會(huì)計(jì)學(xué)1chp系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)用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——管理8086與系統(tǒng)總線的接口，負(fù)責(zé)CPU對(duì)存儲(chǔ)器和外設(shè)進(jìn)行訪問執(zhí)行單元EU——負(fù)責(zé)指令的譯碼、執(zhí)行和數(shù)據(jù)的運(yùn)算兩個(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)指令取指和執(zhí)行的流水線操作2.18086的結(jié)構(gòu)第1頁(yè)/共56頁(yè)一、8086內(nèi)部結(jié)構(gòu)

1.指令執(zhí)行部件EUEU功能:告訴BIU從何處取指令或數(shù)據(jù)，完成指令譯碼和執(zhí)行指令。EU的組成：（1）算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU（2）標(biāo)志寄存器FR/PSW（3）寄存器組（4）EU控制器第2頁(yè)/共56頁(yè)2.總線接口部件BIUBIU功能:地址形成、取指令、指令排隊(duì)、讀/寫操作數(shù)和總線控制。向EU提供指令和數(shù)據(jù),把EU的處理結(jié)果送給存儲(chǔ)器或接口。BIU的組成：（1）16位段寄存器

CS—代碼段寄存器

DS—數(shù)據(jù)段寄存器

ES—附加段寄存器

SS—堆棧段寄存器（2）16位指令指針寄存器（3）20位物理地址加法器（4）6字節(jié)指令隊(duì)列（5）總線控制邏輯第3頁(yè)/共56頁(yè)二、8086CPU的寄存器組織控制邏輯AHALAXBLBHCHCLDHDLBXCXDXSPBPSIDICSDSSSESIP數(shù)據(jù)寄存器指針及變址寄存器段寄存器PSWALU寄存器的特殊用途和隱含性質(zhì)

254頁(yè)/共56頁(yè)數(shù)據(jù)寄存器AX(Accumulator)累加器BX(Base)基地址寄存器CX(Count)計(jì)數(shù)器DX(Data)數(shù)據(jù)寄存器指針及變址寄存器SP(StackPointer)堆棧指針寄存器BP(BasePointer)基地址指針寄存器SI(SourceIndex)源變址寄存器DI(DestinationIndex)目標(biāo)變址寄存器第5頁(yè)/共56頁(yè)例：累加器ADDAL,BLMOVAX,10MULBL;AX←(AL)×(BL)DIVBL;AX←(AX)/(BL)INAL,10H例：基地址寄存器MOVAL,[BX];AL←（DS:BX)MOVAL,DATA[BX]MOVAL,DATA[BX][SI]MOVAL,[BP];AL←（SS:BP)第6頁(yè)/共56頁(yè)例：循環(huán)

MOVCX,100L1:::LOOPL1例：移位

MOVCL,3SALAL,CL11100000AL000第7頁(yè)/共56頁(yè)例：乘法MULBX;DX,AX←(AX)×（BX)例：除法DIVBX;DX,AX←(DX,AX)/(BX)例：I/O操作MOVDX,100HINAL,DX第8頁(yè)/共56頁(yè)DSSIESDIMOVS第9頁(yè)/共56頁(yè)段寄存器CS(CodeSegment)代碼段寄存器DS(DataSegment)數(shù)據(jù)段寄存器ES(ExtraSegment)附加段寄存器SS(StackSegment）堆棧段寄存器控制寄存器IP(InstructionPointer)指令指針寄存器PSW(ProgramStatusWord)/FR(Flags)程序狀態(tài)字/標(biāo)志寄存器第10頁(yè)/共56頁(yè)1000HCS7FFAHDS8CFAHES250AHSS10000H7FFA0H8CFA0H250A0H

代碼段≤64KB

堆棧段≤64KB

數(shù)據(jù)段≤64KB

附加段≤64KB00000HFFFFFH

MS存儲(chǔ)器分段段基址物理地址第11頁(yè)/共56頁(yè)堆棧(Stack)SP棧底棧頂12H34H56H78HSS第12頁(yè)/共56頁(yè)P(yáng)USHDSMOVAX,0PUSHAXMOVAX,DATAMOVDS,AX::CSIP第13頁(yè)/共56頁(yè)標(biāo)志寄存器狀態(tài)標(biāo)志——用來記錄程序運(yùn)行結(jié)果的狀態(tài)信息，許多指令的執(zhí)行都將相應(yīng)地設(shè)置它。

CFZFSFPFOFAF控制標(biāo)志——可由程序根據(jù)需要用指令設(shè)置，用于控制處理器執(zhí)行指令的方式。

DFIFTFOF1115

12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF0PSW/FR第14頁(yè)/共56頁(yè)(1)狀態(tài)標(biāo)志：CF(CarryFlag)進(jìn)位標(biāo)志PF(ParityFlag)奇偶校驗(yàn)位

10001000

＋11001001010100011CF1

10001000

＋0100100111010001PF1第15頁(yè)/共56頁(yè)ZF(ZeroFlag)零標(biāo)志

00000001

＋11111111000000001ZF1SF(SignFlag)符號(hào)標(biāo)志

10001000

＋0100100111010001SF1第16頁(yè)/共56頁(yè)AF(AuxiliaryCarryFlag)輔助進(jìn)位標(biāo)志

10001000

＋11001001010100011AF1OF(OverflowFlag)溢出標(biāo)志

01000000＋0100000010000000OF1第17頁(yè)/共56頁(yè)溢出有符號(hào)：看OF無符號(hào)：看CF例：

01000000＋0100000010000000有符號(hào)數(shù)：溢出無符號(hào)數(shù)：不溢出例：

00000001＋11111111

100000000有符號(hào)數(shù)：不溢出無符號(hào)數(shù)：溢出第18頁(yè)/共56頁(yè)例：

00000001＋0000000100000010有符號(hào)數(shù)：不溢出無符號(hào)數(shù)：不溢出例：

10000000＋10000000

100000000有符號(hào)數(shù)：溢出無符號(hào)數(shù)：溢出第19頁(yè)/共56頁(yè)(2)控制標(biāo)志

IF(InterruptFlag)中斷標(biāo)志

IF＝1，允許CPU響應(yīng)可屏蔽中斷

IF＝0，禁止CPU響應(yīng)可屏蔽中斷

DF(DirectionFlag)方向標(biāo)志

DF=0,增地址方向

DF=1,減地址方向

TF(TrapFlag)單步標(biāo)志

TF=1,CPU每執(zhí)行完一條指令，產(chǎn)生內(nèi)部中斷，供用戶逐條跟蹤程序進(jìn)行調(diào)試。

TF=0,CPU正常工作。第20頁(yè)/共56頁(yè)2.28086的引腳信號(hào)數(shù)據(jù)和地址引腳讀寫控制引腳中斷請(qǐng)求和響應(yīng)引腳總線請(qǐng)求和響應(yīng)引腳其它引腳 第21頁(yè)/共56頁(yè)1.數(shù)據(jù)和地址信號(hào)－1AD15～AD0（Address/Data）地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用引腳，雙向、三態(tài)在訪問存儲(chǔ)器或外設(shè)的總線操作周期中，這些引腳在第一個(gè)時(shí)鐘周期輸出存儲(chǔ)器或I/O端口的低16位地址A15～A0其他時(shí)間用于傳送16位數(shù)據(jù)D15～D0

第22頁(yè)/共56頁(yè)A19/S6～A16/S3（Address/Status）地址/狀態(tài)分時(shí)復(fù)用引腳，輸出、三態(tài)這些引腳在訪問存儲(chǔ)器的第一個(gè)時(shí)鐘周期輸出高4位地址A19～A16在訪問外設(shè)的第一個(gè)時(shí)鐘周期全部輸出低電平無效其他時(shí)間輸出狀態(tài)信號(hào)S6～S31.數(shù)據(jù)和地址信號(hào)－2第23頁(yè)/共56頁(yè)2.讀寫控制信號(hào)ALE（AddressLatchEnable）地址鎖存允許，輸出、三態(tài)、高電平有效ALE引腳高有效時(shí)，表示復(fù)用引腳：AD15～AD0和A19/S6～A16/S3正在傳送地址信息。由于地址信息在這些復(fù)用引腳上出現(xiàn)的時(shí)間很短暫，所以系統(tǒng)可以利用ALE引腳將地址鎖存起來。第24頁(yè)/共56頁(yè)2.讀寫控制信號(hào)（續(xù)1）M/IO（Memory/InputandOutput）存儲(chǔ)器或I/O訪問，輸出、三態(tài)該引腳輸出高電平時(shí)，表示CPU將訪問存儲(chǔ)器，這時(shí)地址總線A19～A0提供20位存儲(chǔ)器地址該引腳輸出低電平時(shí)，表示CPU將訪問I/O端口，這時(shí)地址總線A15～A0提供16位I/O口地址第25頁(yè)/共56頁(yè)2.讀寫控制信號(hào)（續(xù)2）WR（Write）寫控制，輸出、三態(tài)、低電平有效有效時(shí)，表示CPU正在寫出數(shù)據(jù)給存儲(chǔ)器或I/O端口RD（Read）讀控制，輸出、三態(tài)、低電平有效有效時(shí)，表示CPU正在從存儲(chǔ)器或I/O端口讀入數(shù)據(jù)第26頁(yè)/共56頁(yè)2.讀寫控制信號(hào)（續(xù)3）READY

存儲(chǔ)器或I/O口就緒，輸入、高電平有效在總線操作周期中，8086CPU會(huì)在第3個(gè)時(shí)鐘周期的前沿測(cè)試該引腳如果測(cè)到高有效，CPU直接進(jìn)入第4個(gè)時(shí)鐘周期如果測(cè)到無效，CPU將插入等待周期TwCPU在等待周期中仍然要監(jiān)測(cè)READY信號(hào)，有效則進(jìn)入第4個(gè)時(shí)鐘周期，否則繼續(xù)插入等待周期Tw。第27頁(yè)/共56頁(yè)2.讀寫控制信號(hào)（續(xù)4）DEN（DataEnable）數(shù)據(jù)允許，輸出、三態(tài)、低電平有效有效時(shí)，表示當(dāng)前數(shù)據(jù)總線上正在傳送數(shù)據(jù)，可利用它來控制對(duì)數(shù)據(jù)總線的驅(qū)動(dòng)DT/R（DataTransmit/Receive）數(shù)據(jù)發(fā)送/接收，輸出、三態(tài)該信號(hào)表明當(dāng)前總線上數(shù)據(jù)的流向高電平時(shí)數(shù)據(jù)自CPU輸出（發(fā)送）低電平時(shí)數(shù)據(jù)輸入CPU（接收）第28頁(yè)/共56頁(yè)3.中斷請(qǐng)求和響應(yīng)信號(hào)INTR（InterruptRequest）可屏蔽中斷請(qǐng)求，輸入、高電平有效有效時(shí)，表示請(qǐng)求設(shè)備向CPU申請(qǐng)可屏蔽中斷該請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)別較低，并可通過關(guān)中斷指令CLI清除標(biāo)志寄存器中的IF標(biāo)志、從而對(duì)中斷請(qǐng)求進(jìn)行屏蔽第29頁(yè)/共56頁(yè)3.中斷請(qǐng)求和響應(yīng)信號(hào)（續(xù)1）INTA（InterruptAcknowledge）可屏蔽中斷響應(yīng)，輸出、低電平有效有效時(shí)，表示來自INTR引腳的中斷請(qǐng)求已被CPU響應(yīng)，CPU進(jìn)入中斷響應(yīng)周期。中斷響應(yīng)周期是連續(xù)的兩個(gè)，每個(gè)都發(fā)出有效響應(yīng)信號(hào)，以便通知外設(shè)他們的中斷請(qǐng)求已被響應(yīng)、并令有關(guān)設(shè)備將中斷向量號(hào)送到數(shù)據(jù)總線。第30頁(yè)/共56頁(yè)3.中斷請(qǐng)求和響應(yīng)信號(hào)（續(xù)2）NMI（Non-MaskableInterrupt）不可屏蔽中斷請(qǐng)求，輸入、上升沿有效。有效時(shí)，表示外界向CPU申請(qǐng)不可屏蔽中斷。該請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)別高于INTR，并且不能在CPU內(nèi)被屏蔽。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生緊急情況時(shí)，可通過他向CPU申請(qǐng)不可屏蔽中斷服務(wù)。第31頁(yè)/共56頁(yè)4.總線請(qǐng)求和響應(yīng)信號(hào)HOLD總線保持(即總線請(qǐng)求)，輸入、高電平有效有效時(shí)，表示總線請(qǐng)求設(shè)備向CPU申請(qǐng)占有總線該信號(hào)從有效回到無效時(shí)，表示總線請(qǐng)求設(shè)備對(duì)總線的使用已經(jīng)結(jié)束，通知CPU收回對(duì)總線的控制權(quán)第32頁(yè)/共56頁(yè)4.總線請(qǐng)求和響應(yīng)信號(hào)（續(xù)1）HLDA（HOLDAcknowledge）總線保持響應(yīng)（即總線響應(yīng)），輸出、高電平有效有效時(shí)，表示CPU已響應(yīng)總線請(qǐng)求并已將總線釋放此時(shí)CPU的地址總線、數(shù)據(jù)總線及具有三態(tài)輸出能力的控制總線將全面呈現(xiàn)高阻，使總線請(qǐng)求設(shè)備可以順利接管總線待到總線請(qǐng)求信號(hào)HOLD無效，總線響應(yīng)信號(hào)HLDA也轉(zhuǎn)為無效，CPU重新獲得總線控制權(quán)第33頁(yè)/共56頁(yè)5.其它信號(hào)RESET復(fù)位請(qǐng)求，輸入、高電平有效該信號(hào)有效，將使CPU回到其初始狀態(tài)；當(dāng)他再度返回?zé)o效時(shí)，CPU將重新開始工作8088復(fù)位后CS＝FFFFH、IP＝0000H，所以程序入口在物理地址FFFF0H，DS=ES=SS=0000H。第34頁(yè)/共56頁(yè)5.其它信號(hào)（續(xù)1）CLK（Clock）時(shí)鐘輸入系統(tǒng)通過該引腳給CPU提供內(nèi)部定時(shí)信號(hào)。8086的標(biāo)準(zhǔn)工作時(shí)鐘為5MHzIBMPC/XT機(jī)的8088采用了4.77MHz的時(shí)鐘，其周期約為210ns

第35頁(yè)/共56頁(yè)5.其它信號(hào)（續(xù)2）Vcc電源輸入，向CPU提供＋5V電源GND接地，向CPU提供參考地電平MN/MX（Minimum/Maximum）

組態(tài)選擇，輸入接高電平時(shí)，8086/8088引腳工作在最小組態(tài)；反之，8086/8088工作在最大組態(tài)第36頁(yè)/共56頁(yè)5.其它信號(hào)（續(xù)3）TEST測(cè)試，輸入、低電平有效該引腳與WAIT指令配合使用當(dāng)CPU執(zhí)行WAIT指令時(shí)，他將在每個(gè)時(shí)鐘周期對(duì)該引腳進(jìn)行測(cè)試：如果無效，則程序踏步并繼續(xù)測(cè)試；如果有效，則程序恢復(fù)運(yùn)行也就是說，WAIT指令使CPU產(chǎn)生等待，直到引腳有效為止在使用協(xié)處理器8087時(shí)，通過引腳和WAIT指令，可使8086與8087的操作保持同步第37頁(yè)/共56頁(yè)8088與8086CPU的不同之處8088的指令隊(duì)列是4個(gè)字節(jié)；8086的指令隊(duì)列是6個(gè)字節(jié)8088是準(zhǔn)16位處理器；8086是標(biāo)準(zhǔn)16位處理器8088連接的存儲(chǔ)器不分存儲(chǔ)體；8086連接的存儲(chǔ)器分奇偶存儲(chǔ)體第38頁(yè)/共56頁(yè)1.存儲(chǔ)器分段2.物理地址形成

物理地址：存儲(chǔ)器的絕對(duì)地址也稱實(shí)地址。

邏輯地址：程序中使用的地址。物理地址＝段地址＋EA(有效地址）段地址＝（段寄存器）×16EA＝偏移地址/[基址]＋[變址]＋[位移量]2.38086存儲(chǔ)器組織第39頁(yè)/共56頁(yè)段寄存器EA=1000H1000段基址10000H11000H物理地址11002H位移量disp第40頁(yè)/共56頁(yè)例：（DS）=1000H,EA＝1200H物理地址＝（段寄存器）×16＋EA01000DS+120011200∴物理地址＝11200H11200H10000H偏移地址=1200H第41頁(yè)/共56頁(yè)地址形成（36頁(yè)）操作類型隱含段地址段前綴偏移地址取指令CS無IP堆棧操作SS無SPBP為基址SSCS、DS、ES有效地址EA通用數(shù)據(jù)操作DSCS、ES、SS有效地址EA源字符串DSCS、ES、SSSI目標(biāo)字符串ES無DI第42頁(yè)/共56頁(yè)二、8086存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)15870000010000000003000020000500004512K×8位奇地址存儲(chǔ)體（A0=1)512K×8位偶地址存儲(chǔ)體（A0=0)FFFFFFFFFE

BHED15~D8D7~D0A0存儲(chǔ)器分體結(jié)構(gòu)示意圖對(duì)準(zhǔn)字非對(duì)準(zhǔn)字第43頁(yè)/共56頁(yè)15870000010000000003000020000500004512K×8位奇地址存儲(chǔ)體（A0=1)512K×8位偶地址存儲(chǔ)體（A0=0)FFFFFFFFFE

BHED15~D8D7~D0A0存儲(chǔ)器分體結(jié)構(gòu)示意圖對(duì)準(zhǔn)字非對(duì)準(zhǔn)字低高8086存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)第44頁(yè)/共56頁(yè)BHEA0操作總線使用情況00從偶地址開始讀/寫1個(gè)字AD15~AD001從奇地址開始讀/寫1個(gè)字節(jié)AD15~AD810從偶地址開始讀/寫1個(gè)字節(jié)AD7~AD011無效01從奇地址開始讀/寫1個(gè)字AD15~AD810AD7~AD0BHE、A0的控制作用（37頁(yè)）第45頁(yè)/共56頁(yè)三、堆棧的概念堆棧主要用于中斷及子程序調(diào)用。用來存放返回地址、要保護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)等。也可以用于數(shù)據(jù)的暫時(shí)保存。第46頁(yè)/共56頁(yè)堆棧(Stack)SP棧底棧頂12H34H56H78HSS第47頁(yè)/共56頁(yè)2.48086系統(tǒng)配置最小模式最小模式為單處理器系統(tǒng)，系統(tǒng)中所需要的控制信號(hào)由CPU直接提供。

最大模式最大模式為多處理器系統(tǒng)，每個(gè)處理器執(zhí)行自己的程序，常用的處理器有數(shù)值運(yùn)算協(xié)處理器8087，輸入/輸出處理器8089。系統(tǒng)中所需的信號(hào)由總線控制器8288提