微型计算机技术

▪
(1)INTA(输出)：最小工作模式的中断响应信号。
▪
(2)ALE(输出)：地址锁存允许(选通)信号。
▪
(3)DEN(输出、三态)：数据允许信号，用来控制数据总线双向缓冲器的
接通与断开，低电平有效。
▪
(4)DT／R(输出，三态)：数据发送／接收控制信号。DT／R为高电平时，
缓冲器发送数据(写)，当DT／R为低电平时，缓冲器接收数据(读)。
▪
段地址：偏移地址(例如，1234H：0088H)。
▪ 8.在硬件上起作用的是物理地址，物理地址的形成遵守以下规则：
▪
物理地址＝段基地址×10H十偏移地址
▪
段首地址 段 64KB
00000H
逻辑地址 1234H：0088H 物理地址 12340H+0088H
=123C8H
22000H
偏移地址=3600H
▪ (1)QS1、QS0(输出)：指令队列状态信号，用于表示当前指令队列的状态。
▪
0 0 ：无操作
0 1 ：取第一字节
▪
1 0 ：队列空
1 1 ：取后续字节
▪ 号送给(2)8S228、8总S1线、控S0(制输器出，，8三288态输)：出最各种大模操作式的下控总线制信周期号。状态信号。这三个信
▪ (3)LOCK((输出，三态)：总线封锁信号。 ▪ (4)RQ/GT0、RQ/GT1(输入输出)：最大模式下的总线请求／总线响应信号。 ▪ RQ/GT0优先级高于RQ/GT1。
▪ 陷阱标志(TF)。该标志用来控制单步中断。在TF＝1时，以单步方式执行程 序。即8086每执行完—条指令就产生处理器内部单步中断。单步执行指令可 使程序员跟踪指令的执行过程，进行积序的调试。
▪ 寄存器组：包括了8个16位的寄存器AX、BX、CX、DX、SP、BP、DI及SI。 AX、BX、CX和DX这4个16位的寄存器一般情况下作为通用的数据寄存器， 并且可分成两个8位的寄存器，命名为AL、AH、BL、BH、CL、CH、DL及 DH。这4个16位的寄存器还有如下专门用途：
▪
在最小(MN)方式下，微处理器被用来构成一个小规模的单处理机系统，
微处理器本身必须提供全部的控制信号给外围电路。
▪
在最大(MX)方式下，微处理器被用来构成一个较大规模的多机系统。由
于外围电路芯片数目较多，有的信号要经系统总线转插件送到另外的板卡上
去，控制信号的负载加重不能直接由微处理器的引脚信号来驱动。
▪ AX：具有累加功能，可作为16位累加器，AL，可作为8位累加器使用。
▪ BX：在基址变址寻址时作为基地址寄存器。
▪ CX：在循环类与串处理类指令执行时作为默认的计数器寄存器。
▪ DX：作为数据寄存器使用，在双字长运算中存放高16仅数据。
▪ 堆栈指针寄存器（SP)：用来指出在存储器中开辟的堆栈的顶部偏移地
▪ 3．总线接口部件与执行部件的流水线操作
▪
在8位微处理器8080／8085中，由于结构的限制，取指令与指令的执行两
种操作是串行的。在某一时刻，处理器要么取指令要么执行指令，二者不可
同时进行。在16位的8086微处理器中，设置了EU与BIU两个相对独立且分工明
确的功能部件，可以使取指令与指令的执行两种操作并行进行的，这是流水
件的基本操作，以及在虚拟存储空间下存储器管理机制。
▪ 2．1 80x86微处理器系列概况
▪ 1．从8080／8085到8086
▪ 1978年InteI公司推出了16位微处理器，命名为8086。这个微处理器与其前 一代8位微处理器8080／8085相比：
（1）8086有16位数据总线，处理器与片外传送数据时，一次可传送16位二 进制数，而8080／8085一次只能传送8位。
▪ 符号标志(SF)。在带符号数运算时，如果运算结果最高位为1，表示结果为 负值，SF位被置1，否则SF位被置0。SF也称为负标志位。
▪ 奇偶标志（PF)。运算指令执行后，运算结果的低8位中含1的位数为偶数时， 该标志位置1，否则被置0。也称为偶标志位。
▪ 辅助进位标志(AF)。运算指令执行后。结果的低4位向高4位产生进位或者借 位时，该标志位置1，否则被置0。
址，也称栈顶偏移地址。
▪ 基地址指针寄存器(BF)：在间接寻址时作为基地址寄存器。
▪ 目的变址寄存器（DI）：在间接寻址时，作为地址寄存器或变址寄存器。 在字符串处理指令中，作为目的变址寄存器。
▪ 源变址寄存器（S1)：在间接寻址时。作为地址寄存器或变址寄存器。 在 字符串处理指令中，作为源变址寄存器。
微型计算机技术
▪ 第2章 微处理器的结构及微计算机的组成
▪
微处理器是微计算机系统的核心部件。通过学习要求掌握8086微处理器
内部结构的组成、各功能部件的作用及操作过程、最小方式下对外引脚信号
的定义以及 8086的中断结构。还要求掌握最小方式厂微计算机的基本组成及
8086的总线操作时序。对于80386微处理器要求了解其内部结构、各功能部
8086最大模式的计算机基本组成
▪ 2.5 8086／8088的总线操作、中断及总线请求
▪ 2.5.1 总线周期与总线操作
▪
1．总线周期的基本概念
▪ 总线周期是微处理器执行一次外部访问操作的最小定时单位。一个基本的 总线周期至少等于4个时钟周期，每个时钟周期叫作一个T状态，最短的总线
周期包含4个T状态，记为T1、T2、T3和T4。
线操作的雏形。
非流水线操作 取指令1 执行指令1 取指令2 执行指令2
流水线操作
取指令1
执行指令1 取指令2 执行指令2
取指令3 执行指令3
t0
t1
t2
t3
流水线与非流水线操作的比较
t t4
▪ 2.2.2 8086／8088微处理器的存储器管理
▪ 1.地址线（码）与寻址范围：N条地址线
寻址范围=2N
▪
▪ 溢出标志(OF)。运算指令执行后，结果的数值产生溢出，该标志位置l，否则 被置0。
▪ 方向标志（DF)。用于字符串指令操作，当DF＝0时，字符串处理由低地址向 高地址处理；当DF＝l时，则从高位地址向低位地址处理。
▪ 中断允许标志(IF)。用来控制可屏蔽硬件中断。当IF＝l时8086微处理器可以 接受片外来的可屏蔽中断请求，开中断；IF＝0时片外来的中断请求被阻止， 关中断，也称被屏蔽。
FFFFOH存储单元取指令并开始执行。 ；
▪
(9)READY(输入)：准备好信号。处理器在进行存储器或输入输出设备的
访问时，不断检测READY引脚的状态。在被访问者没有完成数据传送之前
READY引脚处于低电平(无效电平)，处理器自动在操作过程中插入一个或几个
等待状态来延长访问过程。
▪
(10)TEST(输入)：测试信号，低电平有效。当处理器执行WAIT指令时，
▪
T1状态下，BIU把地址放到地址线上。如果是写操作，BIU从T2～T4之间把
▪ 2.8086有20地址线 寻址范围为1MB 由 00000H～FFFFFH
▪ 3. 8086微处理器是一个16位结构，用户可用的寄存器均为16位：寻址64KB
▪ 4. 8086／8088采用分段的方法对存储器进行管理。具体做法是：把1MB的存 储器空间分成若干段，每段容量为64KB，每段存储器的起始地址必须是一个 能被16整除的地址码，即在20位的二进制地址码中最低4位必须是“0”。每 个段首地址的高16位二进制代码就是该段的段号(称段基地址)或简称段地址， 段号保存在段寄存器中。我们可对段寄存器设置不同的值来使微处理器的存 储器访问指向不同的段。
▪
(5)M/IO(输出，三态)：存储器、输入输出设备的选择信号。高电平则表
明访问操作是对存储器的，为低电平则访问操作是对输入输出设备的。
▪
(6)WR(输出，三态)：写命令信号，低电平有效。
▪
(7)HOLD(输入)：总线请求信号，高电平有效，当处理器以外主模块需要
使用总线时发出HOLD有效信号，直至总线使用完毕时释放总线并撤消HOLD信
▪ 标志寄存器：标志寄存器为16位的寄存器
▪
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
OF DF IF TF SF ZF AF PF CF
▪ 进位标志(CF)。运算指令执行之后，若在最高位上产生进位、借位时，该标
志位被置1。
▪ 全零标志(ZF)。运算指令执行后，结果为全零时该标志位置1。
▪ 8086和8088两个微处理器芯片的共同点是采用20位地址线，而且指令系统与 操作方式也是相同的。都采用分时复用的地址总线和数据总线，有一部分引 脚具有地址线和数据线两种功能。
▪ 主要差别在于数据线引脚的位数不同。8086数据线引脚为16个；8088数据线 引脚为8个。
▪ 8086与8088微处理器都具有两种工作模式，即最小模式和最大模式。最小与 最大模式的确定是通过一条引脚MN／MN所接的逻辑电平是“1”是“0”来完成。
号。
▪
(8)HLDA(输出)：总线请求响应信号，高电平有效。当占用总线的主模块
收到HOLD请求信号后，在完成当前总线操作后发出HLDA有效信号，表明申请
使用总线的其他主模块可以使用总线。
▪
(9)SS0(输出)：8080最小模式下周期状态信号。
8086最小模式的计算机基本组成
▪ 2.3.3 最大工作模式下的有关控制引脚信号
每隔5个
▪
时钟周期对于面引脚进行一次测试。如果是高电平，处理器仍处于等待
状态；为低电平时，处理器脱离等待状念。
▪
(11)MN/MX(输入)：最大／最小工作模式的选择信号。
▪
(12)VCC(输入)：处理器的电源输入引脚，接十5V电源。
▪
(13)GND：处理器的地线引脚，接至系统地线。
▪ 2Байду номын сангаас3.2 最小工作模式下的有关控制引脚信号
▪ （2）是8086的寻址空间从8080／8085的64KB提高到1MB。
（3）是8086采用了流水线技术而8080／8085是非流水线结构。
▪ 2．从8086到8088
▪ 8086是16位微处理器，而8088是准16位微处理器。
3．80286、80386及80486微处理器
▪ 4．80586、P3、P4微处理器
器执行片外访问操作时，先发送高4位地址码，后发送处理器的状态信息。
▪
S6为0，表示AD15—AD0作为数据线使用；
▪
S5为1表示处理器开中断。为0表示处理器关中断；
▪
S4和S3组合表示当前段寄存器的使用情况。
▪
0 0 ES； 0 1 SS； 1 0 CS； 1 1 DS
▪
(3)BHE／S7(输出，三态)：高8位数据线允许／状态分时复用引脚。当处
▪ (7)CLK(输入)：时钟信号，占空比1：3，由外部时钟产生电路提供。
▪
(8)RESE丁(输入)：复位信号，它至少保持4个时钟周期的高电平，使处
理器停止
▪
正在进行的操作，并使标志寄存器、IP、1)5、SS、ES和指令队列置0，
代码段寄存器CS置成FFFFH(全“l”)。因此复位信号有效作用后．处理器从
25600H
15
0
段基址
15
0
偏移地址
段基址 0000
求和
FFFFFH
存储器分段管理示意图
20位物理地址
物理地址形成示意图
▪ 2.3 8086／8088芯片引脚功能说明
▪ 8086／8088微处理器芯片为40只引脚(线)的双列直插式封装。
▪ 运用引脚多路复用技术解决引脚不够的矛盾。引脚复用的实质是两个信号合 用同一引脚分时传输信号，即同一个引脚在不同的时间段代表不同的信号。
▪ 5.段内的某个存储单元相对于该段段首地址的差值，称为段内偏移地址(也叫 偏移量)用16位二进制代码表示。
▪ 6.物理地址是由8086／8088芯片地址引线送出的20位地址码，它用来参加存 储器的地址译码，最终读／写所访问的一个特定的存储单元。
▪ 7.逻辑地址由某段的段地址和段内偏移地址(也叫偏移量)两部分所组成。写 成：
理器执行访问存储器或输入输出设备时，首先给出BHE信号以确定是否进行高
8位数据的传输。
▪
(4)NMI(输入)：非屏蔽中断请求输入线，上升边触发。
▪
(5)INTR(输入)：可屏蔽中断请求输入线，高电平有效。
▪
(6)RD(输出，三态)：读命令(或叫作读选通)信号，低电平有效，此信
号启动一次数据从存储器或输入输出设备读入处理器中的过程。
8086和8088芯片引脚定义与分布图
▪ 2.3.1 基本引脚信号
▪
(1)AD 15—AD 0(输入输出，三态)：8086的地址／数据线复用引脚。
▪
8088微处理器对外只有8位数据线，因此只复用AD 7—ADo，AD15—AD8：是
独立的地址信号引脚。
▪
(2)A19／S6一A16／S3(输出，三态)：地址／状态分时复用引脚。在微处理