第04章--80X86微处理器及体系结构.ppt

* 本章小结 本章针对8086微处理器及其体系结构做了详细介绍。8086微处理器从功能结构上可以划分为执行部件和总线接口部件两大部分。 8086微处理器的寄存器使用非常灵活，8086CPU可供编程使用的有14个16位寄存器，按其用途可分为通用寄存器、段寄存器、指针和标志寄存器。要掌握各个寄存器的使用方法和隐含用法、微处理器的内部结构组成、寄存器结构；要掌握存储器的分段管理、物理地址和逻辑地址的换算及I/O端口的编址方式、8086的时钟和总线概念及其最小/最大工作方式。 本章最后对80X86的系列产品等高档微处理器的特点及基本结构做了介绍。 * THANK YOU VERY MUCH 本章到此结束， 谢谢您的光临！ * * * * * * * lijianyi@ zhlljy@ 第3章 80X86微处理器及其体系结构 本章主要教学内容 8086微处理器的基本性能指标、组成及其寄存器结构 8086微处理器的外部引脚特性 8086微处理器的存储器和I/O组织 8086的时钟和总线概念及其最小/最大工作方式 80286、80386、80486等高档微处理器 教学目的：使学生掌握80X86微处理器的基本使用 教学重点：8086微处理器的组成及其寄存器结构； 8086 微处理器的存储器和I/O组织 教学难点：8086微处理器的存储器和I/O组织 * 3.1 8086微处理器的内部结构 微型计算机是由具有不同功能的一些部件组成的，包含运 算器和控制器电路的大规模集成电路，称为“微处理器”，又称 “中央处理器（CPU）”，其职能是执行算术/逻辑运算，并负责 控制整个计算机系统，使之能自动协调地完成各种操作。 3.1.1 基本性能指标 16位微处理器； 采用高速运算性能的HMOS工艺制造，芯片上集成了2.9万只晶体管； 使用单一的+5V电源，40条引脚双列直插式封装； 时钟频率为5MHz~10MHz，基本指令执行时间为.3ms~0.6ms 16根数据线和20根地址线，可寻址的地址空间达1MB 8086可以和浮点运算器、I/O处理器或其他处理器组成多处理器系统，从而极大地提高了系统的数据吞吐能力和数据处理能力。 * * 3.1.2 8086微处理器内部结构组成 图3-1 8086CPU内部结构框图 1．执行部件EU 执行部件中包含一个16位的算术逻辑单元（ALU），8个16位的通用寄存器，一个16位的状态标志寄存器，一个数据暂存寄存器和执行部件的控制电路。 功能：从BIU的指令队列中取出指令代码，经指令译码器译码后执行指令所规定的全部功能。执行指令所得结果或执行指令所需的数据，都由EU向BIU发出命令，对存储器或I/O接口进行读/写操作。 2．总线接口部件BIU 总线接口部件BIU内部设有四个16位段地址寄存器：代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、堆栈段寄存器SS和附加段寄存器ES，一个16位指令指针寄存器IP，一个6字节指令队列缓冲器，20位地址加法器和总线控制电路。 主要功能：根据执行部件EU的请求，负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。 * * 等待取指1 执行1 等待取指2 执行2 等待取指3 执行3 MPU 总线 忙 闲 忙 闲 忙 闲 传统微处理器的指令执行过程 取指1 取指2 取指3 取指4 取指5 取指6 EU 总线 执行1 执行2 执行3 执行4 执行5 执行6 忙 忙 忙 忙 忙 忙 BIU 8086CPU的指令执行过程 3.1.3 8086CPU的寄存器结构 8086CPU中可供编程使用的有14个16位寄存器，按其用 途可分为3类：通用寄存器、段寄存器、指针和标志寄存器， 如所示。 * 累加器 AH AL BH BL CL DH DL CH SP SI DI IP FLAGS CS DS SS ES BP 基址寄存器 计数寄存器 数据寄存器 堆栈指针寄存器 基址指针寄存器 源变址寄存器 目的变址寄存器 指令指针寄存器 标志寄存器 代码段寄存器 段寄存器 附加段寄存器 堆栈段寄存器 数据寄存器 地址指针和 变址寄存器 控制寄存器 通用寄存器 数据段寄存器 8086CPU内部寄存器结构 1．通用寄存器 通用寄存器分为数据寄存器与指针和变址寄存器两组。 数据寄存器包括4个16位的寄存器AX、BX、CX和DX，一 般用来存放16位数据，故称为数据寄存器。其中的每一个又 可根据需要将高8位和低8位分成独立的