总线 BUS
取指1 执行1 取指2 执行2 取指3 执行3 取指4 执行4 … t
忙
忙
忙
忙
…t
重叠执行：取指和执行重叠进行
EU
执行1 执行2 执行3 执行4执行5 执行6 …
t
8086 CPU
BIU 取指1 取指2 取指3 取指4 取指5 取指6
…
t
BUS 忙 忙 忙 忙 忙 忙
… t
大大减少了等待指令所需的时间，提高了CPU的利用率和整个系统
CS DS
SS
ES IP
内部寄存器
16位
数据
• 产生20位的物理地址
输入 输出 外部总线
•
组成 4个16位的段寄存器(CS,DS,
控制
ES,SS)
电路
• 1个16位的指令指针寄存器
8位 1 2 3 4 5 6
IP • 1个地址加法器：用于产生
指令队列缓冲器
20位物理地址
总线接口部件(BIU)
寄存器都是16位的，如何得到
∑ 20位地址总线
CS
数据总线
DS
16位
SS
ES IP
内部寄存器
输入输出 控制电路
外部总线
(16位数据
总线)
8位 1 2 3 4 5 6
指令队列缓冲器
FLAGS
执行部件(EU) 8
总线接口部件(BIU)
总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）
∑ 20位地址总线
功能 • 与内存或I/O端口传送指令或
的执行速度
13
8086与8088的区别(1)
8088的EU与8086一样，而BIU略有区别
∑ 20位地址总线
8088的为8
位。
CS DS
SS
ES IP
内部寄存器
16位
输入 外部总线 输出
控制
8088电路
(16位数 据总线)
8088的外 部数据总 线为8位。
8位 1 2 3 4 5 6
1234
指令队列缓冲器
20位物理地址？
9
总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）
∑ 20位地址总线
组成
CS DS
SS
ES IP
内部寄存器
16位
• 6个字节的指令队列：FIFO
输入 输出 外部总线
控制
电路
• 输入/输出控制电路（总线 控制逻辑）
• 内部寄存器
8位 1 2 3 4 5 6 指令队列缓冲器
总线接口部件(BIU)
4
2.1 8086/8088微处理器特点
8086/8088的基本特点
Ch7
❖ 具有较强的中断处理能力(软中断、非屏蔽和可屏蔽 三类)
❖ 具有管理和响应DMA操作的能力
Ch6
❖ 可以实现多处理器协调和管理总线的能力。
Ch2
5
主要内容
1 8086/8088微处理器特点 2 8086/8088微处理器结构 3 8086/8088 CPU工作模式和引脚 4 8086的总线时序
16位
暂存寄存器
EU
ALU
控制
器
FLAGS
执行部件(EU)
功能 执行部件负责执行指令 组成
• 标志寄存器FLAGS • 执行部件的控制电路(完成指
令译码等)
12
取指令和执行指令重叠进行
8086 CPU 为什么分成 EU 和 BIU 两个部分？
顺序执行：取指和执行交替进行
一般8位 CPU(8080)
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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通用寄存器
指针寄存器和变址寄存器
用于堆栈操作
SP (Stack Pointer), BP (Base Pointer), SI (Source Index), DI (Destination Index)
NUIST
第2章 8086/8088 微处理器
教学目标
掌握微处理器的内部功能结构组成。 理解和掌握微处理器的寄存器结构，明确各寄 存器的用法。 理解“段加偏移”的存储器寻址方法，掌握 物理地址和逻辑地址的关系。 掌握微处理器的总线周期的概念，理解微机 系统在时序作用下的工作过程。
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主要内容
1 8086/8088微处理器特点 2 8086/8088微处理器结构 3 8086/8088 CPU工作模式和引脚 4 8086的总线时序
CX,DX • 堆栈指针寄存器SP(16位) • 基址指针寄存器BP(16位) • 目的变址寄存器DI(16位) • 源变址寄存器SI(16位)
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指令执行部件EU（Execution Unit）
通用 寄存器
AH BH CH
AL BL CL
DH DL
指针 SP
和变址 BP 寄存器 DI
SI
AX BX CX DX
FLAGS IP
目的变址寄存器 变址寄存器 源变址寄存器
基址指针寄存器 栈指针寄存器
指针寄存器 CS
标志寄存器 指令指针寄存器
DS SS ES
16
通Hale Waihona Puke 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
段寄存器
通用寄存器
数据寄存器
AX (Accumulator), BX (Base Register), CX (Count Register), DX (Data Register) AH，AL，BH，BL，CH，CL，DH，DL
总线接口部件(BIU) 810486
2.2 8086/8088微处理器结构
功能结构 寄存器结构 存储器寻址 外部引脚
15
8086 CPU寄存器组
15 8 7 0 AH AL AX累加器 BH BL BX基址寄存器
CH CL CX计数寄存器 DH DL DX数据寄存器
数据寄存器
DI SI BP SP
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NUIST
2.2 8086/8088微处理器结构
功能结构 寄存器结构 存储器寻址 外部引脚
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2.2.1 8086/8088 功能结构
通用 寄存器
AH BH CH
AL BL CL
DH DL
指针 SP
和变址 BP 寄存器 DI
SI
AX BX CX DX
ALU数据总线
16位
暂存寄存器
EU
ALU
控制 器
10
指令执行部件EU（Execution Unit）
通用 寄存器
AH BH CH
AL BL CL
DH DL
指针 SP
和变址 BP 寄存器 DI
SI
AX BX CX DX
16位
暂存寄存器
EU
ALU
控制 器
FLAGS
执行部件(EU)
功能 执行部件负责执行指令 组成
• ALU（算术逻辑单元） • 数据寄存器(16位/8位):AX,BX,
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NUIST
2.1 8086/8088微处理器特点
8086/8088的基本特点
Ch3~Ch4
❖ 指令系统功能齐全，各类指令133条
❖ 多种寻址方式，适用于高级语言中的数组和记录等 数据结构形式
❖ 16位数据总线与地址总线复用。
Ch2
❖ 20位地址线，存储器可寻址1MB范围
❖16位I/O端口线，可寻址64K端口地址。 Ch6
μP
总线 BUS
取指1 执行1 取指2 执行2 取指3 执行3 取指4 执行4 … t
忙
忙
忙
忙
…t
重叠执行：取指和执行重叠进行
EU
执行1 执行2 执行3 执行4执行5 执行6 …
t
8086 CPU
BIU 取指1 取指2 取指3 取指4 取指5 取指6
…
t
BUS 忙 忙 忙 忙 忙 忙
… t
大大减少了等待指令所需的时间，提高了CPU的利用率和整个系统
CS DS
SS
ES IP
内部寄存器
16位
数据
• 产生20位的物理地址
输入 输出 外部总线
•
组成 4个16位的段寄存器(CS,DS,
控制
ES,SS)
电路
• 1个16位的指令指针寄存器
8位 1 2 3 4 5 6
IP • 1个地址加法器：用于产生
指令队列缓冲器
20位物理地址
总线接口部件(BIU)
寄存器都是16位的，如何得到
∑ 20位地址总线
CS
数据总线
DS
16位
SS
ES IP
内部寄存器
输入输出 控制电路
外部总线
(16位数据
总线)
8位 1 2 3 4 5 6
指令队列缓冲器
FLAGS
执行部件(EU) 8
总线接口部件(BIU)
总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）
∑ 20位地址总线
功能 • 与内存或I/O端口传送指令或
的执行速度
13
8086与8088的区别(1)
8088的EU与8086一样，而BIU略有区别
∑ 20位地址总线
8088的为8
位。
CS DS
SS
ES IP
内部寄存器
16位
输入 外部总线 输出
控制
8088电路
(16位数 据总线)
8088的外 部数据总 线为8位。
8位 1 2 3 4 5 6
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指令队列缓冲器
20位物理地址？
9
总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）
∑ 20位地址总线
组成
CS DS
SS
ES IP
内部寄存器
16位
• 6个字节的指令队列：FIFO
输入 输出 外部总线
控制
电路
• 输入/输出控制电路（总线 控制逻辑）
• 内部寄存器
8位 1 2 3 4 5 6 指令队列缓冲器
总线接口部件(BIU)
4
2.1 8086/8088微处理器特点
8086/8088的基本特点
Ch7
❖ 具有较强的中断处理能力(软中断、非屏蔽和可屏蔽 三类)
❖ 具有管理和响应DMA操作的能力
Ch6
❖ 可以实现多处理器协调和管理总线的能力。
Ch2
5
主要内容
1 8086/8088微处理器特点 2 8086/8088微处理器结构 3 8086/8088 CPU工作模式和引脚 4 8086的总线时序
16位
暂存寄存器
EU
ALU
控制
器
FLAGS
执行部件(EU)
功能 执行部件负责执行指令 组成
• 标志寄存器FLAGS • 执行部件的控制电路(完成指
令译码等)
12
取指令和执行指令重叠进行
8086 CPU 为什么分成 EU 和 BIU 两个部分？
顺序执行：取指和执行交替进行
一般8位 CPU(8080)