8086微處理器課件

8086微處理器3.18086微處理器的編程結(jié)構(gòu)8086的功能部件

8086的總線周期的概念

8086的功能部件從功能上8086分為兩部分,即總線接口部件BIU（BusInterfaceUnit）和執(zhí)行部件EU（ExecutionUnit）?？偩€接口部件的功能是負(fù)責(zé)與存儲(chǔ)器、I/O端口傳送數(shù)據(jù)。執(zhí)行部件的功能就是負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行。

8086CPU編程結(jié)構(gòu)圖指令隊(duì)列緩沖器外部總線∑ALU地址加法器器432156運(yùn)算寄存器標(biāo)志執(zhí)行部分控制電路執(zhí)行部件（EU）總線接口部件（BIU）AHBHCHDHALBLCLDLSPBPDISICSDSSSESIP內(nèi)部暫存器輸入/輸出控制電路

20位16位通用寄存器16位8位總線接口部件BIU

總線接口部件由下列各部分組成：四個(gè)段地址寄存器，即

CS——16位的代碼段寄存器，

DS——16位的數(shù)據(jù)段寄存器，

ES——16位的擴(kuò)展段寄存器，

SS—一16位的堆棧段寄存器；

16位的指令指針寄存器IP；

20位的地址加法器；

6字節(jié)的指令隊(duì)列；輸入輸出控制電路。執(zhí)行部件EU

執(zhí)行部件由下列幾個(gè)部分組成：四個(gè)通用寄存器，即AX、BX、CX、DX；四個(gè)專用寄存器，即基數(shù)指針寄存器BP，堆棧指針寄存器SP，源變址寄存器SI，目的變址寄存器DI；標(biāo)志寄存器PSW；算術(shù)邏輯單元ALU。BIU和EU的動(dòng)作管理和協(xié)調(diào)工作

BIU和EU作為CPU的兩大部件，雖然不是同步工作的，但是它們相互配合，并行工作，提高了效率。具體表現(xiàn)為：每當(dāng)8086的BIU的6指令隊(duì)列中有2個(gè)為空的時(shí)候，BIU會(huì)自動(dòng)從內(nèi)存中取出下面的指令的字節(jié)放到指令隊(duì)列中。EU在執(zhí)行指令的時(shí)候總是從BIU的指令隊(duì)列的前部取出將要執(zhí)行的指令，然后用幾個(gè)時(shí)鐘周期去執(zhí)行。在執(zhí)行指令的過程中，如果指令需要訪問內(nèi)存或者端口，則EU請(qǐng)求BIU進(jìn)入總線周期，從而完成訪問。如果請(qǐng)求時(shí)，BIU正好空閑，那么BIU會(huì)馬上響應(yīng)請(qǐng)求；如果此時(shí)BIU正忙著取指令，那么訪問內(nèi)存和端口的請(qǐng)求必須要BIU完成指令的讀取后方可被響應(yīng)。當(dāng)指令隊(duì)列已滿，并且EU沒有對(duì)BIU的內(nèi)存和端口訪問請(qǐng)求時(shí)，BIU進(jìn)入空閑狀態(tài)，這其實(shí)是BIU對(duì)EU的等待。在執(zhí)行各種控制轉(zhuǎn)移指令時(shí)，下面要執(zhí)行的指令不是程序中緊接著的指令了，但是指令隊(duì)列中已經(jīng)將那些指令裝入了指令隊(duì)列，而這些指令是沒有用的。此時(shí)，BIU會(huì)將指令隊(duì)列清空，接著往指令隊(duì)列中裝入轉(zhuǎn)向目標(biāo)地址處的指令。8086的總線周期的概念

8086CPU通過總線對(duì)存儲(chǔ)器或I/O端口進(jìn)行一次訪問所需要的時(shí)間稱為一個(gè)總線周期，為了取得指令或傳送數(shù)據(jù)，就需要CPU的總線接口部件執(zhí)行一個(gè)總線周期。一個(gè)典型的總線周期序列為：3.28086的外部結(jié)構(gòu)

最小模式和最大模式的概念

8086的引腳信號(hào)和功能

8086的最小模式

8086的最大模式

最小模式和最大模式的概念最小模式，就是在系統(tǒng)中只有8086一個(gè)微處理器。在這種系統(tǒng)中，所有的總線控制信號(hào)都直接由8086產(chǎn)生，因此，系統(tǒng)中的總統(tǒng)控制電路被減到最少。這些特征就是最小模式名稱的由來。最大模式是相對(duì)最小模式而言的。最大模式用在中等規(guī)模的或者大型的8086系統(tǒng)中。在最大模式系統(tǒng)中，總是包含有兩個(gè)或多個(gè)微處理器，其中一個(gè)主處理器就是8086，其他的處理器稱為協(xié)處理器，它們是協(xié)助主處理器工作的。8086的公用引腳信號(hào)GND、VCC地和電源AD15～AD0地址／數(shù)據(jù)復(fù)用引腳A19/S6～A16/S3（Address/Status）地址／狀態(tài)復(fù)用引腳

/S7高８位數(shù)據(jù)總線允許／狀態(tài)復(fù)用引腳NMI（Non-MaskableInterrupt）非屏蔽中斷輸入引腳INTR（InterruptRequest）可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)輸入（Read）讀信號(hào)輸出CLK（Clock）時(shí)鐘輸入RESET（Reset）復(fù)位信號(hào)輸入READY（Ready）“準(zhǔn)備好”信號(hào)輸入（Test）測(cè)試信號(hào)輸入

MN/最?。畲竽Ｊ娇刂菩盘?hào)輸入

8086的最小模式下的專用引腳

（InterruptAcknowledge）中斷響應(yīng)信號(hào)輸出ALE（AddressLockEnable）地址鎖存允許信號(hào)（DataEnable）數(shù)據(jù)允許信號(hào)DT／（DataTransmit/Receive）數(shù)據(jù)收發(fā)信號(hào)輸出M/（Memory/InputandOutput）存儲(chǔ)器／輸入輸出控制信號(hào)輸出（Write）寫信號(hào)輸出HOLD（HoldRequest）總線保持請(qǐng)求信號(hào)輸入HLDA（HoldAcknowledge）總線保持響應(yīng)信號(hào)輸出8086在最小模式下的典型配置8086的最大模式

QS1、QS0（InstructionQueueStatus）指令隊(duì)列狀態(tài)信號(hào)輸出

2

1

0（BusCycleStatus）總線周期狀態(tài)信號(hào)輸出（Lock）總線封鎖信號(hào)輸出

1

0（Request/Grant）總線請(qǐng)求信號(hào)輸入／總線請(qǐng)求允許信號(hào)輸出8086在最大模式下的典型配置3.18086CPU的基本操作時(shí)序

系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作；暫停操作；總線操作；中斷操作；最小模式下的總線保持；最大模式下的總線請(qǐng)求/允許。系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作

8086的復(fù)位和啟動(dòng)操作是通過RESET引腳上的觸發(fā)信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的。8086要求復(fù)位信號(hào)RESET起碼維持４個(gè)時(shí)鐘周期的高電平，如果是初次加電引起的復(fù)位，則要求維持不小于50微秒的高電平。當(dāng)RESET信號(hào)一進(jìn)入高電平，8086CPU就會(huì)結(jié)束現(xiàn)行操作，并且，只要RESET信號(hào)停留在高電平狀態(tài)，CPU就維持在復(fù)位狀態(tài)。在復(fù)位狀態(tài)，CPU各內(nèi)部寄存器都被設(shè)為初值。從右表中看到，在復(fù)位的時(shí)候，代碼段寄存器CS和指令指針寄存器IP分別初始化為FFFFH和0000H。所以在復(fù)位之后再重新啟動(dòng)時(shí)，便從內(nèi)存的FFFF0H處開始執(zhí)行指令。因此，一般在FFFF0H處存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)程序的入口處。這樣，系統(tǒng)一旦啟動(dòng)，便自動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)程序。

復(fù)位時(shí)寄存器初值標(biāo)志寄存器清零指令指針（IP）0000HCS寄存器FFFFHDS寄存器0000HSS寄存器0000HES寄存器0000H指令隊(duì)列空其他寄存器0000H最小模式下的總線讀操作時(shí)序圖8086最小模式下寫周期時(shí)序最大模式下的總線讀操作時(shí)序最大模式下的寫操作時(shí)序空操作時(shí)序

只有在CPU和內(nèi)存及I/O接口之間傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，CPU才執(zhí)行總線周期；CPU在不執(zhí)行總線周期時(shí)，總線接口部件就不和總線打交道，此時(shí)，進(jìn)入總線空閑周期?？偩€空閑周期中，狀態(tài)信息S6～S3和前一個(gè)總線周期（可能為讀周期，也可能是寫周期）的一樣。如果前面一個(gè)總線周期是寫周期，地址／數(shù)據(jù)復(fù)用引腳上還會(huì)在空閑周期中繼續(xù)驅(qū)動(dòng)前一個(gè)總線周期的數(shù)據(jù)