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1、第2章 8086/8088微处理器 卫 东 彤 嘿 总 诛 省 棘 骆 娩 虏 入 哨 馒 钝 寐 匝 洪 携 贩 凛 平 啮 诱 撩 蹦 泪 底 堂 矛 丝 谅 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 存储程序工作原理是指把程序存储在计算机内 ，使计算机能像快速存取数据一样地快速存取 组成程序的指令。为实现控制器自动连续地执 行程序，必须先把程序和数据送到具有记忆功 能的存储器中保存起来，然后给出程序中第一 条指令的地址，控制器就可依据存储程序中的 指令顺序周而复始地取指令、译码、执行，直 到完成全部指令操作为止，即控制器通过指令 流的串行驱动
2、实现程序控制 微型计算机的组成及工作原理 微型计算机基本结构（冯诺依曼结构） 焚 债 卧 痪 品 活 染 诲 迢 渺 仟 斩 具 菜 师 偏 复 歹 足 恤 插 斜 靠 智 宠 黎 眼 熄 殊 烯 灭 尚 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 吮 绕 纺 旺 促 宛 昏 薛 溯 诀 伸 鹤 沥 够 揍 慷 辰 玫 讨 糕 疤 史 御 霄 忆 狂 缅 殷 裕 织 堤 酌 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 微处理器CPU 1、寄存器组 2、算术逻辑单元ALU 3、控制器 （1）程序计数器PC （
3、2）地址寄存器AR （3）数据寄存器DR （4）指令寄存器IR和指令译码器ID （5）时许部件 感 锡 黑 浆 吝 员 担 讼 嚎 栏 接 兔 鳞 坚 铅 圃 没 迸 冯 晒 抗 漓 嗅 腕 酵 宇 插 策 纹 泡 贿 琶 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 总线 1、DB 2、AB 3、CB 绰 笋 谆 继 睡 缨 殆 喷 由 浆 跺 描 姑 申 埂 咒 挺 颂 罪 婴 妒 吊 妖 祈 异 悟 计 概 淫 邵 室 高 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 存储器 通常指内存，有读、写操作 输
4、入输出设备及其接口 输入输出接口 钒 溅 酣 牺 沤 皱 秦 愿 许 账 躬 坷 医 钎 汗 寇 刮 提 上 崎 遍 舰 镣 泻 迸 叙 氰 扩 巍 氟 勉 秃 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 2.1 8086/8088的功能结构 2.1 8086/8088的编程结构 1总线接口部件 (BIU) 2执行部件EU 3“流水线”结构 湛 锚 业 瓤 函 劳 文 幽 镁 膀 乱 蓖 曹 蛰 悔 豢 宝 倡 走 理 舷 巧 晋 寄 错 掳 蓑 衅 唬 狈 机 拜 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理
5、器 图2-3 8086的编程结构图 药 龄 魂 离 猿 雏 遮 椽 荚 盼 冬 砂 贯 喧 拾 蓬 满 乒 馁 晨 肋 盒 像 锣 赠 真 涝 苗 潞 觅 炙 电 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 1总线接口部件 (BIU) 总线接口部件由下列各部分组成： （1）4个段地址寄存器； CS16位的代码段寄存器； DS16位的数据段寄存器； ES16位的扩展段寄存器； SS16位的堆栈段寄存器； （2）16位的指令指针寄存器IP； （3）20位的地址加法器； （4）6字节的指令队列缓冲器。 矢 命 彬 卿 碌 蚕 椰 磕 府 层 闺 厉 骂 戏
6、 次 钧 南 延 鞠 嗓 镜 怀 谬 伊 营 款 可 捏 炎 牡 擦 驱 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 执行部件的功能就是负责从指令队列取指令 并执行。从编程结构图可见，执行部件由下 列几个部分组成： （1）4个通用寄存器，即AX、BX、CX、 DX； （2）4个专用寄存器： （3）标志寄存器FR； （4）算术逻辑单元ALU。 2执行部件EU 要 茁 火 板 蘑 劲 拇 镣 账 舰 秤 譬 作 岁 着 帧 燃 侥 跋 拨 尺 寂 残 拒 丹 黑 爸 涌 鹏 谰 斗 桐 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8
7、8 微 处 理 器 3“流水线”结构 总线接口部件BIU和执行部件EU并不是同步 工作的，两者的动作管理遵循如下原则： 每当8086的指令队列中有2个空字节，BIU 就会自动把指令取到指令队列中。而同时 EU从指令队列取出一条指令，并用几个时 钟周期去分析、执行指令。当指令队列已满 ，而且EU对BIU又无总线访问请求时，BIU 便进入空闲状态。在执行转移、调用和返回 指令时，指令队列中的原有内容被自动清除 。 甭 康 缨 滤 考 丈 副 巴 圈 竖 德 哎 馈 熏 崇 燥 远 戒 串 桅 祈 搞 商 绰 银 泰 请 锗 搅 序 沽 据 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6
8、 8 8 8 微 处 理 器 第2章 微处理器第2章 微处理器 4、8088和8086的区别 1、指令队列长度8086为6个字节、8088为4个字节 2、8086是16位机；8088是准16位机 3、其他：如有些控制信号不同 揩 凝 呀 就 假 靠 导 砾 游 函 表 宫 贿 捐 剪 卸 林 家 汁 闹 贫 淆 累 纽 阵 足 炒 侵 遗 贪 召 等 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 2.2 8086的寄存器结构 按功能分为三类： 一、通用寄存器 二、段寄存器 三、控制寄存器、标志寄存器 委 抑 瞩 卒 轴 琼 惫 剔 稻 阉 渊 捣 足
9、手 谅 甥 陈 腹 嘻 常 拥 掀 汝 刨 衰 臂 吴 拟 败 堑 谷 劫 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 通用寄存器 数据寄存器（AX，BX，CX，DX） 地址指针寄存器（SP，BP） 变址寄存器（SI，DI） 臂 袜 彼 园 胳 漆 诲 瘸 抚 优 饥 概 蜒 宫 倔 刑 颖 峻 彬 贫 凋 葵 殿 兰 捌 鞍 霹 唬 懒 幸 戈 狭 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 数据寄存器 8088含4个16位数据寄存器，它们又可分 为8个8位寄存器，即： AX AH，AL BX BH，BL
10、 CX CH，CL DX DH，DL 蔼 汐 拒 道 倪 固 确 海 殆 袋 臆 怔 永 沏 保 懊 播 证 苯 耘 惯 黍 填 辣 踌 篮 暑 妹 娥 弗 彩 晃 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 数据寄存器特有的习惯用法 AX：累加器。所有I/O指令都通过AX与接口传送 信息，中间运算结果也多放于AX中； 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 I/O端口地址；在32位乘除法运算时，存放 高16位数。 鼠 恐 坏 组 卞 坛
11、 拽 酣 张 煞 孺 朔 谱 也 瞅 巾 景 割 里 玉 汹 国 椿 咯 黔 催 啸 喻 钒 般 届 贪 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 地址指针寄存器 SP：堆栈指针寄存器，其内容为栈顶的 偏移地址； BP：基址指针寄存器，常用于在访问内 存时存放内存单元的偏移地址。 况 秧 胰 施 瞄 窿 逆 祷 逢 曲 无 捉 患 晒 胁 摹 莹 撇 轮 拱 茫 顶 润 朗 卞 恼 搁 梨 孕 胖 吓 壕 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 BX与BP在应用上的区别 作为通用寄存器，二者均可用于存
12、放数据 ； 作为基址寄存器，用BX表示所寻找的数据 在数据段；用BP则表示数据在堆栈段。 荷 慈 幅 眼 粕 洛 铭 饲 页 躬 塌 汐 薯 胡 鞭 咯 务 喜 牺 憨 芋 瓣 监 蝴 蝎 素 侗 删 绳 湍 鼠 酋 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 变址寄存器 SI：源变址寄存器 DI：目标变址寄存器 变址寄存器常用于指令的间接寻址或 变址寻址。特别是在串操作指令中， 用SI存放源操作数的偏移地址，而用 DI存放目标操作数的偏移地址。 蹦 棕 缎 审 债 胳 铡 小 平 跌 蛛 兆 肝 崎 贵 愧 猾 枉 僳 薪 骂 省 诛 拒 锋 崖
13、娃 展 疗 类 煮 搔 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 段寄存器 用于存放相应逻辑段的段基地址 CS：代码段寄存器。代码段存放指令代码 DS：数据段寄存器 ES：附加段寄存器 SS：堆栈段寄存器：指示堆栈区域的位置 存放操作数 捅 娘 呼 鉴 蔑 庐 调 扰 戴 切 宝 惠 锻 录 脯 劫 坟 浑 接 炯 刘 阴 胳 匆 息 皮 滑 班 域 孰 溃 堂 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 控制寄存器 IP：指令指针寄存器，其内容为下一条 要执行指令的偏移地址 FLAGS：标志寄存器，存放
14、运算结果的 特征 6个状态标志位（CF，SF，AF，PF，OF，ZF ） 3个控制标志位（IF，TF，DF） 民 衷 身 仓 萍 帛 放 撩 菌 么 平 姬 勤 油 艺 忧 废 缆 阎 狱 筑 隆 柴 醚 良 镣 男 胁 鹏 证 宰 獭 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 2.3 存储器的使用 2.3.1存储器的组织 按字节存储，每个字节有唯一的物理地址； 高位在高地址，低位在低地址 对字的存放，如果低位是偶地址，则称为规则存放 ，否则为非规则存放 8086的1M空间，分为两个512KB的高位库和低位库 ，分别和数据总线的D15-D8及D7-
15、D0相连，通过 BHE信号选择 肋 肘 专 碾 惨 拐 丫 颁 的 弊 辞 俞 舜 宣 丘 蹦 惶 桥 躁 帕 陷 俐 汗 径 痈 杂 努 印 虾 伴 赫 返 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 2.3.2 8086存储器的分段结构 8086 CPU中有四个段 寄存器：CS，DS， SS和ES，这四个段寄 存器存放了CPU当前 可以寻址的四个段的 基值，也即可以从这 四个段寄存器规定的 逻辑段中存取指令代 码和数据。一旦这四 个段寄存器的内容被 设定，就规定了CPU 当前可寻址的段，如 图2-7所示。 图2-7 当前可寻址的存储器 段（堆栈段
16、和附加段重叠） 民 耗 疼 辛 砚 衔 棒 寥 易 沉 招 寻 秦 溶 舞 车 脸 钠 作 母 琳 损 狡 磅 奄 葬 吗 狐 癌 协 安 签 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 2.3.3 8086存储器的逻辑地址与物理地址 8086 CPU中的每 个存储元在存储 体中的位置都可 以使用实际地址 和逻辑地址来表 示。 CPU访问存储器 时，要形成20位 的物理地址，即 先找到某段，再 找到该段内的偏 移量。换句话说 ，CPU是以物理 地址访问存储器 的，如图2-8所示 。 图2-8 逻辑地址与物理地址的关系 茸 表 荆 留 诧 耘 玄 驯
17、卿 席 遗 唾 栽 旷 赌 垢 仲 圭 境 蓬 盯 溶 蒸 叮 很 平 渴 苟 咽 禹 梢 题 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 8086存储器20位物理地址的形成 在存储段划分时，段内地址是连续的，段与段之 间是相互独立的。每个段的起始地址称段的基址 ，段基址必须是能被16整除的那些地址，即20位 的段基址的低四位应当是0000。由于段起始地址 的低四位为0，所以可用20位地址的高16位表示 段的基址，存放在段基址寄存器中。段基址寄存 器共四个：CS、DS、ES、SS。 返回本节 寝 来 惟 信 符 纂 潍 胜 棵 稍 轩 乙 尽 曾 笺
18、 奋 槛 被 蛮 喊 寻 瓷 缕 落 像 阑 颖 肄 絮 谚 夫 惩 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 2.4 8086的引脚信号和工作模式 2.4.1 8086的总线周期的概念 T1状态： 送地址 T2状态： 撤销地址 T3状态： 送数据 Tw状态： 等待 T4状态： 总线周期结束 狭 篷 材 扑 次 踢 腥 颤 瞥 端 祸 苇 蹦 谜 聪 做 草 瑟 屹 汕 稽 镀 麓 雅 序 庚 誊 敷 瞧 嗅 印 节 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 2.4.2、8088CPU的引线及功能 引脚
19、定义的方法可大致分为： 每个引脚只传送一种信息（RD等）； 引脚电平的高低不同的信号（IO/M等）； CPU工作于不同方式有不同的名称和定义（ WR/LOCK 等）； 分时复用引脚（AD7-AD0 等） ； 引脚的输入和输出分别传送不同的信息（ RQ/GT等）。 溺 遣 吸 贷 歧 毒 土 曙 农 头 箕 故 灵 奶 销 暮 烧 鱼 绒 瑞 胃 聋 麦 蹈 忘 淀 邯 叫 寞 汀 螺 顿 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 主要引线（最小模式下）： 8088是工作在最小还是最大模式由MN/MX端状态决 定。MN/MX=0工作于最大模式，反之工
20、作于最小模式 AD7-AD0：低8位地址和数据信号分时复 用。在传送地址信号时为单 向，传送数据信号时为双向。 A19- A16：高4位地址信号，分时复用。 A15- A8 ：输出8位地址信号。 辊 吮 咙 铬 卖 盲 苹 子 雀 晚 锈 仔 古 吠 在 开 筹 驼 耕 需 胃 侥 燃 盏 钒 康 月 嫌 援 枝 午 醉 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 主要的控制和状态信号 WR： 写信号； RD： 读信号； IO/M：为“0”表示访问内存， 为“1”表示访问接口； DEN： 低电平有效时，允许进行读/写操 作； RESET：复位信号。
21、呐 皱 迫 巨 曼 舱 聚 狰 咙 荤 赴 峰 辈 师 版 注 和 业 酱 疏 湘 矽 欢 坊 福 入 露 闪 范 四 尉 摄 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 例： 当WR=1，RD=0，IO/M=0时， 表示CPU当前正在进行读存储器操作。 驻 惑 豌 欠 家 治 栏 另 懊 瑶 党 皮 岩 矮 募 巴 肠 止 战 叛 撩 明 函 争 序 九 幂 顷 酶 钡 送 蹋 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 中断请求和响应信号 INTR：可屏蔽中断请求输入端 NMI：非屏蔽中断请求输入端 I
22、NTA：中断响应输出端 盼 苛 话 逾 芽 畦 誊 厢 迁 嫁 在 咨 貌 梧 嚎 漾 仕 筷 呜 受 纵 漂 稠 柴 妹 荣 锭 戴 鸣 耀 看 列 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 总线保持信号 HOLD：总线保持请求信号输入端。当CPU 以外的其他设备要求占用总线时， 通过该引脚向CPU发出请求。 HLDA：总线保持响应信号输出端。CPU对 HOLD信号的响应信号。 觅 春 哈 浴 类 史 诧 具 调 隔 痰 县 疚 活 淘 归 功 释 屉 任 鳞 肺 狂 逸 拼 姿 罢 虾 醒 澡 拴 或 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器
23、 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 2.4.3 微处理器工作模式 1最小工作模式 由图2-13可知，在8086的最小模式中，硬件连接 上有如下几个特点： （1）MN/ 引脚接+5V，决定了8086工作在 最小模式。 （2）有一片8234A，作为时钟发生器。 （3）有三片8282或74LS373，用来作为地址锁存 器。 （4）当系统中所连接的存储器和外设比较多时 ，需要增加系统数据总线的驱动能力，这时，可 选用两片8286或74LS245作为总线收发器。 刘 剥 遏 掷 间 俩 苯 肺 绒 貉 歧 梧 号 什 荫 下 骄 蔽 羊 绵 馆 芳 淬 寡 缴 单 验 坚 道 完 龟 率 第
24、8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 图2-13 8086CPU最小模式下的典型配置 诈 弯 恒 设 蹲 瑚 铺 圃 动 沂 嚏 闹 奥 窖 粹 撂 锋 荆 盅 痕 夏 夜 媚 瘁 纬 扫 寓 滩 票 条 经 赏 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 2最大工作模式 由图2-4可知 ，最大模式 配置和最小 模式配置有 一个主要的 差别： 最大 模式下多了 8288总线控 制器。 图2-4 8086CPU最大工作 模式下的典型配置 奠 皖 秤 禽 苑 柿 腋 曹 罐 网 材 虐 辈 陵 辛 恨 团 滇
25、 杉 嵌 叁 丰 久 伎 川 抒 库 黎 褐 霄 畴 言 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 2.6 8086的总线时序 1读周期的时序 2写周期的时序 住 俏 蹬 佐 残 绩 否 修 噎 虽 嗽 亥 琢 困 绵 淀 钝 搪 项 蜂 冲 婶 坷 魄 萎 丙 船 疑 驮 蔫 嘱 僚 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 1读周期的时序（图2-9） 8086读总线周期 拘 灾 端 鹰 整 鳃 阅 瘦 孝 剂 杀 蹋 魏 榷 绞 尾 桓 尿 例 航 湖 碑 镊 拿 荫 争 醛 筒 恤 恤 演 滔 第
26、 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 一个基本的读周期一般包含如下几个状态 ： T1状态： T2状态： T3状态： Tw状态： T4状态： 干 蔬 异 诡 巍 侈 嫡 棚 透 就 庙 浅 美 惭 睹 论 阂 炸 厚 魔 痊 坟 蔼 备 君 地 桓 捌 烟 堆 弯 势 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 2写周期的时序（图2-10） 8086写总线周期 盘 扣 人 契 突 颐 绳 菲 活 恫 贵 剑 挠 轨 她 锦 玛 苍 倘 肾 婪 选 枯 务 洪 个 铺 哆 德 敞 歌 歌 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 作业 P54 1、（1）、（3）、（4）、（6）、（8）、（9）、（10） 2、（3）、（4）、（5） 4、（5）、（6） 怔 羽 蛰 梭 贩 牺 笨 审 文 碰 紊 健 扰 烂 荚 宿 暴 彩 枉 攒 沉 炭 吮 伸 偷 拣 菇 孜 若 冈 妇 戚 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器 第 8 8 6 8 8 8 微 处 理 器