《微机原理及应用》第二章-8086、88微处理器讲义

段的起始地址成为“段基址”，要访问的单元距段基址的距离（字节数） 为“偏移量”（Offset）。Βιβλιοθήκη 段的起始地址偏移量…
要访问的单元
段
…
程序设计时，使用的是逻辑地址。逻辑地址由“段基址”和 “偏移量”构成（均为16位）。
“段基址”由段寄存器CS、DS、SS和ES提供；“偏移量”由 BX、BP、IP、SP、SI、DI或根据寻址方式计算出的有效地址 EA（Effective Address）提供。
①BIU从内存取指令送到指令队列缓冲器 ②当EU执行指令时，BIU要配合EU从指定的内存单元或I/O端口 中读取数据，或者把EU的操作结果送到指定的内存单元或I/O端口去。
组成：4个16位的段寄存器（CS、DS、ES、SS）；
1个16位的指令指针寄存器IP； 1个地址加法器； 6个字节的指令队列; 总线控制电路
●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。
●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。
二、寄存器结构 共有14个16位的寄存器。
（一）通用寄存器 1.数据寄存器 AX、BX、CX、DX ：16位 每个数据寄存器也可分为两个8位寄存器使用，如：AX可分为AH
（高8位）、AL（低8位）。 数据寄存器的隐含使用见表2－1。
2.指针寄存器和变址寄存器 指针寄存器： BP：基址指针寄存器 SP：堆栈指针寄存器 变址寄存器： SI： 源变址寄存器 DI：目的变址寄存器 一般用来存放地址的偏移量。
正常运行时，IP中含有BIU要取的下一条指令（字节）的 偏移地址。
IP在程序运行中能自动加1，指向要执行的下一条指令。
(二) 执行单元EU（Execution Unit）见图2.1
功能：负责指令的译码和执行，
负责向总线接口单元BIU提供偏移地址， 对通用寄存器和标志寄存器进行管理。 组成：ALU（算术逻辑单元） 通用寄存器组: AX,BX,CX,DX,BP,SP,SI,DI 标志寄存器FR 执行单元控制电路
注意：
①每个存储单元有唯一的物理地址，但它却可由不同的“段 基址”和“偏移量”组成。例如：
1200H:0345H12345H
1100H:1345H12345H
② 除非专门指定，一般情况下，段在存储器中的分配是由 操作系统负责的。
由逻辑地址获得物理地址的计算公式： 物理地址＝段基值X16+偏移量
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第二章 8086/8088微处理器
▪ 8086：16位微处理器
数据总线宽度16位：可以处理8位或16位数据
地址总线宽度20位：可直接寻址1MB单元和64KB的 I/O端口
▪ 8088：准16位处理器
内部寄存器及内部操作均为16位，外部数据总线8位
▪ 8088与8086指令系统完全相同，芯片内部逻辑结构、芯片 引脚有个别差异。
1.指令队列缓冲器
先进先出
8086：6个字节，有2个空字节时，自动取指令
8088：4个字节，有1个空字节时，自动取指令
说明 传统的CPU执行指令的过程是：取指令－>执行指令－>再取指令－>……， 串行执行。 8086是把“取指令”和“执行指令”分别由BIU和EU两个部件来完成。当 EU正在执行指令时，BIU可以从内存中取出指令字节，放在指令队列中。这 样，使得“取指令”和“执行指令”的操作在时间上是并行的。 BIU和EU协调配合，使EU可以连续不停一条接一条地执行事先已进入指令 队列中的指令。显然，这种工作方式可以加快程序的执行，提高了CPU的效 率。体现了“流水线计算机”（PipeLine Computer）的初步特点。
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
1. 状态标志（6位）：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。
（二）段寄存器 CS—代码段寄存器 DS—数据段寄存器 ES —扩展段寄存器 SS —堆栈段寄存器
（三）标志寄存器 16位，只用了其中的9位 根据功能，8086的标志分为两类：状态标志和控制标志
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
▪ 设计8088的目的主要是为了与Intel原有的8位外围接口芯片 直接兼容
第一节 8086/8088微处理器的结构
一、内部结构（编程结构）：见图2.1 由两部分组成：总线接口单元BIU(Bus Interface Unit) 执行单元EU(Execution Unit)
(一)总线接口单元BIU
功能：负责与内存或I/O端口传送指令或数据
●辅助进位标志AF（Auxiliary carrry Flag）：
也称“半进位标志”，它反映：
加法时，第3位向第4位有进位; 减法时，第3位向第4位有借位。
2.地址加法器和段寄存器 地址加法器：用来产生20位的物理地址。
一个存储单元具有两种地址属性：物理地址和逻辑地址。
物理地址：CPU访问存储器时，在地址总线上实际送出的地址。 它的范围（如8086系统）是00000H～FFFFFH，即有220＝1MB 的地址空间。
但8086的内部寄存器是16位。显然，不能用16位的寄存器来 实现对1MB单元的寻址。为此，引入了存储器“分段”的概念， 即把1MB内存空间分成若干段。每段最大可达64KB－－可由16 位寄存器进行寻址。
0
逻辑地址 段基值
15
0
偏移量
3
0
0000
物理地址
Σ
19
0
物理地址
例.设(CS)=4232H ,(IP)=66H
则物理地址计算如下
42320 H ＋） 6 6 H
42386 H
段地址 42320H
66H 64K
42386H
段终址 5231FH
...
...
64K （216 ）
3.16位指令指针寄存器IP