【微机原理】16位微处理器
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。
复习知识点16微机原理
复习知识点第1章1、8086是一种16位微处理器，80486是一种32位微处理器。
2、CPU由运算器和控制器组成。
运算器的主要功能是算术运算与逻辑运算。
运算器的逻辑部件为算数逻辑单元。
3、ASCII码表中数字和字母的值。
’0’~’9’的ASCII码为30H~39H，’A’~’Z’的ASCII码为41H~5AH，’a’~’z’的ASCII码为61H~7AH。
4、无符号数，有符号数，数的补码表示。
①11000110为某数的二进制补码,该数的十进制原码为(-58)。
②十进制数+15的二进制补码为00001111。
③十进制数-15的二进制补码为11110001。
④现有8位二进制内容：00111001B，如果把它看成一个无符号整数，则它表示十进制数57；如果把它看成一个有符号的数，则它表示+57，这时它的最高位表示数的正负，为0表示正数，为1表示负数，且这个数用补码表示；如果把它看成一个ASCII码表示的字符，则它表示字符'9'；如果把它看成一个组合的BCD码，则它表示十进制数39。
5、微处理器通常包括运算器和控制器，一个微机系统应该由运算器、控制器、存储器和输入输出接口电路组成。
第2章1、8086有14个寄存器，4个数据寄存器为AX,BX,CX,DX，这四个16位的寄存器，每一个又可以分为2个8位的寄存器，分别称为AH,AL;BH,BL;CH,CL;DH,DL。
2、标志寄存器有9个标志位，其中状态标志有6个，控制标志有3个，各自的含义，哪些指令影响标志位，影响哪些标志位？，哪些指令不影响标志位？6个状态标志：AF：辅助进位标志CF：进位标志ZF：零标志SF：符号标志OF：溢出标志PF：奇偶标志3个控制标志：IF：中断允许标志DF：方向标志TF：单步执行标志一般算数逻辑指令会影响状态标志，但各个指令影响的标志位个数不同。
①8086CPU中零标志ZF=0表示运算结果不为0。
ZF=1表示运算结果为0。
微机原理 第三章 微处理器
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表3.1 通用寄存器的特定用法
寄存器 操作 寄存器 操作 在移位指令中作 移位次数计数器
AX
字乘，字除，字I/O
CL
AL
字节乘，字节除，字节I/O， 查表转换，十进制运算
字节乘，字节除
DX
字乘，字除指令 中作辅助累加器
堆栈操作，做堆 栈指针
AH
SP
BX
查表转换,做基址寄存器
SI
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2）逻辑地址与物理地址
逻辑地址（LA）和物理地址（PA）：
物理地址：就是存储器的实际地址，它是指CPU和存储器 进行数据交换时所使用的地址（20位）。
逻辑地址：是在程序中使用的地址，它由段基址和偏移地
址两部分组成（16位）。
物理地址=段基址（左移4位）＋偏移量
形成20位段 起始地址 16位
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2 . 8086/8088CPU的寄存器结构
8086/8088CPU中可供编程使用的有14个16位寄存器， 按其用途可分为3类：通用寄存器、段寄存器、指针和标 志寄存器，如所示。
AH BH CH DH SP BP SI DI FLAGS IP CS DS SS ES AL BL CL DL 累加器 基址寄存器 计数寄存器 数据寄存器 数据寄存器 通用寄存器 地址指针和 变址寄存器
2
3 4 5
6
存取一般变量（除3、4、5项外）
DS
有效地址EA
根据寻址方式计算出来的偏移量又叫操作数的有效地址EA
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4. CPU对堆栈的设置与操作
堆栈的功能：用于暂存数据和现场保护 （特别是在过程调用或中断处理时暂存断 点信息） 堆栈的解释：实际上是由特定存储单元 构成的一个存储区，只是在这个存储区中 信息的出入严格按照“先进后出”或“后 进先出”的规则进行。
《微机原理与接口技术》习题解答2(最新整理)
习题22.1 8086CPU具有20 条地址线，可直接寻址1MB 容量的内存空间，在访问I/O 端口时，使用地址线16条，最多可寻址64K 个I/O端口。
2.2 8086CPU的内部结构有何特点？由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？【解答】8086微处理器是典型的16位微处理器，HMOS工艺制造，集成了2.9万只晶体管，使用单一的+5V电源，有16根数据线和20根地址线；通过其16位的内部数据通路与设置指令预取队列的流水线结构结合起来而获得较高的性能。
8086微处理器内部安排了两个逻辑单元，即执行部件EU和总线接口部件BIU。
EU主要负责指令译码、执行和数据运算，包括计算有效地址；BIU主要完成计算物理地址、从内存中取指令、实现指令规定的读/写存储器或外部设备等信息传输类操作。
2.3 8086CPU中的指令队列的作用是预取指令，其长度是6 字节。
2.4 8086CPU内部寄存器有哪几种？各自的特点和作用是什么？【解答】CPU有14个内部寄存器，可分为3大类：通用寄存器、控制寄存器和段寄存器。
通用寄存器是一种面向寄存器的体系结构，操作数可以直接存放在这些寄存器中，既可减少访问存储器的次数，又可缩短程序的长度，提高了数据处理速度，占用内存空间少。
控制寄存器包括指令指针寄存器IP和标志寄存器FLAG：IP用来指示当前指令在代码段的偏移位置；FLAG用于反映指令执行结果或控制指令执行的形式。
为了实现寻址1MB存储器空间，8086CPU将1MB的存储空间分成若干个逻辑段进行管理，4个16位的段寄存器来存放每一个逻辑段的段起始地址。
2.5 8086的标志寄存器分为6 个状态标志位和3 个控制标志位，它们各自的含义和作用是什么？【解答】标志寄存器各标志位的含义和作用如下表：表2-1 标志寄存器FLAG中标志位的含义和作用标志位含义作用CF进位标志CF=1，指令执行结果在最高位上产生一个进位或借位；CF=0，则无进位或借位产生PF奇偶标志PF=1，结果低8位含偶数个1；PF=0，表示结果低8位含奇数个1AF辅助进位标志AF=1，运算结果的低4位产生了一个进位或借位；AF=0，则无此进位或借位ZF零标志ZF=1，运算结果为零；ZF=0，则运算结果不为零SF符号标志SF=1，运算结果为负数；SF=0，则结果为正数OF溢出标志OF=1，带符号数在进行运算时产生了溢出；OF=0，则无溢出TF陷阱标志TF=1，8086CPU处于单步工作方式；TF=0，8086CPU正常执行程序IF中断允许标志IF=1，允许CPU接受外部从INTR引脚上发来的可屏蔽中断请求信号；IF=0，则禁止接受可屏蔽中断请求DF方向标志DF=1，字符串操作指令按递减的顺序对字符串进行处理；DF=0，字符串操作指令按递增的顺序进行处理2.6 已知堆栈段寄存器（SS）=2400H，堆栈指针（SP）=1200H，计算该堆栈栈顶的实际地址，并画出堆栈示意图。
微机原理16位32位CPU(8086)
中 断 允 许
半 进 借 位 标 志
奇 偶 标 志
进 借 位 标 志
1-有进、借位 0-无进、借位
1-低4位向高4位有进、借位 0-低4位向高4位无进、借位
④标志寄存器
根据功能，标志可以分为两类：状态标志和控制标志
状态标志：表示前面的操作执行后，ALU所处的状态，这种状态像某 种先决条件一样影响后面的操作。 控制标志：表示对某一种特定的功能起控制作用。指令系统中有专门 的指令用于控制标志的设置和清除。 状态标志有6个，即SF、ZF、AF、PF、CF和OF ①符号标志SF（Sign Flag） 和运算结果的最高位相同。表示前面运
若TF=0 正常执行程序
返回
④标志寄存器
举例:
+ 0101 0100 0011 1001 0100 0111 0110 1010
3.8086的总线周期的概念
为了取得指令或传送数据，就需要CPU的总线接口部件执行一个 总线周期。 总线周期（机器周期）：CPU通过总线与存储器或I/O接口进行一 次数据传输所需的时间。 在8086/8088中，一个最基本的总线周期由4个时钟周期组成，将4
80386
80486 Pentium Pentium IV
32
32 32 32
27.5万
120万 310万 4200万
12.5M，后提高到 20M，25M，33M
25MHz逐步提高到 33MHz、50MHz 60MHZ和66MHZ， 后提高到200MHZ 2.4G
0.1us
2.1 16位微处理器8086
式下各位引脚功能，如出现功能不同的引脚再具体讲解 。
DIP双列直插式封装
QFP塑料方型扁平式封装
Pentium4 3.2GHz LGA775 栅格阵列封装
16、32位微机原理、汇编语言和接口技术教程课后习题答案解析
《16/32 位微机原理、汇编语言及接口技术教程》部分习题参考解答第1 章微型计算机系统概述〔习题1.2 〕什么是通用微处理器、单片机（微控制器）、芯片、嵌入式系统？〔解答〕通用微处理器：适合较广的应用领域的微处理器，例如装在机、笔记本电脑、工作站、服务器上的微处理器。
单片机：是指通常用于控制领域的微处理器芯片，其内部除外还集成了计算机的其他一些主要部件，只需配上少量的外部电路和设备，就可以构成具体的应用系统。
芯片：称数字信号处理器，也是一种微控制器，其更适合处理高速的数字信号，内部集成有高速乘法器，能够进行快速乘法和加法运算。
嵌入式系统：利用微控制器、数字信号处理器或通用微处理器，结合具体应用构成的控制系统，其典型的特点是把计算机直接嵌入到应用系统之中。
〔习题1.5 〕说明微型计算机系统的硬件组成及各部分作用。
〔解答〕：也称处理器，是微机的核心。
它采用大规模集成电路芯片，芯片内集成了控制器、运算器和若干高速存储单元（即寄存器）处理器及其支持电路构成了微机系统的控制中心，对系统的各个部件进行统一的协调和控制。
存储器：存储器是存放程序和数据的部件。
外部设备：外部设备是指可与微机进行交互的输入（）设备和输出（）设备，也称设备。
设备通过接口与主机连接。
总线：互连各个部件的共用通道，主要含数据总线、地址总线和控制总线信号。
习题1.6 〕什么是总线？微机总线通常有哪3 组信号？各组信号的作用是什么？〔解答〕总线：传递信息的共用通道，物理上是一组公用导线。
3 组信号线：数据总线、地址总线和控制总线。
（1）地址总线：传输将要访问的主存单元或端口的地址信息。
（2）数据总线：传输读写操作的数据信息。
（3）控制总线：协调系统中各部件的操作。
习题1.7 〕简答如下概念：（1）计算机字长（2）取指－译码－执行周期（3）（4）中断（5）总线解答〕（1）处理器每个单位时间可以处理的二进制数据位数称计算机字长。
（2）指令的处理过程，即指处理器从主存储器读取指令（简称取指），翻译指令代码的功能（简称译码），然后执行指令所规定的操作（简称执行）的过程。
《微机原理与接口技术》参考答案完整版
《微机原理与接口技术》习题参考答案习题21.为何说8086CPU是16位CPU？答：16位指的是8086CPU的字长，而字长一般来说和运算器、寄存器、总线宽度一致。
因为8086CPU的内部寄存器、内部运算部件以及内部操作都是按16位设计的，这决定了它的字长为16位。
2.8086CPU由哪两个单元组成？其中，指令队列在哪个单元中，有何作用？答：总线接口单元（Bus Interface Unit，BIU）和执行单元（Execution Unit，EU）。
指令队列在BIU中。
它的作用是当EU在执行指令时，空闲的BIU可以从内存读取后续指令到指令队列，这样就可以将取指令工作和执行指令工作重叠进行，从而提高CPU的工作效率，加快指令的执行速度。
3.8086CPU中8位寄存器和16位寄存器是什么关系？答：8086的通用寄存器包括数据寄存器、指针寄存器和变址寄存器。
其中数据寄存器包含AX、BX、CX、DX四个16位寄存器，但他们每个都可以分开作为两个单独的8位寄存器使用。
8086的指针寄存器和变址寄存器不可分割为8位寄存器。
4.8086CPU中的IP寄存器有何用途？答：IP寄存器是指令指针寄存器，用来存放下一条要执行的指令在代码段中的偏移地址。
在程序运行过程中，IP寄存器始终指向下一条指令的首地址，与CS寄存器联合确定下一条指令的物理地址。
8086就是通过IP寄存器来控制指令序列的执行流程。
5.在标志寄存器中，用于反映运算结果属性的标志位有哪些？它们每一位所表示的含义是什么？答：有CF、PF、AF、ZF、SF、OF。
它们的含义如下：CF：进位标志。
它记录运算时从最高有效位产生的进位值或结果值。
最高有效位有进位或有借位时CF=1，否则CF=0。
PF：奇偶标志。
它记录运算结果的奇偶检验条件。
当结果操作数中“1”的个数为偶数时PF=1，否则PF=0。
AF：辅助进位标志。
在字节运算时，由低半字节（字节的低4位）向高半字节有进位或借位时，AF=1，否则AF=0。
微机原理 复习8086
地址 数据
CLK DEN VCC 8284 RES 外部复位信号 RESET RDY MN/MX CLK RESET READY 8086 BHE A19~A16 AD15~AD0 INTR S0 S1 S2
பைடு நூலகம்
INTA AMWC DT/R AIOWC ALE MRDC MWTC IORC 8288 IOWC BHE AB 存储器 8286 T OE DB I/O接口
• 8086指令队列的作用是什么？ 答：作用是：在执行指令的同时从内存 中取了一条指令或下几条指令，取来的指 令放在指令队列中这样它就不需要象以往 的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的 工作，从而提高CPU的利用率。
EU
指令队列
BIU
8086CPU内部寄存器有哪几种？各自的特点 和作用是什么？ 8086CPU有14个16位寄存器和8个8位寄 存器，可分为： 数据寄存器；指针和变址寄存器；段寄 存器；指令指针寄存器；标志寄存器。
• 为了实现寻址1MB存储器空间，8086CPU将 1MB的存储空间分成若干个逻辑段进行管理， 4个16位的段寄存器来存放每一个逻辑段的 段起始地址。
• 已知堆栈段寄存器（SS）=2400H，堆栈指 针（SP）=1200H，计算该堆栈栈顶的实际 地址，并画出堆栈示意图。 • （SS）=2400H，（SP）=1200H ；PA=（SS）×10H＋（SP）= 2400H×10H ＋1200H = 25200H。
8086CPU 重新启动后，从何处开始执行指 令？ • 答：重新启动后，CS=FFFFH，IP=0000H，故 从物理地址为FFFF0H 的位置开始执行指令 。
8086 系统中存储器采用什么结构？用 什么信号来选中存储体？
• 答：8086 系统中，存储器采用分体结构，1MB 的 存储空间分成两个存储体：偶地址存储体和奇地 址存储体，各为512KB。 • 使用A0 和BHE 来区分两个存储体。当A0=0 时，选 中偶地址存储体，与数据总线低8位相连，从低8 位数据总线读/写一个字节。当BHE =0 时，选中奇 地址存储体，与数据总线高8 位相连，从高8 位数 据总线读/写一个字节。 • 当A0=0，BHE =0 时，同时选中两个存储体，读/写 一个字。
8086微处理器存取原则
8086微处理器存取原则
8086微处理器是一种16位微处理器，其存取原则包括以下几个方面：
1. 存储器的字节寻址能力，8086微处理器具有16位的数据总线和20位的地址总线，因此可以寻址的内存空间为2的20次方，即1MB。
它可以直接访问1MB的内存空间，这为当时来说是非常大的一个数字。
2. 存储器的字节和字寻址，8086微处理器可以以字节（8位）或字（16位）为单位进行存取。
它可以以字节为单位或者以字为单位进行寻址，这种灵活的寻址方式为程序员编写程序提供了便利。
3. 存储器的奇偶地址存取，8086微处理器的存储器奇偶地址存取是指它可以以字为单位存取数据，但是在存取字时，它要求字的起始地址必须是偶数。
如果字的起始地址为奇数，8086会进行两次内存访问，将两个奇地址的字节合并成一个字。
这种存取方式称为奇偶地址存取。
4. 存储器的段地址和偏移地址，8086微处理器采用段地址和
偏移地址的方式来访问内存。
它通过将一个16位的段地址左移4位再加上一个16位的偏移地址来得到20位的物理地址。
这种寻址方式可以方便地访问1MB的内存空间。
总的来说，8086微处理器的存取原则包括了对存储器的大小、存取单位、奇偶地址存取和段地址偏移地址寻址方式的规定，这些原则为程序员编写程序提供了灵活和方便的条件。
微机原理
1、ALU是执行算术和逻辑运算的装置，它以累加器A的内容作为一个操作数，另一个操作数由内部数据总线提供，内部数据总线上的数据来源于寄存器B或通过数据寄存器DR来源于内存储器，操作的结果放在累加器A中。
2、8086是INTEL系列的16位微处理器，它内部和外部数据总线宽度都是16位，地址总线宽度20位，内存储器的寻址空间为1MB，端口的寻址空间为64KB。
地址线与寻址空间关系：2的10次方为1KB。
3、BIU由4个16位的段地址寄存器（CS DS ES SS），16位的指令指针寄存器IP，20位的地址加法器，6B的指令队列缓冲器，16位的内部暂存器和总线逻辑控制器组成。
4、零标志ZF：指出前面运算执行后的结果是否为零，结果为零则ZF=1，结果非零则ZF=0 进位标志CF：加法运算最高位产生进位或减法运算引起最高位产生借位时CF=1，否则CF=0 溢出标志OF：当运算结果超出范围时就会产生溢出OF=1，否则OF=0。
中断标志IF：在中断过程中控制是否响应可屏蔽中断的请求。
当IF=0，则CPU不能响应可屏蔽中断请求。
5、物理地址=段地址*16+偏移地址。
4个时钟周期组成一个基本的总线周期T1 T2 T3 TWT4T1T2T3T4（TW为等待状态，TI为空闲状态。
6、8086CPU的存储器可寻址1MB的空间，在对I/O进行读写操作时。
20位地址中只有高16位有效。
堆栈段的基值存入SS寄存器，数据段的基值存入DS寄存器，代码段的基值存入CS寄存器，扩展段的基值存入ES寄存器。
7、操作数的寻址方式有：立即寻址，寄存器寻址，存储器寻址和I/O端口寻址。
寄存器既能作为源操作数又能作为目的操作数。
8、8086CPU的堆栈操作必须是字操作，先出后进次序。
9、LOOP是最基本的循环控制指令，它是将CX的内容减1.10、在8086CPU中断系统中通过与专用中断控制器8259A的配合使用，可以有8--64个可屏蔽的中断源。
微机原理第2章2
←电源引脚 ＋5V →地址高4位/状态复用引脚
地址/数据复用引脚 （双向）
←→
→高8位数据总线允许/状态复用引脚 ←最小/最大工作模式控制引脚 →读信号引脚（输出）
不可屏蔽中断请求引脚→ 可屏蔽中断请求引脚→ 时钟信号引脚→
←测试信号引脚（输入） ←“准备好”信号引脚（输入） ←复位信号引脚（输入）
• W （Write）写信号，三态输出，低电平 R
• M / IO （Memory/IO）存储器或I／O端口
• READY准备就绪信号。由外部输入，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。
• 8086/8088CPU芯片都是双列直插式集成电 路芯片，都有40个引脚； • 其中32个引脚在两种工作模式下的名称和 功能是相同的，还有8个引脚在不同的工作 模式下，具有不同的名称和功能。 • 8086的工作模式完全由硬件决定。
最小模式下管脚功能
• AD15~AD0（Address Data Bus） (16) 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。 • A19/S6~A16/S3（Address Status Bus）(4) 地址/状态复用信号，输出。在总周期 的T1状态A19/S6～A16/S3上是地址的高 4位。在T2～T4状态，A19/S6～A16/S3上 输出状态信息。 S6＝0 CPU当前与总线连通； S5＝1 CPU可以响应可屏蔽中断； S4S3用以指明当前使用的段寄存器， 00—ES，01—SS，10—CS，11—DS。
4 微机原理第四章 16位微处理器
20 位
AX BX CX DX
16 位 段 寄 存 器
指令指针
SP
BP DI SI
CS DS SS ES IP 内部暂存器 外部总线
EU
16 位
数据总线
运 算 寄 存器
总线
BIU
执行 控制 电路
控制 逻辑
8088 8位 8086 16位
A L U
指令对列
1 2 3 4
标志寄存器
8086为 6 字节
（（ 5 ）在执行转移指令时，指令队列中的原有内容被自动清 (3) 4 在执行指令的时，需要访问 EU又没有总线访问时， M或I/O设备，8088 EU会请求 BIU 1）当指令列已满，而且 ）每当 8086 的指令队列中有两个空字节（ 有一 2 EU 准备执行一条指令时，它会从指令队列取指 除， BIU 会接着往指令队列中装入另一个程序段中的指令。 便进入空闲状态。 BIU ，完成访问内存或 I/O端口的操作。 个空字节）时， BIU就会自动把指令取到指令队列中。 令，然后用几个时钟周期去执行指令。
16 位
总线接 口单元 （BIU）
总线 控制 逻辑 外部总线
8088 8位 8086 16位
运 算 寄 存器
指令对列
A L U
执行 控制 电路
8086为 6 字节
1
2
3
4
标志寄存器
执行单元 （EU）
4.1 8086的结构 从功能上分为两部分：BIU和EU, 内部结构如图所示。
4.2.1 执行单元EU
片内总线等
1. 第一代——4位或低档8位微处理器 第一代微处理器的典型产品是Intel公司
1971年研制成功的4004（4位CPU）及1972年 推出的低档8位CPU 8008。
16／32位微机原理、汇编语言及接口技术课后习题答案
微机原理第一章解：五代，详细见书解：微型计算机：以大规模、超大规模集成电路为主要部件，以集成了计算机主要部件——控制器和运算器的微处理器为核心，所构造出的计算机系统。
PC机：PC（Personal Computer）机就是面向个人单独使用的一类微机。
单片机：用于控制的微处理器芯片，内部除CPU外还集成了计算机的其他一些主要部件，如：ROM、RAM、定时器、并行接口、串行接口，有的芯片还集成了A/D、D/A转换电路等。
数字信号处理器DSP：主要面向大流量数字信号的实时处理，在宿主系统中充当数据处理中心，在网络通信、多媒体应用等领域正得到越来越多的应用解：微机主要有存储器、I/O设备和I/O接口、CPU、系统总线、操作系统和应用软件组成，各部分功能如下：CPU：统一协调和控制系统中的各个部件系统总线：传送信息存储器：存放程序和数据I/O设备：实现微机的输入输出功能I/O接口：I/O设备与CPU的桥梁操作系统：管理系统所有的软硬件资源解：系统总线：传递信息的一组公用导线，CPU通过它们与存储器和I/O设备进行信息交换。
好处：组态灵活、扩展方便三组信号线：数据总线、地址总线和控制总线。
其使用特点是：在某一时刻，只能由一个总线主控设备来控制系统总线，只能有一个发送者向总线发送信号；但可以有多个设备从总线上同时获得信号。
解：（1）用于数值计算、数据处理及信息管理方向。
采用通用微机，要求有较快的工作速度、较高的运算精度、较大的内存容量和较完备的输入输出设备，为用户提供方便友好的操作界面和简便快捷的维护、扩充手段。
（2）用于过程控制及嵌人应用方向。
采用控制类微机，要求能抵抗各种干扰、适应现场的恶劣环境、确保长时间稳定地工作，要求其实时性要好、强调其体积要小、便携式应用强调其省电。
解：解：I/O通道：位于CPU和设备控制器之间，其目的是承担一些原来由CPU处理的I/O任务，从而把CPU从繁杂的I/O任务中解脱出来。
微机原理-微处理器8086基础知识
02
微处理器8086基础知识
8086微处理器的结构与功能
8086微处理器由运算器、控制 器、寄存器组、内部总线等组成，
是计算机系统的核心部件。
8086微处理器具有处理指令、 执行算术逻辑运算、控制输入输 出等功能，是计算机实现信息处
理的关键部件。
8086微处理器采用16位字长， 支持多任务处理，可实现高效的
详细描述
基址加变址加变址加位移寻址方式是指操作数的地址由基址寄存器、变址寄存器、位移量共同确定。这种方式的 特点是可以通过对基址寄存器和变址寄存器的修改来方便地实现数据的传递和交换，同时也可以实现数组元素的 访问和修改。
04
8086的指令集
数据传送指令
MOV指令
用于将数据从一个位置移动到另一个 位置。格式为MOV dest, src。
06
8086的输入输出系统
输入输出指令
IN指令
用于从指定的I/O端口读取数据到累加器。
OUT指令
用于将累加器中的数据写入到指定的I/O端口。
输入输出指令对累加器内容的影响
使用IN指令后，累加器的内容将被替换为从I/O端口读取的数据；使用OUT指令后，累加 器的内容将被写入到指定的I/O端口，同时累加器的内容将被清零。
学习微机原理有助于培养学生的逻辑思维、问题解决能力以及创新能力，对未来的 职业发展具有重要意义。
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逻辑指令
AND、OR和XOR指令
用于执行逻辑与、或和异或操作。格式为 AND dest, src、OR dest, src和XOR dest, src。
NOT指令
用于执行逻辑非操作。格式为NOT dest。
控制转移指令
微机原理与接口技术-四章-16位微处理器
数据与指令的存储与访问
内存示意图
地址是数 据存放的 门牌号码 是标明数 据所在位 置的唯一 代号
所有CPU可以访问的数 据与指令都以二进制数 的形式存放在内存中
地址 0 1 2 … 255 …
内 容 00000100B（4） 10000000B（128） 00010001B（17） …… 00001111B (15) ……
数据寄存器
SP BP SI DI
IP
通用寄存器
地址指针和 变址寄存器
FLAGS
CS DS SS ES
控制寄存器
段寄存器
8086CPU内部寄存器结构
3．段寄存器 8086有四个段寄存器。为了寻址1MB内存，将内存分成若 干个逻辑段。每个段长64KB。使用四个段寄存器存放各段的基 本地址。 BIU中的四个段寄存器分别称为代码段CS(Code Segment) 寄存器、数据段DS(Data Segment) 寄存器、堆栈段SS(Stack Segment) 寄存器和附加段ES(Extra Segment) 寄存器。 CS段寄存器给出当前代码段的基址。DS段寄存器给出当前 数据段的基址。SS段寄存器给出当前堆栈段的基址。ES段寄存 器给出当前使用的附加段的基址。 4．控制寄存器 包括IP和FR两个16位寄存器。IP为指令指针寄存器，用来 存放代码段中的偏移地址。它与CS寄存器联用确定下一条指令 的物理地址。FR寄存器，下一小节将详细介绍。
2．指针及变址寄存器 包括SP、BP、SI、DI四个16位寄存器。它们可以像数据 寄存器一样在运算过程中存放操作数，但它们只能以字（16 位）为单位使用。此外，在段内寻址时用它们来提供偏移地 址。 SP：称为堆栈指针寄存器。用来指示栈顶的偏移地址， BP：称为基址指针寄存器。用作堆栈区中的一个基地址以 便访问堆栈中的其他信息。 SI：源变址寄存器。当与DS联用时，用来确定数据段中某 一存储单元的地址，在串处理指令中，SI作为隐含的源变址 寄存器，与DS联用达到在数据段寻址的目的。 DI：目的变址寄存器。在串处理指令中，DI作为隐含的目 的变址寄存器并ES联用在附加段中寻址，其它功能和使用方 法与SI基本相同。
微机原理课后习题答案
微机原理课后习题答案2.1 8086 CPU 在内部结构上由哪几部分组成?其功能是什么?【答】8086 的内部结构－成两部分:总线接口部件BIU，负责控制存储器读写。
执行部件EU,EU 从指令队列中取出指令并执行。
8086 是16 位微处理器，有16 根数据线、20 根地址线，内部寄存器、运算部件以及内部操作都是按16 位设计的。
2.2 8086 的总线接口部件有那几部分组成?【答】8086 的总线接口部件主要由下面几部分组成：4 个段寄存器CS/DS/ES/SS, 一个16 位的指令指针寄存器IP, 一个20 位地址加法器, 6 字节的指令队列,内部暂存器以及输入输出电路组成.2.3 8086 的执行部件有什么功能?由那几部分组成?【答】8086 的执行部件主要由下面几部分组成：（1）四个16 位通用寄存器AX、BX、CX、DX, 通用四个16 位专用寄存器,包括二个指针寄存器SP、BP, 二个变址寄存器SI、DI, 算术逻辑单元ALU,标志寄存器。
2.4 8086CPU 状态标志和控制标志又何不同?程序中是怎样利用这两类标志的? 8086 的状态标志和控制标志分别有哪些?【答】标志分两类：状态标志（6 位）：反映刚刚完成的操作结果情况。
控制标志（3 位）：在某些指令操作中起控制作用。
2.5 8086/8088 和传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同?这样的设计思想有什么优点? 8086CPU 执行转移指令时，指令队列寄存器内容如何变化？【答】传统的计算机一般按照取指令、指令译码/执行指令的步骤工作。
在8086/8088 中,指令的提取与执行分别由总线接口部件BIU 与执行部件EU 完成,8086/8088 可以在取指令同时又可以执行指令,这种并行工作方式有力的提高了CPU 的工作效率。
2.6 将两数相加，即0100 1100 加0110 0101，CF、PF、AF、ZF、SF、OF 各为何值？【答】0100 1100+0110 0101=10110001CF=0，PF=1，AF=1，ZF=0，SF=1，OF=12.7 存储器的逻辑地址由哪几部分组成？存储器的物理地址是怎样形成的？一个具有20 位地址线的CPU，其最大物理地址为多少？【答】存储器的逻辑地址由段地址与段内偏移地址组成。
微机原理与接口技术第2章习题教材
11、微处理器8086字符串操作中，用来存放源串
偏移地址的寄存器是 C 。
A. BP B. SP C. SI
D. DI
12、微处理器8086存放当前数据段地址的寄存器
是B。
A. CS B. DS C. ES
D. SS
13、8086CPU上INTR信号为下面那种信号有效？ 答案：C
A上升沿 B 下降沿 C 高电平 D 低电平 14、8086CPU中的SP寄存器是一个（ ）位的寄存
9、CPU访问存储器进行读写操作时，通常在 T3 状态 去检测READY ，一旦检测到READY无效，就在其后 插入一个或者多个 等待周期TW 周期。
10、8086中执行部件的功能是负责 全部指令的执行
11、8086 CPU中的总线接口部件BIU，根据执行部件
EU的要求，完成 CPU 与 存储器 或 I/O端口
第二章 习 题
填空题 1、8086/8088CPU的数据线和地址线是以 分时复用 方 式轮流使用的。
2、8086 CPU内部结构按功能分为两部分，即执行部 件EU和 总线接口部件BIU 。
3、8086是 16 位的微处理器，其内部数据通路
为 16 位。其对外数据总线为 16 位；8088内部数 据通路为 16 位，其对外数据总线为 8 位。
(
)
答案：对
17 、工作于最小方式的8086微处理器系统中，包含有
8288总线控制器。
正确答案：错
18 、 8086CPU从内存中读取一个字（16位） 必须用两个总线周期。 （错）
19 、最小方式下，主设备向8086发出HOLD总 线请求信号，若8086微处理器响应，则输出 HLDA信号。
正确答案：对
微机原理经典课件与试题3
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• 8086有6个字节的指令队列缓冲器，8088有4个字 节的指令队列缓冲器。 • 采用“先进先出”的原则，都会在执行指令的同 时，从内存中取下面一条或几条指令按顺序填入 指令队列中。这样就保证了8086/8088执行完一 条指令后可以立即执行下一条指令，也就是说执 行指令和取指令的时间可以重叠，从而提高了 CPU的利用率。 • 而早期的8位微处理器，取指令和执行指令是循环 进行的。 • ②执行部件EU • 功能：负责指令的执行
二、8086的引脚信号和工作模式 • 1、8086的引脚信号
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2．最小模式
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三、8086的的操作和时序
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• a.从数据总线上读取中断类型码，将其存入 内部暂存器。 • b.将标志寄存器(PSW)的值压入堆栈； • c.清楚中断允许标志IF和跟踪标志TF； • d.将断点保存到堆栈中； • e.根据前面得到的中断类型码，到内存0段 的中断向量表找到中断向量，再根据中断 向量转入相应的中断处理子程序。
• 1、总线操作 • 总线读操作——指CPU从存储器或I/O端口 读取数据。 • 总线写操作——指CPU将数据写入存储器 或I/O端口。
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1 微处理器概述
20世纪70年代后期，超大规模集成电路(VLSI)投入 使用，出现了第三代微处理器。Intel公司的8086／ 8088，Motorola公司的M68000和Zilog公司的 Z8000等16位微处理器相继问世，它们的运算速度比8 位微处理器快2～5倍，采用HMOS高密度工艺，集成度 达29 000个晶体管／片，赶上或超过了20世纪70年代 小型机的水平。从此，传统的小型计算机受到严峻的挑 战。
2.1 8086/8088CPU的结构
8086 CPU从功能上可分为两部分，即总线接口部件(bus interface unit，缩写为BIU)和执行部件EU(execution unit)。 8086的内部结构如下图所示。图的左半部分为执行单元EU，右 半部分为总线接口单元BIU。EU不与外部总线(或称外部世界)相 联，它只负责执行指令。而BIU则负责从存储器或外部设备中读 取指令和读/写数据，即完成所有的总线操作。这两个单元处于 并行工作状态，可以同时进行读/写操作和执行指令的操作。这 样就可以充分利用各部分电路和总线，提高微处理器执行指令 的速度。
微型计算机及应用
16位微处理器
1
概述
2 8086/8088微处理器
3 8086/8088的CPU总线 4 主要操作时序
1 微处理器概述
微处理器(microprocessor)是微型计算机的运算及控制部件， 也称中央处理单元(CPU)。它本身不构成独立的工作系统，因而 它也不能独立地执行程序。通常，微处理器由算术逻辑部件 (ALU)、控制部件、寄存器组和片内总线等几部分组成。
总之，20世纪70年代至今，微处理器的发展是其他 许多技术领域望尘莫及的，如1989年推出了80486， 1993年推出了Pentium及80586等更高性能的32位及 64位微处理器，它也促进了其他技术的进步。
本章以讲解16位8086／8088微处理器为中心，第 5章再介绍80386，80486及Pentium等芯片的原理。 因为它们是当今许多流行的微型计算机，如IBM PC及 许多兼容机联想，同方，COMPAQ等个人计算机的 CPU。
8086和8088 CPU的内部基本相同，但它们的外部性能是有 区别的。8086是16位数据总线，而8088是8位数据总线，在处 理一个16位数据字时，8088需要两步操作而8086只需要一步。
8086和8088 CPU的内部都采用16位字进行操作及存储器 寻址，两者的软件完全兼容，程序的执行也完全相同。然而， 由于8088要比8086有较多的外部存取操作，所以，对相同的程 序，它将执行得较慢。这两种微处理器都封装在相同的40脚双 列直插组件(DIP)中。
20世纪80年代以来，Intel公司又推出了高性能的 16位微处理器80186及80286。它们与8086／8088向 上兼容。80286是为满足多用户和多任务系统的微处理 器，速度比8086快5～6倍。处理器本身包含存储器管 理和保护部件，支持虚拟存储体系。
1 微处理器概述
1985年，第四代微处理器80386及M68020推出 市场，集成度达45万个晶体管／片。它们是32位微处 理器，时钟频率达40MHz，速度之快、性能之高，足 以同高档小型机相匹敌。
2.2 8086/8088 的寄存器 3.状态标志寄存器(status flags)
9个标志位，其中6个状态标志，3个控制标 志
2.2 8086/8088 的寄存器
（1）状态标志 反映EU执行算术或逻辑运算后的结果 进位标志位CF 加减运算执行后，最高位有进位或借位， CF=1；无进位或借位，CF=0 主要用于多字节加减运算 辅助进位标志位AF 最低4位D3～D0位有进位或借位，AF=1； 无进位或借位，AF=0
2.1 8086/8088CPU的结构
2.1 8086/8088CPU的结构
（1）执行单元EU(execution unit) EU负责执行指令，完成两种操作：算术逻辑运算、 计算存储器操作数的偏移地址
（2）总线接口单元BIU(bus interface unit) BIU完成所有的总线操作 EU和BIU并行工作，可以同时进行读/写操作和执
行指令的操作
2.2 8086/8088 的寄存器
8个 通用 寄存器
2个 控制寄存器
4个 段寄存器
2.2 8086/8088 的寄存器
1.通用寄存器
通用寄存器共8个：AX,BX,CX,DX,SP,BP,SI,DI， 均为16位,在EU部件中
AX,BX,CX,DX均可分成高8位和低8位，作为独立 的8位寄存器使用：AH,AL,BH,BL,CH,CL,DH,DL
16位微处理器
1
概述
2 8086/808U总线 4 主要操作时序
微型机是由具有不同功能的一些部件组成的。中央处理单 元(CPU)是微型机的心脏，它决定了微型机的结构。要构成一台 微型计算机，必须了解CPU的结构。本节将详细介绍 8086/8088 CPU的结构，它是掌握80x86微处理器和IBM PC 微型计算机的基础。
AX——累加器，BX——基址寄存器 CX——计数寄存器，DX——数据寄存器 SP——堆栈指示器，BP——基址指示器 SI——源变址寄存器，DI——目的变址寄存器
2.2 8086/8088 的寄存器
2.指令指示器IP(instruction point)
IP ——硬件电路，能自动跟踪指令地址。 在开始执行程序时,赋给IP第一条指令的地址, 然后每取一条指令,IP的值就自动指向下一 条指令的地址
第一代微处理器是1971年Intel公司推出的4004，以后又推 出了4040和8008。它们是4位及8位微处理器，只能进行串行的 十进制运算，集成度达到2 000个晶体管／片，用在各种类型的 计算器中已经完全能满足要求。
第二代微处理器是1974年推出的8080，M6800及Z80等。 它们是采用NMOS工艺的8位微处理器，集成度达到9 000个晶 体管／片。在许多要求不高的工业生产和科研开发中已可运用。 这些8位微处理器构成的计算机系统对许多算术运算和其他操作 都必须编制程序。8位微处理器只有16位地址线，最多可寻址 64K个存储单元，对于具有大量数据的大型复杂程序都可能是不 够的。