8086微处理器微处理器的基本结构8086课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《8086微处理器微处理器的基本结构8086课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 8086 微处理器 基本 结构 课件
- 资源描述:
-
1、1第二章第二章 8086微处理器微处理器第一节第一节 微处理器的基本结构微处理器的基本结构第二节第二节 8086微处理器微处理器第一节第一节、微型微型计算机结构计算机结构 CPU+适当容量适当容量M+输入输出接口输入输出接口+设备设备+软件软件 =MICOR _ COMPUTER SYSTEM1、微型计算机外部结构、微型计算机外部结构2、微型计算机内部结构、微型计算机内部结构1、微型计算机外部结构、微型计算机外部结构微型计算机外部结构如下图所示微型计算机外部结构如下图所示(三总线结构三总线结构)微型计算机外部结构微型计算机外部结构存存储储器器I/O接接口口输输入入设设备备I/O接接口口输输入入
2、设设备备CPU由上图看出,微机与外部交换信息通过总线控制。由上图看出,微机与外部交换信息通过总线控制。采用三总线结构采用三总线结构AB、DB、CB.三组总线:三组总线:地址总线地址总线 AB(ADDRESS BUS):通常通常16位,单向,位,单向,A15A0,可寻址,可寻址216=64KB内存单元。内存单元。A7A0,可寻址,可寻址 28=256外设接口。外设接口。数据总线数据总线 DB(DATA BUS):通常通常8位,位,D7D0,双向,实现,双向,实现CPU 与与I/O 传送。传送。控制总线控制总线 CB(CONTROL BUS):传送控制信号传送控制信号。2、微型计算机内部结构微型计
3、算机内部结构 由于由于CPU受成品率,成本,集成在单片上等原因。受成品率,成本,集成在单片上等原因。严格规定引脚数就限制了总线的数量。严格规定引脚数就限制了总线的数量。外部外部采用三总线结构采用三总线结构AB、DB、CB。内部内部采用单总线采用单总线,即内部所有单元即内部所有单元电路都挂在内部总线上,电路都挂在内部总线上,分时分时使用总线。使用总线。通常微处理机内部结构及外部连接方法如下图所示。通常微处理机内部结构及外部连接方法如下图所示。微型计算机内部结构微型计算机内部结构数据总线缓冲器数据总线缓冲器/锁存器锁存器累加器累加器(8 8位)位)暂存寄存暂存寄存器(器(8 8)标志寄存标志寄存器
4、器多路转换开关多路转换开关指令寄存指令寄存器器锁存器锁存器(8 8)十进制调整十进制调整通用寄存器阵列通用寄存器阵列地址缓冲器地址缓冲器指令指令译码器译码器加加1 1器器/减减1 1器地址锁器地址锁存器存器程序计数器程序计数器PCPC(1616)寄寄存存器器选选择择堆栈指示器堆栈指示器SPSP(1616)定时与控制定时与控制中断中断 I/O I/O 存储器存储器 .请求请求 写写 读读 请求请求 请求请求 等待等待 时钟时钟ALUALU内部数据总线内部数据总线.INTINTW WR RRDRDIORQIORQMREQMREQWAITWAITRESETRESETA15A0A15A0DB7DB0D
5、B7DB0算术逻辑单算术逻辑单元元CPU内部内部CPU外部外部微处理器内部主要由四部分组成:微处理器内部主要由四部分组成:(1)内部寄存器内部寄存器q 用来寄存参与运算的数据,用来寄存参与运算的数据,经常可以连成寄存器对(经常可以连成寄存器对(16位)位)用来存放操作数地址用来存放操作数地址。q 16位专用寄存器位专用寄存器 如:如:程序计数器程序计数器PC,堆栈指针,堆栈指针SP(2)累加器和算术逻辑单元累加器和算术逻辑单元 对数据进行对数据进行算术运算、逻辑运算场所,算术运算、逻辑运算场所,运算结果运算结果 标志触发器记忆标志触发器记忆 或送某个寄存器等等。或送某个寄存器等等。(3)指令寄
6、存器、指令译码器、定时及各种控制信号产生电路指令寄存器、指令译码器、定时及各种控制信号产生电路 把用户程序中的指令一条条译出来,把用户程序中的指令一条条译出来,然后以一定时序发出相应的控制信号。然后以一定时序发出相应的控制信号。(4)内部采用单总线结构内部采用单总线结构在任何时候只有一个内部设备能使用内部总线,在任何时候只有一个内部设备能使用内部总线,各设备之间必须分时使用内部总线,各设备之间必须分时使用内部总线,因而速度受到影响。因而速度受到影响。只有要求速度高的位片机(通常用双级型集成电路)中,只有要求速度高的位片机(通常用双级型集成电路)中,采用内部多总线结构。采用内部多总线结构。9第二
7、节、第二节、8086/8088CPU一、特点一、特点l Intel 系列系列 的的16位位CPU双列直插式封装双列直插式封装40根引脚根引脚工作频率为工作频率为4.77MHz 10MHz工作电源工作电源+5V 808610l 8086:对外有对外有16根根数据线,数据线,20根根地址线地址线可寻址的内存单元数可寻址的内存单元数 220=1M内存地址范围内存地址范围00000 FFFFFHl 8088:内部寄存器、运算部件及内部操作均按内部寄存器、运算部件及内部操作均按16位位设计设计,除对外数据线为除对外数据线为8根根外,其余与外,其余与8086基本相同。基本相同。为与当时已有的为与当时已有的
8、8 位外设接口芯片兼容位外设接口芯片兼容。IBM PC、IBP PC/XT 采用采用8088CPU 80888086CPU结构特点小结:结构特点小结:(1)内部结构内部结构 是是16位的位的 (内部寄存器,内部运算部件,内部操作按(内部寄存器,内部运算部件,内部操作按 16位设计);位设计);(2)外部外部数据总线数据总线16条条,能处理,能处理16位数据位数据,也能处理也能处理8位数据;位数据;(具有(具有16位运算指令,包括位运算指令,包括*、/指令)指令)(3)能执行整套能执行整套8086的指令的指令 (4)20条地址条地址总线,直接寻址能力总线,直接寻址能力1M字节;字节;(5)40条
9、条引线封装;引线封装;(6)单相时钟;单相时钟;(7)电源为电源为5V。8086与与8088的主要区别在于的主要区别在于8086的外部数据总线的外部数据总线16位。位。12二、二、8086/8088的编程结构的编程结构l 编程结构:编程结构:指从程序员和使用者的角度看到的结构。指从程序员和使用者的角度看到的结构。与芯片内部的物理结构和实际布局有区别。与芯片内部的物理结构和实际布局有区别。某某CPU芯片内部实物图芯片内部实物图131.总线接口部件总线接口部件BIU (Bus Interface Unit)运输部门运输部门2.执行部件执行部件EU (Execute Unit)加工部门加工部门3.工
10、作原理工作原理DSESSSCSIP数据暂存器数据暂存器执执 行行 部部 件件控控 制制 电电 路路指令译码器指令译码器总线总线接口接口控制控制电路电路AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组寄存器组BIUABDBCB地地址址加加法法器器指指令令队队列列PSW标志寄存器标志寄存器EU运运算算器器8088 编程结构编程结构DSESSSCSIP数据暂存器数据暂存器执执 行行 部部 件件控控 制制 电电 路路指令译码器指令译码器总线总线接口接口控制控制电路电路AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组寄存器组BIUABDBCB地地址址加加法
11、法器器指指令令队队列列PSW标志寄存器标志寄存器EU运运算算器器8086 编程结构编程结构:141.总线接口部件总线接口部件 BIUl 构成部分构成部分 4个个16位段寄存器位段寄存器:CS,DS,ES,SS 16位位IP指令指针寄存器指令指针寄存器 20位位 地址加法器地址加法器 6字节字节的的指令队列指令队列 (8088的指令队列为的指令队列为4字节字节)总线控制电路总线控制电路(包括三组总线包括三组总线):处理器与外界总线联系的转接电路。处理器与外界总线联系的转接电路。DSESSSCSIP数据暂存器数据暂存器PSW标志标志寄存器寄存器执行部件控制电路执行部件控制电路指令译码器指令译码器A
12、XBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组寄存器组指指令令队队列列总线总线接口接口控制控制电路电路运运算算器器地地址址加加法法器器8086 编程结构编程结构BIUEUl 主要功能主要功能 负责与负责与存储器、存储器、I/O接口接口传递数据传递数据 具体完成:具体完成:(1)从内存取指令,送到指令队列从内存取指令,送到指令队列;(2)配合执行部件从指定的内存单元配合执行部件从指定的内存单元 或或I/O端口取数据端口取数据;(3)将执行部件的操作结果送到将执行部件的操作结果送到 指定的内存单元或指定的内存单元或I/O端口。端口。三点说明三点说明:指令队列指令队列8086
13、 的指令队列为的指令队列为6个个字节字节,8088 的指令队列为的指令队列为4个个字节。字节。BIU 具有预取指令功能,具有预取指令功能,是一种先进先出(是一种先进先出(FIFO)的数据结构)的数据结构。不论是不论是8086还是还是8088都会在执行指令的同时从内存中取下一条或都会在执行指令的同时从内存中取下一条或几条指令,取来的指令放在指令队列中几条指令,取来的指令放在指令队列中.指令执行顺序指令执行顺序 顺序指令执行顺序指令执行:指令队列存放紧接在执行指令后面的那一条指令。:指令队列存放紧接在执行指令后面的那一条指令。执行转移指令执行转移指令:BIU 清除指令队列中的内容,从新的地址取入指
14、清除指令队列中的内容,从新的地址取入指令,立即送往执行单元,然后再从新单元开始重新填满队列。令,立即送往执行单元,然后再从新单元开始重新填满队列。162执行部件执行部件EUl构成部分:构成部分:8个个16位位寄存器:寄存器:AX、BX、CX、DX SP、BP、DI、SI 1个标志寄存器个标志寄存器PSW(FR)1个算术逻辑运算部件个算术逻辑运算部件 ALUl主要功能主要功能 执行部件负责指令的执行。执行部件负责指令的执行。(包括算术、逻辑运算,控制包括算术、逻辑运算,控制命令等命令等)DSESSSCSIP数据暂存器数据暂存器PSW标志标志寄存器寄存器执行部件控制电路执行部件控制电路指令译码器指
15、令译码器AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组寄存器组指指令令队队列列总线总线接口接口控制控制电路电路运运算算器器地地址址加加法法器器BIUEUALU173.工作原理工作原理 计算机的工作过程是:计算机的工作过程是:取指令取指令,执行指令执行指令CPU 总线总线 内存内存DSESSSCSIP数据暂存器数据暂存器PSW标志标志寄存器寄存器执行部件控制电路执行部件控制电路指令译码器指令译码器AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组寄存器组指指令令队队列列总线总线接口接口控制控制电路电路运运算算器器地地址址加加法法器器、指令指令1指令
16、指令2指令指令3指令指令4、数据数据1数据数据2数据数据3、地址总线地址总线AB数据总线数据总线DB控制总线控制总线CB地地址址译译码码器器18总线接口部件和执行部件总线接口部件和执行部件可并行工作,提高工作效率。可并行工作,提高工作效率。l指令的提取和执行分别指令的提取和执行分别 由由BIU和和EU完成。完成。lBIU和和EU相互独立又相互配合相互独立又相互配合(1)当指令队列有一个空字节时,当指令队列有一个空字节时,BIU自动把指令取到指令队列中自动把指令取到指令队列中(2)执行部件总是从指令队列前部执行部件总是从指令队列前部 提出指令去执行。提出指令去执行。(3)如果在执行指令的过程中,
17、如果在执行指令的过程中,需要访问内存或需要访问内存或I/O端口,端口,EU会请求会请求BIU去完成存取操作去完成存取操作。DSESSSCSIP数据暂存器数据暂存器PSW标志标志寄存器寄存器执行部件控制电路执行部件控制电路指令译码器指令译码器AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组寄存器组指指令令队队列列总线总线接口接口控制控制电路电路运运算算器器地地址址加加法法器器BIUEU19l 由于有指令队列的存在,由于有指令队列的存在,在在EU执行指令的同时,执行指令的同时,BIU可取指令,可取指令,即即BIU和和EU可处于并行工作状态。可处于并行工作状态。取指取指 取指
18、取指 取指取指 取指取指 取数取数 取指取指 等待等待 执行执行 执行执行 执行执行 等待等待 执行执行时间时间8086的工作原理:的工作原理:BIUEU20三、三、8086/8088的寄存器组的寄存器组l 共有共有14个个16位寄存器位寄存器,AX,BX,CX,DX,SI,DI,SP,BP,DS,ES,SS,CS,PSW(FR),IP 其中:其中:AX、BX、CX、DX 又可分成两个又可分成两个 8 位寄存器位寄存器(AH,AL;BH,BL;CH,CL;DH,DL.)其它其它10个只能作为个只能作为16位寄存器。位寄存器。DSESSSCSIP数据暂存器数据暂存器执执 行行 部部 件件控控 制
19、制 电电 路路指令译码器指令译码器总线总线接口接口控制控制电路电路AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组寄存器组BIUABDBCB地地址址加加法法器器指指令令队队列列PSW标志寄存器标志寄存器EU运运算算器器DSESSSCSIP数据暂存器数据暂存器执执 行行 部部 件件控控 制制 电电 路路指令译码器指令译码器总线总线接口接口控制控制电路电路AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组寄存器组BIUABDBCB地地址址加加法法器器指指令令队队列列PSW标志寄存器标志寄存器EU运运算算器器21Destination Index目目的的
20、变变址址寄寄存存器器SIDIBPSPAX 累累加加器器 AccumulatorBX 基基数数寄寄存存器器BaseCX 计计数数寄寄存存器器CountDX 数数据据寄寄存存器器DataAHBHCHDHALBLCLDLIPPSWDSESSSCS数数据据段段寄寄存存器器Data Segment附附加加段段寄寄存存器器Extra Segment堆堆栈栈段段寄寄存存器器Stack Segment代代码码段段寄寄存存器器Code SegmentProcessor Status Word状状态态标标志志寄寄存存器器Instruction Pointer指指令令指指针针寄寄存存器器变变 址址寄寄存存器器段段寄
21、寄存存器器控控制制寄寄存存器器通通用用寄寄存存器器Source Index源源变变址址寄寄存存器器Base Point基基址址指指针针寄寄存存器器Stack Point堆堆栈栈指指针针寄寄存存器器指指 针针寄寄存存器器数数 据据寄寄存存器器(P34)1、通用寄存器、通用寄存器 通用寄存器包括:通用寄存器包括:数据寄存器、地址指针寄存器、变址寄存器数据寄存器、地址指针寄存器、变址寄存器。数据寄存器包括数据寄存器包括:AX、BX、CX、DX。地址指针寄存器包括地址指针寄存器包括:SP、BP。变址寄存器包括变址寄存器包括:SI、DI。2、段寄存器、段寄存器 段寄存器包括段寄存器包括:CS、SS、DS
22、、ES。3、控制寄存器、控制寄存器 控制寄存器包括:控制寄存器包括:IP、PSW。1、通用寄存器、通用寄存器(1)数据寄存器)数据寄存器AX、BX、CX、DX 作为通用寄存器。作为通用寄存器。用来用来暂存暂存计算过程中所用到的计算过程中所用到的操作数,结果或其它信息操作数,结果或其它信息。访问形式访问形式:可以用可以用16位的访问位的访问;或者可以用字节(或者可以用字节(8位)形式访问位)形式访问,它们的它们的高高8位记作位记作:AH、BH、CH、DH。它们的它们的低低8位记作位记作:AL、BL、CL、DL。AX(Accumulator)作为)作为累加器累加器。它它是算术运算的主要寄存器,是算
23、术运算的主要寄存器,所有所有I/O指令都使用这一寄存器与外部设备交换数据指令都使用这一寄存器与外部设备交换数据。例:例:IN AL ,20HOUT 30H,AXBXBase用作用作基址寄存器基址寄存器使用。使用。在在计算内存储器地址时,经常用来存放基址。计算内存储器地址时,经常用来存放基址。例:例:MOV AX,BX+03HCXCount可以可以作计数寄存器作计数寄存器使用。使用。在在循环循环LOOP指令和串处理指令中用作隐含计数器指令和串处理指令中用作隐含计数器。例:例:MOV CX,200HAGAIN:LOOP AGAIN ;(CX)-1(CX),结果结果 0转转AGAINDXData可以
24、可以作为数据寄存器使用。作为数据寄存器使用。一般在一般在双字长乘除法运算时双字长乘除法运算时,把把DX和和AX组合在一起存放一个双字长组合在一起存放一个双字长(32位位)数,数,DX用来存放高用来存放高16位位;对某些对某些I/O操作操作DX可用来存放可用来存放I/O的端口地址(的端口地址(口地址口地址 256)。)。例:例:MUL BX ;(AX)(BX)(DX)(AX)例例:IN AL,DX(2)地址指针与变址寄存器)地址指针与变址寄存器:段起始地址段起始地址 SP、BP、SI、DI 四个四个16位寄存器。位寄存器。以字为单位在运算过程中存放操作数,以字为单位在运算过程中存放操作数,经常用
25、以在经常用以在段内寻址时提供偏移地址。段内寻址时提供偏移地址。段内偏移地址段内偏移地址段地址段地址 :只取段起始地址高只取段起始地址高16位值。位值。偏移地址偏移地址:指在段内某内存单元物理地址相对段起始地址的偏移值。指在段内某内存单元物理地址相对段起始地址的偏移值。高高16位值位值 0000B27地址指针寄存器地址指针寄存器(SP、BP)SP(stack pointer)堆栈指针寄存器堆栈指针寄存器 用来用来指示栈顶的偏移地址指示栈顶的偏移地址,必须必须与与SS段寄存器段寄存器联合使用确联合使用确定实际地址。定实际地址。堆栈和指针如下堆栈和指针如下页页图所示。图所示。BP(base poin
展开阅读全文