8086-16位微处理器介绍
8086结构组成
8086结构组成8086是一款16位微处理器，它的结构组成非常复杂。
本文将从以下几个方面来详细介绍8086的结构组成。
一、总体结构8086由三个主要部分组成：执行单元（EU）、总线接口单元（BIU）和寄存器组。
1.执行单元：负责执行指令并进行算术和逻辑运算。
2.总线接口单元：负责与外部设备通信并控制数据传输。
3.寄存器组：包括通用寄存器、段寄存器和指令指针寄存器等。
二、执行单元1.指令队列指令队列是执行单元中的一个重要部分，它可以存储多条指令，以便快速地进行取指令操作。
当EU需要执行一条新的指令时，它会从队列中取出下一条指令并开始执行。
2.算术逻辑单元算术逻辑单元（ALU）是执行单元中的核心部分，它可以进行各种算术和逻辑运算，如加、减、乘、除、与、或等操作。
ALU还可以处理条件跳转和无条件跳转等控制操作。
3.状态标志寄存器状态标志寄存器（FLAGS）用于记录ALU运算的结果，以便EU进行下一步操作。
FLAGS寄存器包括零标志位、进位标志位、溢出标志位等。
三、总线接口单元1.地址加法器地址加法器（AFA）是BIU的核心部分，它可以将内部地址转换为外部地址，并控制数据传输。
2.指令缓存器指令缓存器（IC）用于存储从内存中读取的指令。
当EU需要执行一条新的指令时，BIU会从IC中取出相应的指令并传输给EU。
3.数据缓存器数据缓存器（DC）用于暂时存储从内存中读取或写入的数据。
当EU 需要访问内存时，BIU会将相应的数据传输到DC中，EU再从DC中读取或写入数据。
四、寄存器组1.通用寄存器8086有8个16位通用寄存器，分别命名为AX、BX、CX、DX、SI、DI、BP和SP。
这些寄存器可以用于保存临时数据和计算结果等。
2.段寄存器8086有4个16位段寄存器，分别命名为CS、DS、ES和SS。
这些寄存器用于保存程序和数据在内存中的位置信息。
3.指令指针寄存器指令指针寄存器（IP）用于保存下一条指令在内存中的地址。
8086cpu
8086 CPU简介8086 是英特尔（Intel）公司于 1978 年推出的 16 位微处理器。
它是最早的 x86 微处理器之一，被广泛应用于个人电脑（PC）的起步阶段，对于计算机技术的发展和普及起到了重要的推动作用。
本文将介绍 8086 CPU 的基本特征、工作原理和应用领域。
8086 CPU 的特点1.16 位架构： 8086 CPU 是一种 16 位微处理器，相对于 8 位微处理器，它能够处理更多的数据，提高计算机的处理能力。
2.寻址能力强： 8086 CPU 支持 1MB 的物理内存寻址，这在当时是非常先进的。
它通过分段的方式来实现 1MB 内存的寻址，其中代码段和数据段的概念对于内存管理非常重要。
3.复杂指令集： 8086 CPU 拥有丰富的指令集，包括算术运算、逻辑运算、条件分支、循环等指令。
这使得编程人员能够更灵活地进行程序设计。
4.支持多种工作模式： 8086 CPU 支持实模式和保护模式两种工作模式，实模式是与早期的 8080 和 8085 微处理器兼容的模式，保护模式则是为了在用户程序和操作系统之间提供更高的安全性和稳定性。
8086 CPU 的工作原理8086 CPU 主要包括以下几个部分：1.总线接口单元（BIU）：负责处理与外部器件之间的数据传输，例如内存读写、I/O 设备访问等。
2.执行单元（EU）：负责指令的解码和执行，包括算术逻辑运算、数据传输等操作。
3.时钟发生器（CLK）：生成 CPU 的时钟信号，控制CPU 的工作频率。
8086 CPU 的工作过程如下：1.取指令（Fetch）： BIU 从指令队列（Instrution Queue）中读取指令，并将其送往指令寄存器（Instruction Register）中进行解码。
2.解码指令（Decode）： EU 解码指令，并将执行所需的数据从寄存器堆或内存中读取出来。
3.执行指令（Execute）： EU 执行指令中的操作，包括算术运算、逻辑运算、数据传输等。
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
第2章 16位微处理器8086
计算机原理讲义
总线接口单元Bointer)
16位IP存放当前代码段(CS)所要取出的下一条指令的偏移地址
3) 地址加法器∑
8086用20位地址线寻址1MB内存空间，但其内部寄存器是16位的， 因此需要用地址加法器∑根据16位寄存器的值计算出20位物理地址
计算机原理讲义
存储器和I/O管理
3. 8086 I/O编址
8086用低16根地址线，寻址64KB的I/O端口，编址为 0000H～FFFFH
一个I/O端口通常对应I/O接口电路中的一个存储单元，微机为每 个端口分配一个地址，即为端口号 实际使用中8086只使用低10根地址线，寻址1KB的I/O端口
计算机原理讲义
执行单元EU
4) 标志寄存器 FLAG
6位状态标志，3位控制标志IF、DF、TF，剩下7位保留
15 14 13 12 11 10 9 IF 8 7 6 5 4 AF 3 2 PF 1 0 CF
OF DF
TF SF ZF
CF（Carry Flag）进(借)位标志，加法运算最高位产生进位或减法运算 最高位产生借位，则CF置1，否则置0 AF（Auxiliary Carry Flag ）辅助进位标志，加法运算时第3位往第4位 有进位，或减法运算时第3位往第4位有借位，则AF置1，否则置0 ZF（Zero Flag）零标志, 若当前运算结果为零, 则ZF置1,否则置0 SF（Sign Flag）符号标志，与运算结果最高位相同，若为负数，则SF 置1，否则置0，SF指示了当前运算结果是正还是负 OF（Overflow Flag）溢出标志，有符号数算术运算结果溢出，则OF置1， 否则置0 PF（Parity Flag）奇偶标志，运算结果低8位所含1个数为偶数则PF置1， 否则置0 计算机原理讲义
8086 晶体管数量
8086 晶体管数量
8086是Intel系列的16位微处理器，芯片上有4万个晶体管，采用HMOS工艺制造，用单一的+5V电源，时钟频率为4.77MHz~10MHz。
8086有16根数据线和20根地址线，它既能处理16位数据，也能处理8位数据。
关于8086的晶体管数量，有不同的说法。
一种说法称，其晶体管数量约为29000个；另一种说法称，其晶体管数量为4万个。
8086处理器的晶体管数量较多的主要原因是当时的计算需求和技术限制。
早期的个人计算机需要在处理大量的数据时能够提供较高的性能。
而为了实现这一目标，需要使用较多的晶体管。
与后来的处理器相比，8086的晶体管数量较少。
例如，1997年的Intel Pentium II （奔腾II）处理器有750万个晶体管，1999年的Intel Pentium III（奔腾III）有950万个晶体管，而2000年的Intel Pentium 4（奔腾4）则有4210万个晶体管。
综上所述，8086的晶体管数量是一个有争议的话题。
关于其确切的数量，不同的资料给出了不同的答案。
尽管如此，不可否认的是，在那个时期，8086处理器的晶体管数量已经相当可观了，这主要归功于当时的技术限制和计算需求。
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。
8086-16位微处理器介绍
8086-16位微处理器介绍第⼆章 8086/8088（16位）微处理器第⼀节、16位微处理器第⼀代微处理器 1971年Intel 公司推出4004和8008，是4和8位微处理器，采⽤PMOS ⼯艺。
第⼆代微处理器 1974年推出的8080、M6800、Z-80等，是8位微处理器，采⽤NMOS ⼯艺。
第三代微处理器 70年代后期Intel 公司推出8086/8088、Motorola 公司M68000、Zilog 公司的Z8000，是16位微处理器，采⽤HMOS ⼯艺。
80年代以来，Intel 公司推出80186⽤80286，与8086/8088兼容。
第四代微处理器 1985年，推出的80386及M68020是32位微处理器。
1989年推出80486。
1993年推出Pentium 及80586等更⾼性能的32位和64位微处理器。
第⼆节8086/8088CPU 结构微处理器 8086, 8088结构类似，内部都是16位总线，但外部性能是有区别。
8086CPU 功能结构分为两部分：总线接⼝部件BIU ，执⾏部件EU 。
两部分各⾃执⾏⾃⼰的功能并⾏⼯作，这种⼯作⽅式与传统的计算机在执⾏指令时的串⾏⼯作相⽐极⼤的提⾼了⼯作效率。
计算机执⾏程序时，CPU 的⼯作顺序是：取指令执⾏指令再取指令再执⾏指令．．．特点：CPU 串⾏⼯作。
8086CPU ⼯作顺序是：取指令，执⾏指令同时进⾏。
特点：CPU 并⾏⼯作。
⼀、执⾏部件数据4个通⽤寄存器 : A X , B X , C X , D X4个专⽤寄存器 S P , B P , S I , D I算术逻辑部件：ALU8086/8088的EU 的特点1个标志寄存器： F R ；分成两类：状态标志、控制标志F R 的格式：⼆、总线接⼝部件BIU功能：负责与存储器、I/O 端⼝传送数据BIU 的组成：4个段地址寄存器（16位）：CS 、DS 、ES 、SS16位指令指针寄存器IP20位地址加法器6字节的指令队列⼀条指令20地址的形成：由代码段CS 左移4位后与指令指针寄存器IP 内容相加得到注意：指令执⾏单元（EU ）的功能：⼀般情况下，指令按照它存放的顺序先后执⾏，EU 源源不断地从指令队列中取得指令代码，达到满负荷地连续执⾏指令⽽省去“取指令”的时间。
8086cpu的结构和功能
8086cpu的结构和功能8086CPU是由英特尔公司开发的一款经典的16位微处理器。
它是在20世纪80年代初面世的，也是当时最新一代的微处理器。
8086CPU具有复杂的结构和强大的功能，为计算机技术的发展做出了重要贡献。
本文将从多个方面介绍8086CPU的结构和功能。
首先，我们来了解8086CPU的整体结构。
8086CPU包括两个主要部件：执行部件和总线控制部件。
执行部件由数据总线单元（DBU）、算术逻辑单元（ALU）和寄存器组成，负责实际进行数据的处理和运算。
总线控制部件包括指令队列、指令译码器和时序控制器，负责控制数据和指令的传输以及处理器的时序控制。
这种分离的结构使得8086CPU 具有高效的指令执行能力。
其次，我们来探讨8086CPU的功能特点。
8086CPU具有许多强大的功能，包括多种数据类型支持、分段式寻址、以及可扩展的指令集等。
首先是多种数据类型支持。
8086CPU支持多种数据类型，包括字节、字和双字等。
这使得它能够处理各种不同类型的数据，适应了不同应用场景的需求。
其次是分段式寻址。
8086CPU采用分段式寻址的方式，将内存划分为多个段，每个段具有独立的段地址。
这种寻址方式可以灵活地管理内存，提高内存的利用率，并且方便编程。
最后是可扩展的指令集。
8086CPU的指令集非常丰富，包括各种数据处理、逻辑控制、输入输出、以及字符串操作等指令。
同时，8086CPU还支持通过软件扩展指令集，满足用户的个性化需求。
总之，8086CPU作为一款经典的微处理器，具有复杂的结构和强大的功能。
它为计算机技术的发展做出了重要贡献，为后续的微处理器设计奠定了基础。
通过多种数据类型支持、分段式寻址和可扩展的指令集等特点，8086CPU实现了高效的数据处理和灵活的内存管理，为用户的应用提供了广泛的功能支持。
参考文献：1. Patterson, D.A., & Hennessy, J.L. (2017). Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface. Morgan Kaufmann.2. Kip Irvine. (2016). Assembly Language for x86 Processors. Pearson.。
8086微处理器
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8086引脚介绍
VCC、GND：电源、接地 引脚(3个)，5V
两种模式下，名称和功能相同的32个引脚
AD15—AD0（Address Data Bus）:地址/数据复用信 号输入/输出引脚(16个),分时 输出 。 A19/s6—A15/s3（Address Status Bus）: 地址/状态复用 信号输出引脚(4个),分时输出。
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8086引脚介绍
最大模式
Lock(Lock)：总线封锁，输出引脚，低电平有效， 当该引脚输出低电平时，系统中其它总线部件就不 能占用系统总线。 RQ/GT0、RQ/GT1 (Request/Grant)：总线请求 信号输入/总线允许信号，输出引脚。这两个信号端 可同时接CPU以外的两个协处理器，用来发出使用 总线的请求信号和接收CPU对总线请求信号的应答。 这两个引脚都是双向的，请求与应答信号在同一引 脚上分时传输，方向相反。其中 RQ/GT0比 RQ/GT1 的优先级高。
最小模式
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8086引脚介绍
最小模式
INTA（Interrupt Acknowledge）:中断响应信号，输出引脚，低电 平有效。该引脚是CPU响应中断请求后，向中断源发出的认可信号。
ALE（Address Lock Enable）:地址锁存允许，输出引脚，高电 平有效。CPU通过该引脚向地址锁存器8282/ 8283发出地址锁存允 许信号，把当前地址/数据复用总线上输出的地址信息，锁存到地址 锁存器8282/8283中去。
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8086引脚介绍
TEST(Test):测试信号，输入引脚，低电平有 效,TEST信号与WAIT指令结合起来使用，CPU执行 WAIT指令后，处于等待状态，当TEST引脚输入低电 平时，系统脱离等待状态，继续执行被暂停执行的指 令。
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。
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
8086寻址范围
8086寻址范围
8086是一种16位微处理器，其寻址范围相对有限。
在这个范围内，我们可以通过不同的方式来访问内存和外设。
8086的内存寻址范围是从0x00000到0xFFFFF，共计1MB的地址空间。
这个范围被分为多个段，每个段的大小为64KB，共有65536个段。
每个段又被分为16个段内偏移，每个偏移表示一个字节。
因此，8086可以寻址的内存单元总数为65536*16=1048576，即
1MB。
在8086中，我们可以通过使用段寄存器和偏移寄存器来访问内存。
段寄存器存储了段的起始地址，而偏移寄存器则存储了段内的偏移地址。
通过将段寄存器和偏移寄存器的值相加，我们可以得到要访问的内存地址。
除了内存，8086还可以通过端口来访问外设。
端口是一种特殊的
I/O地址，用于与外设进行通信。
8086的端口寻址范围是从0x0000到0xFFFF，共计65536个端口。
通过向端口写入数据或从端口读取数据，我们可以与外设进行交互。
除了直接寻址，8086还支持间接寻址。
间接寻址是通过使用寄存器来访问内存。
8086有8个通用寄存器，包括AX、BX、CX、DX、SI、DI、BP和SP。
通过将寄存器的值作为内存地址，我们可以访问存储在该地址处的数据。
总结起来，8086的寻址范围包括1MB的内存和65536个端口。
通过使用段寄存器和偏移寄存器，我们可以访问内存。
同时，通过使用通用寄存器，我们也可以间接地访问内存。
这种灵活的寻址方式使得8086能够满足各种应用的需求，并成为了计算机发展历程中的重要里程碑。
8086芯片
8086芯片8086芯片是由英特尔公司推出的一款16位微处理器芯片，于1978年首次发布。
它是第一款采用x86指令集的微处理器，被广泛应用于个人电脑和工业控制系统中。
以下是关于8086芯片的详细介绍。
8086芯片采用了16位数据总线和20位地址总线，支持最大1MB的内存寻址能力。
它的时钟速度通常在5-10 MHz之间，相对于早期的8位微处理器，它具备更高的处理能力和更大的内存寻址范围。
8086芯片采用了引入了许多创新的架构设计，其中包括分段存储器结构和实模式与保护模式的切换能力。
分段存储器结构将内存划分为多个段，每个段的大小可以达到64KB。
这种设计使得8086芯片可以灵活地管理内存，提供更好的内存管理能力。
实模式与保护模式的切换能力使得8086芯片可以在不同的工作模式之间切换，以适应不同的应用需求。
8086芯片可以执行多种指令，包括算术指令、逻辑指令、数据传输指令、控制转移指令等。
它的指令集被称为x86指令集，是现今个人电脑及服务器等计算设备使用最广泛的指令集之一。
8086芯片的指令集支持16位和8位操作数，提供了丰富的指令功能，可以满足复杂的应用需求。
8086芯片在应用方面具备广泛的适用性。
它可以用于个人电脑、工作站、嵌入式系统等多种设备中。
在个人电脑领域，8086芯片的性能和可靠性为后来的x86系列微处理器奠定了基础，成为了现代个人电脑发展的重要里程碑。
尽管8086芯片已经有40多年的历史了，但它的设计理念和架构思想仍然对于计算机体系结构的研究和教学有着重要的影响。
它的分段存储器结构和实模式与保护模式的设计不仅为后来的x86微处理器提供了参考，也为其他体系结构的设计带来了启示。
总结来说，8086芯片是一款具备16位数据总线和20位地址总线的微处理器芯片，采用了创新的架构设计，具备了高性能和内存管理能力。
它的指令集成为现代个人电脑的基础，对计算机体系结构的研究和教学有着重要影响。
尽管已经有40多年的历史，8086芯片仍然被广泛应用于各种计算设备中。
8086微处理器的指令集架构
8086微处理器的指令集架构8086微处理器是一种16位的通用微处理器，由英特尔公司于1978年发布。
它的指令集架构称为x86，后来的许多处理器都是基于该架构进行扩展的。
这个指令集架构是8086微处理器与其后继处理器（如80286、80386等）之间的兼容性的基础，影响了后来的计算机硬件和软件设计。
8086指令集架构具有大量的指令和寻址模式，这些指令可以操作不同的数据类型和寄存器。
下面我们来介绍一些8086指令集的主要特点和功能：1.数据传送指令：- MOV：用于将数据从一个位置复制到另一个位置。
例如，MOV AX, BX可以将BX寄存器的内容复制到AX寄存器。
- PUSH和POP：用于将数据从寄存器或内存推送到堆栈或从堆栈中弹出。
例如，PUSH AX将AX寄存器的内容推送到堆栈中。
2.算术和逻辑指令：- ADD、SUB、INC和DEC：用于对寄存器或内存中的数据执行加法、减法、递增和递减操作。
- AND、OR、XOR和NOT：用于对寄存器或内存中的数据执行逻辑操作，如与、或、异或和取反。
- MUL和DIV：用于对寄存器或内存中的数据执行乘法和除法操作。
3.控制转移指令：- JMP：用于无条件跳转到指定标签或内存位置。
- JZ、JNZ、JE、JNE等：用于根据条件跳转到不同的指令位置。
例如，JZ表示如果零标志位为真，则跳转。
- CALL和RET：用于调用和返回子程序。
4.串操作指令：- MOVS、LODS、STOS、CMPS：用于在内存之间复制、加载、存储和比较数据。
- REP和REPE：用于重复执行串操作指令。
5.输入输出指令：- IN和OUT：用于从输入输出端口读取和写入数据。
- INT和IRET：用于进行中断和中断返回操作。
在8086指令集架构中，还有一些特殊的指令和寻址模式，用于实现更复杂的功能。
例如，8086支持段寻址模式，即使用段寄存器和偏移地址的组合来访问内存。
此外，还有一些面向特定任务的指令，如乘法指令和浮点操作指令等。
简述8086微处理器工作过程_概述及解释说明
简述8086微处理器工作过程概述及解释说明1. 引言1.1 概述8086微处理器是Intel公司于1978年推出的一种16位微处理器。
它是英特尔80x86系列中的第一个成员，也是后来广泛应用的x86架构的基础。
通过对8086微处理器工作过程进行简要概述和解释说明，本文旨在帮助读者更好地理解这一经典微处理器的工作原理。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分：引言、8086微处理器工作过程、8086微处理器的工作原理分析、8086微处理器的数据传输和操作方式以及结论。
在“引言”部分，将对文章整体进行概述,明确目标，并简要介绍该文各个部分的内容与主题重点.1.3 目的本文旨在提供有关8086微处理器工作过程的详细解释和说明，使读者了解其架构、指令执行流程、内部寄存器和指令集等关键信息。
此外，还将深入探讨8086微处理器的工作原理，包括数据总线与地址总线、控制信号和时序控制以及内部组成结构与功能模块等方面。
最后，文章还将重点介绍数据传输和操作方式，并回顾关键要点。
希望通过本文的阅读，读者能够对8086微处理器的工作过程有更全面、深入的理解，并为未来微处理器的发展做出贡献。
这是引言部分的相关内容，请按照这个框架进行详细撰写。
2. 8086微处理器工作过程：2.1 架构概述：8086微处理器是Intel公司于1978年推出的一款16位微处理器。
它采用复杂指令集计算机（CISC）架构，具有数据总线宽度为16位，地址总线宽度为20位，并拥有14个16位寄存器。
该处理器运行在最大频率为5 MHz的时钟速度下，可以执行多达290,000条指令每秒。
2.2 指令执行流程：8086微处理器的指令执行流程可以分为取指、译码、执行和写回四个阶段。
首先，从内存中读取指令并将其存储在指令寄存器中；然后，译码单元将指令解码成相应的操作，并从内存或寄存器中获取操作数；接下来，在算术逻辑单元（ALU）中进行运算或逻辑操作；最后，将结果写回到寄存器或内存中。
8086的应用及原理图
8086的应用及原理图一、简介8086是由英特尔（Intel）公司于1978年推出的一款16位微处理器。
它成为了后续x86架构的基础，并且在80年代和90年代广泛应用于各种个人电脑和工作站中。
二、8086的应用8086微处理器在各个领域有着广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：1.个人电脑：8086是最早的一种个人电脑用微处理器。
在80年代和90年代，它极大地推动了个人电脑的发展，成为了当时最主流的处理器。
2.工业控制：8086在工业控制系统中也被广泛使用。
由于其较高的计算能力和稳定性，能够处理复杂的算法和控制逻辑，因此在自动化生产线、仪器仪表和机械设备等方面有着重要的应用。
3.嵌入式系统：由于8086具有较小的体积和低功耗的特点，使得它在嵌入式系统中有广泛的应用。
像医疗设备、智能家居和智能穿戴设备等嵌入式系统中，8086可以负责控制和处理各种传感器和设备。
4.航空航天：8086在航空航天领域有着重要的作用。
由于其高可靠性和强大的计算能力，使得它被广泛应用于火箭控制系统、卫星通信和导航系统等方面。
三、8086的原理图1. 存储器单元•内部存储器：用于存放指令和数据，包括寄存器和内存。
–寄存器：包括通用寄存器、指令指针寄存器、段寄存器等。
–内存：分为代码段、数据段和堆栈段等。
2. 控制单元•指令寄存器（IR）：用于存放当前执行的指令。
•程序计数器（PC）：存放指令的地址。
•指令译码器：将指令解码为对应的操作。
•控制逻辑：根据指令执行的需求，控制各个模块的工作。
3. 算术逻辑单元•运算器：负责执行各种算术运算和逻辑运算。
•标志寄存器（FLAGS）：状态寄存器，记录运算结果中的状态。
4. 输入输出单元•输入端口：负责接收外部设备的数据。
•输出端口：负责将数据发送给外部设备。
四、总结8086微处理器作为早期个人电脑使用的重要组成部分，对计算机技术的发展有着深远的影响。
它在个人电脑、工业控制、嵌入式系统和航空航天等领域有着广泛的应用。
8086微处理器
8086/8088微处理器8086是全16位微处理器，内、外数据总线都是16位。
8088是准16位微处理器，内数据总线是16位，外数据总线是8位。
二者除外数据总线位数及与此相关的部分逻辑稍有差别外，内部结构和基本性能相同，指令系统完全兼容。
1. 内部结构8086/8088微处理器从功能上可分为两个独立的处理单元：执行单元EU(Execution Unit)和总线接口单元BIU(Bus Interface Unit)。
其内部结构如图2.1所示。
执行单元EU由8个16位的通用寄存器、1个16位的标志寄存器、1个16位的暂存寄存器、1个16位的算术逻辑单元ALU及EU控制电路组成。
8个通用寄存器中，AX、BX、CX、DX为数据寄存器，用于存放参与运算的数据或运算的结果，它们中的每一个既可以作为一个16位寄存器使用，又可以将高、低8位分别作为两个独立的8位寄存器使用。
作为8位寄存器时，它们的名称分别为AL、AH、BL、BH、CL、CH、DL、DH。
这些寄存器除了用作通用寄存器外，通常还有各自特殊的用法： AX作累加器，所有的I/O指令及一部分串操作必须使用AX或AL来执行，另外还有一些指令使用AX及由AX 分出的AL、AH作为缺省的操作数，如乘、除法指令；BX作基址寄存器，在计算内存地址时，常用于存放基址；CX作计数寄存器，可以在循环、重复的串操作及移位操作中被作为计数器来使用；DX作数据寄存器，在一些I/O指令中用来保存端口地址。
指针寄存器SP和BP分别为堆栈指针寄存器和基址指针寄存器，作为通用寄存器的一种，它们可以存放数据，但实际上，它们更经常、更重要的用途是存放内存单元的偏移地址。
而变址寄存器DI和SI则主要用于变址寻址方式的目的变址和源变址。
图2.1 8086/8088CPU内部结构示意图总线接口单元BIU由4个16位的段寄存器(CS、SS、DS、ES)、1个16位的指令指针寄存器IP、1个与EU通信的内部暂存器、1个指令队列、1个计算20位物理地址的地址加法器∑及总线控制电路组成。
8086微处理器
2021年1月30日星期六
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1.3 8086系统存储器的组织
8086系统在实模式下允许的最大寻址空间是1 MB，8086工 作在实模式，其地址宽度为20位，采用存储器地址分段的方法 来解决16位字长机器提供20位地址的问题。
1.存储器地址分段 2.逻辑地址与物理地址的计算
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1.4 8086/8088微处理器的引脚功能
总线控制逻辑。
4 6字节的指令队列。
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2.执行部件EU
算术逻 辑单元ALU
标志 寄存器
通用寄 存器组
EU控制器
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பைடு நூலகம்
1.2 8086的寄存器
1.通用寄存器 通用寄存器除了可以存放通用数据以外，都还有自己的特定功能。 2.专用寄存器 8086及以前的机器专用寄存器包括IP、SP和FLAGS 3个16位寄存器。 3.段寄存器 8086有4个16位段寄存器。
8086微处理器
8086微处理器是Intel系列的16位微处理器，它采用HMOS 工艺制造，双列直插，有40个引脚。8086微处理器的电源为单 一5V，主时钟频率为5 MHz～10 MHz。它的外部数据总线为16 位，地址线为20根。因为可用20位地址，所以可寻址的地址空 间达1 MB。
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SS（stack segment）
第二章： 16位微处理器8086
2. 段寄存器
DS CS ES SS 数据段寄存器 (Data Segment) 代码段寄存器 (Code Segment) 附加段寄存器 (Extra Segment) 堆栈段寄存器 (Stack Segment)
这些段寄存器的内容与有效的地址一起， 用于确定内存的物理地址。通常用CS、DS、 ES以及SS用于确定代码段、数据段、附加 段以及堆栈段的基地址。
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
49H + 6DH＝B6H，结果不是零：ZF = 0
75H + 8BH＝（1）00H，结果是零：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
有符号数据用最高有效位表示数据的符号 所以，最高有效位就是符号标志的状态
溢出的判断
判断运算结果是否溢出有一个简单的 规则： 只有当两个相同符号数相加（包括不 同符号数相减），而运算结果的符号 与原数据符号相反时，产生溢出，因 为，此时的运算结果显然不正确。 其他情况下，则不会产生溢出
辅助进位标志AF（Auxiliary Carry Flag）
运算时D3位（低半字节）有进位或
8086的16位通用寄存器是： AX BX CX DX SI DI BP SP 其中前4个数据寄存器都还可以分成高8位和 低8位两个独立的寄存器。 8086的8位通用寄存器是： AH BH CH DH AL BL CL DL 对其中某8位的操作，并不影响另外对应8位 的数据。
数据寄存器
DF IF TF
进位标志CF（Carry Flag）
第2讲 16位微处理器8086_1
7
SF
6
ZF
5
Х
4
AF
3
Х
2
PF
1
Х
0
CF
Х Х Х Х
9个标志位可以分为两类，一类叫状态标志， 用来表示运算结果的特征，它们是CF、PF、AF、 ZF、SF和OF；另一类叫控制标志，用来控制CPU
的操作，它们分别是IF、DF和TF。
25
状态标志:
① OF（Overflow Flag）溢出标志（一般指补码溢出） 在运算过程中，如操作数超过了机器表示的范围称为溢出， 此时， OF=1 ，否则，OF=0 。 字节允许范围： -128—+127
8086CPU总线接口设有4个16位段寄存器， 分别为代码段寄存器CS，数据段寄存器DS，
附加段寄存器ES和堆栈段寄存器SS。
24
4. 标志寄存器FR 8086CPU内部有1个16位标志寄存器，其中规
定9位为标志位，7位未用，其具体格式如下：
15 14 13 12 11 10
OF DF
9
IF
8
TF
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
标志: 运算结果最高位为0 运算结果本身≠0 低8位中1的个数为奇数个 最高位没有进位 第三位向第四位无进位 ∴SF=0； ∴ZF=0； ∴PF=0； ∴CF=0； ∴AF=0；
次高位向最高位没有进位 ，最高位向前没有进位 , ∴OF=0 。 31
例2：执行两个数的加法，分析对标志位的影响。
8086系统的硬件结构
系统总线BUS 系 统 总 线 形 成
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第二章 8086/8088（16位）微处理器第一节、16位微处理器第一代微处理器 1971年Intel 公司推出4004和8008，是4和8位微处理器，采用PMOS 工艺。
第二代微处理器 1974年推出的8080、M6800、Z-80等，是8位微处理器，采用NMOS 工艺。
第三代微处理器 70年代后期Intel 公司推出8086/8088、Motorola 公司M68000、Zilog 公司的Z8000，是16位微处理器，采用HMOS 工艺。
80年代以来，Intel 公司推出80186用80286，与8086/8088兼容。
第四代微处理器 1985年，推出的80386及M68020是32位微处理器。
1989年推出80486。
1993年推出Pentium 及80586等更高性能的32位和64位微处理器。
第二节8086/8088CPU 结构微处理器 8086, 8088结构类似，内部都是16位总线，但外部性能是有区别。
8086CPU 功能结构分为两部分：总线接口部件BIU ，执行部件EU 。
两部分各自执行自己的功能并行工作，这种工作方式与传统的计算机在执行指令时的串行工作相比极大的提高了工作效率。
计算机执行程序时，CPU 的工作顺序是：取指令 执行指令 再取指令 再执行指令．．．特点：CPU 串行工作。
8086CPU 工作顺序是：取指令，执行指令同时进行。
特点：CPU 并行工作。
一、执行部件数据4个通用寄存器 : A X , B X , C X , D X4个专用寄存器 S P , B P , S I , D I算术逻辑部件：ALU8086/8088的EU 的特点1个标志寄存器： F R ；分成两类：状态标志、控制标志F R 的格式：二、总线接口部件BIU•功能：负责与存储器、I/O 端口传送数据•BIU 的组成：•4个段地址寄存器（16位）：CS 、DS 、ES 、SS•16位指令指针寄存器IP•20位地址加法器•6字节的指令队列•一条指令20地址的形成：由代码段CS 左移4位后与指令指针寄存器IP 内容相加得到 注意：指令执行单元（EU ）的功能：一般情况下，指令按照它存放的顺序先后执行，EU 源源不断地从指令队列中取得指令代码，达到满负荷地连续执行指令而省去“取指令”的时间。
指令执行过程如果需要访问存储器取操作数，那么EU 会将访问地址送给BIU ，等待操作数到达，然后继续操作。
遇到转移指令，BIU 会将指令队列中的后继指令作废，从新的地址重新取指令。
这时，EU 要等待BIU 将取到指令装入队列后，才能继续执行。
这两种情况下，EU 和BIU 的并行操作会受到一定影响，这是采用重叠操作方式不可避免的现象。
EU 中的算术逻辑运算单元ALU 可完成16位或8位的二进制运算，运算结果可通过内部总线送到通用寄存器或者送往组成BIU 的内部通信寄存器中，等待写入存储器。
16位暂存器用来暂存参加运算的操作数。
经ALU 运算后的结果特征置入标志寄存器FLAGS 中保存。
EU 控制器负责从BIU 的指令队列中取指令，并对指令译码，根据指令要求向EU 内部各部件发出控制命令以实现各条指令的功能。
总线接口单元BIU ：一般情况下，BIU 通过地址加法器形成某条指令在存储器中的物理地址后，从存储器中取出该条指令的代码送入指令队列。
一旦指令队列中空出2B ，BIU 将自动进行读指令的操作以填满队列。
只要收到EU 送来的操作数地址，BIU 将立即形成这个操作数的物理地址，完成读写操作。
遇到转移类指令，BIU 将指令队列中剩余的指令作废，重新从存储器新的地址单元中取指令并送入指令队列。
BIU 中的指令队列可存放6B 的指令代码，一般情况下应保证指令队列中填满指令，使得EU 可以不断地得到等待执行的指令。
EU 送来的存储器地址称为逻辑地址。
由16位“段基址”和16位“偏移地址”（段内地址）组成。
访问存储器的实际地址称为物理地址，用20位二进制表示。
地址加法器用来完成由逻辑地址变换成物理地址的功能。
这实际上是进行一次地址加法，将两个16位0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 较验进位 辅助进位 零标志符号标志 跟踪标志 中断标志方向标志 溢出标标志的二进制代码表示的逻辑地址变换为20位的物理地址，从而使可寻址的存储空间达到1MB 。
总线控制电路将8086/8088CPU 的内部总线与CPU 引脚所连接的外部总线相连，是8086/8088CPU 与外部交换数据的必经之路，它实际上包括16条数据总线，20条地址总线和若干条控制总线。
CPU 正是通过这些总线与外部联系从而形成各种规模的8086/8088微型计算机。
8086/8088CPU 区别：（1）指令队列长度不同，8088只有4B ，8086有6B ；（2）外部数据总线不同，8088CPU 与外部交换数据的总线宽度是8位，而8086达16位。
三、8086/8088的存储器结构字节和字的地址。
字传送：高字节数 高地址 低字节数 低地址(反之同样)（一）、存储器的分段1、每段逻辑容量最长可达64K 字节，1MB 空间可分为16个逻辑段2、各段起始地址能被16整除。
（低4位为0）3、各段之间可分开、部分或完全重叠、可续排列、可断续排列。
4、根据各段的用途将其定义为CS 、DS 、ES 、SS 段，并用偏移地址（距段起址的字节距离）表示被访问单元。
常在CS 中用IP 表示偏移量，SS 中用 SP 、BP ，DS 中用 BX 、SI 、DI 、数值。
（二）、存储器中的逻辑地址和物理地址•物理地址（绝对地址）：20 位逻辑地址：段基址 （段寄存器的内容）16位 00000H 00001H 01001H 01002HCS DS ES SS 0000 10550 250A0 8FFB0 EFF00FFFFF 代码段 数据段 附加段 堆栈段 存储器中各段分布情况举例 0000 0FFFF 10000 1FFFF F0000FFFFF =64K =64K =64K 16个逻辑段 存储器的逻辑分段偏移地址（字节距离）16位物理地址由逻辑地址变换得来的物理地址的形成（BIU 完成）例如，代码段寄存器CS=2000H ，指令指针寄存器存放的是偏移地址IP=2200H ，存储器的物理地址为20000H+2200H=22200H 。
存储器中的每个存储单元具有两种类型的地址：物理地址和逻辑地址。
物理地址就是实际地址，它具有20位的地址值，并是惟一标识1MB 存储空间的某一个字节的地址。
逻辑地址由段基址和偏移地址组成。
程序是以逻辑地址编址，而不是用物理编址。
一般指令程序存放在代码段中，段地址来源于代码段寄存器，偏移地址来源于指令指针IP 。
当涉及到一个堆栈操作时，段地址寄存器为SS ，偏移地址来源于栈指针寄存器SP 。
当涉及到一个操作数时，则由数据段寄存器DS 或附加段寄存器ES 作为寄存器，而偏移地址由16位偏移量得到。
16位偏移量可以是指令中的偏移量加上16位地址寄存器的值组成，取决于指令的寻址方式。
四、8086总线的工作周期为了取得指令和传送数据的协调工作，就需要CPU 的总线接口部件执行一个总线周期。
在8086/8088中，一个最基本的总线周期由4个时钟周期组成，时钟周期是CPU 的基本时间计量单位，它由计算机主频决定。
例如8086的主频为10MHz ，一个时钟周期就是100ns 。
在一个最基本的总线周期中，常将4个时钟周期分别称为4个状态，即T 1、T 2、T 3、T 4 。
1、时钟周期：由计算机的主频决定（主频的倒数），用T 表示。
2、总线周期：8086/8088通过总线对存储器或I/O 接口进行一次访问所用的时间称为一个总线周期。
3、指令周期：CPU 从主存取一条指令并执行该条指令所用的时间，它可以包含若干个总线周期。
4、一个总线周期至少包括4个时钟周期。
0 0 0 0 8086/8088CPU 物理地址的形成典型的8086总线周期时序如上图所示CPU往多路复用总线上发出地址信息，以指出要寻址的存储单元或外设端口的地址。
CPU从总线上撤消地址，而使总线的低16位浮置成高阻状态，为传输数据做准备。
总线的高四位（A16~A19）用来输出本总线周期状态信息。
这些状态信息用来表示中断允许状态，当前正在使用的段寄存器等。
多路总线的高4位继续提供状态信息，而多路总线的低16位（8088则为低8位）上出现由CPU写出的数据或者CPU从存储器或端口读入的数据。
在有些情况下，被写入数据或者被读取数据的外设或存储器不能及时地配合CPU传送数据。
这时，外设或存储器会通过“READY”信号线在T3状态启动之前，向CPU发一个“数据未准备好”信号，于是CPU会在T3之后插入一个或多个附加的时钟周期T W，T W 也称等待状态。
在T W状态，总线上的信息情况和T3状态的信息情况一样。
当指定的存储器或外设完成数据传送时，便在“READY”线上发出“准备好”信号，CPU接收到这一信号后，会自动脱离T W状态而进入T4状态。
只有在CPU和内存或I/O接口之间传输数据，以及填充指令队列时，CPU才执行总线周期。
可见，如果在一个总线周期之后，不立即执行下一个总线周期，那么系统总线就处在空闲状态，此时，执行空闲周期。
在空闲周期中，可以包含一个或多个时钟周期。
在这期间，高4位上，CPU仍然驱动前一个总线周期的状态信息，而且，如果前一个总线周期为写周期，那么，CPU会在总线低16位上继续驱动数据信息；如果前一个总线周期为读周期，则在空闲周期中，总线低16位处于高阻状态。
第三节8086/8088CPU的引脚信号和工作模式8086/8088CPU是十六位的微处理器，它向外的信号至少应包含16条数据线，20条地址线，再加上其他一些必要的控制信号。
为了减少芯片引脚数量，对部分引脚采用了分时复用的方式，构成40条引脚的双列直插式封装。
分时复用总线就是在同一根传输线上，在不同时间传送不同的信息。
8086/8088正是靠分时复用技术，才能用40个引脚去实现众多数据、地址、控制信息的传送。
8086/8088CPU有两种不同的工作模式（最小模式和最大模式），8条引脚（24~31）在两种工作模式中具有不同的功能。
一、8086/8088的引脚信号和功能1、AD15~AD0（address data bus）地址/数据复用引脚（双向工作）分时复用的地址/数据线。
传送地址时三态输出，传送数据时可双向三态输入/输出。
在8088中，A8~A15并不作复用，它们只是用来输出地址，称为A8~A15。
作为复用引脚，在总线周期的T1状态用来输出要访问的存储器或I/O端口地址。