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1、微机原理及应用第二讲内容概要微处理器概述8086CPU的内部结构微处理器概述微处理器是微型计算机的核心。严格讲微处理器不等于CPU，CPU是指计算机中执行运算和控制功能的区域，由算术逻辑部件（ALU）和控制部件两大主要部分组成。把CPU和寄存器（Register）封装到一片大规模或超大规模集成电路中称之为微处理器。微处理器的主要性能指标字长：一次直接处理的二进制数码的位数。取决于寄存器的位数和数据总线的宽度。主频：CPU的时钟频率。主频=外频倍频。从80486开始，主频=外部总线频率倍频系数。MIPS：表示微处理器的性能。每秒钟执行几百万条指令。iCOMP指数：Intel评价其32位CPU性能
2、的一种指标。Intel CPU 外包装盒微处理器的主要功能进行算术和逻辑运算。接受存储器和I/O接口发来的数据及发送数据给存储器和I/O接口可以少量暂存数据能对指令系统进行寄存、译码并执行指令所规定的操作。能提供整个系统所需的定时和控制信号可响应I/O设备的中断请求。从程序设计角度来看：赋值和算术表达式。无条件转移。条件转移以及关系和逻辑表达式。循环。数组和其他数据结构。子程序。输入和输出。8086 CPU的内部结构执行部件EU由8个通用寄存器、1个标志寄存器、ALU和EU控制电路组成。ALU：16位算术逻辑运算部件，进行算术和逻辑运算，也可按指令的寻址方式计算内存地址的偏移。暂存寄存器：16
3、位寄存器，暂时保存数据，并向ALU提供参与运算的操作数。EU控制电路：从BIU指令队列取指令代码，经分析、译码后形成各种实时控制信号。总线接口部件BIU包括：4个段寄存器、1个指令指针寄存器、1个与EU通信的内部寄存器、指令队列缓冲器、I/O控制电路和20位的地址加法器。BIU通过总线控制电路将CPU和内部总线与外部总线相连，是CPU与外部交换数据的通路。地址加法器和段寄存器：用于计算地址和寻址。指令队列缓冲器：按顺序存储指令，使用先进先出原则。总线控制电路：产生总线控制信号。寄存器结构8086共有13个16位的内部寄存器，1个16位的标志寄存器。分为两组：通用寄存器组专用寄存器组四个通用数据
4、寄存器AX、BX、CX、DX均可用作16位寄存器也可用作8 为寄存器。用作8 位寄存器分别记作：AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL。通用寄存器AX(AH,AL)累加器：有些指令约定以AX(或AL)为源或目的寄存器。BX(BH,BL)基址寄存器：BX可用作间接寻址的地址寄存器和基地址寄存器，BH、BL可用作8位通用数据寄存器。CX(CH,CL)计数寄存器：CX在循环和串操作中操作中充当计数器，指令执行后CX内容自动修改。DX(DH,DL)数据寄存器：除用作通用寄存器外；在I/O指令中可用作端口地址寄存器；乘除指令中用作辅助累加器。指针和变址寄存器BP(Basic Pointer Re
5、gister)基址指针寄存器SP(Stack Pointer Register)堆栈指针寄存器SI(Source Index Register)源变址寄存器DI(Destination Index Register)目的变址寄存器专用寄存器标志寄存器（Flag Register）共有16位，其中7位未用。标志寄存器内容如图：CF(Carry Flag)进位标志：反映在运行结果的最高位有无进位或错位。PF(Parity Flag)奇偶标志：反映运算结果中“1”的个数的奇偶性，主要用于判断数据传送过程中是否出错。AF(Auxiliary Flag)辅助进位标志：加减运算时，若D3向D4产生了进位或
6、错位则AF=1。否则AF=0。在BCD码运算时，该标识用于十进制调整。专用寄存器ZF(Zero Flag)零进位：反映计算结果是否为0。若结果为零则ZF=1，否则ZF=0。SF(Sign Flag)符号标志：反映计算结果最高位及符号位的状态。如果运算结果的最高位为1则SF=1（对带符号数即为负数），否则SF=0（对带符号数即为正数）。OF(Overflow Flag)溢出标志：反映运算结果是否超出了带符号数的表数范围。DF(Direction Flag)方向标志：用于串处理指令中控制串处理的方向。IF(Interrupt Flag)中断允许标志：用于控制CPU是否允许相应可屏蔽中断请求。TF(trap flag)陷阱标志：用于单步操作。IP：指令指针寄存器。本讲回顾什么是微处理器？其主要性能指标是？微处理器的功能有哪些？8086CPU的内部结构图。及其组成部分？寄存器结构？专用寄存器标志位的含义？作业：P39 1，2