微机原理及应用

Home内容简介Home重点与难点HomeNext1一.Intel8086/8088CPU的功能结构1.8086/8088CPU的内部结构HomeNextBack2串行工作方式：•8088以前的CPU采用串行工作方式：•1）CPU执行指令时总线处于空闲状态•2）CPU访问存储器(存取数据或指令)时要等待总线操作的完成•缺点：CPU无法全速运行•解决：总线空闲时预取指令，使CPU需要指令时能立刻得到取指令1执行1取操作数2执行2CPUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌存结果1取指令2HomeNextBack3并行工作方式：•8088CPU采用并行工作方式取指令2取操作数BIU存结果取指令3取操作数取指令4执行1执行2执行3EUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌HomeNextBack4二.寄存器结构HomeNextBack5三.存储器组织存储器是由若干存储单元组成的存储整体。每个存储单元的唯一地址编号称为物理地址（PhysicalAddress）。8086/8088CPU共有20根地址线，可直接寻址220=1MB内存空间，地址范围是00000H～0FFFFFH。1MB存储空间划分成若干段，每个段限长64KB，都是可独立寻址逻辑单元。各个逻辑段在物理存储器中可以是邻接、间隔、部分重叠和完全重叠的。一个物理存储单元可映像到一个或多个逻辑段。1.存储器结构62.存储器管理存储器的操作完全基于物理地址。问题：8086的内部总线和内部寄存器均为16位，如何生成20位地址？解决：存储器分段段i-1段i段i+1高地址低地址段基址段基址段基址段基址最大64KBHomeNextBack7逻辑地址与物理地址的关系HomeNextBack物理地址逻辑地址存储单元的实际地址（20位）与存储单元有唯一对应关系由16位的段地址和段内偏移地址组成，表示为段地址：偏移地址CPU访问存储单元时使用物理地址编程时程序以逻辑地址编址点击演示！HomeBack8HomeNextBack四.堆栈•内存中一个按先入后出方式操作的特殊区域•每次压栈和退栈均以WORD为单位•SS存放堆栈段地址，SP存放段内偏移，SS:SP构成了堆栈指针•堆栈用于存放返回地址、过程参数或需要保护的数据•常用于响应中断或子程序调用SS低高SP12HSS低高SPHome9HomeBack压栈前退栈SPSS高低高压栈12HSPF0HSPSPF0H堆栈操作SP11.8086/8088CPU的引脚特性HomeBackHomeNextHomeBackHomeNextBack22.8086微处理器与8088微处理器的比较指令队列的比较数据线比较地址线比较•8088的指令队列为4字节移位寄存器•8086的指令队列为6字节移位寄存器•8088外部数据线为8条，应称8088CPU为8位机•8086外部数据线为16条，故称8086CPU为16位机•8088和8086的地址线均为20条HomeBackHomeNextBack3控制线比较•MEM、I/O选择8088CPU——/M/IO8086CPU——M//IO•8位、16位数据传送8088仅有8条数据线，不能传送16位数据8086有16条数据线，可传8位或16位数据HomeBackHomeNextBack43.8086CPU的系统配置（以最小方式为例）HomeBackHomeNextBack58086CPU的最小/最大工作模式比较最小工作模式：控制线MN//MX=H最大工作模式：控制线MN//MX=L最小工作模式：控制线由CPU自身产生最大工作模式：控制线由芯片8288产生最小工作模式：硬件简单，用于专用机最大工作模式：硬件复杂，用于系统机条件特点应用4.8086/8088的主要操作功能HomeBackHomeNextBack6一.总线周期注：不同CPU的总线周期不同定义组成CPU访问（读或写）一次存储器或I/O接口所需要时间，称为一个总线周期。由多个时针周期组成。HomeBackHomeNextBack7扩展总线周期•等待周期——Tw插入T3、T4之间，数量不限，由控制线READY=L控制•空闲周期——Tt插入T4之后，数量不限，由控制线/TEST=H控制基本总线周期•由四个时钟周期构成•分别称为——T1、T2、T3、T4HomeBackHomeNextBack8二.总线读和总线写操作1.读周期“读”总线周期即CPU将存贮器单元或I/O端口中的数据取出并读入CPU内部寄存器中的总线周期。•T1——数据/地址复用线发地址信息•T2——缓冲•T3、T4——数据/地址复用线为数据读有效在控制线ALE控制下，地址信息被锁存器锁存，并经AB传送给存储器，且在读周期均有效。存储器单元数据经DB送双向缓冲器，在控制线/RD、/DEN、DT//R控制下完成读操作。注：由于地址、数据信息流向不一致，需缓冲HomeBackHomeNextBack92.最小模式下的读时序HomeBackHomeNextBack103.写周期“写”总线周期即CPU将内部的寄存器中的数据写入存贮器单元或I/O端口中的总线周期。•T1——数据/地址复用线发地址信息•T2~T4——数据/地址复用线为数据写有效在控制线ALE控制下，地址信息被锁存器锁存并经AB传送给存储器，且在读周期均有效。在控制线/WR、/DEN、DT//R控制下完成写操作数据通过双向缓冲器经DB送存储器单元。注：由于地址、数据信息流向一致，不需缓冲114.最小模式下的写时序HomeHomeBackHomeBackHomeNext1一.802861.80X86/Pentium系列CPU功能的不断完善点击演示！2二.803861.80X86/Pentium系列CPU功能的不断完善点击演示！HomeBackHomeNextBack3三.804861.80X86/Pentium系列CPU功能的不断完善点击演示！HomeBackHomeNextBack3四.Pentium1.80X86/Pentium系列CPU功能的不断完善点击演示！HomeBackHomeNextBack小结通过本章的学习：掌握8086微处理器的基本结构与组成。掌握存储单元地址的两种描述方式：物理地址和逻辑地址，及从逻辑地址到物理地址的换算方法。熟悉8086微处理器的外部引脚功能。了解8086系统的典型配置。了解8086CPU在最小模式下的总线操作时序，以及CPU各引脚信号之间的相对时间关系。HomeBack