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1、第二章第二章 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.1 微處理器微處理器基本功能和結(jié)構(gòu)基本功能和結(jié)構(gòu)2.2 微處理器微處理器主要性能指標(biāo)主要性能指標(biāo)2.3 INTEL8086/8088微處理器微處理器2.4 8086/8088微處理器基本時(shí)序微處理器基本時(shí)序2.5 INTEL80X86微處理器微處理器2.6 80X86 32位位編程結(jié)構(gòu)編程結(jié)構(gòu)2.1 微處理器基本功能和結(jié)構(gòu)微處理器基本功能和結(jié)構(gòu) 微處理器是微型計(jì)算機(jī)的核心部件，也稱為中微處理器是微型計(jì)算機(jī)的核心部件，也稱為中央處理單元，簡稱央處理單元，簡稱CPU（Central Processing Unit）。）。它負(fù)責(zé)微型計(jì)算機(jī)中各部件的協(xié)

2、調(diào)，完成指令的執(zhí)它負(fù)責(zé)微型計(jì)算機(jī)中各部件的協(xié)調(diào)，完成指令的執(zhí)行和數(shù)據(jù)處理工作。其行和數(shù)據(jù)處理工作。其主要功能主要功能包括：包括：指令控制指令控制：指令執(zhí)行順序：指令執(zhí)行順序操作控制操作控制：各部件功能協(xié)調(diào)：各部件功能協(xié)調(diào)時(shí)時(shí)序序控制控制：各信號時(shí)序：各信號時(shí)序數(shù)據(jù)加工數(shù)據(jù)加工：算術(shù)：算術(shù)/邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算微處理器基本結(jié)構(gòu)微處理器基本結(jié)構(gòu) 微處理器基本結(jié)構(gòu)包括控制器、運(yùn)算器、寄存器微處理器基本結(jié)構(gòu)包括控制器、運(yùn)算器、寄存器組等部件。組等部件。運(yùn)算器運(yùn)算器ALU（Arithmetic Logic Unit）：計(jì)算機(jī)的核心功能：計(jì)算機(jī)的核心功能部件，主要負(fù)責(zé)算術(shù)、邏輯運(yùn)算等數(shù)據(jù)加工功能。部件，主要負(fù)

3、責(zé)算術(shù)、邏輯運(yùn)算等數(shù)據(jù)加工功能?？刂破骺刂破鰿U（Control Unit）：計(jì)算機(jī)的指揮控制中心，負(fù)責(zé)：計(jì)算機(jī)的指揮控制中心，負(fù)責(zé)按照一定順序自動讀取程序中的指令，將指令譯碼后產(chǎn)生相按照一定順序自動讀取程序中的指令，將指令譯碼后產(chǎn)生相應(yīng)控制信號，控制各部件協(xié)同工作。應(yīng)控制信號，控制各部件協(xié)同工作。寄存器組寄存器組RS（Register Set）：是：是CPU中暫存數(shù)據(jù)和指令的中暫存數(shù)據(jù)和指令的邏輯部件，用于臨時(shí)存放數(shù)據(jù)或地址。邏輯部件，用于臨時(shí)存放數(shù)據(jù)或地址。除此以外，微處理器常常還包括一定的高速緩存部件。除此以外，微處理器常常還包括一定的高速緩存部件。2.2 微處理器的主要性能指標(biāo)微處理器

4、的主要性能指標(biāo)微微處處理理器器的的性性能能對對微微型型計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)系系統(tǒng)統(tǒng)起起著著舉舉足足輕輕重重的的影影響響，微微型型計(jì)算機(jī)的很多性能指標(biāo)都與微處理器性能直接相關(guān)。計(jì)算機(jī)的很多性能指標(biāo)都與微處理器性能直接相關(guān)。微處理器的主要性能指標(biāo)包括：微處理器的主要性能指標(biāo)包括：u 工作工作頻率頻率u 處理器處理器字長字長u 前端前端總線速度總線速度u 地址總線地址總線寬度寬度u 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線寬度寬度u 高速緩沖高速緩沖容量和級數(shù)容量和級數(shù)u 生產(chǎn)生產(chǎn)工藝等工藝等工工作作頻頻率率：包包括括主主頻頻、外外頻頻、倍倍頻頻。主主頻頻是是微微處處理理器器的的工工作作頻頻率率，反反映映微微處處理理器器工工作作節(jié)

5、節(jié)奏奏的的快快慢慢；外外頻頻是是指指系系統(tǒng)統(tǒng)總總線線的的工工作作頻頻率率，它它反反映映外外部部設(shè)設(shè)備備的的工工作作速速度度；倍倍頻頻是是指指微微處處理理器器工工作作頻頻率率對對系系統(tǒng)統(tǒng)總總線線工作頻率的倍數(shù)。三者之間的關(guān)系可以用下式表示：工作頻率的倍數(shù)。三者之間的關(guān)系可以用下式表示：主頻外頻主頻外頻倍頻倍頻處處理理器器字字長長：反反映映微微處處理理器器單單次次數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理能能力力，字字長長越越長長表表示示單單次次處理數(shù)據(jù)能力越強(qiáng)。處理數(shù)據(jù)能力越強(qiáng)。前前端端總總線線速速度度（FSB）：前前端端總總線線指指主主板板芯芯片片組組中中的的北北橋橋芯芯片片與與CPU之之間間傳傳輸輸數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的通通道

6、道，因因此此也也稱稱為為CPU的的外外部部總總線線。它它反反映映CPU與與內(nèi)內(nèi)存存和和顯顯示示部部件件之之間間交交換換數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)的的能能力力，前前端端總總線線速速度度越越快快，CPU與外界交換信息的能力越好，有利于提高整體處理速度。與外界交換信息的能力越好，有利于提高整體處理速度。地地址址總總線線寬寬度度：描描述述微微處處理理器器可可以以訪訪問問物物理理存存儲儲空空間間的的重重要要指指標(biāo)標(biāo)。微微處處理理器器通通過過地地址址總總線線表表達(dá)達(dá)其其訪訪問問數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)所所在在的的地地址址，地地址址總總線線越越多多則則表表示示該該微微處處理理器器可可以以給給出出的物理地址數(shù)越多，可以連接的物理內(nèi)存就越大。的

7、物理地址數(shù)越多，可以連接的物理內(nèi)存就越大。數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)總總線線寬寬度度：描描述述微微處處理理器器與與外外界界交交換換數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)能能力力的的一一個(gè)個(gè)重重要要指指標(biāo)標(biāo)。微微處處理理器器每每一一根根數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線表表示示一一個(gè)個(gè)比比特特?cái)?shù)數(shù)據(jù)據(jù)，數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線越越多多則則表表示示每每一一次次與與外外界界交交換換的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)位位數(shù)數(shù)就越多，相對交換速度就越快。就越多，相對交換速度就越快。高高速速緩緩存存容容量量和和級級數(shù)數(shù)：高高速速緩緩存存（Cache）是是設(shè)設(shè)置置在在微微處處理理器器內(nèi)內(nèi)部部的的一一種種存存儲儲器器。由由于于其其存存取取速速度度要要比比內(nèi)內(nèi)存存高高一一個(gè)個(gè)數(shù)數(shù)量量級級，可可以以達(dá)達(dá)到到與與微微

8、處處理理器器部部件件同同頻頻的的工工作作速速度度，因因此此利利用用高高速速緩緩存存可可以以提提高高處處理理器器的的工工作作效效率率。Cache根根據(jù)據(jù)速速度度和和位位置置不不同同可分可分一級（一級（L1）、）、兩級兩級（L2）或三級或三級（L3）。生生產(chǎn)產(chǎn)工工藝藝：不不同同的的生生產(chǎn)產(chǎn)工工藝藝對對CPU的的功功耗耗和和工工作作頻頻率率有有較較大大影影響響，生生產(chǎn)產(chǎn)工工藝藝越越先先進(jìn)進(jìn)CPU功耗越低，工作頻率越高功耗越低，工作頻率越高。其其它它性性能能指指標(biāo)標(biāo)：包包括括特特殊殊指指令令擴(kuò)擴(kuò)展展、超超線線程程、流流水水線線、亂亂序序執(zhí)執(zhí)行行、動動態(tài)態(tài)執(zhí)執(zhí)行行，以以及及新新一一代代CPU的的雙雙核核

9、、多多核核技技術(shù)術(shù)等等體體系系結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)方方面面的的技技術(shù)術(shù)。而而且且體體系系結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)對對現(xiàn)現(xiàn)代代微微處處理理器器性性能能的的影影響響已已經(jīng)經(jīng)超超過過制制造造工工藝藝對對計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)性性能能的的影影響響，成成為為現(xiàn)現(xiàn)代代微微處處理理器器設(shè)設(shè)計(jì)的重要技術(shù)指標(biāo)。計(jì)的重要技術(shù)指標(biāo)。2.3 INTEL8086/8088微處理器微處理器2.3.1 Intel 8086/8088 CPU的基本特點(diǎn)的基本特點(diǎn)基本性能：基本性能：工作頻率：工作頻率：510MHz字長：字長：16位位地址總線寬度：地址總線寬度：20位位數(shù)據(jù)總線寬度：數(shù)據(jù)總線寬度：16位（位（8086），），8位（位（8088）生產(chǎn)工藝：生產(chǎn)工藝：

10、3m，2.9萬個(gè)晶體管萬個(gè)晶體管工作電壓：工作電壓：5V封裝：封裝：40腳，雙列直插式腳，雙列直插式(DIP)l 將將取取指指令令部部件件與與執(zhí)執(zhí)行行指指令令部部件件分分開開，使使它它們們可可以以并并行行工工作作，從從而實(shí)現(xiàn)并行流水線，提高系統(tǒng)運(yùn)行速度；而實(shí)現(xiàn)并行流水線，提高系統(tǒng)運(yùn)行速度；l 對對內(nèi)內(nèi)存存空空間間分分段段管管理理，利利用用16位位段段基基址址和和16位位段段內(nèi)內(nèi)偏偏移移地地址址實(shí)實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)對1MB空間的尋址；空間的尋址；l 設(shè)有設(shè)有兩種兩種工作模式，分別支持單處理器工作和多處理器工作；工作模式，分別支持單處理器工作和多處理器工作；l 基本指令執(zhí)行時(shí)間為基本指令執(zhí)行時(shí)間為0.3s0

11、.6s。主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：2.3.2 8086/8088微處理器組成結(jié)構(gòu)微處理器組成結(jié)構(gòu)由兩個(gè)功能部件構(gòu)成：由兩個(gè)功能部件構(gòu)成：n執(zhí)執(zhí)行行部部件件EU（Execution Unit），主主要要實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)指指令令和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處理功能處理功能n總總線線接接口口部部件件BIU（Bus Interface Unit），主主要要實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)與與外界交換數(shù)據(jù)的功能外界交換數(shù)據(jù)的功能執(zhí)行部件執(zhí)行部件EU、總線接口部件、總線接口部件BIU。AH ALBH BLCH CLDH DLSPBPSIDICSDSSSESIP1 24653標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器總線總線控制控制邏輯邏輯指令隊(duì)列指令隊(duì)列EU控控制制ALU地地址址

12、加加法法器器BIU單元單元EU單元單元AXBXCXDX內(nèi)存內(nèi)存接口接口n算術(shù)邏輯單元（算術(shù)邏輯單元（ALU）：用于算術(shù)、邏輯運(yùn)算功能。）：用于算術(shù)、邏輯運(yùn)算功能。n標(biāo)標(biāo)志志寄寄存存器器FLAG：用用于于存存放放CPU的的狀狀態(tài)態(tài)或或控控制制標(biāo)標(biāo)志志。反反映映CPU最近一次運(yùn)算結(jié)果的一些狀況。最近一次運(yùn)算結(jié)果的一些狀況。n數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)暫暫存存寄寄存存器器：協(xié)協(xié)助助ALU完完成成運(yùn)運(yùn)算算，暫暫存存參參加加運(yùn)運(yùn)算算的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)，如如從內(nèi)存讀入的數(shù)據(jù)。從內(nèi)存讀入的數(shù)據(jù)。n通通用用寄寄存存器器：用用于于存存放放參參與與運(yùn)運(yùn)算算的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)或或數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)在在內(nèi)內(nèi)存存中中的的偏偏移移地地址。址。nEU控控制制電電

13、路路：負(fù)負(fù)責(zé)責(zé)接接收收從從BIU指指令令隊(duì)隊(duì)列列中中取取來來的的指指令令，經(jīng)經(jīng)指指令令譯譯碼后形成定時(shí)控制信號，對碼后形成定時(shí)控制信號，對EU各部件實(shí)現(xiàn)特定的控制操作。各部件實(shí)現(xiàn)特定的控制操作。EU中各部件功能如下：中各部件功能如下：n指指令令隊(duì)隊(duì)列列緩緩沖沖器器：存存放放最最多多6字字節(jié)節(jié)的的指指令令，按按“先先進(jìn)進(jìn)先先出出”原原則則進(jìn)進(jìn)行存取操作。行存取操作。n地址加法器：完成地址加法器：完成20位物理地址計(jì)算。位物理地址計(jì)算。n段地址寄存器：用于存放段的基地址值。段地址寄存器：用于存放段的基地址值。n指指令令指指針針寄寄存存器器IP：指指令令指指針針寄寄存存器器用用于于存存放放BIU要要

14、取取出出的的下下一一條指令的偏移地址。條指令的偏移地址。n總總線線控控制制電電路路與與內(nèi)內(nèi)部部通通信信寄寄存存器器：總總線線控控制制電電路路用用于于產(chǎn)產(chǎn)生生外外部部總總線線操操作作時(shí)時(shí)的的相相關(guān)關(guān)控控制制信信號號；內(nèi)內(nèi)部部通通信信寄寄存存器器用用于于暫暫存存總總線線接接口口單單元元BIU與執(zhí)行單元與執(zhí)行單元EU之間交換的信息。之間交換的信息。BIU中各部件的功能如下：中各部件的功能如下：EU與與BIU并行執(zhí)行的優(yōu)勢并行執(zhí)行的優(yōu)勢 假設(shè)計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的過程簡化為假設(shè)計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的過程簡化為取指取指和和執(zhí)行執(zhí)行兩個(gè)步驟兩個(gè)步驟組成，如果微處理器只有一個(gè)功能部件，則完成一系列指令組成，如果微處理器

15、只有一個(gè)功能部件，則完成一系列指令的過程可描述如下：的過程可描述如下：CPU取指令取指令1執(zhí)執(zhí)行行1取指令取指令2執(zhí)執(zhí)行行2取指令取指令3執(zhí)執(zhí)行行3系系統(tǒng)統(tǒng)總線總線忙忙空空閑閑忙忙空空閑閑忙忙空空閑閑 如果將微處理器的功能分為如果將微處理器的功能分為EU和和BIU兩個(gè)部件，分別完成兩個(gè)部件，分別完成取指令和執(zhí)行指令的操作，雖然單個(gè)指令仍然需要取指令再執(zhí)取指令和執(zhí)行指令的操作，雖然單個(gè)指令仍然需要取指令再執(zhí)行，但行，但從指令從指令流角度看，取指令和執(zhí)行指令可以同時(shí)進(jìn)行流角度看，取指令和執(zhí)行指令可以同時(shí)進(jìn)行：BIU取指取指1取指取指2取指取指3取指取指4取指取指5取指取指6EU執(zhí)執(zhí)行行1執(zhí)執(zhí)行行2

16、執(zhí)執(zhí)行行3執(zhí)執(zhí)行行4執(zhí)執(zhí)行行5系系統(tǒng)統(tǒng)總線總線忙忙忙忙忙忙忙忙忙忙忙忙 很很顯顯然然，采采用用兩兩個(gè)個(gè)功功能能部部件件獨(dú)獨(dú)立立運(yùn)運(yùn)行行時(shí)時(shí)，效效率率比單個(gè)部件提高了近一倍！比單個(gè)部件提高了近一倍！2.3.3 8086/8088微處理器的寄存器結(jié)構(gòu)微處理器的寄存器結(jié)構(gòu)1.通用寄存器通用寄存器 8086微微處處理理器器中中有有8個(gè)個(gè)通通用用寄寄存存器器，每每個(gè)個(gè)寄寄存存器器長長度度為為16位，用于存放數(shù)據(jù)或地址位，用于存放數(shù)據(jù)或地址，8個(gè)通用寄存器分別是個(gè)通用寄存器分別是：累加器累加器AX（AHAL）Accumulator 基址寄存器基址寄存器BX（BHBL）Base 計(jì)數(shù)寄存器計(jì)數(shù)寄存器CX（C

17、HCL）Counter 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器DX（DHDL）Data 堆棧指針寄存器堆棧指針寄存器SPStack Pointer 基址指針寄存器基址指針寄存器BPBase Pointer 源變址寄存器源變址寄存器SISource Index 目的變址寄存器目的變址寄存器DIDestination Index2.段寄存器段寄存器 8086具具有有20位位地地址址線線，可可以以尋尋址址1MB的的存存儲儲空空間間，但但在在8086微微處處理理器器中中所所有有寄寄存存器器都都只只有有16位位長長，也也就就不不可可能能從從寄寄存存器器中中直直接接得得到到20位的地址。因此位的地址。因此8086采用了分段

18、式的管理模式管理存儲空間。采用了分段式的管理模式管理存儲空間。分分段段地地址址采采用用“16位位段段地地址址：16位位偏偏移移量量”模模式式表表示示一一個(gè)個(gè)20位位地地址址，存放段地址的寄存器稱為段寄存器，存放段地址的寄存器稱為段寄存器，8086中有中有4個(gè)段寄存器個(gè)段寄存器：代碼段寄存器代碼段寄存器CSCode Segment數(shù)據(jù)段寄存器數(shù)據(jù)段寄存器DSData Segment堆棧段寄存器堆棧段寄存器SSStack Segment附加段寄存器附加段寄存器ESExtra Segment8086存儲器的分段管理存儲器的分段管理存存儲儲器的器的物理地址物理地址 80868086微微處處理理器器以以

19、字字節(jié)節(jié)為為最最小小基基本本存存儲儲單單元元進(jìn)進(jìn)行行順順序序編編址址。地地址址共共有有2020位位，即即可可以以訪訪問問1M1M個(gè)個(gè)地地址址空空間間(2(22020=1024K=1M),=1024K=1M),其其地地址址編編號從號從00000H00000H到到FFFFFHFFFFFH，稱為，稱為物理地址物理地址。存存儲儲器的器的邏輯地址邏輯地址 為為了了便便于于使使用用和和管管理理，80868086微微處處理理器器的的1M1M地地址址空空間間，被被分分為為若若干干段段，每每一一段段是是一一個(gè)個(gè)小小于于等等于于2 21616=64K=64K的的連連續(xù)續(xù)存存儲儲空空間間。采采用用段段地地址址：偏移

20、地址偏移地址的方式表示，稱為的方式表示，稱為邏輯地址邏輯地址。如，邏輯地址如，邏輯地址2000H:2000H:0 0100H100H 邏邏輯輯地地址址中中段段地地址址表表示示段段的的起起始始地地址址，是是該該段段的的最最低低地地址址。而而偏偏移地址移地址表示相對于起始地址的表示相對于起始地址的距離距離。8086同同時(shí)時(shí)可可有有4個(gè)個(gè)段段被被激激活活（稱稱當(dāng)當(dāng)前前段段）。它它們們是是代代碼碼段段、數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)段段、堆堆棧棧段段、附附加加段段。其其段段地地址分別保存于址分別保存于CS，DS，SS，ES中。中。代碼段代碼段00000H00001HFFFFFHFFFFEH數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段堆棧段堆棧段附加段附加

21、段CSESSSDS分段分段要求：要求：1保持保持16個(gè)字節(jié)或其整數(shù)倍為段地址間距。個(gè)字節(jié)或其整數(shù)倍為段地址間距。216位位段段寄寄存存器器表表示示段段基基址址。段段寄寄存存器器加加1實(shí)際上存儲器地址加實(shí)際上存儲器地址加16。3段可連續(xù)、分散、重迭。段可連續(xù)、分散、重迭?？梢员砜梢员硎臼緸闉?100H：0023HPA=0100H10H+0023H=01023H偏移偏移23H偏移偏移03H也可表也可表示示為為0102H：0003HPA=0102H10H+0003H=01023H00000H00001HFFFFFHFFFFEHXX01023H01000H01001H01002H01022H01021

22、H01020H0100H：0000H0102H：0000H0102H：0001H0100H：0001H【例例】對于物理地址對于物理地址01023H單元單元 邏輯地址（邏輯地址（LA）與物理地址（）與物理地址（PA）的轉(zhuǎn)換需要作如下計(jì)算：）的轉(zhuǎn)換需要作如下計(jì)算：20位物理地址位物理地址(PA)=（16位段地址位段地址）16（16位位偏移地址偏移地址）3控制寄存器控制寄存器 8086微微處處理理器器中中有有2個(gè)個(gè)用用于于控控制制目目的的的的寄寄存存器器，一一個(gè)個(gè)是是指指令令指指針針寄寄存存器器IP（Instruction Pointer），另另一一個(gè)個(gè)是是標(biāo)標(biāo)志志寄存器寄存器FLAG（PSW，Pr

23、ogram Status Word）。u IP用于保存微處理器下一條待執(zhí)行指令用于保存微處理器下一條待執(zhí)行指令的的地址地址（偏移偏移量）量）u 標(biāo)標(biāo)志志寄寄存存器器FLAG保保存存了了兩兩組組狀狀態(tài)態(tài)信信息息，一一組組是是微微處處理理器器當(dāng)當(dāng)前前的的運(yùn)運(yùn)行行狀狀態(tài)態(tài)，稱稱為為控控制制標(biāo)標(biāo)志志；另另一一組組是是微微處處理理器器執(zhí)執(zhí)行上一條指令后的結(jié)果信息，稱為行上一條指令后的結(jié)果信息，稱為狀態(tài)標(biāo)志狀態(tài)標(biāo)志。TF DF IF OF SF ZF AF PF CF控制標(biāo)志控制標(biāo)志狀態(tài)標(biāo)志狀態(tài)標(biāo)志跟跟蹤蹤狀態(tài)標(biāo)志：狀態(tài)標(biāo)志：標(biāo)示標(biāo)示CPUCPU運(yùn)運(yùn)行結(jié)果的狀態(tài)。結(jié)果為行結(jié)果的狀態(tài)。結(jié)果為零、為負(fù)、產(chǎn)生進(jìn)

24、位或零、為負(fù)、產(chǎn)生進(jìn)位或借位等。借位等。半半進(jìn)進(jìn)位位奇奇偶偶進(jìn)進(jìn)位位零零符符號號溢溢出出中中斷斷方方向向控制標(biāo)志：控制標(biāo)志：控制控制CPUCPU的運(yùn)行狀態(tài)。的運(yùn)行狀態(tài)。標(biāo)標(biāo)志位志位名稱名稱說說明明功能功能類別類別CF(Carry Flag)進(jìn)進(jìn)位位標(biāo)標(biāo)志志CF=1最高位最高位產(chǎn)產(chǎn)生生進(jìn)進(jìn)位或借位；位或借位；CF=0最高位無最高位無進(jìn)進(jìn)位或借位；位或借位；表示數(shù)表示數(shù)值值運(yùn)算運(yùn)算結(jié)結(jié)果是否果是否產(chǎn)產(chǎn)生生進(jìn)進(jìn)位或借位位或借位狀狀態(tài)態(tài)標(biāo)標(biāo)志志PF(Parity Flag)奇偶奇偶標(biāo)標(biāo)志志PF=1低低8位有偶數(shù)個(gè)位有偶數(shù)個(gè)1；PF=0低低8位有奇數(shù)個(gè)位有奇數(shù)個(gè)1；檢查檢查通信通信時(shí)傳時(shí)傳送的數(shù)據(jù)送的數(shù)

25、據(jù)是否正確是否正確AF(Auxiliary Carry Flag)輔輔助助進(jìn)進(jìn)位位標(biāo)標(biāo)志志AF=1低低4位有位有進(jìn)進(jìn)位或借位；位或借位；AF=0低低4位無位無進(jìn)進(jìn)位或借位；位或借位；輔輔助助進(jìn)進(jìn)行行BCD碼碼運(yùn)算運(yùn)算調(diào)調(diào)整整ZF(Zero Flag)零零標(biāo)標(biāo)志志ZF=1運(yùn)算運(yùn)算結(jié)結(jié)果果為為零；零；ZF=0運(yùn)算運(yùn)算結(jié)結(jié)果不果不為為零；零；判斷運(yùn)算判斷運(yùn)算結(jié)結(jié)果是否果是否為為零零或相等或相等SF(Sign Flag)符號符號標(biāo)標(biāo)志志SF=1運(yùn)算運(yùn)算結(jié)結(jié)果符號果符號為負(fù)為負(fù)；SF=0運(yùn)算運(yùn)算結(jié)結(jié)果符號果符號為為正；正；利用運(yùn)算利用運(yùn)算結(jié)結(jié)果果進(jìn)進(jìn)行數(shù)行數(shù)值值判斷等判斷等OF(Overflow Fla

26、g)溢出溢出標(biāo)標(biāo)志志OF=1有符號數(shù)運(yùn)算有符號數(shù)運(yùn)算產(chǎn)產(chǎn)生溢出；生溢出；OF=0運(yùn)算運(yùn)算結(jié)結(jié)果未溢出；果未溢出；有符號數(shù)運(yùn)算是否出有符號數(shù)運(yùn)算是否出錯(cuò)錯(cuò)TF(Trap Flag)跟蹤跟蹤標(biāo)標(biāo)志志TF=1 CPU單單步運(yùn)行；步運(yùn)行；TF=0 CPU正常運(yùn)行；正常運(yùn)行；跟蹤程序跟蹤程序進(jìn)進(jìn)行行調(diào)試調(diào)試控控制制標(biāo)標(biāo)志志IF(Interrupt Enable Flag)中斷允中斷允許許標(biāo)標(biāo)志志IF=1 CPU接受外部中斷；接受外部中斷；IF=0 CPU不接受外部中斷；不接受外部中斷；控制可屏蔽中斷控制可屏蔽中斷DF(Direction Flag)方向方向標(biāo)標(biāo)志志DF=1操作地址操作地址遞遞減；減；DF

27、=0操作地址操作地址遞遞增。增?？刂浦噶畈僮鞣较蚩刂浦噶畈僮鞣较騐cc40AD1539A16/S338A17/S4373635BHE/S73433323130292827DEN(S0)26ALE(QS0)252423READY22RESET21A18/S5A19/S61234567891011121314151617181920MN/MXRDHLDA(RQ/GT1)HOLD(RQ/GT0)WR(LOCK)M/IO(S2)TESTINTA(QS1)DT/R(S1)AD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0GNDNMIINTRCLKGND8

28、086CPU2.3.4 8086微處理器的引腳及功能微處理器的引腳及功能 1、地址、地址總總線和數(shù)據(jù)總線線和數(shù)據(jù)總線（1）AD0 AD15地址數(shù)據(jù)線地址數(shù)據(jù)線 T1：為地址線，：為地址線，A0A15單向輸出三態(tài)單向輸出三態(tài) T2T4：為為數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線雙雙向向三三態(tài)態(tài)，D0 D15（2）A19/S6A16/S3地址地址/狀態(tài)線，狀態(tài)線，單向三態(tài)單向三態(tài) BHE/S7（3）2、控制總線、控制總線Vcc40AD1539A16/S338A17/S4373635BHE/S73433323130292827DEN(S0)26ALE(QS0)252423READY22RESET21A18/S5A19/S61

29、234567891011121314151617181920MN/MXRDHLDA(RQ/GT1)HOLD(RQ/GT0)WR(LOCK)M/IO(S2)TESTINTA(QS1)DT/R(S1)AD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0GNDNMIINTRCLKGND8086CPUMN/MX=0，最大工作模式最大工作模式=1，最小工作模式最小工作模式（1）MN/MX工作工作模式信號模式信號（2）NMI,不可不可屏蔽中斷屏蔽中斷,單向、單向、輸入輸入CPU不可以進(jìn)行屏蔽。執(zhí)行完本條指令不可以進(jìn)行屏蔽。執(zhí)行完本條指令后控制轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)程

30、序。（如掉電后控制轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)程序。（如掉電等特殊情況）等特殊情況）（3）INTR，可屏蔽中斷可屏蔽中斷,單向單向、輸入、輸入。只只有有當(dāng)當(dāng)IF=1時(shí)時(shí)外外設(shè)設(shè)的的中中斷斷請請求求才才可可能能被被響響應(yīng)應(yīng)。當(dāng)當(dāng)IF=0時(shí)時(shí)所所有有的的中中斷斷申申請請均均不能響應(yīng)。不能響應(yīng)。M/IOM/IO=0，選擇選擇I/O端口端口=1，選擇選擇存存儲儲器器存儲器、存儲器、I/O端口選擇信號，端口選擇信號，單向單向，輸出輸出（4）讀操作有效信號，讀操作有效信號，單向、輸出單向、輸出M/IO配合配合完成完成MEM和和I/O讀操作讀操作RD（5）=0，讀讀I/O端口端口=0，讀存讀存儲儲器器RDRDM/IO=0

31、=1與與（6）CLK 主主時(shí)時(shí)鐘鐘引引入入線線4.77M10M為為8088和和8086的主時(shí)鐘。的主時(shí)鐘。（7）RESET復(fù)位信號，單向、輸入復(fù)位信號，單向、輸入（8）READY準(zhǔn)備好信號，單向、輸入準(zhǔn)備好信號，單向、輸入Vcc40AD1539A16/S338A17/S4373635BHE/S73433323130292827DEN(S0)26ALE(QS0)252423READY22RESET21A18/S5A19/S61234567891011121314151617181920MN/MXRDHLDA(RQ/GT1)HOLD(RQ/GT0)WR(LOCK)M/IO(S2)TESTINTA(

32、QS1)DT/R(S1)AD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0GNDNMIINTRCLKGND8086CPU（10）GND、VCC VCC=+5V，GND=0V 電源的正負(fù)極。電源的正負(fù)極。最小工作模式下的控制信號最小工作模式下的控制信號：TEST測試信號，單向、輸入。測試信號，單向、輸入。（9）=0，寫寫I/O端口端口=0，寫，寫存存儲儲器器WRWRM/IO=0=1寫操作有效信號，寫操作有效信號，單向、輸出單向、輸出M/IO配合配合完成完成MEM和和I/O寫寫操作操作WR（11）與與INTA（12）可屏蔽中斷應(yīng)答信號可屏蔽中斷應(yīng)答

33、信號，單向單向、輸輸出出（13）ALE 地址鎖存信號地址鎖存信號，單向，輸出。單向，輸出。T1：鎖存鎖存AD0AD15上的地址信號，經(jīng)上的地址信號，經(jīng)鎖存器得到鎖存器得到A0A19地址總線。地址總線。Vcc40AD1539A16/S338A17/S4373635BHE/S73433323130292827DEN(S0)26ALE(QS0)252423READY22RESET21A18/S5A19/S61234567891011121314151617181920MN/MXRDHLDA(RQ/GT1)HOLD(RQ/GT0)WR(LOCK)M/IO(S2)TESTINTA(QS1)DT/R(S1

34、)AD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0GNDNMIINTRCLKGND8086CPUDEN（14）數(shù)據(jù)允許數(shù)據(jù)允許，單向，輸出。，單向，輸出。數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)接收，外部至外部至CPU數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送，CPU至外部至外部 DT/R=0=1數(shù)據(jù)收發(fā)信號數(shù)據(jù)收發(fā)信號，單向，輸出。，單向，輸出。（15）DT/R（16）HOLD總線請求，單向、總線請求，單向、輸入輸入 總總線線請請求求部部件件發(fā)發(fā)出出HOLD=1，產(chǎn)產(chǎn)生生一個(gè)總線請求。一個(gè)總線請求。（17）HLDA總線應(yīng)答，單向、總線應(yīng)答，單向、輸出輸出Vcc40AD1539A16/S338A

35、17/S4373635BHE/S73433323130292827DEN(S0)26ALE(QS0)252423READY22RESET21A18/S5A19/S61234567891011121314151617181920MN/MXRDHLDA(RQ/GT1)HOLD(RQ/GT0)WR(LOCK)M/IO(S2)TESTINTA(QS1)DT/R(S1)AD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0GNDNMIINTRCLKGND8086CPU最大工作模式下的控制信號最大工作模式下的控制信號：（1）QS0、QS1，指指令令隊(duì)隊(duì)列列狀狀

36、態(tài)，單向、輸出。態(tài)，單向、輸出。QS1 QS0 0 0 無操作無操作 0 1 第一字節(jié)第一字節(jié) 1 0 隊(duì)列空隊(duì)列空 1 1 后續(xù)字節(jié)后續(xù)字節(jié)Vcc40AD1539A16/S338A17/S4373635BHE/S73433323130292827DEN(S0)26ALE(QS0)252423READY22RESET21A18/S5A19/S61234567891011121314151617181920MN/MXRDHLDA(RQ/GT1)HOLD(RQ/GT0)WR(LOCK)M/IO(S2)TESTINTA(QS1)DT/R(S1)AD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD

37、7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0GNDNMIINTRCLKGND8086CPU（2）機(jī)器周期狀態(tài)，輸出機(jī)器周期狀態(tài)，輸出，三態(tài)三態(tài)S2、S1、S0 提提供供當(dāng)當(dāng)前前總總線線機(jī)機(jī)器器狀狀態(tài)態(tài)信信號號作作為為8288的輸入信號編碼，由的輸入信號編碼，由8288輸出控制信號輸出控制信號 0 0 0 中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) 0 0 1 讀讀I/O 0 1 0 寫寫I/O 0 1 1 暫停暫停 1 0 0 取指取指 1 0 1 讀存儲器讀存儲器 1 1 0 寫存儲器寫存儲器 1 1 1 無效無效S2 S1 S0Vcc40AD1539A16/S338A17/S4373635BHE/S73433323

38、130292827DEN(S0)26ALE(QS0)252423READY22RESET21A18/S5A19/S61234567891011121314151617181920MN/MXRDHLDA(RQ/GT1)HOLD(RQ/GT0)WR(LOCK)M/IO(S2)TESTINTA(QS1)DT/R(S1)AD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0GNDNMIINTRCLKGND8086CPU總線請求信號，總線請求信號，輸出、輸入。輸出、輸入。（3）RQ/GT0RQ/GT1LOCK總線封鎖信號，總線封鎖信號，輸出。輸出。（4）Vc

39、c40AD1539A16/S338A17/S4373635BHE/S73433323130292827DEN(S0)26ALE(QS0)252423READY22RESET21A18/S5A19/S61234567891011121314151617181920MN/MXRDHLDA(RQ/GT1)HOLD(RQ/GT0)WR(LOCK)M/IO(S2)TESTINTA(QS1)DT/R(S1)AD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0GNDNMIINTRCLKGND8086CPUSS0(HIGH)MN/MXRDVcc40A1539A1

40、6/S338A17/S43736353433323130292827DEN(S0)26ALE(QS0)252423READY22RESET21A18/S5A19/S61234567891011121314151617181920HLDA(RQ/GT1)HOLD(RQ/GT0)WR(LOCK)TESTINTA(QS1)DT/R(S1)IO/M(S2)A14A13A12A11A10A9A8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0GNDNMIINTRCLKGND8088CPUVcc40AD1539A16/S338A17/S4373635BHE/S73433323130292827DEN(S0

41、)26ALE(QS0)252423READY22RESET21A18/S5A19/S61234567891011121314151617181920MN/MXRDHLDA(RQ/GT1)HOLD(RQ/GT0)WR(LOCK)M/IO(S2)TESTINTA(QS1)DT/R(S1)AD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0GNDNMIINTRCLKGND8086CPU3、8086 CPU 8088 CPU SS0(HIGH)IO/M(S2)M/IO(S2)BHE/S7AD8AD15A8A15課后作業(yè)：課后作業(yè)：2.3 2.5 2.7 2.11