微機(jī)原理及應(yīng)用第2章.ppt

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1、第2章80X86微處理器及其結(jié)構(gòu)1－48第2章80X86微處理器及其結(jié)構(gòu)重點(diǎn)8086CPU的功能結(jié)構(gòu)80386CPU的功能結(jié)構(gòu)80X86的寄存器2－482.18086/88及80286CPU的功能結(jié)構(gòu)8086是Intel系列的16bit微處理器，屬第三代。8086有16bit數(shù)據(jù)總線[8088外部8位DB]和20bit地址線，可尋址1MB內(nèi)存空間。8086的內(nèi)部結(jié)構(gòu)從功能分成兩個(gè)單元總線接口單元BIU——businterfaceunit執(zhí)行單元EU——executionunit兩個(gè)單元相互獨(dú)立，分別完成各自操作兩個(gè)單元可以并行執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)

2、指令取指和執(zhí)行的流水線操作3－48一、8086的內(nèi)部(編程)結(jié)構(gòu)123456內(nèi)部暫存器IPESSSDSCS輸入/輸出控制電路外部總線執(zhí)行部分控制電路∑ALU標(biāo)志寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI通用寄存器地址加法器指令隊(duì)列(8088：4個(gè))執(zhí)行部件（EU)總線接口部件（BIU)16位20位8086：16位8088：8位8位16位EU控制器ALU暫存器標(biāo)志寄存器8位隊(duì)列總線總線控制邏輯內(nèi)部總線16位地址加法器20位地址總線8(8088)/16(8086)位數(shù)據(jù)總線執(zhí)行部件EU總線接口部件BIU123456指令隊(duì)列通用寄

3、存器AXAHALBXBHBLCXCHCLDXDHDLSPBPDISICSDSSSES80888086IP暫存器8086/8088外部總線總線接口部件BIU組成：16位段寄存器，指令指針，20位地址加法器，總線控制邏輯，6字節(jié)指令隊(duì)列（8086），8088為4字節(jié)。作用：負(fù)責(zé)從內(nèi)存指定單元中取出指令，送入指令流隊(duì)列中排隊(duì)；取出指令所需的操作數(shù)送EU單元去執(zhí)行。工作過(guò)程：由段寄存器與IP形成20位物理地址送地址總線，由總線控制電路發(fā)出存儲(chǔ)器“讀”信號(hào)，按給定的地址從存儲(chǔ)器中取出指令，送到指令隊(duì)列中等待執(zhí)行。*當(dāng)指令隊(duì)列有2個(gè)或2個(gè)以上的字節(jié)

4、空余時(shí)(8088為一個(gè)空字節(jié)），BIU自動(dòng)將指令取到指令隊(duì)列中。若遇到轉(zhuǎn)移指令等，則將指令隊(duì)列清空，BIU重新取新地址中的指令代碼，送入指令隊(duì)列。*指令指針I(yè)P由BIU自動(dòng)修改，IP總是指向下一條將要執(zhí)行指令的地址。6－48指令執(zhí)行部件EU組成：通用寄存器，標(biāo)志寄存器，ALU，EU控制系統(tǒng)等。作用：負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行，完成指令的操作。工作過(guò)程：從隊(duì)列中取得指令，進(jìn)行譯碼，根據(jù)指令要求向EU內(nèi)部各部件發(fā)出控制命令，完成執(zhí)行指令的功能。若執(zhí)行指令需要訪問(wèn)存儲(chǔ)器或I/O端口，則EU將操作數(shù)的偏移地址送給BIU，由BIU取得操作數(shù)送給EU。7－48

5、指令流水線：BIU和EU分開(kāi)，取指和執(zhí)行可以重迭，大大減少了等待取指所需的時(shí)間，提高CPU的利用率。8086CPU結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：第二代微處理器第三代微處理器80868－48DLDHCLCHBLBHALAH通用寄存器AXBXCXDXSPBPSIDI數(shù)據(jù)寄存器CSDSSSESIP變址寄存器指針寄存器堆棧指針基數(shù)指針源變址目的變址指令指針狀態(tài)標(biāo)志代碼段數(shù)據(jù)段堆棧段附加段段寄存器控制寄存器FLAG二、8088/8086的寄存器結(jié)構(gòu)有14個(gè)16位寄存器9－481、通用寄存器?SP—堆棧指針，存放堆棧棧頂?shù)默F(xiàn)行地址，與SS堆棧段寄存器一起方可確定堆棧

6、的實(shí)際地址。?BP—基址指針?SI—源變址寄存器?AX，BX，CX，DX4個(gè)16bit的通用數(shù)據(jù)寄存器，它們的高8bitAH，BH，CH，DH與低8bitAL，BL，CL，DL又可分別看成8個(gè)8bit的寄存器。?DI—目的變址寄存器有8個(gè)16位寄存器什么是堆棧？10－482、控制寄存器IP(InstructionPointer)指令指針FLAG(標(biāo)志寄存器)為16bit，其中6個(gè)狀態(tài)標(biāo)志位，3個(gè)控制標(biāo)志位。狀態(tài)（標(biāo)志）寄存器FR(PSW)TFSFZFAFPFOFDFIFCF151413121110987654321011－48溢出判別方

7、法溢出判別方法Cs⊕Cp＝1，有溢出產(chǎn)生Cs⊕Cp＝0，無(wú)溢出產(chǎn)生12－48標(biāo)志:運(yùn)算結(jié)果最高位為1，SF=1；運(yùn)算結(jié)果本身不為0，ZF=0；最高位向前無(wú)進(jìn)位，CF=0次高位向最高位產(chǎn)生進(jìn)位,而最高位向前沒(méi)有進(jìn)位，OF=1；結(jié)果低8位含偶數(shù)個(gè)1，PF=1；D3位向D4有進(jìn)位,AF=1。例1：執(zhí)行兩個(gè)數(shù)的加法，分析對(duì)標(biāo)志位的影響:5439H+456AH。13－48標(biāo)志:運(yùn)算結(jié)果最高位為0∴SF=0；運(yùn)算結(jié)果本身≠0∴ZF=0低8位中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)個(gè)∴PF=0；最高位沒(méi)有進(jìn)位∴CF=0D3位向D4位無(wú)進(jìn)位∴AF=0；次高位向最高位沒(méi)有進(jìn)位，

8、最高位向前沒(méi)有進(jìn)位,∴OF=0。例2：執(zhí)行兩個(gè)數(shù)的加法，分析對(duì)標(biāo)志位的影響:1345H+3219H。3、段寄存器CS—代碼段寄存器DS—數(shù)據(jù)段寄存器SS—堆棧段寄存器ES—附加數(shù)據(jù)段寄存器狀態(tài)（標(biāo)志）寄存器