典型微处理器芯片
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• Tw: 当RAM或I/O接口速度不够时，T3与 T4 之间可插入等待状态 Tw 。
• Ti : 当BIU无访问操作数和取指令的任务 时，8086不执行总线操作，总线周期处于 空闲状态 Ti 。
•
8086总线操作
• 8086最小方式下读写总线周期时序。 ALE 信号在 T1 出现，表明一个总线周期开始，
• SP，BP：Stack Pointer R, Base Pointer基址指 针 R 数据/Pointer
• SI，DI 变址R（Source Index R, Destination Index R）--指针作用
• 指令、数据存储地址
•
通用寄存器
• 寄存器的隐含用法
•
段寄存器功能
• 段寄存器Segment Register CS,SS,DS,ES • Code,Stack,Data,Extra(附加段)R==Segment
•
•
表 2- 4 8086
•
•
• 在T1时输出
信号， 有效时表示高8位复用总线
AD15 ~AD8将在后续的总线周期（T2~T4）里传送数据
。 由于
仅在T1时出现，所以系统需要对它进行锁存
； 在T2~T4，该引脚输出状态信号S7，系统未定义它的功
能。应用中，A0=0被用来选通偶存储体，或选通连接
D7~D0的I/O端口。相比之下，由于8088数据总线的宽度
典型微处理器芯片
•
微机系统典型结构
•
一、8086微处理器内部结构
•
8086/8088流水工作过程
•
8086/8088的内部寄存器
•
通用寄存器功能
• AX，BX，CX，DX，AH，AL，BH，BL，CH， CL，DH，DL（16-8）
• 习惯：AX累加器Accumulator)/ BX基址R/ CX(Count)计数R,循环-串操作/ DX数据R（Data ），I/O port, 双字除（H16）；
•非屏蔽中断
•单步中断
•除数为 0
•
3. 8086中断系统（续）
• 8086对外部硬件中断请求INTR的响应： 当INTR有一高电平，即有可屏蔽中断请求。
若此时IF=1且当前指令执行完，进入中断响应 周期，处理过程如下：
a. INTA在两个总线周期中分别发出有效信号，第 二周期中8086读到中断类型码
• 最大模式下总线请求：有两个通道 请求信号是： RQ/GT0 和 RQ/GT1两条引线
中的RQ0 和 RQ1 信号，为输入； 响应信号是： RQ/GT0 和 RQ/GT1两条引线
中的GT0 和 GT1 信号，为输出； RQ/GT0 和 RQ/GT1是双向多路复用； RQ/GT0 的优先级高于 RQ/GT1。
• 在一个系统中，若存在多个可控制总线的 主模块时，总线使用权的转移存在着一个 请求与响应的过程。
• 最小模式下总线请求： 请求信号是HOLD,响应信号是HLDA； 8086在每个CLK上升沿检测HOLD信号； 当前总线周期结束时HLDA变高，响应请求
，8086让出总线控制权。
•
4.8086总线请求（续）
•
标志寄存器
•
标志状态寄存器Flags
•
标志控制寄存器
•
二、8086／8088的引脚信号
•
8086／8088引脚分类
•8086／8088引脚分类
• 第一类 每个引脚只传送一种信息。32P---/RD。 • 第二类 每个引脚电平的高低代表不同的信号，。 • 第三类 引脚在8086／8088的两种不同工作方式——最小模式和最
•可屏蔽中断请求
•
3. 8086中断系统（续）
• 中断向量与中断向量表
中断向量：每种中断处理程序的入口地址称为中 断向量。
中断向量表：8086将内存最低地址的1K单元作为 中断向量表，存放256种中断处理程序的入口地址 ，每个地址占4字节。中断向量表的分配如下图所 示：
•
•8086/8088中断向量表
• 时钟周期 • 总线周期 • 指令周期
•
时钟周期、总线周期和指令周期
•
2.8086总线操作
• 总线周期的组成：8086的基本总线周期为4 个时钟周期，每个时钟周期间隔称为一个T 状态。
•总线周期
•总线周期
•T1
•CLK
•T2 •T3
•T4
•T1
•T2
•T3
•T4
•AD •地址
•缓 冲 •数 据 •地址
Base Address • 解决８位机兼容问题 MOV AX，[1000H] • 8086/8088存储器管理：20 AB1MB, 64KB单位
，物理地址PA，段基地址SA，偏移地址EA（ OFFSET）；（SA，EA逻辑地址）关系： PA=SA*16+EA 默认：MOV AX，DS:[1000H] • (DS)=1234H EA=1000H 物理地址＝1A340H
选通外部地址锁存器，锁存AD总线上的地址信息 。
在RD、WR等信号的配合下，T3、T4期间完成数据 访问。
T3 上升沿检测READY信号是否有效，无效时在T3 与T4间插入等待状态Tw。
•
•8086最小方式下读总线周期时序
•（最小方式）
•
•8086最小方式下总线写周期时序
•
3. 8086中断系统
• 3.虚拟8086模式
• 在Windows 9x下，若打开一个MS DOS窗口， 运行一个DOS应用程序，那么该程序就运行在虚 拟8086模式下。
•
8086／8088的工作方式MIN
•
8086／8088的工作方式MAX
•
8086/8088工作过程（时序）
•
三、8086工作时序 • 1. 概念
•软件中断（内部） •INTn 指令
•硬件中断（外 部）
•非屏蔽中断请求 •（2）
•中 断 逻 辑
•INT3 •断点 •中断
•（3 ）
•INT O•溢出
•中断
•OF=1 •（4）
•单步 •中断
•TF=1 •（1）
•除数为 •0 中断
•（0）
•NMI
•INT
R
•中
•断
•控
•制
•器
•8259A
•8086 中 断 分 类 图
•空 • 0000H
•
80x86 CPU的3种模式
• 1.实模式
与8086兼容的工作模式，只有低20位地址线 起作用，仅能寻址第一个1MB的内存空间。MS DOS运行在实模式下。
• 2.保护模式
32位80x86 CPU的主要工作模式，提供对程 序和数据进行安全检查的保护机制。Windows 9x/NT/2000运行在保护模式下。
•
8086／8088重要引脚信号
• RESET系统复位信号
输入端
•
复位后内部寄存器的状态
•内部寄存器
•状 态
• 标志寄存器 • IP • CS • DS • SS • ES
• 指令队列缓冲器 • 其余寄存器
•CLK 时钟 输入端
• 0000H • 0000H • FFFFH • 0000H • 0000H • 0000H
•C •SIP
•CS •Type 1
•IP
•CS •Type 0
•IP
•0083H
•0080 H•007F H •007C H
•0014H •0013 H •0010 H•000FH
•000CH •000FH
•0008H •0007H
•0004H •0003 H •0000H
•溢出中 断 •断点中断
•
• 5. 8086CPU的存储器和I/O端口
• 1〉8086的存储器组织
图 2 – 11 8086的存储器组织
•
• ① 8086是一个真正的16位微处理器， 其内部数据处 理和外部数据总线均为16位， 拥有16位的地址/数据复用总 线AD15~AD0。 在读写存储器或I/O口时，既可以访问一个 字节（字节访问），也可以同时访问两个字节（字访问） 。 • ② 8086的数据线的宽度为16位，其存储器的组织形式 分为偶、 奇两个存储体。所有的偶地址单元集中于偶存储 体， 所有的奇地址单元集中于奇存储体。
• 8086微处理器有处理256级中断的能力。
• 每个中断分配给一个中断类型码，在0～255之 间，用一个字节表示，也称为256种类型中断。
• 256种类型中断分为硬件中断和软件中断。 硬件中断：外部硬件电路产生的中断。 软件中断：8086操作过程中发生异常事件或执
行中断指令INTn。
•
•指令/CPU •启 动 的
c. 8086将中断类型码乘4，得到中断向量表 的入口地址，例如：
d. 类型码=0CH，中断向量表入口=0030H d. 8086从0030H开始读取4字节中断处理程序
的入口地址，前两字节装入IP，后两字节 装入CS，8086执行中断处理程序。 e. 中断响应过程中8086不响应总线请求。
•
4.8086总线请求
b. 保护现场：标志寄存器入栈，清除IF和TF标志 位，保护断点（下一条指令地址入栈）。
•
•8086中断响应时序
•CLK
•第一个中断响应总线周期
•T1 •T2 •T3 •T 4
•第二个中断响应总线周期 •T1 •T2 •T3 •T4
•ALE •LOCK
•INTA
•AD7~AD0
•TYP E
•
3. 8086中断系统（续）4
•缓 冲
•数 据
•
8086总线操作
• T1 状态：BIU将RAM或I/O地址放在地址/数据复用 总线（A/D）上。
• T2 状态： 读总线周期：A/D总线为接收数据做准备。改变线
路的方向。
写总线周期： A/D总线上形成待写的数据，且保 持到总线周期的结束(T4)。
•
8086总线操作
• T3, T4:对于读或写总线周期，AD总线上均 为数据。
wk.baidu.com
•:
•用
•CS
•户 •Type 225 •定 •义
•I P•:
•03FF H •03FCH
•占内存0000H段
•224
•C
•个 •Type 32
S•IP
•C
•Type 31 •保
S•IP
•留
•:
•2
7
•Type 5
•个
•C S•IP
•CS
•Type
4
•IP
•8086 •Type 3
•CS
•专
•IP
•用 • 5 •Type 2 •个
•
• 偶、 奇存储体分别用引脚信号A0=0
=0来选中
， 其数据线分别连接着AD7~AD0和AD15~AD8。在进行字访
问时，偶地址的字访问可以一次完成，因为要访问的存储体
与数据总线是“对齐”的；奇地址的字访问则要分两次来完成
，因为要访问的存储体和数据总线无法一次“对齐”。
•“对准好的字”
•“未对准好的字”
为8位， 每次只传送8位数据，
。表2
-4 列出了8086在进行“字节访问”和“字访问”
和A0
两个信号的输出情况。
大模式下有不同的名称和定义。例如：第29脚为/WR（/LOCK）。 • 第四类 每个引脚可以传送两种信息(分时复用）。这两种信息在时
间上是可以分开的，因此可以用一个引脚在不同时刻传送不同的信息 ，一般称这类引脚为分时复用线。例如：AD7 ～AD。 • 第五类 引脚的输入和输出分别传送不同的信息，如RQ／GT0输入 时传送总线请求，输出时传送总线请求允许。 • 第六类 电源/地 Vcc/Vss（GND）
• Ti : 当BIU无访问操作数和取指令的任务 时，8086不执行总线操作，总线周期处于 空闲状态 Ti 。
•
8086总线操作
• 8086最小方式下读写总线周期时序。 ALE 信号在 T1 出现，表明一个总线周期开始，
• SP，BP：Stack Pointer R, Base Pointer基址指 针 R 数据/Pointer
• SI，DI 变址R（Source Index R, Destination Index R）--指针作用
• 指令、数据存储地址
•
通用寄存器
• 寄存器的隐含用法
•
段寄存器功能
• 段寄存器Segment Register CS,SS,DS,ES • Code,Stack,Data,Extra(附加段)R==Segment
•
•
表 2- 4 8086
•
•
• 在T1时输出
信号， 有效时表示高8位复用总线
AD15 ~AD8将在后续的总线周期（T2~T4）里传送数据
。 由于
仅在T1时出现，所以系统需要对它进行锁存
； 在T2~T4，该引脚输出状态信号S7，系统未定义它的功
能。应用中，A0=0被用来选通偶存储体，或选通连接
D7~D0的I/O端口。相比之下，由于8088数据总线的宽度
典型微处理器芯片
•
微机系统典型结构
•
一、8086微处理器内部结构
•
8086/8088流水工作过程
•
8086/8088的内部寄存器
•
通用寄存器功能
• AX，BX，CX，DX，AH，AL，BH，BL，CH， CL，DH，DL（16-8）
• 习惯：AX累加器Accumulator)/ BX基址R/ CX(Count)计数R,循环-串操作/ DX数据R（Data ），I/O port, 双字除（H16）；
•非屏蔽中断
•单步中断
•除数为 0
•
3. 8086中断系统（续）
• 8086对外部硬件中断请求INTR的响应： 当INTR有一高电平，即有可屏蔽中断请求。
若此时IF=1且当前指令执行完，进入中断响应 周期，处理过程如下：
a. INTA在两个总线周期中分别发出有效信号，第 二周期中8086读到中断类型码
• 最大模式下总线请求：有两个通道 请求信号是： RQ/GT0 和 RQ/GT1两条引线
中的RQ0 和 RQ1 信号，为输入； 响应信号是： RQ/GT0 和 RQ/GT1两条引线
中的GT0 和 GT1 信号，为输出； RQ/GT0 和 RQ/GT1是双向多路复用； RQ/GT0 的优先级高于 RQ/GT1。
• 在一个系统中，若存在多个可控制总线的 主模块时，总线使用权的转移存在着一个 请求与响应的过程。
• 最小模式下总线请求： 请求信号是HOLD,响应信号是HLDA； 8086在每个CLK上升沿检测HOLD信号； 当前总线周期结束时HLDA变高，响应请求
，8086让出总线控制权。
•
4.8086总线请求（续）
•
标志寄存器
•
标志状态寄存器Flags
•
标志控制寄存器
•
二、8086／8088的引脚信号
•
8086／8088引脚分类
•8086／8088引脚分类
• 第一类 每个引脚只传送一种信息。32P---/RD。 • 第二类 每个引脚电平的高低代表不同的信号，。 • 第三类 引脚在8086／8088的两种不同工作方式——最小模式和最
•可屏蔽中断请求
•
3. 8086中断系统（续）
• 中断向量与中断向量表
中断向量：每种中断处理程序的入口地址称为中 断向量。
中断向量表：8086将内存最低地址的1K单元作为 中断向量表，存放256种中断处理程序的入口地址 ，每个地址占4字节。中断向量表的分配如下图所 示：
•
•8086/8088中断向量表
• 时钟周期 • 总线周期 • 指令周期
•
时钟周期、总线周期和指令周期
•
2.8086总线操作
• 总线周期的组成：8086的基本总线周期为4 个时钟周期，每个时钟周期间隔称为一个T 状态。
•总线周期
•总线周期
•T1
•CLK
•T2 •T3
•T4
•T1
•T2
•T3
•T4
•AD •地址
•缓 冲 •数 据 •地址
Base Address • 解决８位机兼容问题 MOV AX，[1000H] • 8086/8088存储器管理：20 AB1MB, 64KB单位
，物理地址PA，段基地址SA，偏移地址EA（ OFFSET）；（SA，EA逻辑地址）关系： PA=SA*16+EA 默认：MOV AX，DS:[1000H] • (DS)=1234H EA=1000H 物理地址＝1A340H
选通外部地址锁存器，锁存AD总线上的地址信息 。
在RD、WR等信号的配合下，T3、T4期间完成数据 访问。
T3 上升沿检测READY信号是否有效，无效时在T3 与T4间插入等待状态Tw。
•
•8086最小方式下读总线周期时序
•（最小方式）
•
•8086最小方式下总线写周期时序
•
3. 8086中断系统
• 3.虚拟8086模式
• 在Windows 9x下，若打开一个MS DOS窗口， 运行一个DOS应用程序，那么该程序就运行在虚 拟8086模式下。
•
8086／8088的工作方式MIN
•
8086／8088的工作方式MAX
•
8086/8088工作过程（时序）
•
三、8086工作时序 • 1. 概念
•软件中断（内部） •INTn 指令
•硬件中断（外 部）
•非屏蔽中断请求 •（2）
•中 断 逻 辑
•INT3 •断点 •中断
•（3 ）
•INT O•溢出
•中断
•OF=1 •（4）
•单步 •中断
•TF=1 •（1）
•除数为 •0 中断
•（0）
•NMI
•INT
R
•中
•断
•控
•制
•器
•8259A
•8086 中 断 分 类 图
•空 • 0000H
•
80x86 CPU的3种模式
• 1.实模式
与8086兼容的工作模式，只有低20位地址线 起作用，仅能寻址第一个1MB的内存空间。MS DOS运行在实模式下。
• 2.保护模式
32位80x86 CPU的主要工作模式，提供对程 序和数据进行安全检查的保护机制。Windows 9x/NT/2000运行在保护模式下。
•
8086／8088重要引脚信号
• RESET系统复位信号
输入端
•
复位后内部寄存器的状态
•内部寄存器
•状 态
• 标志寄存器 • IP • CS • DS • SS • ES
• 指令队列缓冲器 • 其余寄存器
•CLK 时钟 输入端
• 0000H • 0000H • FFFFH • 0000H • 0000H • 0000H
•C •SIP
•CS •Type 1
•IP
•CS •Type 0
•IP
•0083H
•0080 H•007F H •007C H
•0014H •0013 H •0010 H•000FH
•000CH •000FH
•0008H •0007H
•0004H •0003 H •0000H
•溢出中 断 •断点中断
•
• 5. 8086CPU的存储器和I/O端口
• 1〉8086的存储器组织
图 2 – 11 8086的存储器组织
•
• ① 8086是一个真正的16位微处理器， 其内部数据处 理和外部数据总线均为16位， 拥有16位的地址/数据复用总 线AD15~AD0。 在读写存储器或I/O口时，既可以访问一个 字节（字节访问），也可以同时访问两个字节（字访问） 。 • ② 8086的数据线的宽度为16位，其存储器的组织形式 分为偶、 奇两个存储体。所有的偶地址单元集中于偶存储 体， 所有的奇地址单元集中于奇存储体。
• 8086微处理器有处理256级中断的能力。
• 每个中断分配给一个中断类型码，在0～255之 间，用一个字节表示，也称为256种类型中断。
• 256种类型中断分为硬件中断和软件中断。 硬件中断：外部硬件电路产生的中断。 软件中断：8086操作过程中发生异常事件或执
行中断指令INTn。
•
•指令/CPU •启 动 的
c. 8086将中断类型码乘4，得到中断向量表 的入口地址，例如：
d. 类型码=0CH，中断向量表入口=0030H d. 8086从0030H开始读取4字节中断处理程序
的入口地址，前两字节装入IP，后两字节 装入CS，8086执行中断处理程序。 e. 中断响应过程中8086不响应总线请求。
•
4.8086总线请求
b. 保护现场：标志寄存器入栈，清除IF和TF标志 位，保护断点（下一条指令地址入栈）。
•
•8086中断响应时序
•CLK
•第一个中断响应总线周期
•T1 •T2 •T3 •T 4
•第二个中断响应总线周期 •T1 •T2 •T3 •T4
•ALE •LOCK
•INTA
•AD7~AD0
•TYP E
•
3. 8086中断系统（续）4
•缓 冲
•数 据
•
8086总线操作
• T1 状态：BIU将RAM或I/O地址放在地址/数据复用 总线（A/D）上。
• T2 状态： 读总线周期：A/D总线为接收数据做准备。改变线
路的方向。
写总线周期： A/D总线上形成待写的数据，且保 持到总线周期的结束(T4)。
•
8086总线操作
• T3, T4:对于读或写总线周期，AD总线上均 为数据。
wk.baidu.com
•:
•用
•CS
•户 •Type 225 •定 •义
•I P•:
•03FF H •03FCH
•占内存0000H段
•224
•C
•个 •Type 32
S•IP
•C
•Type 31 •保
S•IP
•留
•:
•2
7
•Type 5
•个
•C S•IP
•CS
•Type
4
•IP
•8086 •Type 3
•CS
•专
•IP
•用 • 5 •Type 2 •个
•
• 偶、 奇存储体分别用引脚信号A0=0
=0来选中
， 其数据线分别连接着AD7~AD0和AD15~AD8。在进行字访
问时，偶地址的字访问可以一次完成，因为要访问的存储体
与数据总线是“对齐”的；奇地址的字访问则要分两次来完成
，因为要访问的存储体和数据总线无法一次“对齐”。
•“对准好的字”
•“未对准好的字”
为8位， 每次只传送8位数据，
。表2
-4 列出了8086在进行“字节访问”和“字访问”
和A0
两个信号的输出情况。
大模式下有不同的名称和定义。例如：第29脚为/WR（/LOCK）。 • 第四类 每个引脚可以传送两种信息(分时复用）。这两种信息在时
间上是可以分开的，因此可以用一个引脚在不同时刻传送不同的信息 ，一般称这类引脚为分时复用线。例如：AD7 ～AD。 • 第五类 引脚的输入和输出分别传送不同的信息，如RQ／GT0输入 时传送总线请求，输出时传送总线请求允许。 • 第六类 电源/地 Vcc/Vss（GND）