第二章微处理器的结构及微计算机的组成案例

2020/2/101第二章微处理器的结构及微计算机的组成2020/2/1028086总线操作、中断系统及总线请求1.8086总线操作：8086微处理器与片外存储器或I/O接口进行数据传输时，经BIU执行8086规定的总线操作。2.8086的中断系统：8086微处理器可处理256种中断。3.8086总线请求：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。P212020/2/1031.8086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T1T1T2T3T4T2T3T4地址地址缓冲缓冲数据数据CLKAD2020/2/1048086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)。2020/2/1058086总线操作T3,T4:对于读或写总线周期，AD总线上均为数据。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。2020/2/1068086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，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。2020/2/107CLKT4T3T2T1A19/S6-A16/S3BHES7Addr.,BHEStatus输出Addr.输出DATA输入AD15-AD0ALELOW=I/OREAD,HIGH=MEMREADM/IORDDT/RDEN8086读总线周期基本定时BUSCYCLE（最小方式）•8086最小方式下读总线周期时序P222020/2/108CLKT4T3T2T1BHES7Addr.,BHEStatus输出Addr.输出DATA输出AD15-AD0ALELOW=I/OWrite,HIGH=MEMORYREADM/IOWRDT/RDEN8086写总线周期基本定时一个总线周期(最小方式)A19/S6-A16/S3•8086最小方式下写总线周期时序2020/2/1092.8086中断系统8086微处理器有处理256种中断的能力。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。P232020/2/1010指令/CPU启动的软件中断（内部）软件中断（外部）INTn指令中断逻辑断点中断溢出中断单步中断除数为0中断（3）（4）（1）（0）非屏蔽中断请求（2）中断控制器8259A可屏蔽中断请求NMIINTR8086中断分类图INTOINT3OF=1TF=12020/2/10112.8086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：2020/2/101203FFH03FCHType225CSIP:0083HCSType32IP0080H007FHCSType31IP007CH:CSType5IP0014H0013HCSType4IPCSType3IPIPIPIPCSCSCS0010H000FH000CH000FH0008H0007H0004H0003H0000HType2Type1Type0:224保留27个用户定义个8086专用5个溢出中断断点中断非屏蔽中断单步中断除数为08086/8088中断向量表占内存0000H段P252020/2/10132.8086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）。2020/2/1014T1第一个中断响应总线周期第二个中断响应总线周期T2T3T4T1T2T3T4CLKALELOCK#INTA#AD7~AD0TYPE8086中断响应时序2020/2/10152.8086中断系统（续）c.8086将中断类型码乘4，得到中断向量表的入口地址，例如：类型码=0CH，中断向量表入口=0030Hd.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。2020/2/10163.8086总线请求在一个系统中，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。P262020/2/10173.8086总线请求（续）最大模式下总线请求：有两个通道请求信号是：RQ#/GT#0和RQ#/GT#1两条引线中的RQ#0和RQ#1信号，为输入；响应信号是：RQ#/GT#0和RQ#/GT#1两条引线中的GT#0和GT#1信号，为输出；RQ#/GT#0和RQ#/GT#1是双向多路复用；RQ#/GT#0的优先级高于RQ#/GT#1。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。