第3章微处理器及其系统.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《第3章微处理器及其系统.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第3章微处理器及其系统.ppt(48页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第第 3 3 章章 8086808680888088微处理器及其系统微处理器及其系统3.1 8086/80883.1 8086/8088微处理器微处理器3.2 8086/80883.2 8086/8088系统的最小系统的最小/最大工作方式最大工作方式3.3 8086/80883.3 8086/8088的存储器的存储器3.4 8086/80883.4 8086/8088指令系统指令系统3.1 80863.1 808680888088微处理器微处理器 8086 8086 8086 8086是是是是IntelIntelIntelIntel系列的系列的系列的系列的16161616位微处理器,位微处理器
2、,位微处理器,位微处理器,8086808680868086有有有有16161616根数根数根数根数据线和据线和据线和据线和20202020根地址线,可以处理根地址线,可以处理根地址线,可以处理根地址线,可以处理8 8 8 8位或位或位或位或16161616位数据,寻址位数据,寻址位数据,寻址位数据,寻址1MB1MB1MB1MB的存储单元和的存储单元和的存储单元和的存储单元和64KB64KB64KB64KB的的的的I I I IO O O O端口。端口。端口。端口。在推出在推出在推出在推出8086808680868086之后不久之后不久之后不久之后不久,Intel,Intel,Intel,Int
3、el公司还推出了准公司还推出了准公司还推出了准公司还推出了准16161616位位位位微处理器微处理器微处理器微处理器8088808880888088。两者内部结构和基本性能相同。两者内部结构和基本性能相同。两者内部结构和基本性能相同。两者内部结构和基本性能相同。ALU执行部分控制电路输入/输出控制电路地址加法器20位16位指令队列缓冲器8位外部总线16位运算寄存器标志寄存器通用寄存器段寄存器DLCLBLALSIDIBPSPDHCHBHAH内部暂存内部暂存器器IPESSSDSCS执行单元执行单元执行单元执行单元 EUEU (Execution Unit)Execution Unit)总线接口单元
4、总线接口单元总线接口单元总线接口单元 BIUBIU(Bus Interface Unit)(Bus Interface Unit)3.1.13.1.13.1.13.1.1、80868086808680868088CPU8088CPU8088CPU8088CPU的内部结构的内部结构的内部结构的内部结构BIUBIU负责与存储器、负责与存储器、负责与存储器、负责与存储器、I/OI/OI/OI/O端口,即端口,即端口,即端口,即8086/8088CPU8086/8088CPU8086/8088CPU8086/8088CPU与与与与存储器之间的信息传送。具体地说,即存储器之间的信息传送。具体地说,即存储
5、器之间的信息传送。具体地说,即存储器之间的信息传送。具体地说,即BIUBIUBIUBIU负责从负责从负责从负责从内存的指定部分取出指令,送到指令流队列中排内存的指定部分取出指令,送到指令流队列中排内存的指定部分取出指令,送到指令流队列中排内存的指定部分取出指令,送到指令流队列中排队;在执行指令是所需的操作数,也由队;在执行指令是所需的操作数,也由队;在执行指令是所需的操作数,也由队;在执行指令是所需的操作数,也由BIUBIUBIUBIU从内存从内存从内存从内存的指定区域取出,传送给的指定区域取出,传送给的指定区域取出,传送给的指定区域取出,传送给EUEUEUEU部分去执行。部分去执行。部分去执
6、行。部分去执行。EUEU部分负责指令的执行。部分负责指令的执行。部分负责指令的执行。部分负责指令的执行。BIUBIU和和和和EUEU可以并行工作,提高可以并行工作,提高可以并行工作,提高可以并行工作,提高CPUCPU效率。效率。效率。效率。(1)BIU(1)BIU监视着指令队列。当指令队列中有监视着指令队列。当指令队列中有监视着指令队列。当指令队列中有监视着指令队列。当指令队列中有2 2个空字个空字个空字个空字节节节节时,就自动把指令取到队列中。时,就自动把指令取到队列中。时,就自动把指令取到队列中。时,就自动把指令取到队列中。(2)EU(2)EU执行指令时,从指令队列头部取指令,然后执行指令
7、时,从指令队列头部取指令,然后执行指令时,从指令队列头部取指令,然后执行指令时,从指令队列头部取指令,然后执行。如需访问存储器,则执行。如需访问存储器,则执行。如需访问存储器,则执行。如需访问存储器,则EUEU向向向向BIUBIU发出请求,发出请求,发出请求,发出请求,由由由由BIUBIU访问存储器。访问存储器。访问存储器。访问存储器。(3)(3)在执行转移、调用、返回指令时,需改变队列在执行转移、调用、返回指令时,需改变队列在执行转移、调用、返回指令时,需改变队列在执行转移、调用、返回指令时,需改变队列中的指令,要等新指令装入队列中后,中的指令,要等新指令装入队列中后,中的指令,要等新指令装
8、入队列中后,中的指令,要等新指令装入队列中后,EUEU才继才继才继才继续执行指令。续执行指令。续执行指令。续执行指令。BIU和和EU的管理的管理 80868086的寻址空间是的寻址空间是的寻址空间是的寻址空间是1M1M字节,物理地址需要字节,物理地址需要字节,物理地址需要字节,物理地址需要2020位的位的位的位的地址码。但地址码。但地址码。但地址码。但CPUCPU中的寄存器都是中的寄存器都是中的寄存器都是中的寄存器都是1616位的。为解决该位的。为解决该位的。为解决该位的。为解决该问题采用了问题采用了问题采用了问题采用了存储器分段技术存储器分段技术存储器分段技术存储器分段技术。把。把。把。把1
9、MB1MB地址分段地址分段地址分段地址分段(S Segment),),),),每段每段每段每段64KB64KB,其起始地址的高其起始地址的高其起始地址的高其起始地址的高1616位位位位装入一个段寄存器中,称作段基地址装入一个段寄存器中,称作段基地址装入一个段寄存器中,称作段基地址装入一个段寄存器中,称作段基地址。段是可独立寻址的内存单位,每个段的起始地址段是可独立寻址的内存单位,每个段的起始地址段是可独立寻址的内存单位,每个段的起始地址段是可独立寻址的内存单位,每个段的起始地址由一个基址设定,它是一个段最低的地址,每个由一个基址设定,它是一个段最低的地址,每个由一个基址设定,它是一个段最低的地
10、址,每个由一个基址设定,它是一个段最低的地址,每个逻辑段在实际存储器中的位置是可以浮动的逻辑段在实际存储器中的位置是可以浮动的逻辑段在实际存储器中的位置是可以浮动的逻辑段在实际存储器中的位置是可以浮动的 。8086地址生成方式地址生成方式段地址段地址+偏移地址偏移地址FFFFFH1FFFFH1F000H10000H00000H段首地址:段首地址:段首地址:段首地址:100010000 0H H偏移量:偏移量:偏移量:偏移量:F000HF000H地址加法器将段寄存器地址加法器将段寄存器地址加法器将段寄存器地址加法器将段寄存器(16(16位位位位)的内容左移的内容左移的内容左移的内容左移4 4位,
11、然后与指位,然后与指位,然后与指位,然后与指令指针寄存器令指针寄存器令指针寄存器令指针寄存器IPIP的内容相加的内容相加的内容相加的内容相加得到得到得到得到2020位的物理地址。位的物理地址。位的物理地址。位的物理地址。例如:例如:例如:例如:从内存取指令时,从内存取指令时,从内存取指令时,从内存取指令时,(CS)(CS)5760H5760H,(IP)=1234H(IP)=1234H,则物理地址为:则物理地址为:则物理地址为:则物理地址为:57600H+1234H=57934H57600H+1234H=57934H。这里,先将段寄存器这里,先将段寄存器这里,先将段寄存器这里,先将段寄存器CSC
12、S左移左移左移左移4 4位(位(位(位(1616进进进进制数只需后面加一个零)。制数只需后面加一个零)。制数只需后面加一个零)。制数只需后面加一个零)。80868086808680868088808880888088的内部寄存的内部寄存的内部寄存的内部寄存器编程结构器编程结构器编程结构器编程结构共有共有共有共有13131313个个个个16161616位寄存器和位寄存器和位寄存器和位寄存器和1 1 1 1个只用了个只用了个只用了个只用了9 9 9 9位的标志寄位的标志寄位的标志寄位的标志寄存器。存器。存器。存器。3.1.23.1.2、8086808680888088的寄存器结构的寄存器结构 CS
13、代码段代码段(Code Segment)DS数据段数据段(Data Segment)SS堆栈段堆栈段(Stack Segment)ES附加段附加段(Extra Segment)当程序很大,超过当程序很大,超过当程序很大,超过当程序很大,超过64KB64KB时,则可以定义多个代码段、数时,则可以定义多个代码段、数时,则可以定义多个代码段、数时,则可以定义多个代码段、数据段和附加段。不同的逻辑段可以相交,甚至可以完全据段和附加段。不同的逻辑段可以相交,甚至可以完全据段和附加段。不同的逻辑段可以相交,甚至可以完全据段和附加段。不同的逻辑段可以相交,甚至可以完全重叠。重叠。重叠。重叠。80868086
14、设置了这设置了这设置了这设置了这4 4个个个个1616位段寄存器,通过这位段寄存器,通过这位段寄存器,通过这位段寄存器,通过这 四个段寄四个段寄四个段寄四个段寄存器,存器,存器,存器,CPUCPU可以定位可以定位可以定位可以定位4 4个逻辑段:个逻辑段:个逻辑段:个逻辑段:(1)段寄存器段寄存器(2)指令指针寄存器指令指针寄存器IP用来确定代码段中当前将要被执行的指令的偏用来确定代码段中当前将要被执行的指令的偏用来确定代码段中当前将要被执行的指令的偏用来确定代码段中当前将要被执行的指令的偏移地址移地址移地址移地址(相对于代码段基址相对于代码段基址相对于代码段基址相对于代码段基址)。IP由控制程
15、序分支的指令、中断以及异常等由控制程序分支的指令、中断以及异常等隐含控制,用户程序不能直接控制隐含控制,用户程序不能直接控制IP。IPIP本质上就是程序计数器本质上就是程序计数器本质上就是程序计数器本质上就是程序计数器(PCPC)a)4a)4个通用数据寄存器:个通用数据寄存器:个通用数据寄存器:个通用数据寄存器:(3)通用寄存器组通用寄存器组8086CPU8086CPU有有有有8 8个个个个1616位的通用寄存器,分位的通用寄存器,分位的通用寄存器,分位的通用寄存器,分2 2组。组。组。组。累加寄存器累加寄存器 (Accumulator)基址寄存器(基址寄存器(Base)计数寄存器(计数寄存器
16、(Counter)数据寄存器(数据寄存器(Data)b)2b)2个变址寄存器个变址寄存器个变址寄存器个变址寄存器源变址(源变址(Source Index)目的变址目的变址(Destination Index)c)2c)2个指针寄存器个指针寄存器个指针寄存器个指针寄存器堆栈指针(堆栈指针(Stack Pointer)基数指针基数指针(Base Pointer)在进行算术运算和逻辑运算时,通用在进行算术运算和逻辑运算时,通用数据寄存器任何一个都可以作为源操数据寄存器任何一个都可以作为源操作数或目的操作数。作数或目的操作数。用来暂存计算过程中所用到的操作用来暂存计算过程中所用到的操作数,结果或其它信
17、息。数,结果或其它信息。通用数据寄存器:通用数据寄存器:累加器累加器AX是算术运算的主要寄存器。是算术运算的主要寄存器。例如:ADD AX,BX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。例如:IN AL,20HOUT 30H,AX通用数据寄存器器通用数据寄存器器基址寄存器基址寄存器BX在计算内存储器地址时,经常用来存放基址在计算内存储器地址时,经常用来存放基址。例如:例如:MOV AX,BX+03H通用数据寄存器器通用数据寄存器器计数寄存器计数寄存器CX 在循环在循环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
18、如:例如:MOV CX,200HAGAIN:LOOP AGAIN ;(CX)-1(CX),结果结果 0转转AGAIN通用数据寄存器器通用数据寄存器器数据寄存器数据寄存器DX 一般在双字长乘除法运算时,把一般在双字长乘除法运算时,把DX和和AX组合在一组合在一起存放一个双字长起存放一个双字长(32位位)数,数,DX用来存放高用来存放高16位位;例如:MUL BX ;(AX)(BX)(DX)(AX)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(端口的端口地址(端口地址地址 256)。)。例如:IN AL,DX通用数据寄存器器通用数据寄存器器指针与变址寄存器指针与变址寄存器用于
19、存放偏移量地址。用于存放偏移量地址。偏移量地址偏移量地址表示某一存储单元相对于段寄存器表示某一存储单元相对于段寄存器所指定的基址的位移量。所指定的基址的位移量。SP堆栈指针堆栈指针(stack pointer)用来用来指示栈顶的偏移地址指示栈顶的偏移地址BP基址指针基址指针(base pointer)存放堆栈段中一个存放堆栈段中一个数据区基地址数据区基地址的偏移地址的偏移地址SP和和BP为指针寄存器,用于访问堆栈段中的数据为指针寄存器,用于访问堆栈段中的数据SSSP或BP指针与变址寄存器指针与变址寄存器SI和和DI为变址寄存器,用于访问数据段为变址寄存器,用于访问数据段和附加段和附加段中中的数
20、据的数据常用来确定数据段中某一存储单元的地址常用来确定数据段中某一存储单元的地址 例如:例如:MOV AX,SISI存放源操作数的偏移地址存放源操作数的偏移地址DI存放目的操作数的偏移地址存放目的操作数的偏移地址 DSSI或DI指针与变址寄存器指针与变址寄存器例:例:MOV SI,2000HMOV DI,3000HMOV CX,100HCLD.MOVSB.在在串串处处理理指指令令中中,SI、DI作作为为隐隐含含的的源源变变址址和和目目的的变变址址寄寄存存器器分分别别达达到到在在数数据据段段和和附附加段中寻址的目的。加段中寻址的目的。SI,DI具有自动增量和自动减量功能具有自动增量和自动减量功能
- 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:
- 微处理器 及其 系统
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内