第2章 典型微处理器 本章主要教学内容 >8086微处理器内部组成、寄存器结构 >8086微处理器的外部引脚特性和作用 >8086微处理器的存储器和ⅣO组织 >8086的时序和总线概念以及最小最大工作方式 >80X86和 Pentium系列微处理器的组成结构及特点
1 本章主要教学内容 ➢ 8086微处理器内部组成、寄存器结构 ➢ 8086微处理器的外部引脚特性和作用 ➢ 8086微处理器的存储器和I/O组织 ➢ 8086的时序和总线概念以及最小/最大工作方式 ➢ 80X86和Pentium系列微处理器的组成结构及特点 第2章 典型微处理器
第2章 典型微处理器 本章教学目的及要求 通过学习,使学生掌握8086微处理器的 基本应用;熟悉8086微处理器的组成及其寄 存器结构;掌握8086微处理器的存储器和 I/O组织
2 本章教学目的及要求 通过学习，使学生掌握8086微处理器的 基本应用；熟悉8086微处理器的组成及其寄 存器结构；掌握8086微处理器的存储器和 I/O组织。 第2章 典型微处理器
第2章 典型微处理器 21 Intel8086微处理器 Intel8086微处理器是典型的16位微处理器, 它采用髙速运算性能的HMOS工艺制造,芯片 上集成了29万只晶体管,使用单一的+5V电源, 40条引脚双列直插式封装,有16根数据线和20 根地址线,可寻址的地址空间为1MB(20B) 时钟频率为5MHz~10MHz,基本指令的执行时 间为0.3us06μs
3 2.1 Intel 8086微处理器 Intel 8086微处理器是典型的16位微处理器， 它采用高速运算性能的HMOS工艺制造，芯片 上集成了2.9万只晶体管，使用单一的+5V电源， 40条引脚双列直插式封装，有16根数据线和20 根地址线，可寻址的地址空间为1MB（2 20B）， 时钟频率为5MHz~10MHz，基本指令的执行时 间为0.3ms~0.6ms。 第2章 典型微处理器
第2章 典型微处理器 8086CPU的特点是:采用并行流水线工作方 式,通过设置指令预取队列实现;对内存空间实行 分段管理,将内存分为4个段并设置地址段寄存器 以实现对1MB空间的寻址;支持多处理器系统; 8086可工作于两种模式下,即最小模式和最大模式。 8086还具有多重处理能力,使它能极方便地和浮点 运算器8087、I/0处理器8089或其他处理器组成多 处理器系统,从而极大地提高了系统的数据吞吐能 力和数据处理能力
4 8086 CPU的特点是：采用并行流水线工作方 式，通过设置指令预取队列实现；对内存空间实行 分段管理，将内存分为4个段并设置地址段寄存器， 以实现对1MB空间的寻址；支持多处理器系统； 8086可工作于两种模式下，即最小模式和最大模式。 8086还具有多重处理能力，使它能极方便地和浮点 运算器8087、I/O处理器8089或其他处理器组成多 处理器系统，从而极大地提高了系统的数据吞吐能 力和数据处理能力。 第2章 典型微处理器
第2章 典型微处理器 21.18086微处理器的内部结构 Intel8086微处理器内部安排了两个逻辑 单元,即执行部件EU( Execution unit)和总线 接口部件BIU( Bus interface unit),其组成 结构如图2-1所示
5 2.1.1 8086微处理器的内部结构 Intel 8086微处理器内部安排了两个逻辑 单元，即执行部件EU（Execution Unit）和总线 接口部件BIU（Bus Interface Unit），其组成 结构如图2-1所示。 第2章 典型微处理器
地址总线 AX AL BHBL 数据寄存器 地址加法器 CH 数据 总线 DX DH DL BP 地址寄存器 DS DI 8086 总线 ALU数据总线(16位) 「P1摇 内部通信 辑 暂存器 奇存器 ALU 指令队列 EU 控制电路 标志寄存器 执行部件(EU) 总线接口部件(BIU)
6 总 线 控 制 逻 辑 8086 总线 执行部件（EU） 总线接口部件（BIU） 标志寄存器 AH BL ∑ CL DL BH CH DH AX BX CX DX SP BP SI DI ALU 数据总线（16 位） 暂存器 ALU EU 控制电路 1 2 3 4 5 6 CS DS SS ES 内部通信 寄存器 IP 地址加法器 指令队列 AL 数据 总线 地址总线 地址寄存器 数据寄存器
第2章 典型微处理器 1.执行部件EU 执行部件EU负责指令的译码、执行和数据运 算,它由算术逻辑单元(ALU)、8个通用寄存器,1个 状态标志寄存器、1个数据暂存寄存器和EU控制电路等 组成。 执行部件EU的基本功能是:从总线接口部件BIU的 指令队列中取出指令代码,经过指令译码器译码后执行 该指令所规定的操作功能。EU中的各个部件都通过16 位的ALU数据总线连接在一起,在内部可实现快速的数 据传输
7 1. 执行部件EU 执行部件EU 负责指令的译码、执行和数据运 算，它由算术逻辑单元（ALU）、8个通用寄存器，1个 状态标志寄存器、1个数据暂存寄存器和EU控制电路等 组成。 执行部件EU的基本功能是：从总线接口部件BIU的 指令队列中取出指令代码，经过指令译码器译码后执行 该指令所规定的操作功能。EU中的各个部件都通过16 位的ALU数据总线连接在一起，在内部可实现快速的数 据传输。 第2章 典型微处理器
第2章 典型微处理器 21.28086的寄存器 8086CPU中可供编程使用的有14个16位寄存器,按其用 途可分为8个通用寄存器、2个控制寄存器和4个段寄存器, 如图2-2所示
8 2.1.2 8086的寄存器 8086CPU中可供编程使用的有14个16位寄存器，按其用 途可分为8个通用寄存器、2个控制寄存器和4个段寄存器， 如图2-2所示。 第2章 典型微处理器
Ah AL 累加器 BH BL 基址寄存器 CH 数据寄存器 CL 计数寄存器 DH DL数据寄存器 通用奇存器 SP 堆栈指针寄存器 BP 基址指针寄存器 地址指针和 SI 源变址寄存器 变址寄存器 目的变址寄存器 IP 指令指针寄存器 控制寄存器 FLAGS 标志寄存器 代码段寄存器 S 数据段寄存器 段寄存器 堆栈段寄存器 ES 附加段寄存器
9 AH AL 累加器 BH BL CL DH DL CH SP SI DI IP FLAGS CS DS SS ES BP 基址寄存器 计数寄存器 数据寄存器 堆栈指针寄存器 基址指针寄存器 源变址寄存器 目的变址寄存器 指令指针寄存器 标志寄存器 代码段寄存器 段寄存器 附加段寄存器 堆栈段寄存器 数据寄存器 地址指针和 变址寄存器 控制寄存器 通用寄存器 数据段寄存器
第2章 典型微处理器 通用寄存器 通用寄存器是一种面向寄存器的体系结构,操作数可以直接存放 在这些寄存器中 1)数据寄存器:有4个16位的寄存器,其典型功能归纳如下: A×:累加器,用于完成各类运算和传送、移位等操作 BX:基址寄存器,在间接寻址中用于存放基地址; CX:计数寄存器,用于在循环或串操作指令中存放计数值; DX:数据寄存器,在间接寻址的MO指令中存放。 此外,还可将每个16位的寄存器分成独立的两个8位寄存器 来使用,即AH、BH、CH、DH和AL、BL、CL、DL两组。16位数 据寄存器主要用于存放常用数据,也可存放地址,而8位寄存器只 能用于存放数据
10 1. 通用寄存器 通用寄存器是一种面向寄存器的体系结构，操作数可以直接存放 在这些寄存器中。 （1）数据寄存器：有4个16位的寄存器，其典型功能归纳如下： AX：累加器，用于完成各类运算和传送、移位等操作； BX：基址寄存器，在间接寻址中用于存放基地址； CX：计数寄存器，用于在循环或串操作指令中存放计数值； DX：数据寄存器，在间接寻址的I/O指令中存放。 此外，还可将每个16位的寄存器分成独立的两个8位寄存器 来使用，即AH、BH、CH、DH和AL、BL、CL、DL两组。16位数 据寄存器主要用于存放常用数据，也可存放地址，而8位寄存器只 能用于存放数据。 第2章 典型微处理器