第2章微处理器与总线

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6
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7 8086 34
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wk.baidu.com
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21
VCC
AD15 A16 / S3 A17 / S4 A18 / S5 A19 / S6 BHE*/S7
MN / MX*
RD*
RQ0*/ GT0* (HO
RQ1* /GT1* (HLD
AD13
引脚区别
AD12
AD11
MN/MX*接高电平为最小组
AD10 AD9
态模式
AD8
AD7
MN/MX*接低电平为最大组 AD6
态模式
AD5 AD4
AD3
两种组态下的内部操作并 AD2
AD1
没有区别
AD0
NMI
IBM PC/XT采用最大组态 INTR CLK
GND
1
40
2
39
3
38
4
37
5
时钟发 生器
ALE
8088 CPU
地址 锁存
数据 收发
地址总线 数据总线
总线 控制器
第2章微处理器与总线
控制总线
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两种工作模式的选择方式
8088是工作在最小还是最大模式由MN/MX端状 态决定。MN/MX=0工作于最大模式，反之工作 于最小模式
第2章微处理器与总线
23
GND
两种组态利用MN/MX* AD14
采用并行流水线工作方式
—— 通过设置指令预取队列实现
CPU内 部结构
对内存空间实行分段管理
—— 将内存分为4个段并设置地址段寄存器，以实
现对1MB空间的寻址
支持多处理器系统
存储器 寻址部
分
工作模
式
第2章微处理器与总线
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8088CPU的两种工作模式
8088可工作于两种模式下
最小模式 最大模式
运算器由算术逻辑单元（ALU）、通用或专用寄存 器组及内部总线组成。
功能
算术运算和逻辑运算
提供操作数和暂存中间结果及结果特征的寄存器及 数据传送通道。
第2章微处理器与总线
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CPU内部总线
在CPU内部用于传送数据和指令的传送通道称 为CPU内部总线
运算器的结构根据其内部总线数量的不同分为 3种
程序与指令 指令执行的一般过程 指令的串行执行与并行流水线执行 8088/8086CPU的主要特点
第2章微处理器与总线
13
1. 程序和指令
程序：
具有一定功能的指令的有序集合
指令：
由人向计算机发出的、能够为计算机所识别的命令。
第2章微处理器与总线
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2. 指令执行的一般过程
取指令
指令译码
BUS 忙碌
执行 指令1
取指令2
分析 指令2
忙碌
执行 指令2
第2章微处理器与总线
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并行工作方式
8088CPU采用并行工作方式
EUCPU
取指令1
分析 指令1
取指令2
执行 指令1
分析 指令2
取指令2
执行 指令2
分析 指令2
BIU 忙碌
忙碌 忙碌 忙碌
第2章微处理器与总线
执行
指令2
忙碌
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4. 8088/8086 CPU的特点
最小模式为单处理器模式，控制信号较少， 一般可不必接总线控制器。
最大模式为多处理器模式，控制信号较多， 须通过总线控制器与总线相连。
第2章微处理器与总线
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最小模式下的连接示意图
时钟发 生器
ALE 8088 CPU
• •
地址 锁存
数据 收发
地址总线 数据总线 控制总线
第2章微处理器与总线
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最大模式下的连接示意图
LOCK * (WR *
S2*
(M / IO *
S1*
(DT / R *
S0 *
(DEN * )
QS0(ALE)
QS1(INTA)
TEST*
READY
RESET
第2章微处理器与总线
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二、8088CPU的引线及功能
分类学习这40个引脚（总线）信号 1. 数据和地址引脚 2. 读写控制引脚 3. 中断请求和响应引脚 4. 总线请求和响应引脚 5. 其它引脚
起作用的逻辑电平 高、低电平有效上 升、下降边沿有效
第2章：1. 最小模式下的引脚信号
AD0 ~ AD15（Address/Data） 地址/数据分时复用引脚
传送数据：双向、三态 传送地址：单向，三态
在访问存储器或外设的总线操作周期中，这 些引脚在第一个时钟周期输出存储器或I/O 端口的低16位地址A15 ~ A0 其他时间用于传送16位数据D15 ~ D0 在DMA方式时，这些信号线处于浮空（第 三态）
第2章微处理器与总线
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8088CPU的引线及功能
外部特性表现在其引脚信号上，学习
时请特别关注以下几个方面指：引 脚 信 号 的 定 义 、 作 用 ；
⑴ 引脚的功能
通常采用英文单词或其缩 写表示
⑵ 信号的流向 ⑶ 有效电平
信号从芯片向外输出， 还是从外部输入芯片，
⑷ 三态能力
或者是双向的
输出正常的低电平、高 电平外，还可以输出高 阻的第三态
第2章微处理器与总线
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§2.2 8088微处理器
第2章微处理器与总线
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主要内容：
8088/8086CPU的特点 8088CPU外部引线及功能； 8088CPU的内部结构和特点； 各内部寄存器的功能； 8088的工作时序。
第2章微处理器与总线
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一、8088/8086CPU的特点
了解：
读取操作数
执行指令
存放结果
第2章微处理器与总线
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3. 串行和并行方式的指令流水线
串行工作方式： 控制器和运算器交替工作，按顺序完成 上述指令执行过程。
并行工作方式： 运算器和控制器可同时工作。
第2章微处理器与总线
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串行工作方式
8088以前的CPU采用串行工作方式：
CPU 取指令1
分析 指令1
微处理器的功能； 微处理器的基本组成。
第2章微处理器与总线
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微处理器的功能
是计算机系统的核心 根据指令实现各种相应的运算 实现数据的暂存 实现与存储器和接口的信息通信 …….
第2章微处理器与总线
5
微处理器的一般构成
运算器 控制器 内部寄存器组
第2章微处理器与总线
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运算器
组成
第2章
微处理器与总线
第2章微处理器与总线
1
主要内容：
微处理器的一般构成及工作原理； 8088微处理器的特点、引线及结构； 总线的一般概念； *80386微处理器的特点及结构； *Pentium 4微处理器中的新技术。
第2章微处理器与总线
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§2.1 微型机概述
第2章微处理器与总线
3
了解：
单总线 双总线 三总线
第2章微处理器与总线
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控制器
1.指令控制
取出指令，分析指令，传送必要的操作数，存放结果。
2.时序控制
指令的执行是在时钟信号的严格控制下进行的。
3.操作控制
有效的完成个条指令的操作过程。
第2章微处理器与总线
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控制器
控制器的内部主要有以下几部分组成:
程序计数器(PC) 指令寄存器(IR) 指令译码器(ID) 时序控制部件 微操作控制部件