第2章 微型計(jì)算機(jī)原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

第2章

微型計(jì)算機(jī)

原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

8086MPU的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.2微型計(jì)算機(jī)的組成原理2.12.1微型計(jì)算機(jī)的組成原理

一臺微型計(jì)算機(jī)由四大塊組成，即主機(jī)，外部設(shè)備，接口和總線。其中的主機(jī)由CPU、主存貯器組成，下面分別介紹。2.1.1主存貯器主機(jī)內(nèi)部的存貯器叫主存貯器,也叫內(nèi)存,內(nèi)存要求工作速度快,可與CPU匹配,所以內(nèi)存均由半導(dǎo)體存貯器芯片組成,一片存貯芯片由地址譯碼器,存貯體和讀寫控制電路組成，如圖2-2所示地址譯碼器存貯體讀寫控制地址總線AB控制總線

CB數(shù)據(jù)總線DB圖2-2存儲芯片結(jié)構(gòu)示意圖1.存貯體

把若干個(gè)存貯元器件按矩陣排列形式形成若干個(gè)存貯單元,用來存放二進(jìn)制代碼,一個(gè)存貯元器件可放一位二進(jìn)制代碼,這些二進(jìn)制代碼可以表示為一條指令(指令字),也可以是一個(gè)操作數(shù)或狀態(tài)字等等。

位單元：一個(gè)存貯單元只能存放一位二進(jìn)制代碼，0或1。字節(jié)單元：八位二進(jìn)制數(shù)叫做一個(gè)字節(jié)，那么一個(gè)字節(jié)單元可以存放8個(gè)二進(jìn)制代碼。1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB字單元：習(xí)慣上把兩個(gè)字節(jié)為一個(gè)字，所以字單元可存放16位二進(jìn)制代碼。一個(gè)字=2個(gè)字節(jié)=16位

為了便于對存貯單元進(jìn)行管理及操作，把每一個(gè)存貯單元都編上號，叫作地址，一個(gè)具有256個(gè)存貯單元的地址從00~FFH。 存貯器的訪問：有兩種操作，讀操作、寫操作。從存貯器中取出操作數(shù)叫“讀”操作。往存貯器中存放數(shù)據(jù)叫“寫”操作。00H01H02H…存儲體…FEH

B5FFH2．地址譯碼器 地址譯碼器接收由CPU送來的地址經(jīng)譯碼后，便指向?qū)?yīng)該地址的存貯單元，所以訪問存貯器時(shí)，首先要由地址譯碼器尋找存貯單元地址。 如兩位地址A1，A0，對應(yīng)4個(gè)存貯單元的地址，如表2-1同理，三位地址可訪問8個(gè)存貯單元，n位地址數(shù),可訪問2n個(gè)存貯單元A1A0對應(yīng)存儲單元000號011號102號113號3號單元2號單元1號單元0號單元A0A12:4譯碼器表2-1地址對應(yīng)存儲單元表圖2-42位地址的譯碼器

3．讀/寫控制電路

接收CPU送來的讀（用RD表示）或?qū)懀ㄓ肳R表示）命令，可對已經(jīng)被選中的存貯單元進(jìn)行讀操作或?qū)懖僮鳌?4．存貯器的外圍電路

存貯器的外圍電路協(xié)助存貯器工作，包括存貯器地址寄存器（MAR）和存貯器數(shù)據(jù)寄存器（MDR）

5．存貯器硬件系統(tǒng)及其工作原理1）存貯器硬件系統(tǒng)

存貯器系統(tǒng)如圖2-5所示，它由存貯地址寄存器MAR、地址譯碼器、存貯體、讀/寫控制及存貯數(shù)據(jù)寄存器MDR組成，存貯地址寄存器MAR與地址總線AB相連，存貯數(shù)據(jù)寄存器MDR與數(shù)據(jù)總線DB相連.2）存貯器的工作過程 （1）存數(shù)操作例如，把數(shù)據(jù)4AH送入05H單元，需要下面五步完成CPU把地址05H通過地址總線AB送入MARMAR的內(nèi)容經(jīng)地址譯碼器譯碼后選中05H單元。CPU再把寫入的數(shù)據(jù)（4AH）通過數(shù)據(jù)總線DB送入MDR中CPU發(fā)來寫命令（WR=1）在寫命令作用下，把MDR中的4AH寫入到選中的05H單元（2）取數(shù)操作

取數(shù)操作正好與存數(shù)操作相反，其過程如下：例如，已知地址為FEH單元中存有一個(gè)數(shù)據(jù)B9H。把該數(shù)據(jù)B9H取出，送入存貯數(shù)據(jù)寄存器MDR的過程為：CPU通過地址總線AB先把地址FEH送入存貯地址寄存器MAR中MAR的內(nèi)容經(jīng)地址譯碼器譯碼后選中FEH單元CPU發(fā)讀命令（RD=1）在讀命令作用下，從被選中的FEH單元內(nèi)把數(shù)據(jù)B9H取出送入存貯數(shù)據(jù)寄存器MDR中 2.1.2中央處理器CPU

CPU也叫作微處理器MPU，CPU是把運(yùn)算器、控制器合稱為中央處理器。CPU有如下功能：可以完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，也可對數(shù)據(jù)進(jìn)行變換加工等工作?？傻酱尜A器中讀取指令，并對其譯碼分析后具體執(zhí)行指令的任務(wù)?？上蛉珯C(jī)各部件提供所需要的控制信號和定時(shí)時(shí)鐘。可與存貯器、外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送?？煽刂瞥绦虻膱?zhí)行流向CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般是由運(yùn)算器和控制器兩大部分組成。1．運(yùn)算器可完成算術(shù)運(yùn)算，也能完成邏輯運(yùn)算還可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位，對兩個(gè)數(shù)據(jù)比較（CMP）、測試（TEST）。

總之，是對計(jì)算機(jī)中的信息或數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和運(yùn)算的部件。

以算術(shù)運(yùn)算為例，運(yùn)算器的組成如圖2-6所示。ACCALUMDRPSWDB圖2-6運(yùn)算器結(jié)構(gòu)圖

1）ALU 是算術(shù)邏輯運(yùn)算單元，用來處理各種數(shù)據(jù)信息，具體完成加、減、乘、除算術(shù)運(yùn)算和與、或、非、異或邏輯運(yùn)算的地方 2）累加器ACC和MDR寄存器：兩個(gè)存放操作數(shù)的寄存器

3）程序狀態(tài)字寄存器PSW 程序狀態(tài)字用來反映操作結(jié)果特征的地方，例如：

101101+100110=010011 101101 +） 100110 —————— 010011

兩數(shù)相加的結(jié)果為010011，其特征是最高位產(chǎn)生進(jìn)位，為什么不把結(jié)果寫成1010011呢？

因?yàn)榇娣挪僮鲾?shù)的寄存器是6位長，加出的結(jié)果仍然為6位數(shù)，多出的1位（進(jìn)位）放在程序狀態(tài)字寄存器PSW中某一位上，表示這次操作結(jié)果產(chǎn)生進(jìn)位的特征。

設(shè)PSW也為8位，那么最大可有8種特征，不一定所有機(jī)器都有8種，但大部分有，如下所示：CY：進(jìn)位/借位標(biāo)志AC：半進(jìn)位/半借位標(biāo)志Z：零標(biāo)志OV：溢出標(biāo)志P：奇偶標(biāo)志 這些結(jié)果特征主要用途是向CPU提供執(zhí)行程序流程控制的依據(jù)。在編程設(shè)計(jì)中具有重要作用。先補(bǔ)第1章緒論P(yáng)PT的65頁內(nèi)容（十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)為二進(jìn)制數(shù)）2．控制器：按時(shí)間的先后順序向其它各部件發(fā)出控制信號，保證各部件協(xié)調(diào)一致的工作，使各種操作一步一步的完成，要保證控制器的工作，控制器結(jié)構(gòu)由以下電路組成，如圖2-7所示程序計(jì)數(shù)器PC微操作控制線路指令譯碼器ID指令寄存器IR時(shí)序發(fā)生器存貯器內(nèi)部總線+1圖2-7控制器結(jié)構(gòu)原理圖

1)指令寄存器IR

指令是指揮機(jī)器完成各種操作的命令，解題程序就是用一條條指令編寫出來的，在CPU解題之前，編寫好的解題程序放在存貯器內(nèi)，CPU解題時(shí)，控制器先到存貯器中取出一條指令，這條被取出的指令送入到控制器中的指令寄存器IR，在這里等待執(zhí)行。因?yàn)閳?zhí)行一條指令需要一定的時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)，指令不能消失，所以暫時(shí)先放在IR中。

指令格式如下圖所示即：一條指令由操作碼、操作數(shù)兩個(gè)字段組成。（1）操作碼（OPCode）字段它是告訴機(jī)器本條指令將完成什么操作，是加法操作還是減法操作，是轉(zhuǎn)移操作還是停機(jī)操作，所以一條指令必須有OPCode字段（1字節(jié)=8位）。（2）操作數(shù)/地址字段（OPD/ADDR）該字段指明參加本次操作的操作數(shù)是多少或者操作數(shù)來自什么地方，即操作數(shù)的地址，這部分是可選項(xiàng)，有的指令沒有這項(xiàng)。

操作碼操作數(shù)/地址 2）指令譯碼器ID

一條指令可完成一種操作，如何讓機(jī)器知道就必須通過指令譯碼器，對OPCODE字段進(jìn)行譯碼分析，才知道本條指令完成的操作，例如ADD加法，操作碼OPCODE經(jīng)指令譯碼器后方知下面作加法，隨即把存放兩個(gè)加數(shù)的寄存器相應(yīng)門打開，讓操作數(shù)送往ALU進(jìn)行加法運(yùn)算，并把結(jié)果送入ACC。

指令譯碼器ID就是分析解釋指令的地方。 3）微操作控制線路經(jīng)過對指令分析后，根據(jù)分析結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的控制命令，完成指令的執(zhí)行，微操作控制線路就是完成此任務(wù)的。

4）時(shí)序發(fā)生器

時(shí)序是按時(shí)間順序發(fā)出的各種控制信號，時(shí)序是由時(shí)序發(fā)生器產(chǎn)生的，包括：（1）指令周期：完成一條指令執(zhí)行的時(shí)間叫作指令周期，包括取指令和執(zhí)行指令兩個(gè)時(shí)間之和。不同指令所用的指令周期長度也不同（2）機(jī)器周期 完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間叫作機(jī)器周期，例如訪問（讀或?qū)懀┐尜A器，從送被訪問存貯單元地址開始到讀出數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)為止，這段時(shí)間叫作機(jī)器周期，取出指令叫取指周期，取操作數(shù)叫存貯器讀周期，寫入數(shù)據(jù)叫存貯器寫周期。一個(gè)指令周期包含一到多個(gè)機(jī)器周期。

（3）時(shí)鐘周期T1T2T3T4

時(shí)鐘周期是時(shí)鐘頻率的倒數(shù)，時(shí)鐘就是時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生的一連串的脈沖信號，不能有停止的時(shí)候，好比人的心跳一樣，在時(shí)鐘的支持下，才有機(jī)器周期、指令周期的產(chǎn)生，時(shí)鐘周期是計(jì)算機(jī)對時(shí)間計(jì)量的基本單位，任何時(shí)序信號都與時(shí)鐘脈沖同步，在時(shí)鐘脈沖作用下產(chǎn)生節(jié)拍（電位信號），在節(jié)拍的作用下才能發(fā)出各種微操作，才能完成指令的執(zhí)行。

每種時(shí)序信號都應(yīng)含幾個(gè)時(shí)鐘周期，如訪問存貯器的存貯器讀周期，共需要4個(gè)節(jié)拍，T1、T2、T3、T4完成，如圖2-9所示.T1T2T3T4時(shí)鐘周期是時(shí)間計(jì)量的基本單位機(jī)器周期包含一到多個(gè)時(shí)鐘周期。指令周期包含一到多個(gè)機(jī)器周期 5）程序計(jì)數(shù)器PC

程序計(jì)數(shù)器專門用來提供指令地址的，也叫指令地址寄存器（請注意程序計(jì)數(shù)器PC和指令寄存器IR的區(qū)別），所有到存貯器中取指令都是由PC提供指令地址的。 指令地址有自動加1功能，即提供完該條指令地址后，便自動加1，形成下一條指令地址，所以也稱指令地址寄存器為計(jì)數(shù)器，它是執(zhí)行程序用的，所以也叫程序計(jì)數(shù)器，用PC表示。PC有自動加1的功能2.1.3微型機(jī)的工作過程微型機(jī)的工作過程就是執(zhí)行程序的過程，程序就是工作過程，也是控制器負(fù)責(zé)控制協(xié)調(diào)整個(gè)計(jì)算機(jī)自動、步調(diào)一致的工作的過程。

控制器的主要功能是從內(nèi)存中取出一條條指令(放在IR中)，并指出當(dāng)前所取指令的下一條指令在內(nèi)存中的地址（PC自動加1的功能），對所取指令進(jìn)行譯碼和分析（ID），并產(chǎn)生相應(yīng)的電子控制信號(微操作控制線路)，啟動相應(yīng)的部件執(zhí)行當(dāng)前指令規(guī)定的操作，周而復(fù)始地使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)程序的自動執(zhí)行。由于指令中的地址碼可能就是參加運(yùn)算的操作數(shù)在內(nèi)存單元的直接地址，也可能只是參加運(yùn)算的操作數(shù)在內(nèi)存單元的間接地址，還可能是與操作數(shù)在內(nèi)存單元的真正地址總相差一個(gè)固定的偏差值的變址尋址的地址。因此計(jì)算機(jī)的指令尋址方式可分為：直接尋址方式間接尋址方式變址尋址方式………詳細(xì)在第3章介紹。計(jì)算機(jī)取出并執(zhí)行一條指令所花費(fèi)的時(shí)間稱為一個(gè)指令周期，而且通常還進(jìn)一步將指令周期分為更小的一些周期，如取指周期(訪問一次內(nèi)存儲器)、執(zhí)行周期(分析指令、取操作數(shù)、完成指令操作、準(zhǔn)備下一個(gè)指令周期--將指令計(jì)數(shù)器加1等)。

把計(jì)算機(jī)執(zhí)行一條指令的指令周期按照取指周期和執(zhí)行周期兩個(gè)周期作分別討論。指令周期=取指周期+執(zhí)行周期1．取指周期

由于指令是存放在主存儲器中，所以在指令周期的取指周期中，計(jì)算機(jī)通過訪問一次主存儲器，將指令從主存儲器中讀出并經(jīng)總線送入控制器的指令寄存器IR中。如右圖2所示程序計(jì)數(shù)器（PC）存儲地址寄存器（MAR）主存儲器（M.M）存儲數(shù)據(jù)寄存器（MDR）指令寄存器（IR）操作碼操作數(shù)地址2.指令執(zhí)行周期當(dāng)指令進(jìn)入指令寄存器IR之后，就開始指令執(zhí)行周期。執(zhí)行周期的任務(wù)是執(zhí)行指令要求的操作。為此，計(jì)算機(jī)要首先根據(jù)操作碼的性質(zhì)分析得出本條指令是指令還是操作數(shù)，若是指令，則做取數(shù)操作：形成操作數(shù)地址并將它送入MAR。此外，還要根據(jù)本條指令的要求經(jīng)操作碼譯碼器形成執(zhí)行本指令所需要的各個(gè)控制命令。而后，依次完成取操作數(shù)，完成本條指令所要求的操作并為下一個(gè)指令周期作好準(zhǔn)備(如屬順序執(zhí)行，則給PC加1;如屬非順序執(zhí)行，則由控制器產(chǎn)生新的指令地址)，如圖2-11所示。操作碼操作數(shù)地址譯碼器控制器操作命令MARM·M主存MDR寄存器累加器ALU地址形成部件2.1.4微型機(jī)的工作過程舉例 微機(jī)的工作過程就是執(zhí)行程序的過程，程序就是工作過程，即某項(xiàng)工作按什么辦法解決。 例1：計(jì)算題Y=X1+X2-X3

計(jì)算機(jī)欲求解此算式，首先編出它的解題程序來，這個(gè)程序?qū)嶋H上就是解題步驟。第1步到存貯器某單元取出操作數(shù)X1，并送入累加器ACC中。第2步把ACC中的內(nèi)容（即剛?cè)∪氲腦1）與存貯器中另一個(gè)操作數(shù)X2相加，其結(jié)果保留在ACC中。第3步做減法，把ACC中的內(nèi)容（X1+X2的和）與存貯器中的第三個(gè)操作數(shù)X3相減，其結(jié)果還留在ACC中。第4步把計(jì)算結(jié)果存放到Y(jié)單元。第5步停機(jī)。

解此題共分上述5個(gè)步驟，可用5條指令表示： 第一條：取數(shù)指令，用MOVACC，X1表示 第二條：加法指令 用ADDACC，X2表示 第三條：減法指令 用SUB ACC，X3表示 第四條：存數(shù)指令 用MOVY，ACC表示 第五條：停機(jī)指令 用HLT表示 這五條指令就是求解Y=X1+X2-X3算式的程序。

把這個(gè)程序存放在存貯器中，入口地址為00H，每條指令占兩個(gè)單元（2個(gè)字節(jié)），第一個(gè)單元為操作碼，第二個(gè)單元為操作數(shù)，共9個(gè)單元。

實(shí)質(zhì)上，微機(jī)的工作過程就是執(zhí)行指令的過程，已知指令在存貯器中，執(zhí)行指令分三步：即取出指令（送到IR）、分析指令（在ID）最后才執(zhí)行指令，可用右邊的流程圖說明微機(jī)的工作過程。下面結(jié)合圖2-12微機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu)圖，詳細(xì)分析例1：計(jì)算題Y=X1+X2-X3的5條指令的執(zhí)行過程，第1條取數(shù)指令MOVACC，X1的執(zhí)行過程第一階段：取指令（也叫取指階段）圖2-12中的編號表示取指過程。把PC的內(nèi)容（第一條指令的地址）送到存貯地址寄存器MAR，可用傳送表達(dá)式（PC）->MAR表示，這里的（）表示某某內(nèi)容，操作結(jié)果是（MAR）=00H，MAR直接把地址送地址譯碼器，經(jīng)譯碼后指向00H單元（也叫選中該單元），圖2-12中的①PC的內(nèi)容自動加1，形成下一地址，記作（PC）+1->PC，（PC）=01H圖2-12中②CPU發(fā)讀命令，用1->R表示，圖2-12中的③按照MAR提供的地址，到存貯器M找到該單元，在讀命令作用下，該單元（00H）中的內(nèi)容（指令操作碼）取出送入存貯數(shù)據(jù)寄存器MDR，可記作M[MAR]->MDR，（MDR）=OPCODE，圖2-12中的④MDR中的內(nèi)容送到指令寄存器IR，用（MDR）->IR表示。圖2-12中的⑤IR中的指令的操作碼送ID，進(jìn)行譯碼分析，記作OP[IR]->ID。圖2-12中的⑥

第1條指令的執(zhí)行 第二階段，執(zhí)行指令MOVACC，X1（也叫執(zhí)行階段）（PC）->MAR，（MAR）=01H；把PC的內(nèi)容（操作數(shù)X1的地址）送到存貯地址寄存器MAR（PC）+1->PC，（PC）=02H；PC的內(nèi)容自動加1，形成下一個(gè)地址1->R；CPU發(fā)讀命令

M[MAR]->MDR，（MDR）=X1；按照MAR提供的地址，到存貯器M中找到該單元，在讀命令作用下，該單元（01H）中的內(nèi)容（操作數(shù)X1）取出送入存貯數(shù)據(jù)寄存器MDR；（MDR）->ACC，（ACC）=X1；把存在MDR中的操作數(shù)X1送給累加器ACC

執(zhí)行第2條加法指令 ：ADDACC，X2 第一階段，取指令，也分為6步（PC）->MAR，（MAR）=02H（PC）+1->PC，（PC）=03H；PC的內(nèi)容自動加1，形成下一個(gè)地址1->R；CPU發(fā)讀命令M[MAR]->MDR；（MDR）中是第二條指令的操作碼[MDR]->IR；第二條指令的操作碼送到指令寄存器IROP[IR]->ID；IR中的指令的操作碼送指令譯碼器ID，進(jìn)行譯碼分析，

執(zhí)行第2條加法指令 ：ADDACC，X2經(jīng)分析后是加法指令，另一個(gè)操作數(shù)保存在03H號內(nèi)存單元，轉(zhuǎn)入執(zhí)行階段 第二階段，執(zhí)行指令階段（PC）->MAR，（MAR）=03H；把PC的內(nèi)容（操作數(shù)X2的地址）送到存貯地址寄存器MAR（PC）+1->PC，（PC）=04H；PC的內(nèi)容自動加1，形成下一個(gè)地址1->R；CPU發(fā)讀命令M[MAR]->MDR，（MDR）=X2；按照MAR提供的地址，到存貯器M中找到該單元，在讀命令作用下，把該單元（03H）中的內(nèi)容（操作數(shù)X2）取出送入存貯數(shù)據(jù)寄存器MDR；（ACC）+（MDR）->ACC（ACC）=X1+X2；

因（MDR）=X2（ACC）=X1

下面執(zhí)行第三條減法指令

SUB ACC，X3第一階段，取指令也分為6步（PC）->MAR，（MAR）=04H（PC）+1->PC，（PC）=05H1->R，發(fā)讀命令M[MAR]->MDR，（MDR）=第二條指令操作碼

[MDR]->IROP[IR]->ID經(jīng)分析后知道，這是一條減肥法指令，減數(shù)在OPCODE的下一個(gè)單元。第二階段，執(zhí)行指令階段（PC）->MAR，（MAR）=05H（PC）+1->PC，（PC）=06H1->RM[MAR]->MDR，（MDR）=X3（ACC）-（MDR）->ACC；即有（ACC）=X1+X2-X3

至此第三條指令執(zhí)行結(jié)束，下面執(zhí)行第四條存數(shù)指令MOVY，ACC

第一階段，取指令也分為6步（PC）->MAR，（MAR）=06H（PC）+1->PC，（PC）=07H1->R，發(fā)讀命令 M[MAR]->MDR，（MDR）=第二條指令操作碼[MDR]->IROP[IR]->ID

經(jīng)譯碼分析后可知，本條指令OP[IR]->ID是存數(shù)指令，把ACC的內(nèi)容存入到Y(jié)單元，設(shè)Y單元地址為07H。第二階段，執(zhí)行指令階段（PC）->MAR，（MAR）=07H（PC）+1->PC，（PC）=08H（ACC）->MDR1->W，發(fā)寫命令（MDR）->M[MAR]第四條指令結(jié)束，把ACC的內(nèi)容（X1+X2-X3）存入到Y(jié)單元中

下面執(zhí)行最后一條指令：停機(jī)指令HLT第一階段，取指令也分為6步（PC）->MAR，（MAR）=08H（PC）+1->PC，（PC）=09H1->R，發(fā)讀命令M[MAR]->MDR，（MDR）=第二條指令操作碼[MDR]->IROP[IR]->ID

經(jīng)譯碼分析后可知，本條指令是停機(jī)指令，到此程序執(zhí)行結(jié)束。2.28086MPU的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

8086MPU是INTEL公司在1978年6月推出一款典型的16位機(jī)。它的地址總線為20位。數(shù)據(jù)總線為16位，時(shí)鐘頻率為4MHZ。它的基本原理同基本微機(jī)工作原理相同。

但由于追求工作速度，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又有新的改進(jìn)，具體表現(xiàn)有三大特點(diǎn)，即流水線結(jié)構(gòu)，存儲器結(jié)構(gòu)和編程結(jié)構(gòu)，8086MPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-12。內(nèi)部暫存器

IP

ES

SSDSCS輸入/輸出控制電路外部總線執(zhí)行部分控制電路123456∑ALU標(biāo)志寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI通用寄存器地址加法器指令隊(duì)列緩沖器執(zhí)行部件（EU)總線接口部件（BIU)16位20位16位8位通用寄存器四個(gè)專用寄存器SP：堆棧指針

BP：基址指針：

SI:源變址寄存器

DI:目的源變址寄存器

算術(shù)邏輯單元ALU：主要是加法器。大部分指令的執(zhí)行由加法器完成。標(biāo)志寄存器：16位字利用了9位。20位地址加法器四個(gè)段寄存器：CS、DS、SS、ESCS管理代碼段;DS管理數(shù)據(jù)段SS管理堆棧段;ES管理附加段.16位的指令指針寄存器IP：IP中的內(nèi)容是下一條指令對現(xiàn)行代碼段基地址的偏移量，6字節(jié)的指令隊(duì)列指令隊(duì)列共六字節(jié)，總線接口部件BIU從內(nèi)存取指令，取來的總是放在指令隊(duì)列中；執(zhí)行部件EU從指令隊(duì)列取指令，并執(zhí)行。2.2.1流水線結(jié)構(gòu) 前面講過指令的執(zhí)行過程分為取指階段和執(zhí)行階段，且前一條指令執(zhí)行結(jié)束才執(zhí)行該條指令，該條指令執(zhí)行完后再執(zhí)行下面一條指令，一直執(zhí)行到最后一條指令，程序才執(zhí)行完，8086第一個(gè)改進(jìn)就是在執(zhí)行第一條指令的同時(shí)把下一條指令取來，這樣無形之中就省去了取下條指令的時(shí)間。提高了CPU的工作速度，這些就是采用流水線的技術(shù)，因此把8086的MPU分成兩部分，一部分專門用來取指令，訪問存儲器用總線接口部件BIU，另一部分結(jié)構(gòu)用來執(zhí)行指令的操作叫執(zhí)行部件EU。1.8086MPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)

8086MPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)從圖2-12中可以看出，整個(gè)微處理器為實(shí)現(xiàn)流水線處理而分成兩大功能部件，即執(zhí)行部件（ExecutionUnit，EU）與總線接口部件（BusInterfaceUnit，BIU）。

1）總線接口部件（BIU）

總線接口部件BIU負(fù)責(zé)與存儲器、I/O接口電路連接，并形成20位的地址碼和16位的數(shù)據(jù)，通過總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。BIU由一些專用寄存器、指令隊(duì)列緩沖器、地址加法器等功能部件組成。 （1）20位地址形成器

用來計(jì)算20位存儲地址。8086是用20位地址尋址1M字節(jié)的內(nèi)存空間，但8086內(nèi)部所有的寄存器都是16位的。所以需要由一個(gè)附加的機(jī)構(gòu)來根據(jù)16位寄存器提供的信息來進(jìn)行20位的物理地址的形成，才能訪問存貯器。 ①四個(gè)段地址寄存器

CS——16位代碼段寄存器。 DS——16位數(shù)據(jù)段寄存器。 ES——16位附加段寄存器。 SS——16位堆棧段寄存器。

指令指針寄存器IP ②地址合成器∑

將段寄存器內(nèi)容左移4位（相當(dāng)于×16），然后再與偏移地址相加而成的。偏移地址來自EU，有的直接用EU中的16位寄存器，如SI，DI，SP，BP，和BX，有的也有用兩個(gè)寄存器在ALU中相加出來的。這些地址通過ALU數(shù)據(jù)總線傳送到BIU中的暫存器，然后再送入∑中合成，但是形成存放指令的20位物理地址的偏移地址是BIU中的IP，20位物理地址PA，合成框圖如圖2-13?！贫渭拇嫫?6位*10H16位偏移地址000020位物理地址（2）指令寄存器

指令寄存器IR則由指令隊(duì)列器擔(dān)當(dāng)。指令隊(duì)列緩存器是一組寄存器（8位），用來暫存從存儲器中取出來的指令，有6個(gè)字節(jié)（8088為4個(gè)字節(jié)）。指令隊(duì)列采用“FIFO”（先進(jìn)行出）的管理方式，允許預(yù)取6字節(jié)的指令代碼。即通過地址加法器根據(jù)CS和IP的內(nèi)容得到一個(gè)指令的物理地址。取指和執(zhí)行指令的操作是并行的，從而提高了CPU的效率。

（3）總線控制邏輯

負(fù)責(zé)BIU的操作，向內(nèi)與CPU相連，向外與存儲器/I/O口有聯(lián)系，當(dāng)與存儲器聯(lián)系時(shí)，啟動一次總線周期，訪問一次存儲器（讀周期/寫周期），一個(gè)總線周期內(nèi)先提供提供偶數(shù)地址，后提供奇數(shù)地址，偶數(shù)地址訪問低8位數(shù)據(jù)，奇地址訪問高8位數(shù)據(jù)。用于產(chǎn)生存儲器讀/寫，I/O讀/寫控制信號。 2）執(zhí)行部件（EU）

執(zhí)行部件EU是執(zhí)行程序的的核心部件，完成指令譯碼、運(yùn)算及其它操作的執(zhí)行。執(zhí)行部件由ALU（算術(shù)邏輯運(yùn)算部件）、通用寄存器組、狀態(tài)標(biāo)志寄存器以及控制電路組成。功能是完成指令的譯碼和執(zhí)行指令的工作，向BIU提供偏移地址（16位）。

（1）算術(shù)邏輯運(yùn)算部件ALU

16位ALU用來對8位或16位操作數(shù)進(jìn)行算術(shù)邏輯運(yùn)算。 （2）標(biāo)志寄存器（FR）

16位標(biāo)志寄存器用來表示ALU運(yùn)算后的結(jié)果特征，為下一條指令的執(zhí)行提供操作信息。

2）執(zhí)行部件（EU）

執(zhí)行部件EU是執(zhí)行程序的的核心部件，完成指令譯碼、運(yùn)算及其它操作的執(zhí)行。執(zhí)行部件由ALU（算術(shù)邏輯運(yùn)算部件）、通用寄存器組、狀態(tài)標(biāo)志寄存器以及控制電路組成。功能是完成指令的譯碼和執(zhí)行指令的工作，向BIU提供偏移地址（16位）。

（3）通用寄存器

共有8個(gè)16位的寄存器組，AX，BX，CX，DX稱為通用寄存器組。SP，BP，DI，SI為專用寄存器組。 （4）控制部件

主要用于取指令的控制和時(shí)序控制。

2.2.28086MPU的編程結(jié)構(gòu)

所謂編程結(jié)構(gòu)是指8086在程序編寫中運(yùn)用哪些寄存器，在8086的EU和BIU兩部分中包含有一些工作寄存器，這些寄存器用到存放計(jì)算過程中的各種信息，如操作數(shù)地址、操作數(shù)及運(yùn)算的中間結(jié)果等。微處理器從寄存器中存取數(shù)據(jù)比從存儲器中存取數(shù)據(jù)要快得多，因此，在計(jì)算過程中，合理利用寄存器保存操作數(shù)、中間結(jié)果或其它信息，能提高程序的運(yùn)行效率。根據(jù)這些寄存器所起的作用，8086寄存器組可以分為通用寄存器、專用寄存器和段寄存器三類，如圖2-3所示。下面分別介紹這些寄存器。

通用寄存器

通用寄存器包括了8個(gè)16位的寄存器：AX、BX、CX、DX、SP、BP、DI及SI。

其中AX、BX、CX、DX在一般情況下作為通用的數(shù)據(jù)寄存器，用來暫時(shí)存放計(jì)算過程中所用到的操作數(shù)、結(jié)果或其他信息。它們還可分為兩個(gè)獨(dú)立的8位寄存器使用，命名為AL、AH、BL、BH、CL、CH、DL和DH,使之與8位機(jī)兼容。通用寄存器4個(gè)通用數(shù)據(jù)寄存器除通用功能外，還有如下專門用途：AX作為累加器用，所以它是算術(shù)運(yùn)算的主要寄存器。在乘除指令中指定用來存放操作數(shù)。另外，所有的I/O指令都使用AX或AL與外部設(shè)備傳送信息。BX在計(jì)算存儲器偏移地址時(shí)，可作為基址寄存器使用。CX常用來保存計(jì)數(shù)值，如在移位指令、循環(huán)指令和串處理指令中用作隱含的計(jì)數(shù)器。DX在作雙字長運(yùn)算時(shí)，可把DX和AX組合在一起存放一個(gè)雙字長數(shù)，DX用來存放高16位數(shù)據(jù)。此外，對某些I/O操作，DX可用來存放I/O的端口地址。 SP、BP、SI、DI四個(gè)16位寄存器可以象數(shù)據(jù)寄存器一樣在運(yùn)算過程中存放操作數(shù)，但它們只能以字（16位）為單位使用。此外，它們更經(jīng)常的用途是在存儲器尋址時(shí)，提供偏移地址。因此，它們可稱為指針或變址寄存器（變址地址指針）。SP稱為堆棧指針指示器或堆棧指示器，用來指出棧頂?shù)钠频刂?。BP稱為基址指針寄存器，在尋址時(shí)作為基地址寄存器產(chǎn)生偏移地址使用，但它必須與堆棧段寄存器SS聯(lián)用來確定堆棧段中的存儲單元地址。 SP、BP、SI、DI四個(gè)16位寄存器可以象數(shù)據(jù)寄存器一樣在運(yùn)算過程中存放操作數(shù)，但它們只能以字（16位）為單位使用。此外，它們更經(jīng)常的用途是在存儲器尋址時(shí)，提供偏移地址。因此，它們可稱為指針或變址寄存器（變址地址指針）。SI為源變址寄存器，在串處理指令中，SI作為隱含的源變址寄存器與DS聯(lián)用，以確定數(shù)據(jù)段中的存儲單元地址，并有自動增量和自動減量的變址功能。DI為目的變址寄存器，在串處理指令中，DI和附加段寄存器ES聯(lián)用，以達(dá)到在附加段中尋址的目的，然后DI自動增量或減量。2)專用寄存器

8086的專用寄存器包括IP、SP和FLAGS三個(gè)16位寄存器。IP為指令指針寄存器，它用來存放將要執(zhí)行的下一條指令地址的偏移地址，它與段寄存器CS聯(lián)合形成代碼段中指令的物理地址。在計(jì)算機(jī)中，控制程序的執(zhí)行流程就是通過控制IP的值來實(shí)現(xiàn)的。SP為堆棧指針寄存器，它與堆棧段寄存器SS聯(lián)用來確定堆棧段中棧頂?shù)牡刂罚簿褪钦fSP用來存放棧頂?shù)钠频刂?。FLAGS為標(biāo)志寄存器，這是一個(gè)存放條件碼標(biāo)志、控制標(biāo)志的16位寄存器。15------1211109876543210OFDFIFTFSFZFAFPFCF

16位標(biāo)志寄存器含有9個(gè)有效標(biāo)志位。其中6位用于狀態(tài)標(biāo)志位，3位用于控制標(biāo)志。 ⑴狀態(tài)標(biāo)志位（6個(gè)）：

用來為下一條指令執(zhí)行指明ALU處于的狀態(tài)，也稱為條件標(biāo)志位或程序狀態(tài)字。這些狀態(tài)會影響后面的操作。CF（CarryFlag）進(jìn)位標(biāo)志位：運(yùn)算中發(fā)生進(jìn)位或借位時(shí)，CF=1；否則，CF=0。用STC指令可置CF=1，CLC指令置CF=0。CMC指令對CF求反；循環(huán)指令也會影響該標(biāo)志位。AＦ(AuxiliaryCarryFlag)輔助進(jìn)位標(biāo)志位：字節(jié)操作時(shí)，在運(yùn)算結(jié)果的低４位向高４位有進(jìn)位（加法）或有借位（減法）；在字操作時(shí)，低字節(jié)向高字節(jié)有進(jìn)位（加）或借位（減）時(shí)，則ＡＦ＝１，否則ＡＦ＝０。該標(biāo)志一般在BCD碼運(yùn)算中作為是否進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整的判斷依據(jù)。⑴狀態(tài)標(biāo)志位（6個(gè)）：OF（OverflowFlag）溢出標(biāo)志位：當(dāng)運(yùn)算結(jié)果超出機(jī)器的表示范圍時(shí)，OF=1；否則OF=0。如：帶符號數(shù)的操作數(shù)，當(dāng)按字節(jié)運(yùn)算超出－128~+127；按字運(yùn)算超出－32768~+32767范圍時(shí)，OF=1；SF（SignFlag）符號標(biāo)志位：在有符號運(yùn)算數(shù)的算術(shù)運(yùn)算時(shí)，當(dāng)運(yùn)算結(jié)果為負(fù)時(shí)，SF=1；否則SF=0。ZF(ZeroFlag)零標(biāo)志位：運(yùn)算結(jié)果為零時(shí)，ZF=1；否則ZF=0。PF（ParityFlag）奇偶標(biāo)志位：當(dāng)運(yùn)算的結(jié)果的低8位“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，PF=1；否則PF=0。⑵控制標(biāo)志位（3個(gè)）

用來控制CPU的某些特定操作。這3個(gè)控制標(biāo)志可以編程設(shè)置，故稱為控制標(biāo)志位。DF（DirectionFlag）方向標(biāo)志位：控制串操作指令對字符串處理的方向。DF=0時(shí)，變址地址指針SI，DI作增量操作，即由低地址向高地址進(jìn)行串操作，字節(jié)操作增量為1，字操作增量為2；DF=1時(shí)，作減量操作，即由高地址向低地址進(jìn)行串操作。用STD指令可置DF=1，CLD指令置DF=0。IF(InterruptFlag)中斷允許標(biāo)志位：控制可屏蔽中斷的標(biāo)志。當(dāng)IF=1時(shí)，允許CPU響應(yīng)屏蔽中斷請求；當(dāng)IF=0時(shí)，禁止響應(yīng)。用STI指令可置IF=1，CLI指令置IF=0。TF（TrapFlag）陷井標(biāo)志位：這是為程序調(diào)試而提供的CPU單步工作方式。若TF=1時(shí)，CPU每執(zhí)行完一條指令就產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)部中斷（單步中斷），以便對每條指令的執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行跟蹤調(diào)查。3）段寄存器

8086微處理器共有4個(gè)16位的段寄存器，在尋址內(nèi)存單元時(shí)，用它們直接或間接地存放段起始地址。代碼段寄存器CS：存放當(dāng)前執(zhí)行的程序的段地址。數(shù)據(jù)段寄存器DS：存放當(dāng)前執(zhí)行的程序所用操作數(shù)的段地址。堆棧段寄存器SS：存放當(dāng)前執(zhí)行的程序所用堆棧的段地址。附加段寄存器ES：存放當(dāng)前執(zhí)行程序中一個(gè)輔助數(shù)據(jù)段的段地址。2.2.38086MPU的存貯分段結(jié)構(gòu)-存貯器的管理 1．字的存放方法

8086MPU的存儲容量為1MB，其地址為20位，地址排列為小地址在上面，大地址在下面

8086MPU的是按字存放在存儲器，一個(gè)字定義為2個(gè)字節(jié)(16bit)，占相鄰兩個(gè)字節(jié)單元規(guī)定低字節(jié)數(shù)據(jù)存放低地址單元，高字節(jié)數(shù)據(jù)存放高地址單元；例如二個(gè)字2B0AH和F54DH的存放方法如圖2-18…低地址0A高地址2B….…低地址4D高地址F5…圖2-188086MPU存儲器字的存放方法2.字單元地址的確定

當(dāng)一個(gè)字存放在相鄰兩個(gè)字節(jié)單元時(shí)，則字存貯單元有兩個(gè)地址，那么規(guī)定低字節(jié)數(shù)據(jù)占的字節(jié)單元地址即低地址做為該存貯字的字地址，圖2-19為數(shù)據(jù)1100H，4433H，7766H，8877H的存貯字的結(jié)構(gòu)圖，設(shè)字節(jié)單元地址從1000H開始，可見數(shù)據(jù)1100H的字地址是1000H，4433H的字地址是1003H，7766H的字地址是1006H，8877H字地址是1007H。還可見有重迭的地方。地址存儲字1000H001100H1001H111002H221003H334433H1004H441005H551006H667766H8877H1007H771008H881009H99100AHAA…….……圖2-19規(guī)則存放字與非規(guī)則存放字3.規(guī)則存放字與非規(guī)則存放字 1）規(guī)則存放字

凡是字單元地址是偶地址的存放字叫做規(guī)則存放字。

如：存貯字的1100H、7766H、都是規(guī)則存放字。 2）非規(guī)則存放字

凡字地址是奇地址的存放字都叫非規(guī)則存放字。

當(dāng)然要求或者希望都按規(guī)則存放字存放。

4、奇地址體與偶地址體

一個(gè)1MB的存貯器按規(guī)則存放字規(guī)則存放，那么8086的存貯器可分成兩個(gè)存貯體，一個(gè)叫奇地址體一個(gè)叫偶地址體。如圖2-20，每個(gè)體的存儲器容量512KB。偶地址體奇地址體00000H00002H00004H0FFFCH0FFFEH0FFFDH0FFFFHA19~A1D7~D0D15~D8A0圖2-20奇地址體與偶地址體

偶地址體地址為00000H到0FFFEH，其地址的A0位都是“0”，奇地址體地址為000001H到0FFFFH，其地址A0都為“1”，偶地址體的地址為字地址。 考慮到與8位機(jī)兼容，所以8位數(shù)可能放在偶地址內(nèi)也可能放在奇地址體中，所以操作時(shí)有一個(gè)選體信號伴隨，偶地址體的選體信號用A0，奇地址體選體信號為，兩個(gè)選體信號與被訪問傳送的字節(jié)關(guān)系如表2-2表2-2存儲器內(nèi)部傳送的數(shù)據(jù)表AD0選體傳送的字節(jié)數(shù)據(jù)00奇/偶地址體同時(shí)傳送高低兩個(gè)字節(jié)（一個(gè)字）數(shù)10偶地址體傳送奇地址體中的8位數(shù)據(jù)01奇地址體傳送偶地址體中的8位數(shù)據(jù)11未選中不傳送數(shù)據(jù)5.存儲器的分段結(jié)構(gòu) 1）分段原則

16個(gè)邏輯段允許段與段之間相鄰、不相鄰、重疊或部分重疊。設(shè)有A、B、C、D、E五個(gè)邏輯段地址空間，如圖2-21所示。A段C段D段B段E段相鄰部份重迭重迭不相鄰地址圖2-21邏輯段之間的分配關(guān)系 （2）用戶邏輯段

16個(gè)邏輯中分配給用戶4個(gè)邏輯段就夠用戶用了，其中一個(gè)邏輯段用來存放代碼（指令），一個(gè)段落用來放源操作數(shù)，一個(gè)邏輯段用來存放操作數(shù)結(jié)果，還有一個(gè)用來當(dāng)堆棧使用。 四個(gè)邏輯段的起始地址可放在段寄存器中，16位地址。存放代碼邏輯段的叫代碼段，起始地址在CS中；存放數(shù)據(jù)的邏輯段叫數(shù)據(jù)段，起始地址放在DS中；存放操作結(jié)果的邏輯段叫附加段，起始地址放在ES中。當(dāng)堆棧用的邏輯段叫堆棧段，起始地址存放在SS中。四個(gè)段的地址空間也遵循段原則，如圖2-22所示。

CS

代碼段重疊ES

附加段

SS

堆棧段DS

數(shù)據(jù)段

2）物理地址和偏移地址 （1）物理地址

存貯器中的每一個(gè)字節(jié)數(shù)的實(shí)際地址都是20位地址叫物理地址。 （2）偏移地址

為了方便程序設(shè)計(jì)，每個(gè)邏輯段的存貯容量為64KB，用16位地址表示，所以每一個(gè)存貯單元都是16位地址，稱此地址為邏輯地址，段內(nèi)的邏輯地址叫做偏移地址，偏移地址是某個(gè)字節(jié)存放地址距段起始地址偏離了多少個(gè)存貯單元數(shù).如圖2-23所示。偏移地址

物理地址DS=1000H

EA=0001H

10001HEA=0002H

10002HEA=0003H

10003H

……XXXXH

1XXXXH

……圖2-23編碼地址與物理地址

不同用途的字節(jié)單元的物理地址求法不同。

①取指令其段基址用的是CS，而偏移地址用指令指示器IP即CS*10H+IP=PA（PA的物理地址）②取源操作數(shù)，通常段地址用DS，偏移地址由EA提供的有效地址。DS*10H+EA=PA③串操作，串是字符串，即一串字符。如：“PASSAT”，對字符串操作不外乎是搬家，重組等等。搬家前的字符串叫源串，搬到另一個(gè)地方的字符串叫目的串。對源串用段基址的是DS提供基地址，偏移地址則用SI，PA=DS*10H+SI，目的串，基地址用ES，偏移地址用DI，PA=ES*10H+DI。④堆棧操作時(shí)，段基地址用SS，偏移地址用堆棧指針SP，PA=SS*10H+SP。3）有效地址EA

數(shù)據(jù)的偏移地址來自EU，包括以下幾個(gè)方面：

①指定某16bit的寄存器做為有效地址EA，有BX，BP，SI，DI，SP等等 ②指定兩個(gè)寄存器在ALU中計(jì)算，計(jì)算出來的結(jié)果為有效地址EA

如：BX+SI，BP+SI，BX+DI，BP+DI ③也有用一個(gè)或兩個(gè)寄存器再加上一人8位或16位的位移量DISP得到的有效地址EA

如：[BX+10H]，[BX+SI+3000H]，……以上內(nèi)容在尋址方式章節(jié)還要指明。

4）堆棧

堆棧是在內(nèi)存中開辟的一個(gè)特定區(qū)域。堆棧段是程序中不可或缺的一個(gè)內(nèi)存區(qū)，常用來臨時(shí)存放數(shù)據(jù)、保存?zhèn)鬟f參數(shù)、恢復(fù)寄存器中的數(shù)據(jù)。這個(gè)工作區(qū)對數(shù)據(jù)的操作是在一端進(jìn)行，稱這個(gè)端叫棧頂。堆棧的建立:在內(nèi)存中開辟的一個(gè)特定的存儲區(qū)叫堆棧段。棧頂：堆棧的最低地址所指向的內(nèi)存單元棧底：堆棧的最高地址所指向的內(nèi)存單元

4）堆棧8086MPU的堆棧段，它的段基值地址設(shè)在段寄存器SS中，偏移地址設(shè)在SP中。

棧頂?shù)奈锢淼刂肥荘A=SS*10H+SP8086MPU的堆棧采用地址向下（從高地址到低地址）生成的編址方式。SP永遠(yuǎn)指向棧頂。用堆棧指針SP指示對堆棧的操作：包括數(shù)據(jù)的入棧，出棧，數(shù)據(jù)的入棧，出棧只能從棧頂SP進(jìn)出，不能從棧底進(jìn)出因此棧頂是浮動的，如果堆棧為空棧，那么SP指向棧底。

4）堆棧 （1）堆棧的操作 對堆棧有兩種操作：入棧，出棧

①入棧，也叫壓棧，是把一個(gè)16位數(shù)據(jù)推入棧中，保護(hù)起來，壓棧的操作順序是SP的內(nèi)容先減2，指示一個(gè)新的字單元，然后再把該壓的字壓入這個(gè)單元中。 例如：設(shè)AX內(nèi)容為1234H，棧的數(shù)據(jù)為（SS）=2000H，（SP）=0108H，將AX內(nèi)容1234H壓入堆棧。 由圖可見，壓棧前（SP）=0108H，壓棧后（SP）=0106H，SP永遠(yuǎn)指示棧頂。補(bǔ)圖②出棧出棧操作順序同入棧順序相反，是先將SP指示棧頂內(nèi)容，彈出到指定的一個(gè)寄存器，然后SP內(nèi)容加2重新確定一個(gè)棧頂?shù)刂?。總結(jié)：存儲信息的基本單位是二進(jìn)制數(shù)字0，1，在1M字節(jié)的存儲空間，每個(gè)存儲單元的地址由20位二進(jìn)制數(shù)組成，常用5位十六進(jìn)制數(shù)表示，其地址范圍是00000H~FFFFFH。16位字長可以訪問的存儲空間是64K字節(jié)，地址范圍是0000~FFFFH。8086的實(shí)模式：存儲器分段就是把1M字節(jié)存儲空間劃分成16個(gè)段，每個(gè)段由64KB連續(xù)的字節(jié)單元構(gòu)成，段內(nèi)的起始地址是0，末地址是0FFFFH。由邏輯地址計(jì)算物理地址PA的方法是：把段地址左移4位，低4位補(bǔ)0，再加上偏移地址，便形成了物理地址，其公式是：物理地址PA=段基值*10H+偏移量。段寄存器和仿移地址結(jié)合的方式：代碼段寄存器CS——IP堆棧段寄存器SS——SP、BP數(shù)據(jù)段寄存器DX——BX、SI、DI附加段寄存器ES——DI堆棧工作方式是先進(jìn)后出即后進(jìn)先出。堆棧指針指示器簡稱為SP。Intel系列微處理器的堆棧采用地址向下（從高地址到低地址）生成的編址方式。堆棧的2種操作：壓棧（

SP-2）、出棧（

SP+2）。2.2.4總線周期 1．概念：

為了讓取指令和傳送數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)工作，就需要CPU的總線接口部件執(zhí)行一個(gè)總線周期。 2．組成：

在8086中，一個(gè)最基本的總線周期由四個(gè)T狀態(tài)組成，每個(gè)T狀態(tài)為一個(gè)時(shí)鐘周期，時(shí)鐘周期是CPU的基本時(shí)間計(jì)量單位，它由計(jì)算機(jī)主頻決定。例如：8086主頻為10MHZ，一個(gè)時(shí)鐘周期就是100ns。 一個(gè)最基本的總線周期，常將四個(gè)時(shí)鐘周期分別稱為四個(gè)狀態(tài)，即T1狀態(tài)，T2狀態(tài)，T3狀態(tài)，T4狀態(tài)。

3．總線周期四個(gè)狀態(tài)的操作：

⑴在T1狀態(tài)下，CPU往20位的地址/狀態(tài)和地址/數(shù)據(jù)復(fù)用的總線上發(fā)送地址信號，指出要尋址的存儲單元或端口地址。同時(shí)，發(fā)出地址鎖存信號ALE，將這個(gè)地址送入地址鎖存器。 ⑵在T2狀態(tài)，CPU從總線上撤銷地址，使總線低16位浮空成高阻抗?fàn)顟B(tài)（讀總線周期），為讀入數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備；或?qū)?shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)總線，為傳送數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備（寫）?？偩€的高4位（A19~A16）做為來輸出總線周期的狀態(tài)信息，這些狀態(tài)信息用來表示當(dāng)前使用的段寄存器名，中斷允許狀態(tài)等。 ⑶在T3狀態(tài)，總線高4位信息狀態(tài)不變，而在地址總線的低16位上出現(xiàn)CPU輸出的數(shù)據(jù)或者CPU從接口或存儲器輸入的數(shù)據(jù)。 ⑷在T4狀態(tài)下，總線周期結(jié)束。4．說明

①只有在CPU和內(nèi)存或I/O接口之間傳輸數(shù)據(jù)，以及填充指令隊(duì)列時(shí)，CPU才執(zhí)行總線周期；否則系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)。 在空閑狀態(tài)，高4位上，CPU仍然驅(qū)動前一個(gè)總線周期的狀態(tài)信息；而低16位，若前一個(gè)周期為寫周期，則繼續(xù)為數(shù)據(jù)信息，若為讀周期，則為高阻狀態(tài)。 ②指令周期：執(zhí)行一條指令所需時(shí)間，由若干總線周期組成。2.2.58086引腳及功能

8086MPU為雙列直插式（DIP）40條引腳，20條地址線和16條數(shù)據(jù)線復(fù)用，另4條地址線與狀態(tài)信號線復(fù)用,見圖2-15。

1)數(shù)據(jù)和地址總線：

⑴AD15~AD0：分時(shí)復(fù)用的地址數(shù)據(jù)線，雙向。（輸入/輸出，三態(tài)） ⑵A19/S6~A16/S3地址/狀態(tài)復(fù)用引腳.(輸出三態(tài)) 在T2至T4期間作為S6~S3狀態(tài)線用。狀態(tài)線特征如表2-3： S3、S4的代碼組合與段寄存器關(guān)系S4S3當(dāng)前使用的段寄存器00

ES01

SS10對存儲器尋址時(shí)，使用CS段；對I/O或中斷矢量尋址時(shí)不用段寄存器11

DS

S5