《补充8086微处理器功能与组织结构.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《补充8086微处理器功能与组织结构.ppt（70页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 8086/80888086/8088微处理器微处理器 1 8086/8088微处理器的结构微处理器的结构2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式3 8086/8088CPU工作模式及其系统结构工作模式及其系统结构4 8086的程序访问结构的程序访问结构8086CPU功功能能结结构构8086：16位位微微处处理理器器，16根根数数据据线线、20根根地地址址线线，可可寻址寻址1M字节；字节；8088：准准16位位微微处处理理器器，其其内内部部寄寄存存器器、内内部部运运算算部部件以及内部操作均按件以及内部操作均按16位设计，但对外的数据总线只有位设计，但对外的数据总线只有8条
2、。条。1 8086/80881 8086/8088微处理器的结构微处理器的结构总线接口部件总线接口部件BIU执行部件执行部件EU功能功能：负责与：负责与 M、I/O 端口传送数据、地址端口传送数据、地址功能：功能：从指令流队列中取指令、分析指令和执行指令从指令流队列中取指令、分析指令和执行指令8086CPU功功能能结结构构图图总总线线控控制制逻逻辑辑内部总线内部总线16位位地址加法器地址加法器总总线线接接口口部部件件BIU1 2 3 4 5 6指令队列指令队列执执行行部部件件EU通用寄存器通用寄存器AX AH ALBX BH BLCX CH CLDX DH DL SP BP DI SIEU控控
3、制制器器8088808880868086CSDSSSESIP暂存器暂存器外外外外部部部部总总总总线线线线专专用用（段段）寄寄存存器器1 8086/80881 8086/8088微处理器的结构微处理器的结构ALU暂暂 存存 器器标志寄存器标志寄存器8位队位队列总线列总线20位地位地址总线址总线16位位数数据据总总线线完成完成16或或8位二进制数位二进制数的算术运算和逻辑运的算术运算和逻辑运算算通用寄存器组通用寄存器组包括数据寄存器和地包括数据寄存器和地址与变址寄存器。址与变址寄存器。生成生成20位物理地址位物理地址CS：存放代码段段基址：存放代码段段基址DS：存放数据段段基址：存放数据段段基址S
4、S：存放附加段段基址：存放附加段段基址ES：存放堆栈段段基址：存放堆栈段段基址IP:存放下一条要执行指令存放下一条要执行指令 的有效地址的有效地址EA。8086：6个字节个字节8088：4个字节个字节8086指令队列指令队列空空2个个字节字节（8088空空1个个字节），且字节），且EU部部件没有要求件没有要求BIU部件进入存取操部件进入存取操作数等总线周期时，作数等总线周期时，BIU部件就部件就会自动从内存单元顺序取指令会自动从内存单元顺序取指令字节填满指令流队列。字节填满指令流队列。并行处理的优势：并行处理的优势：一一条条指指令令执执行行过过程程中中可可以以取取出出下下一一条条（或或多多条条
5、）指指令令，指令在指令队列中排队；指令在指令队列中排队；一一条条指指令令执执行行完完成成后后，可可立立即即执执行行下下一一条条指指令令，减减少少CPU为为取取指指令令而而等等待待的的时时间间，提提高高CPU的的利利用用率率和和整整个个运运行速度。行速度。1 8086/80881 8086/8088微处理器的结构微处理器的结构 8086CPU的内部寄存器如图的内部寄存器如图2.1所示。所示。8086CPU内部有内部有14个个16位寄存器，可以分为以下三组。位寄存器，可以分为以下三组。1.2 8086/8088的内部寄存器的内部寄存器1 8086/80881 8086/8088微处理器的结构微处理
6、器的结构通用寄存器组通用寄存器组段寄存器组段寄存器组控制寄存器组控制寄存器组数据寄存器数据寄存器地址与变址寄存器地址与变址寄存器指令指针指令指针IP标志寄存器标志寄存器FRAXBXCXDX目的变址指针目的变址指针DI源变址指针源变址指针SI基址指针基址指针BP堆栈指针堆栈指针SP数据寄存器数据寄存器DLDHDX计数寄存器计数寄存器CLCHCX基址寄存器基址寄存器BLBHBX累加器累加器ALAHAX数据寄存器数据寄存器 可分为两个可分为两个8 8位，主要用于位，主要用于数据操作数据操作地址指针寄存器地址指针寄存器主要用于地址操作主要用于地址操作1616位位位位8 88 88086的的16位通用寄
7、存器是：位通用寄存器是：AXBXCXDX SI DIBPSP8086的的8位通用寄存器是：位通用寄存器是：AHBHCHDHALBLCLDL对对其其中中某某8位位的的操操作作，并并不不影影响另外对应响另外对应8位的数据位的数据1 8086/80881 8086/8088微处理器的结构微处理器的结构BX:常用做存放存储器地址；常用做存放存储器地址；CX:作为循环和串操作等指令作为循环和串操作等指令中的隐含计数器；中的隐含计数器；数据寄存器：数据寄存器：AX:使用频度最高，用于算术、使用频度最高，用于算术、逻辑运算以及与外设传送信逻辑运算以及与外设传送信息等；息等；DX:常用来存放双字长数据的常用来
8、存放双字长数据的高高16位，或存放外设端口地位，或存放外设端口地址址;AXBXCXDX目的变址指针目的变址指针DI源变址指针源变址指针SI基址指针基址指针BP堆栈指针堆栈指针SP数据寄存器数据寄存器DLDHDX计数寄存器计数寄存器CLCHCX基址寄存器基址寄存器BLBHBX累加器累加器ALAHAX数据寄存器数据寄存器 可分为两个可分为两个8 8位，主要用于位，主要用于数据操作数据操作地址指针寄存器地址指针寄存器主要用于地址操作主要用于地址操作1616位位位位8 88 82.1 8086/80882.1 8086/8088微处理器的结构微处理器的结构数据寄存器：数据寄存器：SP：指示栈顶的偏移地
9、址，：指示栈顶的偏移地址，不能再用于其他目的，具有不能再用于其他目的，具有专用目的专用目的。BP：数据在堆栈段中的基：数据在堆栈段中的基地址地址。SP和和BP寄存器与寄存器与SS段寄存段寄存器联合使用来访问堆栈。器联合使用来访问堆栈。SI和和DI：串操作类指令中，：串操作类指令中，常用于存储器寻址时提供地常用于存储器寻址时提供地址。址。通用寄存器的特殊用法通用寄存器的特殊用法(默认用法默认用法)寄存器寄存器特特 殊殊 用用 法法AX，AL 乘法乘法/除法指令，作累加器；除法指令，作累加器；I/O操作时，作数据寄存器操作时，作数据寄存器AH在在LAHF指令中用作目的寄存器指令中用作目的寄存器(A
10、H)标志标志)AL在在BCD码及码及ASCII码运算指令中作为累加器；码运算指令中作为累加器；在在XLAT指令中作为累加器（指令中作为累加器（AL）(AL)（BX）)BX在间接寻址中作为基址寄存器和变址寄存器在间接寻址中作为基址寄存器和变址寄存器CX在循环程序中，作循环次数计数器在循环程序中，作循环次数计数器CL在在移移位位和和循循环环移移位位指指令令中中，作作为为移移位位位位数数和和循循环环移移位位次次数数的的计计数数寄寄存器（指令执行后，（存器（指令执行后，（CL）不变）不变）DXI/O指指令令间间接接寻寻址址时时，作作为为地地址址寄寄存存器器；在在乘乘法法指指令令中中作作为为辅辅助助累累
11、加器（当乘积或被除数为加器（当乘积或被除数为32位时，存放高位时，存放高16位数）位数）BP在间接寻址中，作为基址寄存器在间接寻址中，作为基址寄存器SP在堆栈操作中，作为堆栈指针在堆栈操作中，作为堆栈指针SI间间接接寻寻址址时时，作作为为地地址址寄寄存存器器或或变变址址寄寄存存器器；在在串串操操作作指指令令中中作作为为源变址寄存器源变址寄存器DI在在间间接接寻寻址址时时，作作为为地地址址寄寄存存器器或或变变址址寄寄存存器器；在在串串操操作作指指令令中中作作为目的变址寄存器为目的变址寄存器 2.段寄存器组段寄存器组 8086/8088CPU可直接寻址可直接寻址1MB内存空间。内存空间。存储空间采
12、用存储空间采用分段技术分段技术，每段最大寻址，每段最大寻址64KB。逻辑段可在整个逻辑段可在整个1MB存储空间内浮动，但段的起始地址存储空间内浮动，但段的起始地址 低低4位必须是位必须是0000B，这样在存放段地址时只存放高，这样在存放段地址时只存放高16 位，作为段基址。位，作为段基址。1 8086/80881 8086/8088微处理器的结构微处理器的结构1 8086/80881 8086/8088微处理器的结构微处理器的结构操操作作取指令取指令存取数据存取数据堆栈操作堆栈操作目的串操作目的串操作访问：代码段访问：代码段物理地址的构成：物理地址的构成：CS10H+IP访问：数据段访问：数据
13、段物理地址的构成：物理地址的构成：DS10H+EA物理地址的构成：物理地址的构成：SS10H+SP物理地址的构成：物理地址的构成：ES10H+DI 物理地址物理地址=段地址段地址10H+有效地址有效地址2.1 8086/80882.1 8086/8088微处理器的结构微处理器的结构CS左移左移4位位20位位+地址加法器地址加法器CS16位位物理地址物理地址20位位IPIP或偏移或偏移地址地址2.1 8086/80882.1 8086/8088微处理器的结构微处理器的结构2 20 0位位物物理理地地址址形形成成过过程程演演示示表表2-1 8086的基本段约定和允许的超越段的基本段约定和允许的超越
14、段CPU执行的操作执行的操作基本段约定基本段约定超越段超越段有效地址有效地址取指令取指令CS-IP压栈、弹栈压栈、弹栈SS-SP源串源串DSCS,ES,SSSI目的串目的串ES-DI通用数据读写通用数据读写DSCS,ES,SS有效地址有效地址EABP作间址寄存器作间址寄存器SSCS,DS,ES有效地址有效地址EA 8086的基本段约定和允许的段超越如表的基本段约定和允许的段超越如表2-1所示。所示。表中的表中的“-”表示不允许修改。表示不允许修改。2.1 8086/80882.1 8086/8088微处理器的结构微处理器的结构2.1 8086/80882.1 8086/8088微处理器的结构微
15、处理器的结构控控制制寄寄存存器器组组指令指针指令指针IP标志寄存器标志寄存器FR作用：作用：存放将要执行的下一条指令在现行存放将要执行的下一条指令在现行代码段中的代码段中的偏移地址偏移地址，它与，它与CS相结合生成相结合生成指向指令的物理地址。指向指令的物理地址。特点：特点：IP是一个专用寄存器，其内容由是一个专用寄存器，其内容由BIU部件自动修改部件自动修改，不能直接访问不能直接访问IP，但可以，但可以通过转移或调用指令改变其内容。通过转移或调用指令改变其内容。作用：作用：存放指令执行结果特征位和对存放指令执行结果特征位和对CPU运行特点的控制位。运行特点的控制位。特点：特点：8086 CP
16、U 中设置了中设置了16位标志寄存位标志寄存器，只用了器，只用了9位，其余位用来扩展。位，其余位用来扩展。9位标位标志分为志分为6位状态标志和位状态标志和3位控制标志两类位控制标志两类。AF：辅助进位标志：辅助进位标志AF=1：数据的第：数据的第3位（半个字节）位（半个字节）需要向前产生进位需要向前产生进位/借位。借位。AF=0：数据的第：数据的第3位（半个字节）位（半个字节）不会向前产生进位不会向前产生进位/借位。借位。CF：进位进位/借位标志借位标志CF=1：最高位需要向前产生进位：最高位需要向前产生进位/借位。借位。CF=0：最高位不会向前产生进位：最高位不会向前产生进位/借位。借位。P
17、F：奇偶标志：奇偶标志PF=1:结果的低结果的低8位中有偶数个位中有偶数个1。PF=0:结果的低结果的低8位中有奇数个位中有奇数个1。影响影响全部全部状态标志状态标志:加法、减法运算。加法、减法运算。影响影响部分部分状态标志状态标志:移位操作。移位操作。不影响不影响任何状态标志任何状态标志:数据传送指令。数据传送指令。ZF：全零标志：全零标志ZF=1：运算结果为全：运算结果为全0。不包括进。不包括进位的情况位的情况ZF=0：运算结果不为：运算结果不为0。（2）标志寄存器）标志寄存器n16位，只用了其中位，只用了其中9位，位，唯一能按位操作的寄存器。唯一能按位操作的寄存器。n用于反映指令执行结果
18、或控制指令执行形式。用于反映指令执行结果或控制指令执行形式。OFD11D15.D12DFD10IFD9TFD8SFD7ZFD6D5AFD4D3PFD2D1CFD02.1 8086/80882.1 8086/8088微处理器的结构微处理器的结构6位状态位状态标志：标志：OF、SF、ZF、PF、CF、AF作用作用：反映指令对数据作用之后，结果的状态，控制后续指令的执行。：反映指令对数据作用之后，结果的状态，控制后续指令的执行。3位控制位控制标志：标志：DF、IF、TF 作用：作用：值不由数据运算结果决定，由值不由数据运算结果决定，由指令直接赋值，决定后续指令执指令直接赋值，决定后续指令执 行行情况
19、。情况。OF：溢出标志：溢出标志(指补码指补码)OF=1：操作数超过了机器表示的范围：操作数超过了机器表示的范围,溢出。溢出。OF=0：操作数未超过了机器能表示的范围：操作数未超过了机器能表示的范围,不溢出。不溢出。求解方法求解方法：最高位进位：最高位进位 次高位进位次高位进位字节允许范围字节允许范围：128 +127字允许范围字允许范围：32768 +32767TF：跟踪跟踪(单步单步)标志位标志位TF=1，每每执执行行一一条条指指令令后后，自自动动产产生生一一次次内内部部中中断断，使使CPU处处于于单单步步执执行行指指令令工工作作方方式式，便于进行程序调试，用户能检查程序。便于进行程序调试
20、，用户能检查程序。TF=0,CPU正常工作。正常工作。（2）标志寄存器）标志寄存器n16位，只用了其中位，只用了其中9位，位，唯一能按位操作的寄存器唯一能按位操作的寄存器n用于反映指令执行结果或控制指令执行形式用于反映指令执行结果或控制指令执行形式OFD11D15.D12DFD10IFD9TFD8SFD7ZFD6D5AFD4D3PFD2D1CFD02.1 8086/80882.1 8086/8088微处理器的结构微处理器的结构IF：中断允许中断允许/禁止标志位禁止标志位IF=1,允许外部可屏蔽中断。允许外部可屏蔽中断。CPU可以响应可屏蔽中断请可以响应可屏蔽中断请求。求。IF=0,关闭中断。关
21、闭中断。CPU禁止响应可屏蔽中断请求。禁止响应可屏蔽中断请求。IF的状态对不可屏蔽中断和内部软中断没有影响。的状态对不可屏蔽中断和内部软中断没有影响。SF：符号标志：符号标志SF=1：运算结果的最高位为：运算结果的最高位为1，如果为带符号数，如果为带符号数，则为负数。则为负数。SF=0：运算结果的最高位为：运算结果的最高位为0，如果为带符号数，如果为带符号数，则为正数。则为正数。带符号数的最高位为符号位；而无符号数的带符号数的最高位为符号位；而无符号数的 最最高位为数值位。高位为数值位。DF：方向控制标志位方向控制标志位用用于于串串处处理理指指令令，控控制制从从前前往往后后、还还是是从从后后往
22、往前前对对字字符符串串进进行行操操作作处理。处理。DF=1，每每次次串串处处理理操操作作后后使使变变址址寄寄存存器器SI和和DI的的值值递递减减，使使串串处处理从高地址向低地址方向处理。理从高地址向低地址方向处理。DF=0，每每次次串串处处理理操操作作后后使使变变址址寄寄存存器器SI和和DI的的值值递递增增，使使串串处处理从低地址向高地址方向处理。理从低地址向高地址方向处理。控制标志与状态标志的区别：控制标志与状态标志的区别：控制标志控制标志：其值由系统程序或用户程序根据需要用指令设置。：其值由系统程序或用户程序根据需要用指令设置。状态标志状态标志：由中央处理器执行运算指令，并根据运算结果而自
23、：由中央处理器执行运算指令，并根据运算结果而自动设置。动设置。标志名标志名标志为标志为1 1标志为标志为0 0OFOF溢出溢出(是是/否）否）OVOVNVNVDFDF方向（减量方向（减量/加量加量)DNDNUPUPIFIF中断中断(允许允许/关闭关闭)EIEIDIDISFSF符号符号(负负/正正)NGNGPLPLZFZF零零(是是/否）否）ZRZRNZNZAFAF辅助进位辅助进位(是是/否）否）ACACNANAPFPF奇偶标志奇偶标志(偶偶/奇奇)PEPEPOPOCFCF进位标志进位标志(是是/否）否）CYCYNCNC调调调调试试试试状状状状态态态态时时时时，标标标标志志志志位位位位之之之之值
24、值值值的的的的符符符符号号号号表表表表示示示示2.1 8086/80882.1 8086/8088微处理器的结构微处理器的结构芯芯片片与与其其他他部部件件的的联联系系全全靠靠在在引引脚脚上上传传送送信信息息，这这些些信信息息可可能能自自芯芯片片向向外外输输出出，也也可可能能从从外外部部输输入入到到芯芯片片，还还可可能能是是双双向的。向的。指指控控制制引引脚脚使使用用有有效效时时的的逻逻辑辑电电平平。低低电电平平有有效效的的引引脚脚名名字字上上面面加加有有一一条条横横线线，引引脚脚名名字字上上无无横横线线者者为为高高电电平平有有效效。另另有有一一些些引引脚脚高高、低低电电平平均均有有效效，分分别
25、别表表示示不不同同的的状状态态或或数数值值。还有些引脚信号为边沿有效。还有些引脚信号为边沿有效。2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式芯芯片片引引脚脚特特性性描描述述信号引脚功能信号引脚功能信号的有效电平信号的有效电平信号流向信号流向引脚复用引脚复用三态能力三态能力引脚信号的定义引脚信号的定义一个引脚具有两种或两种以上的功能，可以减少引脚的数量。一个引脚具有两种或两种以上的功能，可以减少引脚的数量。“三三态态”能能力力是是指指有有些些引引脚脚除除了了能能正正常常输输出出或或输输入入高高、低低电电平平外外，还还能能输输出出高高阻阻状状态态。当
26、当它它输输出出高高阻阻状状态态时时，表表示示芯芯片片实实际际上上已已放放弃弃了了对对该该引引脚脚的的控控制制，使使之之“浮浮空空”。这这样样，与与总总线线相相连连接接的的其其它它设设备备就就可可以以获获得得对对总总线线的的控控制制权权，系系统统转转为为接接受受总总线线的的设设备备控控制下工作。制下工作。40条引脚，双列直插式封装条引脚，双列直插式封装采用采用分时复用地址分时复用地址/数据总线数据总线两种模式：两种模式：最大模式最大模式、最小模式最小模式 最最大大模模式式：两两个个或或多多个个微微处处理理器器（多多微微处处理理器器模模式式），一一个个主主处处理理器器为为8086CPU，另另外外的
27、的处处理理器器可可以以是是浮浮点点数数协协助助处处理理器器8087或或I/O处处理理器器8089。最最小小模模式式：只只有有8086CPU一一个个微微处理器（单处理器模式）。处理器（单处理器模式）。2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式思考：思考：如何选择如何选择两种工作模式？两种工作模式？思考：思考：何时传输何时传输地址，何时传输地址，何时传输数据？数据？2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式8086有有40个个引引脚脚，其其中中第第33（最最小小/最最大大模模式式）脚脚很很关关键键，
28、它它是是一一条条输输入入线线，可可以以加加高高电电平平，也也可可以以加加低低电电平平，由由该该线线所所加加电电平平的的高高或或低低电电平平决决定定24-31引引脚脚的的功功能能（24-31引引脚脚括括号号内内为为最最大大模模式式功功能能）其其他他引引脚脚不不受受第第33引引脚脚的的影影响响，我我们们把把这这部分引脚称为部分引脚称为一般引脚一般引脚。2.2.1 8086CPU的引脚及其功能的引脚及其功能8086CPU的引脚线按照功能分为的引脚线按照功能分为3类。类。2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式数据引脚线数据引脚线地址引脚线地址引脚线
29、8 80 08 86 6 C CP PU U 引引脚脚分分类类控制引脚线控制引脚线1.地址、数据引脚线地址、数据引脚线 AD0AD15：l分时复用的地址数据引脚线，双向、三态。分时复用的地址数据引脚线，双向、三态。lT1期间作地址线期间作地址线A15A0用，输出存储单元低用，输出存储单元低16位地址。位地址。lT2T3期间作数据线期间作数据线D15D0用，双向。用，双向。写操作写操作为为T2T3；读操作读操作为为T3，T2处于悬空状态；处于悬空状态；CPU响响应应中中断断及及系系统统总总线线处处理理“保保持持响响应应”状状态态时时，AD0AD15处于悬空状态。处于悬空状态。2.2 8086/8
30、0882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式返返 回回S5：表示中断允许标志状态。：表示中断允许标志状态。S51表示中断允许标志表示中断允许标志IF1，允许可屏蔽中断请求；，允许可屏蔽中断请求；S50表示表示IF0，禁止可屏蔽中断请求。，禁止可屏蔽中断请求。S6：指示：指示8086当前是否与总线相连。当前是否与总线相连。S60表示表示8086连在总线上连在总线上。A19/S6A16/S3：分时复用，输出引脚。：分时复用，输出引脚。T1期间，作为期间，作为20位地址线的高位地址线的高4位位A19A16。T2T4期间作为期间作为S6S3状态线用。状态线用。S4 S3当前
31、使用的段寄存器当前使用的段寄存器0 0ES段寄存器段寄存器0 1SS段寄存器段寄存器1 0存储器寻址时为存储器寻址时为CS段寄存器，段寄存器，I/O端口则不需要端口则不需要1 1DS段寄存器段寄存器2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式S4和和S3状态组合与当前段的关系表状态组合与当前段的关系表2.控制引脚线控制引脚线 CPU在进行具体操作时所发出的控制信号，在进行具体操作时所发出的控制信号，CPU的的操作不同，使用的引脚线也各不相同。操作不同，使用的引脚线也各不相同。2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式
32、的引脚信号及工作模式启动复位和时钟信号启动复位和时钟信号操操作作类类型型最小最小/最大方式的读最大方式的读/写操作写操作总线请求和响应操作总线请求和响应操作中断请求和响应操作中断请求和响应操作控制数据和地址信息传送操作控制数据和地址信息传送操作CPU等待检测操作及其他信号等待检测操作及其他信号复位条件复位条件：至少保持：至少保持4个时钟周期的高电平个时钟周期的高电平复复位位处处理理：除除CS=FFFFH外外，包包括括IP在在内内的的其其余余 寄存器和指令流队列的值均为寄存器和指令流队列的值均为0。复位结果复位结果：从：从FFFF:0000H处开始执行程序。处开始执行程序。一般放置一条转移指令转
33、到程序真正的入口地址。一般放置一条转移指令转到程序真正的入口地址。2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式启启动动复复位位和和时时钟钟信信号号RESET复位信号复位信号CLK时钟输入信号时钟输入信号提供了提供了CPU和总线控制的基本定时脉冲。和总线控制的基本定时脉冲。寄存器寄存器状态状态标志标志Reg清除清除CSFFFFHIP、DS、ES、SS0000H指令流队列指令流队列清除清除返返 回回2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式最最小小方方式式的的读读/写写操操作作信信号号选择信号选择信号
34、读信号读信号写信号写信号高电平高电平:CPU当前访问存储器当前访问存储器低电平低电平:当前当前CPU访问访问I/O端口端口表示表示CPU正在对正在对存储器或存储器或I/O端口进行读端口进行读操作操作表示表示CPU当前正在对当前正在对存储器或存储器或I/O端口进行写端口进行写操作操作8086/8088CPU读写操作信号对照表读写操作信号对照表具体操作具体操作110写存储器写存储器101读存储器读存储器010写外设写外设001读外设读外设2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式返返 回回2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信
35、号及工作模式的引脚信号及工作模式 总总线线请请求求和和响响应应操操作作信信号号HOLD总线保持请求信号总线保持请求信号HLDA总线保持响应信号总线保持响应信号HOLD=1，有总线请求；，有总线请求；HOLD=0，无总线请求。，无总线请求。当当HOLD=1时，时，HLDA=1；表示表示CPU让出总线使用权。让出总线使用权。返返 回回HOLD和和HDLA一对联络信号的应答关系一对联络信号的应答关系 中断响应信号：中断响应信号：CPU对中断请求信号对中断请求信号INTR的响应。目的为了获取中断类型码。的响应。目的为了获取中断类型码。2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作
36、模式的引脚信号及工作模式 中中断断请请求求和和响响应应操操作作信信号号非屏蔽中断（非屏蔽中断（NMI），上升沿有效。），上升沿有效。可屏蔽中断（可屏蔽中断（INTR和和 中断响应信号）中断响应信号）不不受受中中断断允允许许标标志志IF的的控控制制，也也不不能能用用软软件件进进行屏蔽。行屏蔽。返返 回回当当INTR=1，并且中断允许标志位，并且中断允许标志位IF=1时，则时，则CPU在当前在当前指令周期结束后指令周期结束后，转入中断响应周期。，转入中断响应周期。2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式控控制制信信息息传传送送操操作作的的相相关关
37、控控制制信信号号ALE 地址锁存允许信号地址锁存允许信号在任何一个总线周期在任何一个总线周期T1状态，状态，表示当前地址表示当前地址/数据复用数据复用总线上输出是地址信息，总线上输出是地址信息，下降沿将地址信息锁存到锁存下降沿将地址信息锁存到锁存器器。数据允许信号数据允许信号数据发送数据发送/接收控制信号接收控制信号CPU控制控制8286/8287等数据总线收发器的等数据总线收发器的选通信号选通信号。有效时间有效时间：存储器访问、存储器访问、I/O访问、中断响应周期访问、中断响应周期作用作用：控制：控制8286/8287的数据传送方向。的数据传送方向。=1时，发送；时，发送；=0时，接收。时，
38、接收。返返 回回2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式 等等待待检检测测操操作作信信号号 高电平高电平：CPU继续空转等待；继续空转等待；低电平低电平：退出等待，执行下一条指令。：退出等待，执行下一条指令。READY准备就绪信号准备就绪信号测试信号测试信号作作用用：使使CPU和和低低速速的的存存储储器器或或I/O设设备备之之间间实实现速度匹配。现速度匹配。READY=1：按按正正常常时时序序进进行行读读、写写操操作作，不不插插入入TW；READY=0：在在T3和和T4之之间间自自动动插插入入一一个个或或几几个个TW。2.3 8086/808
39、8CPU2.3 8086/8088CPU工作模式及其系统结构工作模式及其系统结构2.3.1 最小工作模式及其系统结构最小工作模式及其系统结构最最小小模模式式系系统统特特点点只有只有8086/8088一个微处理器一个微处理器所有总线控制信号直接由所有总线控制信号直接由CPU提供提供将将33号引脚接号引脚接5V需要需要地址锁存器地址锁存器进行地址信息分流进行地址信息分流需要使用需要使用总线缓冲器总线缓冲器将数据信息分流到数据总线将数据信息分流到数据总线图图2-6 8086在在最小最小模式下的典型配置模式下的典型配置2.3 8086/8088CPU2.3 8086/8088CPU工作模式及其系统结构
40、工作模式及其系统结构时钟发生器时钟发生器/驱动器驱动器8位通用数据位通用数据锁存器，分流锁存器，分流20位地址信息。位地址信息。8位双向数位双向数据缓冲器，据缓冲器，分流数据。分流数据。图图2-7 8284A与与CPU的连接的连接1.1.时钟发生器时钟发生器82848284 产生满足产生满足8086 CLK要求的要求的占空比占空比1/3的时钟信号，还对的时钟信号，还对复位信号复位信号RESET和准备好信号和准备好信号READY进行同步。进行同步。2.3 8086/8088CPU2.3 8086/8088CPU工作模式及其系统结构工作模式及其系统结构返返 回回 8086有地址信号有地址信号20位
41、，位，AD19AD0，一位高位数据一位高位数据线使能信号线使能信号 ，它们都是与数据或状态分时复用的信，它们都是与数据或状态分时复用的信号，共号，共21位。位。采用采用3片片8282对地址信号进行锁存。对地址信号进行锁存。2.3 8086/8088CPU2.3 8086/8088CPU工作模式及其系统结构工作模式及其系统结构2.2.地址锁存地址锁存BHE8282芯片引脚图芯片引脚图2.3 8086/8088CPU2.3 8086/8088CPU工作模式及其系统结构工作模式及其系统结构8282芯片与芯片与8086微处理器的详细连接图微处理器的详细连接图ALE信号信号地地址址/数数据据线线返返 回
42、回由于由于8086数据是数据是16位的，需要位的，需要2片片8286/8287。作用：作用：增加数据总线的驱动能力，将数据信息分流到数据增加数据总线的驱动能力，将数据信息分流到数据总线上，作总线收发器用。总线上，作总线收发器用。特点：特点：三态输出，三态输出，8位双向数据缓冲器位双向数据缓冲器区别：区别：8286的的8位输入信号和输出信号之间同相，位输入信号和输出信号之间同相，8287反反相相2.3 8086/8088CPU2.3 8086/8088CPU工作模式及其系统结构工作模式及其系统结构3.3.数据收发数据收发2.3 8086/8088CPU2.3 8086/8088CPU工作模式及其
43、系统结构工作模式及其系统结构当其为当其为低电平低电平时，时，开启缓冲器开启缓冲器；高电平时，输出高阻高电平时，输出高阻。T：数据传送方向控制信号：数据传送方向控制信号 T=1：正向三态门接通，数据从正向三态门接通，数据从A流向流向B T=0：反向三态门接通，数据从反向三态门接通，数据从B流向流向A连接方式：连接方式：T不用数据收发器时：不用数据收发器时：ADl5AD0存储器或存储器或I/OI/O端口的数据线端口的数据线OE:2.3 8086/8088CPU2.3 8086/8088CPU工作模式及其系统结构工作模式及其系统结构8286芯片与芯片与8086微处理器详细连接图微处理器详细连接图返返
44、 回回3.VCC、GND（电源、地）：输入。（电源、地）：输入。8086 VCC接入的电压为接入的电压为+5V10%。GND有两条（有两条（1引脚和引脚和20引脚），一个是引脚），一个是电源接地电源接地，一个是一个是信号接地信号接地。通常两者电位相同，特殊使用时有差。通常两者电位相同，特殊使用时有差异。异。2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式其他信号其他信号BHE/S7高高8位位数数据据总总线线允允许许/状状态态复复用用引引脚脚：8086存存储储体体选选择择信信号号，低低电电平平表表示示高高8位位数数据据总总线线有有效。效。8086有有1
45、6根数据线根数据线，与地址线，与地址线A15A0分时复分时复用，而用，而8088只有只有8根数据线根数据线与地址线与地址线AD7AD0分时复用。分时复用。2.2.2 8088CPU和和8086CPU区别区别外外部部引引脚脚的的区区别别8086有总线高位有效信号，有总线高位有效信号，一次一次可读写可读写8位或位或16位数据；而位数据；而8088读写读写16位的数据需要位的数据需要两次两次访问访问存储器或端口。存储器或端口。2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式图图 示示2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的
46、引脚信号及工作模式注意：注意：8086和和8088微处理器引脚的不同微处理器引脚的不同2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式内部结构的区别内部结构的区别8086的总线接口部件的总线接口部件BIU中有一个中有一个6字节字节的指令队列。的指令队列。2个字节个字节空余，空余，BIU自动取指令到指令队列。自动取指令到指令队列。8088CPU中只有一个中只有一个4字节字节的指令队列。当的指令队列。当8088指令指令 队列有队列有1个字节个字节的空余时，的空余时，BIU自动取指令到指令队自动取指令到指令队 列。列。2.2.2 8088CPU和和8086
47、CPU区别区别图图 示示8086CPU功功能能结结构构图图总总线线控控制制逻逻辑辑内部总线内部总线16位位地址加法器地址加法器总总线线接接口口部部件件BIU1 2 3 4 5 6指令队列指令队列执执行行部部件件EU通用寄存器通用寄存器AX AH ALBX BH BLCX CH CLDX DH DL SP BP DI SIEU控控制制器器8088808880868086CSDSSSESIP暂存器暂存器外外外外部部部部总总总总线线线线ALU暂暂 存存 器器标志寄存器标志寄存器8位队位队列总线列总线20位地位地址总线址总线16位位数数据据总总线线接地接地(低电平低电平)：CPU工作于最大模式。工作于
48、最大模式。双功能引脚：双功能引脚：不同模式下有不同的名称和定义不同模式下有不同的名称和定义8个个(2431)引脚。引脚。一般引脚：一般引脚：除双功能引脚外的其他引脚功能同最小除双功能引脚外的其他引脚功能同最小模式下的定义和功能。模式下的定义和功能。2.2.3 8086/8088CPU最大模式引脚最大模式引脚2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式(1)总线周期状态信号总线周期状态信号(输出、三态输出、三态)。作作用用：在在最最大大模模式式下下，组组合合起起来来指指出出当当前前总总线线周周期期所所进进行的操作类型。行的操作类型。2.2 8086
49、/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式控制信号控制信号操作过程操作过程000发中断响应信号发中断响应信号001读读I/O端口端口010写写I/O端口端口011暂停暂停100取指令取指令101读内存读内存110写内存写内存111无源状态无源状态INTAIORCIOWCAIOWCMRDCMRDCMWTCAMWC(2)总线请求信号总线请求信号/总线请求允许信号总线请求允许信号(输入输入/输出输出)方向方向：双向：双向 有效电平有效电平：低电平：低电平 作用作用：最大模式系统中：最大模式系统中8086/8088CPU和其它协处理和其它协处理 器交换总线使用权的联络
50、控制信号。器交换总线使用权的联络控制信号。两个信号类型相同，表示可同时连接两个协处理器，两个信号类型相同，表示可同时连接两个协处理器，其中其中 优先级较高优先级较高。2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式三段有效三段有效：请求、允许和释放：请求、允许和释放2.2 8086/80882.2 8086/8088的引脚信号及工作模式的引脚信号及工作模式8086CPU协协处处理理器器RQ信号：请求使用总线信号：请求使用总线响应：响应：T4或或Ti周期输出一个周期输出一个GT信号，交出总线使用权信号，交出总线使用权释放总线：输出一个低电平信号释放总线