微机原理与应用4
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26
四个段基址寄存器
在8088/8086计算机中通常 用CS，DS，ES，SS，四个 段寄存器来表示所划分段 的段基址，分别称之为： 代码段，数据段，附加段，堆栈段
27
段的起始地址=段基址（由段寄存器决定）+0H
28
8088/8086存储单元地址的表示
采用：①段地址②偏移地址相结合
例如8088/8086的程序代码就是存放在内 存中的代码段中，它在取指令时，首先 由CS决定它的段起始地址，然后再根据
标 志
符号标志
溢出标志
19
二.总线接口部件BIU (BUS INTERFACE UNITE）
BIU的功能 BIU的结构
20
六字节的指令队列（8086为 210111166位666位位堆附数的代指栈加据地令6器码段段段字址指I段P寄寄寄节加针寄存存存/寄法8存0器器器存器8器8为4字节）
21
三. 8088与8086的区别
为逻辑地址。
30
例如：
某同学表示其位置的方法： ① 用学号法（26号） ② 用几排几号（3排2座） 则 ①为物理地址
②为逻辑地址
31
3.物理地址与逻辑地址的关系
物理地址=段基址*16+偏移地址
（即左偏移4位二进制）
15
0
逻辑地址 段基值
15
0
偏移量
3
0
0000
Σ
物理地址
19
0
物理地址
32
例：
则物理地址计算如下
1.8088/8086系统存储按字节编址
2. 8088/8086具有20根地址线1M可 寻址空间
问题:
8088/8086内部寄存器是16位的,如 何用16位寄存器表示20位的地址?
23
复习：
标志1寄.8存0器8的8格/式8及08各6位C的P含U义结构
2.8088/8086内部寄存器 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
例如：
STATE: IN AL, 0DAH;
TEST AL,02H;
JZ STATE
7
●零标志ZF（Zero Flag）
若运算结果为0，则ZF＝1； 否则ZF＝0。
例1：MOV AL,4
SUB AL,4
这两条指令执行后，ZF＝1。
例2：XOR AX,AX
执行后，ZF也一定为1。
8
从计算结果也可以看出，两个正数相加，结果得一负
数，(B0H=-80)则结果肯定溢出了（不正确）超出一
个字节表示的范围 OF=1
如何知道？ 15
2.控制计算机CPU的标志
方向标志DF（DIRECTION FLAG）
在作字符串操作时，每执行一条操作 指令，源，目的地址会自动调整 当DF设为=0时 串操作过程地址会不断增加 当DF设为=1时 串操作过程地址会不断减少
式，常用于程序的调试。
18
回忆标志寄存器FR(PSW)
标志寄存器的格式及各位的含义
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
方向标志
控 制
中断标志
标 跟踪标志 志
Trace Flag
进位标志
奇偶标志
状
半进位标志 态
零标志
16
2.控制计算机CPU的标志
中断允许标志IF （INTERRUPT ENABLE ）FLAG 表示系统是否允许响应外部的可屏蔽中断， IF=1表示允许响应，IF=0表示不允许
17
2.控制计算机CPU的标志
跟踪标志TF（陷阱标志）TRAP FALG
当TF设为1时，微处理每执行完 一条指令便会自动产生一个内部 中断，转去执行一个内部中断服 务子程序，用来检查每条指令的 执行情况，称为“单步执行”方
执行：ADD AL, AH
1 00000001
CF=1
9
●奇偶标志PF（Parity Flag）
若运算结果低8位中“1”的个数为偶 数，则PF＝1；否则PF＝0。
例：MOV AL,2 ADD AL,1 ; 00000011 执行后，PF位为1
10
辅助进位AF（AUXILIARY CARRY FLAG）
OF DF IF TF SF ZF
AF
PF
CF
方向标志
控 制
中断标志
标 跟踪标志 志
Trace Flag
进位标志
奇偶标志
状
半进位标志 态
零标志
标 志
符号标志
溢出标志
6
1. 状态标志：
状态标志：表示前面的操作执行后，算术逻辑部 件处于怎样一种状态。例如，是否产生了进位， 是否发生了溢出等等。程序中，可以通过对某个 状态标志的测试，决定后面的走向及操作。
42320 H ＋） 6 6 H
42386 H
段地址 42320H
66H 64K
42386H
段终址 5231FH
...
...
64K （216 ）
33
例2. 假设 (DS)＝2234H ，EA＝22H
2234 0
＋）
002 2
2236 2
15
0
2234
段基址
15
0
0022
偏移量
逻辑地址
物理地址
SI，DI用于在一般内存数据区中 作为变址指向某个单元
3
一.执行部件EU 1.EU的功能 2. EU的结构
4
1.四个通用寄存器 AX，BX，CX，DX （16位 ）
2.四个专用寄存器
SP,BP,SI,DI 3.标志寄存器FR
5
3.标志寄存器FR（PSW）
标志寄存器的格式及各位的含义
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
14
溢出标志OF（overflow flag）
例： 01011010 +) 01010110 10110000
（5AH=90） （56H=86） （B0Ｈ=176）
把该两数作无符号数看，则两数相加正好无进位 CF=0
若把该两数当作带符号数，则两数相加，无法再用８位二进 制带符号数表示（-128——127），则肯定要溢出
OF DF IF TF SF ZF
AF
PF
CF
方向3标.志标志寄存器
控 制
中断标志
标 跟踪标志
志
Trace Flag
进位标志
奇偶标志
状
半进位标志 态
零标志
标 志
符号标志
溢出标志
24
1.存储器的分段
但8086的内部寄存器是16位（地址的宽度大于字长）。显然，不能用 16位的寄存器来实现对220＝1M字节单元的寻址。为此，引入了存储器 “分段”的概念，即把1M字节内存空间分成若干段。每段最大可达 64K字节－－可由16位寄存器进行寻址。
反映8位量的低四位（或16位量的低位字
节）向高位有无进位（借位）情况，有则
AF=1，无则AF==0。AF位一般用于BCD运
算
例: 1001 1001
或 10010001 00011011
+) 0010 1010 1100 0011
有进位AF=1
Байду номын сангаас
+) 01100010 00100001
11110011 00111100
第四章 微处理器
微处理器的发展：
计算机发展至今已经历了四代，第四 代是大规模集成电路发展后的产物， 由于微电子技术的发展，已使得结构 复杂，功能强大的计算机中央处理器 CPU集成在一个芯片上，构成了所谓
的微处理器MPU
1
§2.8086/8088CPU的结构
温习模型机CPU内部结构
2
一累般一加作及通般器数串用通，，处寄用算理存最寄指器术存重令，器运要中在，算，还L还，O最常常OI频用P/作O指作繁基指令计寄使令（数存用中循器器环操）， 一般S通P用，寄B存P器用，于在作在双字内长存运算中时的（1堆6*1栈6位区，3中2/1指6位 中），DX与AX向结某合成个双字单长元数：作D为X高地16位址，AX低16位
35
插入等待周期情况：
T1 T2 T3 Tw T4 CLK READY
36
无进位AF=0
11
符号标志SF（SIGN FLAG）
反映带符号数运算结果的符号位情况， 当数据用补码表示时，运算结果最高位 为0 表示正数，最高位为1 表示负数
SF与运算结果的最高位相同，刚好可以 用来表示该数的正负
SF=1负数 SF=0正数
12
溢出标志OF（overflow flag）
8088本质上是相同的其内部采用16位结构 两者EU完全一样，BIU略有不同:
8086指令队列6字节，8088指令队列4字节
8086是真正的16位机，其CPU内数据总16位 同BIU相连的外部总线也是16位 8088是准16 位机，其CPU内数据总16位
同BIU相连的外部总线也是8位
22
四.存储器结构
34
四.8088/8086总线的工作周期
T1 T2 T3 Tw T4 TI
TI
T1 T2 T3
总线周期
空闲 周期
总线周期
空闲周期：只有BIU与内存或I/O端口交换数据，以及填充指令队列 时，BIU才执行总线周期。除此之外，既不需要填充指令队列，EU也 没有向BIU发出总线周期请求时，系统总线就处于空闲状态，进入空 闲周期，空闲周期由一个或几个Ti状态组成。
段的第一个字节地址成为“段的起始地址”，要访问的单元距段基址 的距离（字节数）为“偏移量”（Offset）。
段的起始地址
偏移量
…
要访问的单元
段
…
25
问题：如何表示段的起始地址？
每个段的 “起始地址”称为“段地 址”。对段的起始地址的要求是最 低4 位二进制必须为0 （*****0H ）， 而其高16位称为段基址
主要用来反映带符号数运算是否超过机器 能表示的数值范围，超过OF=1
带符号数（补码表示负数） 00000000---01111111 （0 ------- +127） 10000000---111111111（-128—— -1）
即一个字节带符号数表示范围为-128——127 同样，二个字节带符号表示为-32768——32767
进位标志CF（Carry Flag）：
它反映：
加法时，最高位（字节操作时的D7位，字操 作时的D15位）是否有进位产生。
减法时，最高位（字节操作时的D7位，字操 作时的D15位）是否有借位产生。
例:（AH）==10000001
10000001
（AL）==10000000 +）10000000
IP的值决定其偏移地址（代码段内）
即由CS+IP两个16位寄存器 决定了20位物理地址。
29
2.存储器中的逻辑地址和物理地址
1M存储空间中，任何一个单元地址 用20位二进制表示，就称为物理地址。 （也称绝对地址）。这在硬件相当于
用20根地址线来表示。
如果用段基址和偏移地址两部分 （16位）组合起来表示地址，则称
13
溢出标志OF（overflow flag）
例： 00011010 （1AH=26）
+） 01010110 （56H=86）
CF=0: 01110000 （70H=112）
这两个数如作为无符号数相加 ，则没有进位
（不超过255）
OF=0:
为什么？
如作为带符号数相加，也没有溢出 （26+86=112均没有超过）
四个段基址寄存器
在8088/8086计算机中通常 用CS，DS，ES，SS，四个 段寄存器来表示所划分段 的段基址，分别称之为： 代码段，数据段，附加段，堆栈段
27
段的起始地址=段基址（由段寄存器决定）+0H
28
8088/8086存储单元地址的表示
采用：①段地址②偏移地址相结合
例如8088/8086的程序代码就是存放在内 存中的代码段中，它在取指令时，首先 由CS决定它的段起始地址，然后再根据
标 志
符号标志
溢出标志
19
二.总线接口部件BIU (BUS INTERFACE UNITE）
BIU的功能 BIU的结构
20
六字节的指令队列（8086为 210111166位666位位堆附数的代指栈加据地令6器码段段段字址指I段P寄寄寄节加针寄存存存/寄法8存0器器器存器8器8为4字节）
21
三. 8088与8086的区别
为逻辑地址。
30
例如：
某同学表示其位置的方法： ① 用学号法（26号） ② 用几排几号（3排2座） 则 ①为物理地址
②为逻辑地址
31
3.物理地址与逻辑地址的关系
物理地址=段基址*16+偏移地址
（即左偏移4位二进制）
15
0
逻辑地址 段基值
15
0
偏移量
3
0
0000
Σ
物理地址
19
0
物理地址
32
例：
则物理地址计算如下
1.8088/8086系统存储按字节编址
2. 8088/8086具有20根地址线1M可 寻址空间
问题:
8088/8086内部寄存器是16位的,如 何用16位寄存器表示20位的地址?
23
复习：
标志1寄.8存0器8的8格/式8及08各6位C的P含U义结构
2.8088/8086内部寄存器 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
例如：
STATE: IN AL, 0DAH;
TEST AL,02H;
JZ STATE
7
●零标志ZF（Zero Flag）
若运算结果为0，则ZF＝1； 否则ZF＝0。
例1：MOV AL,4
SUB AL,4
这两条指令执行后，ZF＝1。
例2：XOR AX,AX
执行后，ZF也一定为1。
8
从计算结果也可以看出，两个正数相加，结果得一负
数，(B0H=-80)则结果肯定溢出了（不正确）超出一
个字节表示的范围 OF=1
如何知道？ 15
2.控制计算机CPU的标志
方向标志DF（DIRECTION FLAG）
在作字符串操作时，每执行一条操作 指令，源，目的地址会自动调整 当DF设为=0时 串操作过程地址会不断增加 当DF设为=1时 串操作过程地址会不断减少
式，常用于程序的调试。
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回忆标志寄存器FR(PSW)
标志寄存器的格式及各位的含义
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
方向标志
控 制
中断标志
标 跟踪标志 志
Trace Flag
进位标志
奇偶标志
状
半进位标志 态
零标志
16
2.控制计算机CPU的标志
中断允许标志IF （INTERRUPT ENABLE ）FLAG 表示系统是否允许响应外部的可屏蔽中断， IF=1表示允许响应，IF=0表示不允许
17
2.控制计算机CPU的标志
跟踪标志TF（陷阱标志）TRAP FALG
当TF设为1时，微处理每执行完 一条指令便会自动产生一个内部 中断，转去执行一个内部中断服 务子程序，用来检查每条指令的 执行情况，称为“单步执行”方
执行：ADD AL, AH
1 00000001
CF=1
9
●奇偶标志PF（Parity Flag）
若运算结果低8位中“1”的个数为偶 数，则PF＝1；否则PF＝0。
例：MOV AL,2 ADD AL,1 ; 00000011 执行后，PF位为1
10
辅助进位AF（AUXILIARY CARRY FLAG）
OF DF IF TF SF ZF
AF
PF
CF
方向标志
控 制
中断标志
标 跟踪标志 志
Trace Flag
进位标志
奇偶标志
状
半进位标志 态
零标志
标 志
符号标志
溢出标志
6
1. 状态标志：
状态标志：表示前面的操作执行后，算术逻辑部 件处于怎样一种状态。例如，是否产生了进位， 是否发生了溢出等等。程序中，可以通过对某个 状态标志的测试，决定后面的走向及操作。
42320 H ＋） 6 6 H
42386 H
段地址 42320H
66H 64K
42386H
段终址 5231FH
...
...
64K （216 ）
33
例2. 假设 (DS)＝2234H ，EA＝22H
2234 0
＋）
002 2
2236 2
15
0
2234
段基址
15
0
0022
偏移量
逻辑地址
物理地址
SI，DI用于在一般内存数据区中 作为变址指向某个单元
3
一.执行部件EU 1.EU的功能 2. EU的结构
4
1.四个通用寄存器 AX，BX，CX，DX （16位 ）
2.四个专用寄存器
SP,BP,SI,DI 3.标志寄存器FR
5
3.标志寄存器FR（PSW）
标志寄存器的格式及各位的含义
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
14
溢出标志OF（overflow flag）
例： 01011010 +) 01010110 10110000
（5AH=90） （56H=86） （B0Ｈ=176）
把该两数作无符号数看，则两数相加正好无进位 CF=0
若把该两数当作带符号数，则两数相加，无法再用８位二进 制带符号数表示（-128——127），则肯定要溢出
OF DF IF TF SF ZF
AF
PF
CF
方向3标.志标志寄存器
控 制
中断标志
标 跟踪标志
志
Trace Flag
进位标志
奇偶标志
状
半进位标志 态
零标志
标 志
符号标志
溢出标志
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1.存储器的分段
但8086的内部寄存器是16位（地址的宽度大于字长）。显然，不能用 16位的寄存器来实现对220＝1M字节单元的寻址。为此，引入了存储器 “分段”的概念，即把1M字节内存空间分成若干段。每段最大可达 64K字节－－可由16位寄存器进行寻址。
反映8位量的低四位（或16位量的低位字
节）向高位有无进位（借位）情况，有则
AF=1，无则AF==0。AF位一般用于BCD运
算
例: 1001 1001
或 10010001 00011011
+) 0010 1010 1100 0011
有进位AF=1
Байду номын сангаас
+) 01100010 00100001
11110011 00111100
第四章 微处理器
微处理器的发展：
计算机发展至今已经历了四代，第四 代是大规模集成电路发展后的产物， 由于微电子技术的发展，已使得结构 复杂，功能强大的计算机中央处理器 CPU集成在一个芯片上，构成了所谓
的微处理器MPU
1
§2.8086/8088CPU的结构
温习模型机CPU内部结构
2
一累般一加作及通般器数串用通，，处寄用算理存最寄指器术存重令，器运要中在，算，还L还，O最常常OI频用P/作O指作繁基指令计寄使令（数存用中循器器环操）， 一般S通P用，寄B存P器用，于在作在双字内长存运算中时的（1堆6*1栈6位区，3中2/1指6位 中），DX与AX向结某合成个双字单长元数：作D为X高地16位址，AX低16位
35
插入等待周期情况：
T1 T2 T3 Tw T4 CLK READY
36
无进位AF=0
11
符号标志SF（SIGN FLAG）
反映带符号数运算结果的符号位情况， 当数据用补码表示时，运算结果最高位 为0 表示正数，最高位为1 表示负数
SF与运算结果的最高位相同，刚好可以 用来表示该数的正负
SF=1负数 SF=0正数
12
溢出标志OF（overflow flag）
8088本质上是相同的其内部采用16位结构 两者EU完全一样，BIU略有不同:
8086指令队列6字节，8088指令队列4字节
8086是真正的16位机，其CPU内数据总16位 同BIU相连的外部总线也是16位 8088是准16 位机，其CPU内数据总16位
同BIU相连的外部总线也是8位
22
四.存储器结构
34
四.8088/8086总线的工作周期
T1 T2 T3 Tw T4 TI
TI
T1 T2 T3
总线周期
空闲 周期
总线周期
空闲周期：只有BIU与内存或I/O端口交换数据，以及填充指令队列 时，BIU才执行总线周期。除此之外，既不需要填充指令队列，EU也 没有向BIU发出总线周期请求时，系统总线就处于空闲状态，进入空 闲周期，空闲周期由一个或几个Ti状态组成。
段的第一个字节地址成为“段的起始地址”，要访问的单元距段基址 的距离（字节数）为“偏移量”（Offset）。
段的起始地址
偏移量
…
要访问的单元
段
…
25
问题：如何表示段的起始地址？
每个段的 “起始地址”称为“段地 址”。对段的起始地址的要求是最 低4 位二进制必须为0 （*****0H ）， 而其高16位称为段基址
主要用来反映带符号数运算是否超过机器 能表示的数值范围，超过OF=1
带符号数（补码表示负数） 00000000---01111111 （0 ------- +127） 10000000---111111111（-128—— -1）
即一个字节带符号数表示范围为-128——127 同样，二个字节带符号表示为-32768——32767
进位标志CF（Carry Flag）：
它反映：
加法时，最高位（字节操作时的D7位，字操 作时的D15位）是否有进位产生。
减法时，最高位（字节操作时的D7位，字操 作时的D15位）是否有借位产生。
例:（AH）==10000001
10000001
（AL）==10000000 +）10000000
IP的值决定其偏移地址（代码段内）
即由CS+IP两个16位寄存器 决定了20位物理地址。
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2.存储器中的逻辑地址和物理地址
1M存储空间中，任何一个单元地址 用20位二进制表示，就称为物理地址。 （也称绝对地址）。这在硬件相当于
用20根地址线来表示。
如果用段基址和偏移地址两部分 （16位）组合起来表示地址，则称
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溢出标志OF（overflow flag）
例： 00011010 （1AH=26）
+） 01010110 （56H=86）
CF=0: 01110000 （70H=112）
这两个数如作为无符号数相加 ，则没有进位
（不超过255）
OF=0:
为什么？
如作为带符号数相加，也没有溢出 （26+86=112均没有超过）