二章80X86微處理器-ppt課件

1、第二章第二章 8086/80888086/8088微處置器微處置器 本章學習目的本章學習目的8086/80888086/8088微處置器的功能構造及微處置器的功能構造及指令執(zhí)行的操作過程指令執(zhí)行的操作過程8086/80888086/8088系統(tǒng)存儲器組織和堆棧系統(tǒng)存儲器組織和堆棧8086/80888086/8088在最大和最小方式下引在最大和最小方式下引腳功能腳功能8086/80888086/8088在最大和最小方式下的在最大和最小方式下的系統(tǒng)組織系統(tǒng)組織8086/8088CPU8086/8088CPU的操作時序的操作時序2.1 8086/8088微處置器的功能構造微處置器的功能構造8086：

2、Intel系列的系列的16位微處置器，位微處置器，16條數(shù)據(jù)線、條數(shù)據(jù)線、20條地址線，可尋址地址范圍條地址線，可尋址地址范圍220=1MB，時鐘頻，時鐘頻率為率為5MHz 。8088：內部與：內部與8086兼容，也是一個兼容，也是一個16位微處置器，位微處置器，只是外部數(shù)據(jù)總線為只是外部數(shù)據(jù)總線為8位，所以稱為準位，所以稱為準16位微處位微處置器。置器。8086/8088的內部構造從功能上分成兩個單元：的內部構造從功能上分成兩個單元：總線接口單元總線接口單元BIU管理管理CPU與系統(tǒng)總線的接與系統(tǒng)總線的接 口，口，擔任擔任CPU對存儲器和對存儲器和I/O接口進展訪問接口進展訪問執(zhí)行單元執(zhí)行單

3、元EU擔任指令的譯碼、執(zhí)行擔任指令的譯碼、執(zhí)行兩個單元相互獨立，分別完成各自操作；它們可以并兩個單元相互獨立，分別完成各自操作；它們可以并行執(zhí)行，實現(xiàn)指令取指和執(zhí)行的流水線操作行執(zhí)行，實現(xiàn)指令取指和執(zhí)行的流水線操作AH ALBH BLCH CLDH DL SP BP DI SI通通用用存存放放器器運算存放器運算存放器ALU標志存放器標志存放器執(zhí)行部分執(zhí)行部分控制電路控制電路1 2 3 4 5 6 CS DS SS ES IP 內部存放器內部存放器I/O控制控制電路電路地址加地址加法器法器20位位16位位指令隊列緩沖器指令隊列緩沖器外外部部總總線線執(zhí)行部件執(zhí)行部件EU總線接口部件總線接口部件BI

4、U8086CPU構造圖構造圖1、總線接口部件、總線接口部件BIU1功能：功能：1從存儲器取指令送到指令隊列。從存儲器取指令送到指令隊列。2CPU執(zhí)行指令時，到指定的位置取操作數(shù)，或者執(zhí)行指令時，到指定的位置取操作數(shù)，或者將其送至要求的位置單元中。將其送至要求的位置單元中。2組成：組成：1四個四個16位段地址存放器：存放段地址位段地址存放器：存放段地址 CS：代碼段存放器；：代碼段存放器；DS：數(shù)據(jù)段存放器；：數(shù)據(jù)段存放器； ES：附加段存放器；：附加段存放器；SS： 堆棧段存放器。堆棧段存放器。216位指令指針存放器位指令指針存放器IPPC：用來控制：用來控制CPU的指令執(zhí)行順序，它和代碼段存

5、放器的指令執(zhí)行順序，它和代碼段存放器CS一同可以確定一同可以確定當前所要取的指令的內存地址。順序執(zhí)行程序時，當前所要取的指令的內存地址。順序執(zhí)行程序時，CPU每取一個指令字節(jié)，每取一個指令字節(jié)，IP自動加自動加1，指向下一個要讀，指向下一個要讀取的指令字節(jié)取的指令字節(jié) 。320位的地址加法器：產生位的地址加法器：產生20位地址。位地址。CPU內無論內無論是段地址存放器還是偏移地址量都是是段地址存放器還是偏移地址量都是16位的，經過地位的，經過地址加法器產生址加法器產生20位地址。位地址。4指令隊列緩沖器：指令隊列緩沖器：8086：六字節(jié)、：六字節(jié)、8088：四字節(jié)，：四字節(jié)，在執(zhí)行指令的同時，

6、將取下一條指令，并放入指令隊在執(zhí)行指令的同時，將取下一條指令，并放入指令隊列緩沖器中。列緩沖器中。CPU執(zhí)行完一條指令后，可以執(zhí)行下一執(zhí)行完一條指令后，可以執(zhí)行下一條指令流水線技術，提高條指令流水線技術，提高CPU效率。效率。2、執(zhí)行部件、執(zhí)行部件EU1功能：功能：1從指令隊列中取出指令從指令隊列中取出指令2對指令進展譯碼，發(fā)出相應的控制信號對指令進展譯碼，發(fā)出相應的控制信號3接納由總線接口送來的數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)至接口接納由總線接口送來的數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)至接口4進展算術邏輯運算進展算術邏輯運算2組成：組成：1四個四個16位通用數(shù)據(jù)存放器：位通用數(shù)據(jù)存放器：AX、BX、CX、DX，可以存放可以存放1

7、6位的操作數(shù)，也可分別分為兩個位的操作數(shù)，也可分別分為兩個8位的存放位的存放器器AL、AH；BL、BH；CL、CH；DL、DH來運來運用。其中用。其中AX稱為累加器，稱為累加器，BX稱為基址存放器，稱為基址存放器，CX稱稱為計數(shù)存放器，為計數(shù)存放器，DX稱為數(shù)據(jù)存放器。稱為數(shù)據(jù)存放器。2指針和變址存放器：存放地址指針。指針和變址存放器：存放地址指針。SP堆棧指針存放器：指示當前堆棧段頂部的偏移地址堆棧指針存放器：指示當前堆棧段頂部的偏移地址BP基址指針存放器：指示堆棧段中一些特殊數(shù)據(jù)的起基址指針存放器：指示堆棧段中一些特殊數(shù)據(jù)的起始地址始地址DI目的變址存放器：存放待傳送的字符串的目的首地址目

8、的變址存放器：存放待傳送的字符串的目的首地址SI 源變址存放器：存放待傳送的字符串的源首偏移地址源變址存放器：存放待傳送的字符串的源首偏移地址當當SI、DI和和BP不作指示器和變址存放器運用時，也可將不作指示器和變址存放器運用時，也可將它們當作普通數(shù)據(jù)存放器運用，用來存放操作數(shù)或運算它們當作普通數(shù)據(jù)存放器運用，用來存放操作數(shù)或運算結果。而結果。而SP只能作堆棧指示器，不能作數(shù)據(jù)存放器運用。只能作堆棧指示器，不能作數(shù)據(jù)存放器運用。3算術邏輯單元算術邏輯單元ALU 完成完成8位或者位或者16位二進制算術和邏輯運算。位二進制算術和邏輯運算。4數(shù)據(jù)暫存存放器數(shù)據(jù)暫存存放器 協(xié)助協(xié)助ALU完成運算，暫存

9、參與運算的數(shù)據(jù)。完成運算，暫存參與運算的數(shù)據(jù)。5執(zhí)行部件的控制電路執(zhí)行部件的控制電路從總線接口的指令隊列取出指令操作碼，經過譯碼電路從總線接口的指令隊列取出指令操作碼，經過譯碼電路分析，發(fā)出相應的控制命令，控制分析，發(fā)出相應的控制命令，控制ALU數(shù)據(jù)流向。數(shù)據(jù)流向。6標志存放器標志存放器FR：用來存放：用來存放8086/8088CPU在任務在任務過程中的形狀。過程中的形狀。16位存放器，其中有位存放器，其中有7位未用。位未用。D15D0 OF DF IF TF SF ZF AF PF CF進進借借位位標標志志奇奇偶偶標標志志半半進進借借位位標標志志零零標標志志符符號號標標志志單單步步中中斷斷中

10、中斷斷允允許許方方向向標標志志溢溢出出標標志志1-有進、借位有進、借位0-無進、借位無進、借位1-低低8位有偶數(shù)個位有偶數(shù)個10-低低8位有奇數(shù)個位有奇數(shù)個11-低低4位向高位向高4位有進、借位位有進、借位0-低低4位向高位向高4位無進、借位位無進、借位1-結果為結果為00-結果不為結果不為0PF：例例 5439H+456AH=？求運算后的各個形狀標志。？求運算后的各個形狀標志。3、8086/8088的指令流水線操作的指令流水線操作 指令的普通執(zhí)行過程：指令的普通執(zhí)行過程： 取指令取指令指令譯碼指令譯碼讀取操作數(shù)讀取操作數(shù)執(zhí)行指令執(zhí)行指令存放結果存放結果 80868086以前的以前的CPUCP

11、U采用串行任務方式采用串行任務方式取指令1執(zhí)行1取操作數(shù)2執(zhí)行2CPUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌存結果1取指令21CPU執(zhí)行指令時總線處于空閑形狀執(zhí)行指令時總線處于空閑形狀2CPU訪問存儲器訪問存儲器(存取數(shù)據(jù)或指令存取數(shù)據(jù)或指令)時要等待總線操作的完成時要等待總線操作的完成 8086CPU采用并行任務方式采用并行任務方式 8086/8088內部有內部有BIU、EU兩個獨立單元，兩個獨立單元，可以并行任務，即流水線操作：可以并行任務，即流水線操作：取指令2 取操作數(shù)BIU存結果取指令3 取操作數(shù) 取指令4執(zhí)行1執(zhí)行2執(zhí)行3 EUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌2.2 8086/8088CPU執(zhí)行程序

12、的操作過程執(zhí)行程序的操作過程120位地址的構成，并將此地址送至程序存位地址的構成，并將此地址送至程序存儲器指定單元，從該單元取出指令字節(jié)，依次儲器指定單元，從該單元取出指令字節(jié)，依次放入指令隊列中。放入指令隊列中。2每當每當8086的指令隊列中有的指令隊列中有2個空字節(jié)個空字節(jié)8088指令隊列中有指令隊列中有1個空字節(jié)時，總線接口個空字節(jié)時，總線接口部件就會自動取指令至隊列中。部件就會自動取指令至隊列中。3執(zhí)行部件從指令隊列首取出指令代碼，執(zhí)執(zhí)行部件從指令隊列首取出指令代碼，執(zhí)行該指令。行該指令。4當隊列已滿，執(zhí)行部件又不運用總線時，當隊列已滿，執(zhí)行部件又不運用總線時，總線接口部件進入空閑形狀

13、。總線接口部件進入空閑形狀。5執(zhí)行轉移指令、調用指令、前往指令時，執(zhí)行轉移指令、調用指令、前往指令時，先清空隊列內容，再將要執(zhí)行的指令放入隊列先清空隊列內容，再將要執(zhí)行的指令放入隊列中。中。2.3 8086/8088系統(tǒng)存儲器的組織和堆棧系統(tǒng)存儲器的組織和堆棧1、8086/8088系統(tǒng)存儲器的組織系統(tǒng)存儲器的組織 8086/8088 CPU有有20條地址線，可以尋址多達條地址線，可以尋址多達220(1M)個存儲單元，即可以配置個存儲單元，即可以配置1MB的存儲器，的存儲器，地址編號為地址編號為00000H0FFFFFH存儲空間按存儲空間按8位二進制位進展組織，即每個存儲位二進制位進展組織，即每

14、個存儲單元可以存儲一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，假設存放單元可以存儲一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，假設存放“字字數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(16bits)，那么存放在兩個相鄰的存儲單元，那么存放在兩個相鄰的存儲單元中，高字節(jié)數(shù)據(jù)存放在高地址存儲單元中，低字中，高字節(jié)數(shù)據(jù)存放在高地址存儲單元中，低字節(jié)存放在低地址單元中節(jié)存放在低地址單元中 指令代碼、字節(jié)數(shù)據(jù)、字數(shù)據(jù)可以自在的存放指令代碼、字節(jié)數(shù)據(jù)、字數(shù)據(jù)可以自在的存放在任何地址的存儲單元中在任何地址的存儲單元中(1) 8086/8088系統(tǒng)存儲器的分段構造系統(tǒng)存儲器的分段構造 8086/8088是是16位的微處置器，即位的微處置器，即CPU內部存放器皆為內部存放器皆為16位，位，ALU也只

15、能進展也只能進展16位運算，所以位運算，所以8086/ 8088 CPU對地址只能進展對地址只能進展16位運算，尋址空間最多位運算，尋址空間最多為為216(64K)字節(jié)，所以引入字節(jié)，所以引入“分段概念，以獲得分段概念，以獲得20位地址位地址 8086/8088 CPU把把1MB的存儲器空間劃分為恣意的一些的存儲器空間劃分為恣意的一些存儲段，一個存儲段是存儲器中可獨立尋址的一個邏存儲段，一個存儲段是存儲器中可獨立尋址的一個邏輯單位，也稱邏輯段，每個段都由延續(xù)的存儲單元組輯單位，也稱邏輯段，每個段都由延續(xù)的存儲單元組成，其長度可達成，其長度可達64K字節(jié)字節(jié) 每段第一個字節(jié)的地址就是每段第一個字

16、節(jié)的地址就是“段起始地址，由軟件設段起始地址，由軟件設定。定。8086/8088 CPU中有四個段存放器：中有四個段存放器：CS，DS，SS和和ES，這四個段存放器存放了這四個段存放器存放了CPU當前可以尋址的四個段當前可以尋址的四個段的基址的基址幾個段可以相互重疊，也可以指向同一個空間幾個段可以相互重疊，也可以指向同一個空間(2)段基址和段內偏移量段基址和段內偏移量8086/8088與存儲器之間的信息交換都是運用與存儲器之間的信息交換都是運用20位的位的物理地址，而程序中所涉及的地址都是物理地址，而程序中所涉及的地址都是16位的邏輯地位的邏輯地址，對所給定的任一存儲單元而言有兩部分邏輯地址：

17、址，對所給定的任一存儲單元而言有兩部分邏輯地址：段基址：決議了該段第一個字節(jié)的位置，存放在段段基址：決議了該段第一個字節(jié)的位置，存放在段存放器：存放器：CS、SS、DS、ES中中段內偏移量：該存儲單元相對于該段起點字節(jié)的間段內偏移量：該存儲單元相對于該段起點字節(jié)的間隔，也稱為偏移地址，存放在隔，也稱為偏移地址，存放在IP、SP、BP、BX、SI、DI以及它們的組合之中以及它們的組合之中(3)邏輯地址和物理地址邏輯地址和物理地址存儲器中的每個存儲單元都可以用兩個方式的地址來存儲器中的每個存儲單元都可以用兩個方式的地址來表示：表示：實踐地址或稱物理地址和邏輯地址。實踐地址或稱物理地址和邏輯地址。實

18、踐地址：也稱物理地址，是用獨一的實踐地址：也稱物理地址，是用獨一的20位二進制數(shù)位二進制數(shù)所表示的地址，規(guī)定了所表示的地址，規(guī)定了1M字節(jié)存儲體中某個詳細字節(jié)存儲體中某個詳細單元的地址單元的地址 。邏輯地址在程序中運用，即段地址：偏移地址邏輯地址在程序中運用，即段地址：偏移地址 。(4)物理地址的構成物理地址的構成物理地址有兩部分組成：段基址和偏移地址。物理地址有兩部分組成：段基址和偏移地址。8086/8088CPU中有一個地址加法器，它將段存放器提中有一個地址加法器，它將段存放器提供的段地址自動乘以供的段地址自動乘以10H即左移即左移4位，然后與位，然后與16位的偏位的偏移地址相加，并鎖存在

19、物理地址鎖存器中。如下圖。移地址相加，并鎖存在物理地址鎖存器中。如下圖。物理地址物理地址=段基址段基址 * 16 +偏移地址。偏移地址。段基址：段基址：CS、DS、ES、SS。偏移地址：偏移地址：IP、DI、SI、BP、SP等。等。段存放器值段存放器值偏移量偏移量+物理地址物理地址16位位4位位16位位20位位存儲器物理地址的計算方法存儲器物理地址的計算方法 CS 0000 IP代碼段代碼段 DS或或ES 0000 SI、DI或或BX SS 0000 SP或或BP數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段堆棧段堆棧段存儲器存儲器段存放器和偏移地址存放器組合關系段存放器和偏移地址存放器組合關系例例 某程序的數(shù)據(jù)段中存有兩個數(shù)

20、據(jù)字某程序的數(shù)據(jù)段中存有兩個數(shù)據(jù)字1234H和和5A6BH，假設知，假設知DS=5AA0H，它們的偏移地址分別是，它們的偏移地址分別是245AH和和3245H，試畫出它們在存儲器中的存放情況，試畫出它們在存儲器中的存放情況2 、堆棧、堆棧堆棧主要用于暫存數(shù)據(jù)和在過程調用或處置中斷時暫堆棧主要用于暫存數(shù)據(jù)和在過程調用或處置中斷時暫存斷點信息和現(xiàn)場數(shù)據(jù)維護。存斷點信息和現(xiàn)場數(shù)據(jù)維護。 1堆棧的概念堆棧的概念 堆棧是在存儲器中開辟的一片數(shù)據(jù)存儲區(qū)，這片存儲堆棧是在存儲器中開辟的一片數(shù)據(jù)存儲區(qū)，這片存儲區(qū)的一端固定，另一端活動，且只允許數(shù)據(jù)從活動端區(qū)的一端固定，另一端活動，且只允許數(shù)據(jù)從活動端進出。采

21、用進出。采用“先進后出的規(guī)那么先進后出的規(guī)那么 。 2堆棧的組織堆棧的組織堆棧指示器堆棧指示器SP，它總是指向堆棧的棧頂。堆棧的伸，它總是指向堆棧的棧頂。堆棧的伸展方向既可以從大地址向小地址，也可以從小地址向展方向既可以從大地址向小地址，也可以從小地址向大地址。大地址。8086/8088的堆棧的伸展方向是從大地址向的堆棧的伸展方向是從大地址向小地址。小地址。 例例 知堆棧段存放器知堆棧段存放器SS=A000H，堆棧指示器，堆棧指示器SP=0100H，試將數(shù)據(jù)，試將數(shù)據(jù)1234H推入堆棧，畫出進棧推入堆棧，畫出進棧表示圖。最后棧頂表示圖。最后棧頂SP=？2.4 8086/8088微處置器的引腳功

22、能微處置器的引腳功能在學習引腳功能時請?zhí)貏e關注以下幾個方面：在學習引腳功能時請?zhí)貏e關注以下幾個方面： 引腳的功能：通常從其英文稱號去記憶引腳的功能：通常從其英文稱號去記憶 信號的流向：信號從芯片向外輸出，還是從信號的流向：信號從芯片向外輸出，還是從外部輸外部輸 入到芯片，還是雙向的入到芯片，還是雙向的 有效電平：起作用的邏輯電平是高電平、低有效電平：起作用的邏輯電平是高電平、低電平、電平、 還是上升沿、下降沿還是上升沿、下降沿 三態(tài)才干：輸出正常的低電平、高電平外，三態(tài)才干：輸出正常的低電平、高電平外，能否還能否還 可以輸出高阻的第三態(tài)引腳懸空形狀可以輸出高阻的第三態(tài)引腳懸空形狀 根據(jù)運用系統(tǒng)

23、規(guī)模的不同，使根據(jù)運用系統(tǒng)規(guī)模的不同，使8086/8088 CPU可以在可以在兩種方式下任務：兩種方式下任務： (1)系統(tǒng)的最小方式：系統(tǒng)的最小方式： 只需一個只需一個8086/8088 CPU 8086/8088本身提供一切的系統(tǒng)總線信號本身提供一切的系統(tǒng)總線信號 構成小規(guī)模的運用系統(tǒng)構成小規(guī)模的運用系統(tǒng) (2)系統(tǒng)的最大方式：系統(tǒng)的最大方式： 有兩個或兩個以上的有兩個或兩個以上的CPU，一個為主，一個為主CPU8086/8088，另一個為協(xié)另一個為協(xié)CPU8087/8089 8086/8088和總線控制器和總線控制器8288共同構成系統(tǒng)總線信號共同構成系統(tǒng)總線信號 構成較大規(guī)模的運用系統(tǒng)構

24、成較大規(guī)模的運用系統(tǒng) 以以8086為例，詳細引見一下最小方式下和最大方式下為例，詳細引見一下最小方式下和最大方式下各位引腳功能，如出現(xiàn)功能不同的引腳再詳細講解各位引腳功能，如出現(xiàn)功能不同的引腳再詳細講解 01020304050607080910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221GNDAD14/A14AD13/A13AD12/A12AD11/A11AD10/A10AD9/A9AD8/A8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVCC5VAD15/A15A16/S3A17/S4A

25、18/S5A19/S6/BHE/S7 /SS0 HIGHMN/MX/RDHOLD/RQ/GT0 HLDA/RQ/GT1/WR/LOCKM/IO /IO/M /S2DT/R/S1/DEN/S0ALEQS0/INTAQS1/TESTREADYRESET8086/80881、地址、地址/數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線AD15-AD0：地址：地址/數(shù)據(jù)復用引腳，雙向，三態(tài)。數(shù)據(jù)復用引腳，雙向，三態(tài)。8086/8088AD15-AD0：16位地址總線位地址總線A15-A0，輸，輸出訪問存儲器或出訪問存儲器或I/O的地址信息。的地址信息。8086AD15-AD0：16位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線D15-D0，與存儲器，與存儲器

26、和和I/O設備交換數(shù)據(jù)信息。設備交換數(shù)據(jù)信息。8088AD7-AD0：8位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線D7-D0，與存儲器和，與存儲器和I/O設備交換數(shù)據(jù)信息。設備交換數(shù)據(jù)信息。地址地址/數(shù)據(jù)總線復用，分時任務。數(shù)據(jù)總線復用，分時任務。2、地址、地址/形狀總線形狀總線A19/S6-A16/S3：地址：地址/形狀總線復用引腳，輸出，三態(tài)形狀總線復用引腳，輸出，三態(tài)A19/S6-A16/S3：輸出訪問存儲器的：輸出訪問存儲器的20位地址的高位地址的高4位位地址地址A19-A16。A19/S6-A16/S3：輸出：輸出CPU的任務形狀。的任務形狀。A19/S6-A16/S3：分時任務，：分時任務，T1形狀：輸

27、出地址的高形狀：輸出地址的高4位信息；位信息；T2、T3、T4形狀：輸出形狀信息。形狀：輸出形狀信息。S6：總是低電平，表示：總是低電平，表示8086/8088當前與總線相連。當前與總線相連。S5：闡明中斷允許標志當前的設置。：闡明中斷允許標志當前的設置。S5=0，表示，表示CPU中斷是封鎖的，制止一切可屏蔽中斷源的中斷懇求；中斷是封鎖的，制止一切可屏蔽中斷源的中斷懇求；S5=1，表示，表示CPU中斷是開放的，允許一切可屏蔽中斷中斷是開放的，允許一切可屏蔽中斷源的中斷懇求。源的中斷懇求。S4、S3：指出當前運用段存放器的情況。：指出當前運用段存放器的情況。 S4、S3組合所對應的段存放器情況組

28、合所對應的段存放器情況 S4 S3 段存放器段存放器 0 0 當前正在運用當前正在運用ES 0 1 當前正在運用當前正在運用SS 1 0 當前正在運用當前正在運用CS 1 1 當前正在運用當前正在運用DS3、控制總線、控制總線(1) /BHE/S7：高：高8位數(shù)據(jù)總線允許位數(shù)據(jù)總線允許/形狀復用引腳。在形狀復用引腳。在總線周期的總線周期的T1形狀，此引腳輸出形狀，此引腳輸出/BHE信號，表示高信號，表示高8位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線D15-D8上的數(shù)據(jù)有效。上的數(shù)據(jù)有效。在在T2、T3、TW和和T4形狀時，此引腳輸出形狀時，此引腳輸出S7形狀信號。形狀信號。/BHE、A0組合：組合：/BHE A0 總線

29、運用情況總線運用情況 0 0 從偶地址單元開場，在從偶地址單元開場，在16位數(shù)據(jù)總線上位數(shù)據(jù)總線上進展字傳送進展字傳送 0 1 從奇地址單元開場，在高從奇地址單元開場，在高8位數(shù)據(jù)總線上位數(shù)據(jù)總線上進展字節(jié)傳送進展字節(jié)傳送 1 0 從偶地址單元開場，在低從偶地址單元開場，在低8位數(shù)據(jù)總線上位數(shù)據(jù)總線上進展字節(jié)傳送進展字節(jié)傳送 1 1 無效無效S7：8086中無定義。中無定義。 8088中，在最大方式中，為高電平；中，在最大方式中，為高電平； 在最小方式中，輸出在最小方式中，輸出/SS0信號，此信號信號，此信號與其它信號協(xié)作將決議總線周期的讀與其它信號協(xié)作將決議總線周期的讀/寫動作。寫動作。 2

30、/RD：讀信號，三態(tài)輸出，低電平有效。：讀信號，三態(tài)輸出，低電平有效。/RD=0，表示當前表示當前CPU正在對存儲器或正在對存儲器或I/O端口進展讀操作。端口進展讀操作。3/WR：寫信號，三態(tài)輸出，低電平有效。：寫信號，三態(tài)輸出，低電平有效。/WR=0，表示當前表示當前CPU正在對存儲器或正在對存儲器或I/O端口進展寫操作。端口進展寫操作。4M/IO：存儲器或：存儲器或IO端口訪問信號，三態(tài)輸出。端口訪問信號，三態(tài)輸出。M/IO=1，表示，表示CPU正在訪問存儲器；正在訪問存儲器；M/IO=0，表示，表示CPU正在訪問正在訪問IO端口。端口。5READY：預備就緒信號，輸入，高電平有效。：預備

31、就緒信號，輸入，高電平有效。READY=1，表示，表示CPU訪問的存儲器或訪問的存儲器或IO端口已預備好端口已預備好傳送數(shù)據(jù)。假設傳送數(shù)據(jù)。假設CPU在總線周期在總線周期T3形狀檢測到形狀檢測到READY=0，表示未預備好，表示未預備好，CPU自動插入一個或多個自動插入一個或多個等待形狀等待形狀TW，直到，直到READY=1為止。為止。6INTR：可屏蔽中斷懇求信號，輸入，高電平有效。：可屏蔽中斷懇求信號，輸入，高電平有效。當當INTR=1，表示外設向，表示外設向CPU發(fā)出中斷懇求，發(fā)出中斷懇求，CPU在當在當前指令周期的最后一個前指令周期的最后一個T形狀去采樣該信號，假設此時，形狀去采樣該信

32、號，假設此時，IF=1，CPU呼應中斷，執(zhí)行中斷效力程序。呼應中斷，執(zhí)行中斷效力程序。7/INTA：中斷呼應信號，輸出，低電平有效。表：中斷呼應信號，輸出，低電平有效。表示示CPU呼應了外設發(fā)來的中斷懇求信號呼應了外設發(fā)來的中斷懇求信號INTR。8NMI：不可屏蔽中斷懇求信號，輸入，上升沿觸：不可屏蔽中斷懇求信號，輸入，上升沿觸發(fā)。該懇求信號不受發(fā)。該懇求信號不受IF形狀的影響，也不能用軟件屏蔽，形狀的影響，也不能用軟件屏蔽，一旦該信號有效，那么執(zhí)行完當前指令后立刻呼應中斷。一旦該信號有效，那么執(zhí)行完當前指令后立刻呼應中斷。9/TEST：測試信號，輸入，低電平有效。當：測試信號，輸入，低電平有

33、效。當CPU執(zhí)行執(zhí)行WAIT指令時，每隔個時鐘周期對指令時，每隔個時鐘周期對/TEST進展一次進展一次測試，假設測試，假設/TEST=1，繼續(xù)等待，直到，繼續(xù)等待，直到/TEST=0。10RESET：復位信號，輸入，高電平有效。：復位信號，輸入，高電平有效。RESET信號至少要堅持信號至少要堅持4個時鐘周期。復位時：標志存?zhèn)€時鐘周期。復位時：標志存放器、放器、IP、DS、SS、ES為為0，CS=FFFFH，復位后，復位后CPU從從FFFF0H處開場處開場 執(zhí)行。執(zhí)行。11ALE：地址鎖存允許信號，輸出，高電平有效。：地址鎖存允許信號，輸出，高電平有效。用來鎖存地址信號用來鎖存地址信號A15-A

34、0，分時運用，分時運用AD15-AD0地址地址/數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)總線。12DT/R：數(shù)據(jù)發(fā)送：數(shù)據(jù)發(fā)送/接納控制信號，三態(tài)輸出。此接納控制信號，三態(tài)輸出。此信號控制數(shù)據(jù)總線上的驅動器信號控制數(shù)據(jù)總線上的驅動器8286的數(shù)據(jù)傳送方向，的數(shù)據(jù)傳送方向，DT/R=1，發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)-寫操作；寫操作；DT/R=0，接納數(shù)據(jù)，接納數(shù)據(jù)-讀操作。讀操作。13/DEN：數(shù)據(jù)允許信號，三態(tài)輸出，低電平有效。：數(shù)據(jù)允許信號，三態(tài)輸出，低電平有效。作為數(shù)據(jù)總線上驅動器作為數(shù)據(jù)總線上驅動器8286的選通訊號。的選通訊號。14HOLD：總線懇求信號，輸入，高電平有效。當：總線懇求信號，輸入，高電平有效。當系統(tǒng)中系統(tǒng)

35、中CPU之外的另一個控制器要求運用總線時，經之外的另一個控制器要求運用總線時，經過它向過它向CPU發(fā)一高電平的懇求信號。發(fā)一高電平的懇求信號。15HLDA：總線懇求呼應信號，輸出，高電平有效。：總線懇求呼應信號，輸出，高電平有效。當當HLDA有效時，表示有效時，表示CPU對其它控制器的總線懇求作對其它控制器的總線懇求作出呼應，與此同時，一切與三總線相接的出呼應，與此同時，一切與三總線相接的CPU的線腳的線腳呈現(xiàn)高阻抗形狀，從而讓出總線。呈現(xiàn)高阻抗形狀，從而讓出總線。16MN/MX：任務方式選擇信號，輸入。：任務方式選擇信號，輸入。MN/MX=1，表示，表示CPU任務在最小方式系統(tǒng)；任務在最小方

36、式系統(tǒng)；MN/MX=0，表示，表示CPU任務在最大方式系統(tǒng)。任務在最大方式系統(tǒng)。17CLK：主時鐘信號，輸入。：主時鐘信號，輸入。8086/8088的時鐘頻的時鐘頻率為率為5MHZ。4、電源線和地線、電源線和地線8086/8088采用單采用單+5V，1、20引腳為地線。引腳為地線。5、最大方式下的有關引腳、最大方式下的有關引腳1QS1、QS2：指令隊列形狀信號，輸出。：指令隊列形狀信號，輸出。 QS1 QS2 含義含義 0 0 無操作無操作 0 1 將指令首字節(jié)送入指令隊列將指令首字節(jié)送入指令隊列 1 0 隊列為空隊列為空 1 1 將指令其他字節(jié)送指令隊列將指令其他字節(jié)送指令隊列2S2、S1、

37、S0：總線周期形狀信號，三態(tài)輸出。：總線周期形狀信號，三態(tài)輸出。 S2、S1、S0形狀信號的編碼形狀信號的編碼 S2 S1 S0 操作過程操作過程 產生信號產生信號 0 0 0 發(fā)中斷呼應信號發(fā)中斷呼應信號 /INTA 0 0 1 讀讀I/O端口端口 IORC 0 1 0 寫寫I/O端口端口 IOWC 0 1 1 暫停暫停 無無 1 0 0 取指令取指令 /MRDC 1 0 1 讀存儲器讀存儲器 /MRDC 1 1 0 寫存儲器寫存儲器 /AMWC 1 1 1 無作用無作用 無無3/RQ/GT1、/RQ/GT2：總線懇求信號輸入：總線懇求信號輸入/總線懇求允許信號輸出，雙向，低電平有效?？偩€懇

38、求允許信號輸出，雙向，低電平有效。4/LOCK：總線封鎖信號，三態(tài)輸出，低電平有：總線封鎖信號，三態(tài)輸出，低電平有效。效。/LOCK=0，CPU不允許其它控制器占用總線。不允許其它控制器占用總線。什么是分時復用？什么是分時復用？ 分時復用就是一個引腳在不同的時辰具有兩個分時復用就是一個引腳在不同的時辰具有兩個甚至多個作用甚至多個作用 總線復用的目的是為了減少對外引腳個數(shù)總線復用的目的是為了減少對外引腳個數(shù) 8088 /8086CPU的數(shù)據(jù)地址線采用了總線復用的數(shù)據(jù)地址線采用了總線復用方法，數(shù)據(jù)和地址引腳復用方法，數(shù)據(jù)和地址引腳復用 在訪問存儲器或外設的總線操作周期中，這些在訪問存儲器或外設的總

39、線操作周期中，這些引腳在第一個時鐘周期輸出存儲器或引腳在第一個時鐘周期輸出存儲器或I/O端口端口的地址，其他時間用于傳送數(shù)據(jù)的地址，其他時間用于傳送數(shù)據(jù)2.5 8086/8088在最大和最小方式下的系統(tǒng)組織在最大和最小方式下的系統(tǒng)組織8086/8088 CPU 必需加上必要的支持芯片，比必需加上必要的支持芯片，比如時鐘電路、地址鎖存器、總線驅動器、存如時鐘電路、地址鎖存器、總線驅動器、存儲器和儲器和I/O接口電路及外設，就可以構成一個接口電路及外設，就可以構成一個最根本的運用系統(tǒng)。最根本的運用系統(tǒng)。最小組態(tài)總線構成RESET TEST HLDA HOLD NMI INTR INTA M / I

40、O WR RDREADY CLK READYMN / MX+5V控制總線控制總線地址總線地址總線A19 A0數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線D7D0 ALE A19A8 AD7 AD 0 DT / R DEN8088CPUSTB 8282OETOE82868284A系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線2.6 8086總線的操作時序總線的操作時序在微機系統(tǒng)中，在微機系統(tǒng)中，CPU是在時鐘信號是在時鐘信號CLK控制下，控制下，按節(jié)拍有序地執(zhí)行指令序列。從取指令開場，按節(jié)拍有序地執(zhí)行指令序列。從取指令開場，經過分析指令、對操作數(shù)尋址，然后執(zhí)行指令、經過分析指令、對操作數(shù)尋址，然后執(zhí)行指令、保管操作結果，這個過程稱為指令執(zhí)行周期。保管操

41、作結果，這個過程稱為指令執(zhí)行周期。 指令周期：執(zhí)行一條指令所需求的時間。指令周期：執(zhí)行一條指令所需求的時間?？偩€周期機器周期：總線周期機器周期：CPU經過總線與存儲經過總線與存儲器或器或I/O接口進展一次數(shù)據(jù)傳輸所需的時間。接口進展一次數(shù)據(jù)傳輸所需的時間。T形狀時鐘周期：形狀時鐘周期：CPU處置動作的最小單位。處置動作的最小單位。T1T2T3TWT4總線周期總線周期 8086的總線時序包括以下幾個部分：的總線時序包括以下幾個部分：1存儲器讀操作；存儲器讀操作；2存儲器寫操作；存儲器寫操作；3輸入輸出周期；輸入輸出周期；4中斷呼應操作；中斷呼應操作；5總線空閑周期?？偩€空閑周期?？偩€操作總線操作

42、總線讀操作：總線讀操作：CPU從存儲器或外設讀取數(shù)據(jù)。從存儲器或外設讀取數(shù)據(jù)?？偩€寫操作：總線寫操作：CPU將數(shù)據(jù)寫入存儲器或外設。將數(shù)據(jù)寫入存儲器或外設。1、存儲器讀周期、存儲器讀周期總線周期包括：總線周期包括：T1、T2、T3、TW、T4時鐘周期。時鐘周期。1T1周期周期M/IO信號：從存儲器讀還是從信號：從存儲器讀還是從I/O設備中讀數(shù)據(jù)；設備中讀數(shù)據(jù)；AD15-AD0、A19/S7-A16/S3：確定：確定20位地址；位地址；/BHE：選擇奇地址存儲體選通。：選擇奇地址存儲體選通。ALE：地址鎖存信號，以使地址：地址鎖存信號，以使地址/數(shù)據(jù)線分開。數(shù)據(jù)線分開。2T2形狀形狀A19/S6

43、-A16/S3：出現(xiàn)：出現(xiàn)S6-S3形狀信號。決議段存放器、形狀信號。決議段存放器、IF形狀、形狀、8086CPU能否連在總線上。能否連在總線上。AD15-AD0：高阻形狀。：高阻形狀。/RD：由高電平變?yōu)榈碗娖剑_場進展讀操作。：由高電平變?yōu)榈碗娖?，開場進展讀操作。/DEN：變低電平，啟動數(shù)據(jù)收發(fā)器：變低電平，啟動數(shù)據(jù)收發(fā)器8286，做好接納數(shù)，做好接納數(shù)據(jù)的預備。據(jù)的預備。3T3形狀形狀假設存儲器或假設存儲器或I/O端口已做好發(fā)送數(shù)據(jù)預備，那么在端口已做好發(fā)送數(shù)據(jù)預備，那么在T3形狀期間將數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)總線上，在形狀期間將數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)總線上，在T3終了時，終了時，CPU從從AD15-AD0上

44、讀取數(shù)據(jù)。上讀取數(shù)據(jù)。4TW形狀形狀在在T3形狀，存儲器或外設沒有預備好數(shù)據(jù)，不能在形狀，存儲器或外設沒有預備好數(shù)據(jù)，不能在T3形狀將數(shù)據(jù)放到總線上，使形狀將數(shù)據(jù)放到總線上，使READY=0，那么，那么CPU在在T3和和T4之間插入一個或幾個之間插入一個或幾個TW形狀，直到數(shù)據(jù)預備形狀，直到數(shù)據(jù)預備好好READY=1為止。為止。TW形狀時總線的動作與形狀時總線的動作與T3時一樣。時一樣。5T4形狀形狀CPU對數(shù)據(jù)總線進展采樣，讀出數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)總線進展采樣，讀出數(shù)據(jù)。CPU往存儲器或往存儲器或I/O設備寫數(shù)據(jù)的時序如下頁所示：設備寫數(shù)據(jù)的時序如下頁所示：CLKT1T2T3、TWT4M/IOA19/S6-A16/S3A19-A16/BHE/S7/BHES7-S3ALEREADYAD15-AD0地址輸出地址輸出數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入/RDDT/R/DENCPU從存儲器或從存儲器或I/O端口讀取數(shù)據(jù)的時序端口讀取數(shù)據(jù)的時序2、存儲器寫周期、存儲器寫周期1T1形狀形狀M/IO信號：對存儲器寫還是對信號：對存儲器寫還是對I/O設備中寫數(shù)據(jù)；設備中寫數(shù)據(jù)；AD15-AD0、A19/S7-A16