微機(jī)原理與單片機(jī)應(yīng)用課件：第4章3-4 8086(8088)的CPU總線

1、4.3 8088/8086的CPU總線8086/8088芯片有40條引線，雙列直插式封裝。某些引線有具有多種功能，有兩種情況：分時(shí)復(fù)用； 不同的工作模式（組態(tài)）功能不同。8086/8088在不同應(yīng)用場(chǎng)合可以設(shè)計(jì)成不同的工作模式（組態(tài)）：最大模式（組態(tài)）最小模式（組態(tài)）4.3.1 8086/8088的CPU引線14.3 8088/8086的CPU總線引腳分類:地址線數(shù)據(jù)線控制線和狀態(tài)線電源和時(shí)鐘線4.3.1 8086/8088的CPU引線21.地址和數(shù)據(jù)總線 數(shù)據(jù)總線用來(lái)在CPU 內(nèi)存之間交換信息，雙向，三態(tài)信號(hào) 地址總線用來(lái)CPU 內(nèi)存地址（或I/O地址），單向，（輸出），三態(tài)信號(hào) 3圖中16

2、,15,14,2及39，38，37，36，35引腳這20根線中，一個(gè)功能即為CPU向外發(fā)出的地址線在AD0AD7中8根線中有兩個(gè)功能:一方面作為地址的低8位地址發(fā)出A0A7;另一方面它也作為8位數(shù)據(jù)線D0-D7進(jìn)行由CPU到RAM，I/O的雙向數(shù)據(jù)通信傳送 兩者分時(shí)復(fù)用4在A16/S3A19/S6 4 根線中，也具有兩個(gè)功能一方面作為地址的高4 位，發(fā)出A16A19 另一方面它也作為4個(gè)狀態(tài)線輸出狀態(tài) S3S6也是分時(shí)復(fù)用的 S4S3含義00當(dāng)前正在使用ES01當(dāng)前正在使用SS10當(dāng)前正在使用CS,或未用任何段寄存器11當(dāng)前正在使用DSS6恒為0S5反映FR的IF位狀態(tài) 5關(guān)于8086的第34

3、號(hào)引腳： BHE/S7 (Bus High Enable/Status)高8位數(shù)據(jù)總線允許/狀態(tài)復(fù)用引腳（輸出，三態(tài)）分時(shí)復(fù)用信號(hào) 8086為了讀寫(xiě)16位字及奇數(shù)地址的8位字節(jié)方便起見(jiàn)，使用該引腳 。6奇地址存儲(chǔ)器偶地址存儲(chǔ)器A0A19A1D7D0D15D8（34）512K*8512K*8D7D0D7D000005H00004H00003H00002H00001H00000H一個(gè)字BHE A0 0 0 字操作 0 1 奇地址高位字節(jié) 1 0 偶地址低位字節(jié)BHESELSEL00005H00004H00003H00002H00001H00000H一個(gè)字BHE A0 0 0 字操作 0 1 奇地址

4、高位字節(jié) 1 0 偶地址低位字節(jié)8086的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)78關(guān)于8088的第34號(hào)引腳：SS0此引腳與IO/M、DT/R兩信號(hào)一起，反映8088所執(zhí)行的操作。92. 控制總線 8088/8086CPU可工作在兩種工作模式：最大/最小模式 （組態(tài)）MN/MX引腳（33）決定：接高電平：最小模式接低電平：最大模式102.控制總線最小模式時(shí)，所有的控制總線（例如RD，WR，地址鎖存等）均由8088/8086全部提供 最大模式時(shí)，系統(tǒng)的控制總線由總線控制器8288提供，8088只要把當(dāng)前的狀態(tài)信號(hào)S2，S1，S0送給8288，8288即能依次產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)111213NMI非屏蔽中斷引腳（入） INT

5、R可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)引腳（入） RD 讀信號(hào)引腳（出） RESET復(fù)位信號(hào)（入） READY “準(zhǔn)備好”信號(hào)引腳（入） TEST-WAIT指令的檢測(cè)線（入）a.與工作方式無(wú)關(guān)的控制線 14最小方式 :INTA-可屏蔽中斷請(qǐng)求應(yīng)答 （出，低有效） ALE-地址鎖存允許 （出，下降沿的有效） DEN數(shù)據(jù)允許信號(hào)（三態(tài)，輸出） DT/R數(shù)據(jù)輸出/輸入 （三態(tài)，輸出） WR寫(xiě)信號(hào)（出） HOLD 保持請(qǐng)求（輸入）HLDA 保持響應(yīng)（出） M/IO存儲(chǔ)器或端口b.與工作方式有關(guān)的 154.3.2 8088的CPU系統(tǒng)和CPU總線要使CPU工作起來(lái)，還得配上存儲(chǔ)器，時(shí)鐘信號(hào)，地址鎖存，總線驅(qū)動(dòng)等電路。 地

6、址鎖存器：74LS373或8282雙向總線驅(qū)動(dòng)器，又稱數(shù)據(jù)收發(fā)器：8286或74LS245時(shí)鐘發(fā)生器 8284A16178282 / 74LS373 具有三態(tài)正相輸出的鎖存器內(nèi)部包含8個(gè)D觸發(fā)器引腳：DI0DI7 輸入DO0DO7 輸出STB 或LE 鎖存信號(hào)OE# 輸出允許功能：STB or LE= 1 鎖存數(shù)據(jù)OE# = 0 將鎖存的數(shù)據(jù)輸出功能類似的還有8283/74LS374,但為反相輸出鎖存器18198282AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD8AD9AD15A16A17A18A19BHE 數(shù)據(jù)DI0 DO0DI1 DO1DI2 DO2DI3 DO3DI4 DO4DI

7、5 DO5DI6 DO6DI7 DO7DI0 DO0DI1 DO1DI7 DO7ALESTBSTBSTB地址808682828282OEOE 8282/74LS373鎖存器與8086的連接208286 / 74LS245 雙向三態(tài)驅(qū)動(dòng)器引腳：A0A7和B0B7 雙向數(shù)據(jù)線OE# 輸出允許T 方向控制功能：OE#=0時(shí)，門導(dǎo)通；門導(dǎo)通時(shí): T=0，BA；T=1，AB功能類似的還有8287但為反相輸出雙向總線驅(qū)動(dòng)器21228286T8088數(shù)據(jù)總線AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7A0A1A2A3A4A5A6A7B0B1B2B3B4B5B6B7接地址鎖存器OEOETDENDT/R01

8、18286總線驅(qū)動(dòng)器與8088的連接238286與8086的連接24最小組態(tài)下的8088CPU系統(tǒng)配置25最大模式下的引腳 QS1,QS0指令隊(duì)列狀態(tài)信號(hào)（出） 指令狀態(tài)信號(hào)的含義QS1QS0無(wú)操作00從指令隊(duì)列的第一個(gè)字節(jié)中取走代碼01隊(duì)列為空10從指令隊(duì)列的第一字節(jié)后續(xù)字節(jié)中取走代碼11S2,S1,S0總線周期狀態(tài)信號(hào)操作過(guò)程S2S1S0發(fā)中斷響應(yīng)信號(hào)000讀I/O端口001寫(xiě)I/O端口010暫停011取指令100讀內(nèi)存101寫(xiě)內(nèi)存110無(wú)源狀態(tài)111LOCK總線控制封鎖信號(hào)（出） RQ/GT1，RQ/GT2 總線的請(qǐng)求/允許控制（雙向） 26最大模式下的系統(tǒng)配置時(shí)針發(fā)生器 8284 地址

9、鎖存器 8282（或74LS373） 數(shù)據(jù)收發(fā)器 8286 （或74LS245)總線控制器8288 27CPU的主要操作系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作總線操作中斷操作最小工作模式下的讀/寫(xiě)操作最大工作模式下的讀/寫(xiě)操作4.4 8088的主要操作時(shí)序284.4.1 指令周期、總線周期和T狀態(tài)指令周期（instruction cycle）：執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間稱為指令周期。執(zhí)行不同的指令的時(shí)間可能不同?？偩€周期（bus cycle）：每訪問(wèn)一次總線的時(shí)間。總線周期是指令周期的最小單位，基本的總線周期有存儲(chǔ)器讀寫(xiě)周期、I/O端口的讀寫(xiě)周期、中斷響應(yīng)周期等。例如：當(dāng)CPU從存儲(chǔ)器或I/O端口存取一個(gè)字節(jié)就是

10、一個(gè)總線周期。T狀態(tài)（T state）：CPU處理動(dòng)作的最小時(shí)間單位，也就是時(shí)鐘周期（clock cycle)。每個(gè)總線周期通常包含4個(gè)T狀態(tài)。29每個(gè)總線周期通常包含4個(gè)T狀態(tài)，但總線訪問(wèn)時(shí)存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備處于忙狀態(tài)或未準(zhǔn)備好，需要插入若干個(gè)等待狀態(tài)。CLKT1 T2 T3 T4總線周期最基本的總線周期30CLK無(wú)作用狀態(tài)浮空三態(tài)門輸出信號(hào)RESET輸入8086/8088的啟動(dòng)和復(fù)位信號(hào)內(nèi)部RESETCPU立即停止操作，清FR，DS，ES，SS、IP及指令隊(duì)列。同時(shí)，置CS為FFFFH。當(dāng)RESET變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，CPU從FFFF0H單元開(kāi)始啟動(dòng)。進(jìn)入內(nèi)部RESET后系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作RE

11、SET，復(fù)位信號(hào)，輸入（至少保持4個(gè)時(shí)鐘周期的高電平）31時(shí)鐘與復(fù)位芯片828432T1 T2 T3 T4CLKALE 最小工作模式下的總線讀周期M/IOA19A16S6S3BHERDDT/RDENAD15AD0高=M地址地址低=IO輸出輸出S6S3數(shù)據(jù)輸入如果是8088有哪些不同？8086最小組態(tài)下的時(shí)序338088最小組態(tài)下的讀時(shí)序34數(shù)據(jù)TwCLKALEM/IOA19A16S6S3RDDT/RDENAD15AD0 具有等待狀態(tài)的總線讀操作BHET1高=M地址地址READY低=IO輸出輸出T2S6S3T3輸入T435 最小工作模式下的總線寫(xiě)操作（8086）T1 T2 T3 T4CLKALEM/IOA19A16S6S3BHEWRDT/RDENAD15AD0數(shù)據(jù)S6S3高=M地址地址輸出讀操作和寫(xiě)操作有哪些不同？*輸出低=IO輸出36 4.4.3 最大組態(tài)下的時(shí)序 讀總線周期時(shí)序T1 T2 T3 T4CLKALES2S1S0A19A16S6S3DT/RDENAD15AD0 BHES2S1S0地址地址輸出輸出S6S3