1、上節(jié)內(nèi)容回顧 8086CPU結構 CPU中的寄存器 標志位的含義 溢出的判斷提問 用補碼運算完成X+Y，其中X=1234H，Y=-4567H。求運算過程對標志位的影響情況（采用單符號位）。 0001 0010 0011 0100B+ 1011 1010 1001 1001B 1100 1100 1100 1101BSF=1；ZF=0；CF=0；PF=0；AF=0；OF=0第二章 8086微處理器的結構與時序第3講教學目的和要求【教學目標】通過8086結構的進一步講述，使學生了解8086的操作與時序，了解指令周期、時鐘周期的概念。了解8086內(nèi)存儲器的地址編址方式?！窘虒W重點】8086的操作時序

2、； 存儲器的分體結構；【教學難點】奇地址與偶地址。2.3 8086的操作與時序計算機執(zhí)行程序過程開始取 出指 令分 析指 令執(zhí) 行指 令【指令周期】取出并執(zhí)行一條指令所需要的時間?！救≈钢芷凇咳≈?、分析指令所需要的時間?！緢?zhí)行周期】執(zhí)行一條指令的時間。時鐘周期：處理操作的最基本單位。也稱為節(jié)拍脈沖或者T周期。機器周期：也稱為CPU周期。每個機器周期內(nèi)完成一個基本操作，一般機器的CPU周期包括取指周期、取數(shù)周期和執(zhí)行周期幾種。指令周期：一條指令執(zhí)行所需要的時間。包含若干機器周期。指令周期= n 機器周期基本概念時鐘周期8086主頻為5MHZ頻率f：1秒內(nèi)的脈沖個數(shù) 5MHZ周期T ：1/f 20

3、0nsTCLK時鐘周期 相鄰兩個脈沖之間的時間間隔，稱為一個時鐘周期，又稱T狀態(tài)（T周期）。TCLK每個T狀態(tài)包括：下降沿、低電平、上升沿、高電平總線周期T1CLKT2T3T4總線周期總線周期：執(zhí)行一個總線操作所需要的時間。對內(nèi)存或對I/O接口的一次操作都涉及到總線周期，一個基本的讀周期包含4個時鐘周期。CPU訪問主存的時間需要一個總線周期。引腳的分時服用8086CPU）1GND2AD143AD134AD125 AD116AD107 AD98AD89 AD710AD611 AD512 AD413 AD314 AD215AD116AD018 INTR17NMI19 CLK20 GND40Vcc3

4、9AD1538A16/S337A17/S435A19/S631HOLD30HLDA25ALE23TEST#22READY21RESET36A18/S534BHE/S733MM/MX32 RD29 WR28M/IO27DT/R26DEN24INTA機器周期一個機器周期是否一定能完成一個操作？ 不一定操作有繁簡之分，一個機器周期內(nèi)可能無法完成；操作時，需要等待外設動作或等待數(shù)據(jù)造成等待。等待狀態(tài) (wait state)機器周期T1T2T3TwTwT4T1CLKREADY在READY信號到來前，需要等待若干個時鐘周期。一條指令包括如下基本的機器周期( CPU周期)指令周期CLKT1T2T3T4取指

5、令機器周期T2T3T4T1執(zhí)行指令機器周期指令周期 由于指令功能復雜程度不同，因此每條指令執(zhí)行所需要的時間也不同。指令周期執(zhí)行一條指令的時間 取指令 執(zhí)行指令 取操作數(shù) 存放結果所需時間的總和指令周期每條指令的取指時間、分析時間一致。區(qū)別在于指令的復雜程度不同，導致執(zhí)行時間不同。取指周期指令周期取指周期 執(zhí)行周期指令周期取指周期執(zhí)行周期指令周期JMP 6ADD R1,R2ADD MM,R1指令周期舉例(1)格式例子微處理器時鐘周期數(shù)ADD reg，reg兩個寄存器相加ADD AX,BX80863ADD EAX,EBX802862ADD CX,SI803862804861ADD ESI,EDIP

6、entium-1或或3格式例子微處理器時鐘周期數(shù)CALL調(diào)用子程序CALL FOR_FUN808619CALL ET802867CALL WAITING803863804863CALL SOMEONE Pentium-1指令周期舉例(2)格式例子微處理器時鐘周期數(shù)CMP REG,IMM比較寄存器與立即數(shù)大小CMP CX,380864CMP DL,34H802863CMP EDX,1345H803862804861CMP CX,1834HPentium-1或或2格式例子微處理器時鐘周期數(shù)IDIV REG帶符號的整數(shù)除法IDIV BL8086184IDIV ECX8028625IDIV DH803

7、86438048643IDIV CXPentium-2246指令周期舉例(3)格式例子微處理器時鐘周期數(shù)IMUL REG有符號乘法IMUL BL8086154IMUL ECX8028621IMUL DH80386388048642IMUL ALPentium-1011格式微處理器時鐘周期數(shù)JMP無條件轉移808615802867803867804863Pentium-1系統(tǒng)的復位和啟動復位信號：通過RESET引腳上的觸發(fā)信號來引起8086系統(tǒng)復位和啟動，RESET至少維持4個時鐘周期的高電平。8086時序復位操作：當RESET信號變成高電平時，8086CPU結束現(xiàn)行操作，各個內(nèi)部寄存器復位成初

8、值。寄存器名操作標志寄存器清零指令寄存器0000HCS寄存器FFFFHDS寄存器0000HSS寄存器0000HES寄存器0000H指令隊列變空其它寄存器0000H8086存儲器結構 8086系統(tǒng)中的存儲器最多能存儲1M個字節(jié)序列，即可尋址的存儲空間為1M字節(jié)，系統(tǒng)為每個字節(jié)分配一個20位的物理地址(對應16進制的地址范圍從00000HFFFFFH)。 每個存儲單元的地址是唯一的。 00000H00001H0000FHFFFFFH2.48086系統(tǒng)的存儲器組織幾個術語 位（bit） 指計算機能表示的最基本最小的單位字節(jié)（byte） 相鄰的8位二進制數(shù)稱為一個字節(jié)1 Byte = 8 bit字 字

9、是CPU內(nèi)部進行數(shù)據(jù)處理的基本單位。字長 字長是每一個字所包含的二進制位數(shù)。常與CPU內(nèi)部的寄存器、運算裝置、總線寬度一致。 8086系統(tǒng)中，存儲器是分體結構，1M字節(jié)的存儲空間分成兩個512K字節(jié)的存儲體。 奇地址存儲體，偶地址存儲體8086存儲器的分體結構00001H00000H00003H00002H00005H00004H512K8位奇地址存儲體（A0=1）512K8位偶地址存儲體（A0=0）FFFFFH=220-1FFFFEH=220-2存儲體與總線的連接D7D0 數(shù)據(jù)總線D15D8 數(shù)據(jù)總線D7D0奇地址存儲體SEL A19A0D7D0偶地址存儲體SEL A19A0A19A1 地址

10、總線BHEA0BHE與A0編碼含義BHEA0操作總線使用情況00從偶地址開始讀/寫一個字AD15 AD001從奇地址單元讀/寫一個字節(jié)AD15 AD810從偶地址單元讀/寫一個字節(jié)AD7 AD011無效0 11 0從奇地址開始讀/寫一個字（在第一個總線周期，將低8位數(shù)字送AD15AD8，在第二個總線周期，將高8位數(shù)字送到AD7AD0）AD15 AD8AD7 AD0分體結構的概念 字節(jié)存儲：一個字節(jié)存放一個單元。 如單元00100H中中的內(nèi)容為34H，表示為 (00100H)34H。 字存儲：一個字存于相鄰兩個單元。低位字節(jié)在低地址，高位字節(jié)在高地址，字單元的地址以低位地址表示。如：如：(001

11、00H)1234H，(00103H)AE03H 一個字可以從偶地址開始存放，也可以從奇地址開始存放。000FF34001001200101001020300103AE001040010500106分體結構的讀寫操作 8086CPU訪問存儲器時，以字為單位進行，并從偶地址開始。0010200103AE00104050010500106從偶地址讀一個字節(jié)AE0010200103AE00104050010500106從奇地址讀一個字節(jié)05分體結構的讀寫操作字單元地址從奇還是從偶開始，決定了訪問存儲期次數(shù)0100102030010308001042A0010500106字單元地址從偶地址開始，僅需訪問

12、存儲器一一次。01030100102030010308001042A0010500106字單元地址從奇地址開始，需訪問存儲器兩次。0308存儲器的分段管理存儲器分段的原因8086存儲器如何分段段基地址與段寄存器的關系 偏移地址的產(chǎn)生邏輯地址、物理地址含義存儲器的分段管理分段管理的原因 8086系統(tǒng)的存儲空間1M字節(jié)(即220，要20位物理地址)，CPU內(nèi)部寄存器只有16位（只能尋址64K字節(jié)）。整個存儲中間分成許多邏輯段。 0段段64K00000H0FFFFH1段段64K10000H1FFFFH15段段64KF0000HFFFFFH存儲器的分段管理8086有4個段寄存器CS (Code Seg

13、ment) 取指令時，A=CS*16+IPDS (Data Segment) 取數(shù)據(jù)時，A=DS*16+DI (SI)，(BX)SS (Stack Segment) 堆棧操作時，A=SS*16+SP(BP)ES (Extra Segment) 取數(shù)據(jù)時，A=ES*16+DI 所有段寄存器在指令中都是隱含給出的。IP（Instruction Pointer）指令指針寄存器 BIU中取指令的偏移地址。 IP物理地址物理地址20位，各寄存器只有位，各寄存器只有16位，如何解決矛盾？位，如何解決矛盾？ 16段基址+IP 例如CS=0FE00H，IP=0200H，此時指令的物理地址為0FE200H。 段

14、基地址和偏移地址組成了邏輯地址 格式為：段基地址:偏移地址 物理地址=段基地址16+偏移地址物理地址的形成等價于16進制左移一位，后補零【例如】將(2A45)16乘以16，可以表示為。02A45等價于其后直接添加個零物理地址的形成物理地址=段基地址16+偏移地址形如 CS:IP，物理地址的形成過程如下所示：CSIP0+物理地址【例如】CS:IP=2A45H:9039H代表的物理地址為 2A450H+9039H=33489H。分段的意義8086分段的優(yōu)點 解決了16位地址寄存器對20位物理地址的尋址問題 實現(xiàn)了程序代碼的浮動裝配堆棧段的使用 堆棧是在存儲器中開辟一個區(qū)域，用來存放需要暫時保存的數(shù)

15、據(jù)，其工作方式是“先進后出”或“后進先出”的方式。 8086系統(tǒng)中的堆棧段基址由堆棧寄存器SS指定，棧頂由堆棧指針SP指定，堆棧地址由高向低增長，棧底設在存儲器的高地址區(qū)。數(shù)據(jù)或指令數(shù)據(jù)或指令堆棧簡介棧底SPpushpop特點：先進后出，后進先出SPXX-2X-4堆棧簡介設數(shù)據(jù)進棧方向為從高地址向低地址發(fā)展，當向堆棧壓入數(shù)據(jù)時，SP的內(nèi)容先自動遞減而指向一個新的空棧頂單元，再把數(shù)據(jù)寫入此棧頂單元； PUSH ： (SP)-2SP (SI)(SP) 當數(shù)據(jù)彈出堆棧時，立即讀出SP所指向的棧頂單元內(nèi)容，再把SP內(nèi)容自動遞增而指向新的棧頂位置。即 POP ： (SP)(DI) (SP)+2SP110

16、1101100110011棧底棧底堆棧簡介SP=1FFFF110110110011001100110010110100111001111110101011pushSISP=1FFFD1001111110101011SP=1FFFD1101101100110011棧底棧底110110110011001100110010110100111001111110101011pushSISP=1FFFBSP=1FFFB1101101100110011棧底棧底pop00101000110100111010110110101011DI1001111110101011SP=1FFFD堆棧的意義和注意事項堆棧的主

17、要用途 中斷、子程序調(diào)用，數(shù)據(jù)暫時保存?！咀⒁狻?先進入的內(nèi)容要后彈出，PUSH和POP指令要成對。課堂練習P56 11.求下列寄存器組合所尋址的存儲單元DS=1000H,DI=2000HSS=2300H,BP=3200HDS=A000H,BX=1000HSS=2900H,BP=3A00H12000H26200H0A1000H2CA00H8086的系統(tǒng)配置.系統(tǒng)配置方式：最小模式（ CPU的引腳MNMX端接高電平+5V）最大模式（ CPU的引腳MNMX端接高電平低電平）.系統(tǒng)配置特點：最小模式為單機系統(tǒng)，控制信號由CPU提供；最大模式為多處理器/協(xié)處理器系統(tǒng)，控制信號由總線控制器8288提供。

18、（常用的處理器有數(shù)值運算協(xié)處理器8087，輸入/輸出處理器8089）.CPU的2431引腳意義不同8086系統(tǒng)配置最小模式系統(tǒng)q8086CPUq存儲器qI/O接口芯片1片8284A，作為時鐘發(fā)生器3片82828283或74LS373，作為地址鎖存器2片82858287或74LS245，作為雙向數(shù)據(jù)總線收發(fā)器 8086是16位CPU，包含20條地址線，16條數(shù)據(jù)線。由于受當時制造工藝的限制，部分管腳采用了分時復用的方式，構成了40條管腳的雙列直插式封裝。8086CPU的引腳與工作模式8086CPU）1GND2AD143AD134AD125 AD116AD107 AD98AD89 AD710AD611 AD512 AD413