计算机原理（仲崇权）2.ppt

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1、大连理工大学控制学院 1 痞陨联萝帕烂枯惕隧揣羡航住涟恿惊齿呸纲甜糯定合耻稼驮苫爹汹潦式筒计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 2 第二章第二章 16 16位微处理器位微处理器80868086 2.1 8086微处理器功能结构 2.2 8086对存储器和I/O的管理 2.3 8086的引脚和工作模式 2.4 8086的操作和时序谆烘揣屁彻抛卤蔽枕鸦软马呢奄痘返曼雏估母策屡驼密泣酿绿票阉挂跟皂计算机原理（仲

2、崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 2.1 8086微处理器的功能结构 2.1.1 8086微处理器的功能结构 2.1.2 总线接口单元 2.1.3 执行单元 2.1.4 8086/8088微处理器程序执行过程 3 簿次厂嘿毁跟睛阐吹辈狭牺厉撮逮蔼蛙既窿葡迢篷观嘘亢馈枣变片朝滞媒计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 2.1.1 8086微处理器的功能结构 4 一. 微处理器基本结构 l算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit, ALU）微

3、处理器的运算器，负责CPU的各种运算 l寄存器组 CPU内部的高速存储单元，用来存放临时的数据或地址。 l指令处理单元微处理器的控制器，负责对对指令进进行译码译码和处处理。乾稿洼墨视买霄坞蠢匡洽贰琴医云欧婪含扩卞图脚罕暂净臂侈椭沾诞系饭计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 5 l寄存器组 CPU内部的高速存储单元，用来存放临时的数据或地址。从指令的角度来看，可以缩短指令长度和指令的执行时间。通用寄存器：既可以存放数据也可存放地址，使用频度较高地址寄存器：存放地

4、址，用于寻址操作标志寄存器：保存程序的运行状态状抡奢竣贿郴岁腿硕哲诀剁你恫嘱忠川骏堂板裕饺剖影娩掠徽缨层兵鲁材计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 6 l指令处理单元微处理器的控制器，负责对对指令进进行译码译码和处处理。指令寄存器：暂暂存被译码译码的指令指令译码逻辑译码逻辑：负责对负责对指令进进行译码译码，从而确定指令的功能时时序和控制逻辑逻辑：根据指令要求，按照一定的时时序收发发信号，控制计计算机系统统完成指令要求的操作。陶坟酷叹勾屠晴

5、法孝谭燎涸房住姬恒助挞杭坞爱姬姓镁劈此妙占架捆算庄计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 二. 8086/8088的功能结构从功能上看，可以分为两大部分： l 总线接口单元BIU (Bus Interface Unit)：主要负责物理地址的形成、预取指令、指令队列排队、读/写操作数和总线控制。 l 执行单元EU (Execution Unit) ：主要负责指令译码和执行 8086CPU内部结构框图： 7 栅扣卑幸棍菇床哇燕铝朱府扒誊鱼臣诞搓夫郝敦

6、钢擒番雨耿罐府蟹熔虏梢计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 8 AHAL BHBL CHCL DHDL AX BX CX DX SP BP SI DI FLAG ALU 123456 暂存器 CS DS SS ES 总线控制逻辑 EU 控制暂存器指令队列 (EU)执行单元 (BIU)总线接口单元 IP 轩尔产聋阔访寝婆肛酮猫蚕拯著狠狱蔗蛙枚冰胶痊嘛瓢说荔猎辨舆蔼孜髓计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2

7、 9 2.1.2 总线接口单元（BIU）一. BIU功能和组成 lBIU的功能从内存取指令送到指令队列微处理器执行指令时，到指定的位置（内存单元或者外设端口）取操作数，并将其送给执行单元；或者把执行单元的操作结果送至要求的位置中。 lBIU包括： 4个16位段地址寄存器 1个16位指令指针寄存器 20位地址加法器 6字节的指令队列与EU通讯的内部寄存器总线控制逻辑傅刘憎轧烹蔚馒豹理害耿钠伞晚根诸邱苑擂鸿记睫项蝴慎税很某蹋乎藩腺计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权）

8、2 10 二. BIU的内部组成 l 1. 段寄存器 DS 数据段寄存器 (Data Segment) CS 代码段寄存器 (Code Segment) ES 扩展段寄存器 (Extra Segment) SS 堆栈段寄存器 (Stack Segment) 8086对存储器采用分段管理，4个段寄存器分别用于存放4个当前段的起始地址基地址。通常用CS、DS、ES以及SS确定代码段、数据段、扩展段以及堆栈段的基地址。段寄存器的内容与有效的偏移地址一起，用于确定内存的物理地址。样哨标碎莆惋蓑软完都弘迄姐排柯谴孺扬愤振个乳余娘朗镀瘴剑

9、库嚎咕境计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 11 l 2. 指令指针寄存器IP 指示代码段中指令的偏移地址，IP指向当前代码段(CS)所要取出的下一条指令的地址。与代码段寄存器CS联用，确定下一条指令的物理地址，每取出一个字节指令后，IP自动加1 。计算机通过CS : IP寄存器来控制指令序列的执行流程 IP寄存器是一个专用寄存器，可以用转移指令、调用指令及中断和复位等改变IP值。栽跟标颧揖陈逢边枫做凡画漓孪蕾撒徘伊轮雄些炮例奄韶涤饺颁酣哦江矢计算机原

10、理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 12 l 3. 20位地址加法器产生20位地址（物理地址）。CPU内无论是段地址寄存器还是偏移量都是16位的，通过地址加法器产生20位地址（物理地址）。段地址左移4位+段内偏移量 20位实际物理地址段地址16+段内偏移量 20位实际物理地址贪嘘糟港悦氮蔬倘逐鸯娄乾蜡撑爸会粱臃锭所垦甥货操粳晃获限轻捐深壤计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 13 1 2 3 4 0 0 2 21 2 3 4 0 0

11、2 2 0 段基值偏移量左移4位物理地址逻辑地址 1 2 3 6 2 +）例：设代码段寄存器CS的内容为1234H，指令指针IP的内容为0022H，即(CS)1234H，(IP) 0022H，则访问代码段存储单元的物理地址计算如下：乘拭挝呼鄂砾磊研惩滨混恐酶释所贾跃宇广羊夷狡琉裹羊石香被勃乙殃返计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 14 l 4. 6字节的指令队列（ISQ）取指令指令译码译码指令执执行，在指令执执行时时根据需要在存储储器中取操作数。 8位微

12、处处理器：按照这这三步循环环工作每次需到存储储器取指令。 16位微处处理器：8086微处处理器采用预预取指令技术术。预预取指令技术术提前将指令从存储储器取到CPU内，每次执执行时时直接从CPU内部获获得指令。邱鲍停号砂蚌漫缔班深喊洗嘿苇丫暴番凶鞋诡腔嫩爽效执寞得杖差循寒趴计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 15 Intel 8086（8088）设置有6（4）个字节的ISQ ，当ISQ中出现2（1）个字节空时，CPU中的总线接口单元将自动完成指令填充，当遇到分支、跳

13、转、子程序调用等情况时，ISQ会自动清空，并从新的程序位置取出指令进行填充。 8086采用了流水线（Pipeline）设计技术。 l 5. 与EU通讯的内部寄存器 l 6. 总线控制逻辑跌土吩氧领过砂寞厢钝畜枕镀宁猾扑筒描客尤举土蝶析会咀昨母昨蛾憋染计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 8086以前的CPU采用串行工作方式： 1）CPU执行指令时总线处于空闲状态 2）CPU访问存储器(存取数据或指令)时要等待总线操作的完成缺点：CPU无法全速运行解决：总线空闲时预取指令，

14、使CPU需要指令时能立刻得到 16 取指令 1 执行 1 取操作数2 执行 2 CPU BUS忙碌忙碌忙碌忙碌存结果 1 取指令 2 龟固书谓绣捍顿蚀少特锡马矢瓮吉坑着绰探挂榨瞎示撑果渡担乒忌仙缀扳计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 8086CPU采用并行工作方式 17 BIU EU BUS 取指令2 取操作数存结果取指令3 取操作数取指令4 执行1执行2 执行3 忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌戒哥每每景输复盗赌沽怔窥茵被撵泡报扎沉喻

15、骂颤撅搏皇黑边闻脊虞坏姓计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 18 l 流水线技术总线接口单元(BIU)和执行单元(EU)不同步工作；每当8086的指令队列中有两个空字节，BIU会自动把指令取到指令队列中；每当EU准备执行一条指令时，会从BIU的指令队列前部取出指令的代码，然后用几个时钟周期执行指令。执行指令的过程中，如需访问存储器或输入/输出设备，EU请求BIU进入总线周期，完成访问操作。如BIU空闲，则响应请求；否则，BIU完成当前取指令的总线周期，然后响应EU的访问总线的请求。散爽怀

16、喉镁蝇由牵哮爪坯悄家娠赂煞孜搅而些诽垫羡孽黍衣硅便澜虚迫痉计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 19 指令队列满，EU也没有总线访问时，BIU进入空闲状态。执行转移、调用、返回指令时，要执行的指令不是紧接的指令，而BIU往指令队列中装入指令总是按顺序进行。此时，指令队列中的原有内容被自动清除，BIU会往指令队列中装入另一个程序段的指令。受的撤荫歹舀像氢板敦炕胺蜜震单砰臭伯铆猩住估愈哉酞物洪涯婶油迹艇计算机

17、原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 20 2.1.3 执行单元（EU）一.EU的功能与组成 l EU的功能从指令队列中取出指令；对指令进行译码，发出相应的控制信号；接收由总线接口送来的数据或发送数据至接口；进行算术运算。 lEU的组成 4个16位数据寄存器 4个16位地址指针寄存器 16位标志寄存器 16位算术逻辑单元 EU控制电路 1个数据暂存寄存器惊遵鲜隔斟桥编揭棠担烩目贬馁估迭徊蛛症魏芋杂诽晋琶硒鱼相寝要召少计算机原理（仲崇权） 2 计算机原

18、理（仲崇权） 2 21 二. EU组成 l1. 8086的数据寄存器 AX，BX，CX，DX-都是16位，也可做两个8位寄存器使用（ AH、AL、BH、BL、CH 、CL、DH、DL ）。对其中某8位的操作，并不影响另外对应8位的数据；数据寄存器用于存放操作数及中间结果，也可以存放地址； AX和AL可用作累加操作，因此又可称作累加器。融瘩淘柒闰登宵底局搀瞥持兰缚哆浇菇兆疚埂效饥敲于幕吐砰逼挠氯椒霹计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 22 每个寄存器又有它

19、们各自的专用目的 AX累加器，使用频度最高；用于算术、逻辑运算存放中间结果；与外设传送信息等 BX基址寄存器间接寻址中用于存放基地址 CX计数器循环和串操作等指令中的隐含计数器 DX数据寄存器存放双字长数据的高16位；间接寻址的I/O指令中存放外设端口地址蓬废闭蛤渐蚕缨驻镭向轧翁阂岔表手琶苗放泣搀跋嗽乃徘版吝坝蹭剐们岩计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 23 l 2. 8086的16位地址指针寄存器 SP-堆栈指针寄存器 BP-基址指针寄存器 DI -目的变址寄存器

20、 SI - 源变址寄存器地址指针寄存器用于存放操作数的地址，编程时通过修改寄存器的内容达到修改地址的目的。通过地址指针寄存器寻址内存内的数据 SP为堆栈指针寄存器，指示栈顶的偏移地址, SP不能再用于其他目的，具有专用目的啃盅歉尧邦啸止武摆慧哮凋晋仕锭罗毕闯恰壹拧腾尹祈中敏刀退京钝乔漾计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 24 BP为基址指针寄存器，表示数据在堆栈段中一个数据区的基地址，SP和BP寄存器与SS段寄存器联合使用以确定堆栈段中的存储单元地址。 SI、DI常

21、用于指令的间接寻址或变址寻址。 SI 在串操作时用作指示源串地址，DI在串操作时用作指示目的串地址。 SP、BP、SI、DI既可指示地址，也可以用作数据寄存器，存放操作数及中间结果景拔底耽妄碴秆澳狂霓谱捻芜邢逊汰惰衡吱誓课诞耳柜畴逛猿块沙涛屋断计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 25 l3. 16位算术逻辑单元（ALU）完成8位或者16位二进制算术和逻辑运算 l4. 数据暂存寄存器协助ALU完成运算，暂存参加运算的数据。 l 5. EU控制电路从总线接口的指令队列取出

22、指令操作码，通过译码电路分析，发出相应的控制命令，控制ALU数据流向。壶仁壕谰番哗聊薯利昆啊果课查静孺嫁拥届情亏年约焦碰搽宫霉踢碴很帧计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 26 l 6. 16位状态标志寄存器溢出标志进借位标志奇偶标志半进借位标志零标志符号标志单步中断中断允许方向标志 1-低8位有偶数个1 0-低8位有奇数个1 1-低4位向高4位有进、借位 0-低4位向高4位无进、借位 1-结果为0

23、0-结果不为0 1-有进、借位 0-无进、借位挠详氖蜜拒施盟暴奠故碉牟囤倪晚溺盅耗脑惟潦蕾屡细塞伤啃余辟若枕诱计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 27 标志用于反映指令执行结果或控制指令执行形式，8086处理器的各种标志形成了一个16位的标志寄存器FLAGS 6个状态标志（用来记录程序运行结果的状态信息，许多指令的执行都将相应设置） CF ZF SF ZF PF OF 3个控制标志（可由程序根据需要用指令设置，用于控制处理器执行指令的方式） IF、DF、TF 剩下7位保

24、留傣贷愤秦碑搬丽剃压遍阀咎少仅镇囤岂迷侯雏郡拦貌涵绎策潍骏七甲歼时计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 28 l(1) 状态标志进位标志CF（Carry Flag）当运算结果的最高有效位有进位（加法）或借位（减法）时，进位标志置1，即CF = 1；否则CF = 0。例：49H + 6DHB6H，没有进位：CF = 0 BBH + 6AH（1）25H，有进位：CF = 1 零标志ZF（Zero Flag）若运算结果为0，则ZF = 1；否则ZF = 0 例：49H +

25、 6DHB6H，结果不是零：ZF = 0 75H + 8BH（1）00H，结果是零：ZF = 1 啄嫡帘宁珐慨湿炙酱豹邢阉律鬃男射糠哗测题溅冕谭刻笋躬稍就漆场孵冕计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 29 l符号标志SF（Sign Flag ）运算结果最高位为1，则SF = 1；否则SF = 0 。有符号数据用最高有效位表示数据的符号，所以，最高有效位就是符号标志的状态例： 49H + 6DHB6H，最高位为1：SF = 1 75H + 8BH（1）00H，最高位为0：SF

26、 = 0 l溢出标志OF（Overflow Flag）若算术运算结果有溢出，则OF1；否则 OF0 例： 49H + 6DH B6H，产生溢出：OF = 1 05H + 8BH 90H，没有溢出：OF = 0 吝稳畜枯牧乡鞍投庇赞河筹屿拍肉纳旗功谬身伦腔馅缕竹州纂丽器泞舰表计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 30 处理器内部以补码表示有符号数： 8位表达的整数范围是：127128 16位表达的范围是：3276732768。如运算结果超出这个范围，就产生了溢出。有溢出，说明

27、有符号数的运算结果不正确例： 49H6DHB6H，就是73109182，补码B6H表达真值是-74，显然运算结果不正确；计算结果超出128127范围，产生溢出，故 OF1。辛返赃庭营丰枕埠疆犁舔伶坷弥淋檬抨律粮没带误叔骤夜什燃锄邮炎繁裙计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 31 溢出和进位进位标志表示无符号数运算结果是否超出范围，运算结果仍然正确；溢出标志表示有符号数运算结果是否超出范围，运算结果已经不正确。例1：49H + 6DHB6H 无符号数运算： 7310

28、9182范围内，无进位有符号数运算： 73109182范围外，有溢出例2：BBH + 6AH（1）25H 无符号数运算： 187106293范围外，有进位有符号数运算： 6910637范围内，无溢出孺蛋桔雪虱呻粗侈句滩旨迅诵琵吏殆叫忽庆婪雷耐始牙静柑虑豢郁嘛瞅岁计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 32 l奇偶标志PF（Parity Flag）当运算结果最低字节中“1”的个数为零或偶数时，PF = 1；否则PF = 0 PF标志仅反映最低8位中“1”的个数是偶或奇，即

29、使是进行16位字操作例： 3AH + 7CHB6H10110110B 结果中有5个1，是奇数：PF = 0 贬纶急仓继夏文瞧食啥溯瞒根扳街翟渔笼卸北摧盯慎埔姬鄂顾磁刚烂睹规计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 33 l 辅助进位标志AF（ Auxiliary Carry Flag）运算时D3位（低半字节）有进位或借位时， AF = 1；否则AF = 0。这个标志主要由处理器内部使用，用于十进制算术运算调整指令中，用户一般不必关心例： 49H + 6DHB6H，D3有进位：

30、AF = 1 级茫肇鞘匪搐锰患课亢栏妓丧瞎修拌廊似烈清缅剃涧早含纵作建预眶芯妊计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 34 状态标志寄存器举例： 0101 0100 0011 1001 + 0100 0101 0110 1010 1001 1001 1010 0011 运算后 CF=0 PF=1 OF=1 OF=Cs Cp=1 AF=1 ZF=0 SF=1 亮颧误因愚相乓粗担走死问弛闷点园闯峻溜酌韩峡愤排枕碗仅血撇桩刻筒

31、计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 35 l(2) 控制标志方向标志DF（Direction Flag）用于串操作指令中，控制地址的变化方向：设置DF0，存储器地址自动增加，串操作指令以递增顺序处理数据串；设置DF1，存储器地址自动减少，串操作指令以递减顺序处理数据串。例： CLD指令复位方向标志：DF0 STD指令置位方向标志：DF1 挖评东到辟琳攀喝勃戮脂殉靖拦杨办抠侵车割耸五潞骗罩臣灼观蚊主蓑麓计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（

32、仲崇权） 2 36 中断允许标志IF（Interrupt-enable Flag）用于控制外部可屏蔽中断是否可以被处理器响应：设置IF1，CPU允许接收外部可屏蔽中断请求，即开中断；设置IF0，则禁止中断，即关中断。例： CLI指令复位中断标志：IF0 STI指令置位中断标志：IF1 禽幅亦今虞尚精桐思交豌悬钧绣辜殿籽殿驰焊苟缆襄罐审蛊疟卖汛酋淤荣计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 37 跟踪标志TF（Trap Flag，陷阱标志）用于控制处理器进入单步操作

33、方式：设置TF0，处理器正常工作；设置TF1，处理器单步执行指令。例：单步执行指令处理器在每条指令执行结束时，便产生一个编号为1的内部中断，这种内部中断称为单步中断。撵念尊拽皑毖妓份坍趁叉豁掣罪蹦枯褥引溉绥影克碟桥冰峰母砰拟捂元陛计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 8086含14个16位寄存器，按功能可分为三类 8个通用寄存器 4个段寄存器 CS, DS, ES, SS 2个控制寄存器 IP, FLAGS 38 数据寄存器（AX，BX，CX ，DX）地址指针寄存器（

34、SP，BP）变址寄存器（SI，DI）唐有浅两吕卖撅爽寿要份茨憨滦戍央靛捂波巷捏翰限泪佰步锅力灰寡跳梢计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 39 l指令队列中出现两个字节为空时自动按CS值和IP值组成20位实际物理地址到存储器中取指令，一次取两个字节指令存放到指令队列中。 lEU从BIU指令队列中读取指令。 l由EU控制电路对指令进行译码分析，指出操作性质及操作对象。 lEU执行指令，如果执行指令时必需访问存储器或者 I/O端口，则在EU中计算出操作数的16位地址偏移量送

35、给BIU，由BIU的地址加法器形成20位物理地址。 2.1.4 8086/8088微处理器程序执行过程绵诬锄藏孝强岿勤岁盲乙懦会掠鸦醋规霜娱颧莆枚江死哲样霖墅嫡九靡我计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 40 lBIU根据EU请求，将操作数的20位物理地址传递给存储器。 lBIU取来操作数经总线控制逻辑传送到内部EU数据总线。 lEU将取来的操作数从内部总线送入ALU，进行指令指定的操作。 lEU运算出的结果，经内部总线送到指定位置，若需要传送给存储器或者I/O端口，则

36、由EU请求BIU产生 20位实际目标地址，将结果写入存储器或者I/O接口。寓草瓜迢啡媚本爷艾瘸帘缔冲挚赖牵望骄菠成憎危椿枕顺棵栽冲尤埔排名计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 2.2 8086对存储器和I/O的管理 2.2.1 8086对主存储器的分段管理 2.2.2 8086对I/O的管理 41 阉骚滓滁北灰阔澎袭傻训床淤凛谜匝领忿沈循辞界赫艰诣湍魏蹿教放此猛计算机原理（仲崇权） 2 计算机

37、原理（仲崇权） 2 42 一. 分段管理技术 1. 采用“分段管理”的原因 lIntel 8086为标准的16位微处理器，20根地址总线管理1MB(220)的存储空间。 l8086 CPU 中所使用的寄存器均是16位的，内部ALU也只能进行16位运算，其寻址范围局限在21665536(64K)字节单元。为了实现对1M字节单元的寻址，80x86系统采用了存储器分段技术。 2.2.1 8086对主存储器的分段管理洪驰蒸而枷瓷勇跃秽武岩伪俗及怂稗择孟冕妖庆补垛烃膨呈岁涉蚌章恰候计算机原理（仲崇权

38、） 2 计算机原理（仲崇权） 2 43 2. 采用“分段管理”的方法 l将1M字节的存储空间分成许多逻辑段，每段最长64K字节单元，可以用16位地址码进行寻址。 l每个逻辑段在实际存储空间中的位置是可以浮动的，其起始地址可由段寄存器的内容来确定。 l把每段起始位置的20位实际物理地址中的高16 位称为段地址(段基址)，每段中某个存储单元距段起始位置的偏移量称为偏移地址。段地址和偏移地址合称为逻辑地址。绿膜尤奄央矗滦褒揖褥矩汁告弥臀孔瞥厢丰船蔽酋售恍欲霉渴聂媚旬蘸颐计算机原理（仲崇权

39、） 2 计算机原理（仲崇权） 2 44 数据段段基址(DS) 数据段内偏移地址扩展段段基址(ES) 堆栈段段基址(SS) 代码段段基址(CS) 每段地址空间最大64K数据段扩展段堆栈段代码段坑潞炭斜感向拽米慢赎篆帆缩缝邀风啥默丁现犊搀瘦由怨塌颧扛矫琼怠椒计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 45 二. 8086的物理地址和逻辑地址 1. 物理地址 l8086CPU有20条地址线最大可寻址空间为2201MB 每一个存储单元都具有一个唯一的物理地址，

40、即唯一的20位编号，物理地址范围从00000H FFFFFH。 l 8086CPU将1MB空间分成许多逻辑段(Segment) 每个段最大限制为64KB 段地址的低4位为0000B。 l分段后在用户编程时，采用逻辑地址，其形式为：段基地址 : 段内偏移地址迹硅坡浪帆赊尘沥伴迂欢嫡迅想傈怜绊栖凯以逊蜗铃盯哉忻存蜘俞跃栖钡计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 46 2. 逻辑地址 l段基地址说明逻辑段在主存中的起始位置。 8086规定段基地址须是模16地址：xxxx0H。 l省略

41、低4位0000B，段地址就可以用16位数据表示，就能用16位段寄存器表达段地址 l偏移地址说明主存单元距离段起始位置的偏移量，每段不超过64KB，偏移地址也可用16位数据表示宋使雾审月违棉船宠荫鼎惫彝豌赣殖酚宣馋韩曾络昨确齐鬼伪臂僚兰缠拭计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 47 3. 物理地址与逻辑地址的转换 l将逻辑地址中的段地址左移4位，加上偏移地址就得到20位物理地址 l每个存储单元有惟一的物理地址，但它可以由不同的“段基值”和“偏移量”转换而来。即同一个物理

42、地址与多个逻辑地址相对应。 14600H 100H 14700H 13800H F00H 14700H 段地址左移4位加上偏移地址得到物理地址逻辑地址 1460:100、1380:F00 物理地址 14700H 14700H 空样询卑蔫辗羌基已等及立贸尼狞昌憨旧侧廊艇肌轨碑刺猎细驳达淋陕室计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 48 00213H 00212H 00211H 00210H 0020FH 0020EH 0020DH 0020CH 0020BH 0020AH 002

43、09H 00208H 00207H 00206H 00205H 00204H 00203H 00202H 00201H 00200H 段基值 (0021H) 段基值 (0020H) 偏移量 (13H) 物理地址偏移量(03H) 逻辑地址帖中择也翠识疑厢赌扦判发悲挤硅吓狸还岩垢欠璃秋踞茬赂诬壮销妈跑至计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 49 三. 段超越 l在“段加偏移”的寻址机制中，微处理器有一套用于定义各种寻址方式中段寄存器和偏移地址寄存器的组合规则段寄存器偏移地

44、址寄存器主要用途 CSIP指令地址 SSSP或BP堆栈地址 DSBX、DI、SI、8位或16位数数据地址 ES串操作指令的DI串操作目的地址栈楔笛逸道辆铂敛雄吠灰汝些敏餐帖花到盎朴灶词愤颠幕主挛睬胜亥丙青计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 50 l段寄存器(CS、DS、ES、SS)与地址指针寄存器 (SP、BP、SI、DI)默认是隐含配对使用，但也允许段超越晌炳篆堆厕铺辣黔诸鹃年碾卞绳靶涅故秀僧誓词异载滋廉炒穷恶追止

45、帽恼计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 51 弟过爵捻二狮这沂童乞兰饺机湍非御占始尽凑珊操锭栈恳牧奢雕豁巳冬涉计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 52 四. 8086存储器的结构 l8086的1MB存储空间分成两个存储体。偶地址存储体和奇地址存储体，各为512K字节。 lCPU用A0来区分两个存储体，并提供一条信号线和 A0，来决定是访问偶地址(低字节)，还是奇地址(高地址)或是整个字。淬盾弊虫炳汞圭旱

46、八稗佑蓟鹅霸坚姥删盟约轨陵卉例扔仆棱待抑框酶埔谅计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 53 当A0=0时，选择偶地址存储体。偶地址存储体与数据总线的低8位(D7D0)相连，所以从低8位数据总线读/写一个字节。当BHE=0时，选择访问奇地址存储体，奇地址存储体与数据总线高8位(D15D8)相连，所以由高8位数据总线读/写一个字节。当A0=0，BHE=0时，访问两个存储体，读/写一个字。卿镊弘煎赋釜贯影锻钻汇哭瞒菠旋棍靳贬裸鸿多明舞戒捉

47、博炮掺津铝秃远计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 54 l8086系统和外部设备之间通过I/O芯片接口，每个I/O芯片对应一个或几个端口。 l8086对I/O端口操作，需要专门的IN、OUT指令，并且只能通过累加器（AX/AL）来完成。存储器和I/O端口分别独立编址存储器的地址范围是00000 0FFFFFH I/O端口的地址范围是0000 0FFFFH 2.2.2 8086对I/O的管理旨徒沙颂付授竿鱼橇蚕援挎耶举壶滨胃治挨搽荣咏仗署足纹溉柬浴料雪负

48、计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 2.3.1 8086引脚信号和功能 2.3.2 最小模式下的总线连接 2.3.3 最大模式下的总线连接 55 2.3 8086引脚信号和工作模式搁尹那嗽汗揖酣锨醚刃盾死窄渠戎钟口床肉街泊贷掐祈福翱落粗骋迸砚浙计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 2.3.1 8086引脚信号和功能 l20根AB/16根DB分时复用:先传地址，后传数据 l两种工作模式，由引脚决定最小模式：系统中只有一个808

49、6/8088处理器；为高电平最大模式：系统中包括两个或多个处理器，一个为主处理器8086/8088，另一个为协处理器 8087/8089。为低电平。不同模式下，部分引脚定义不同 56 MN/MX MN/MX MN/MX 焕辙鬃嘘伐龙匿哮氰献栖侧囊敞戍吐喝实蝉掩阜等寒材酮笑悦哆焊端腻蹈计算机原理（仲崇权） 2 计算机原理（仲崇权） 2 57 几个术语： l时钟周期（T状态）：微处理器处理动作的最小时间单位，也是微处理器的基本时间计量单位。 l指令周期：执行一条指令所需要的时间。 l总线周期（机器周期）：微处理器通过总线与存储器或I/O

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