江西农业大学微机原理第三章

1、第2章16位和32位微处理器教学建议，本章重点为8086的编程结构，尤其是寄存器组；8086标志寄存器各个标志的含义；8086的读写时序、总线操作和中断机制；Pentium的先进技术；Pentiu m的工作方式；Pentium的原理结构.寄存器组和描述符;Pentium的主要信号；Pentiu m的总线状态；微处理器的性能指标 字长 主频图2. 1 8086的编程结构2()位 -/AllALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器ZCSDSES地址加法器Z16位IP内部暂存器输入输出 控制电路外部总线z zxz运算寄存器执行部分 控制电路标志ALU执行部件(EU)指令队列缓冲器总线接

2、口部件(BIU)1总线接口部件 4个段地址寄存器,CS16位的代码段寄存器DS16位的数据段寄存器ES 16位的附加段寄存器SS 16位的堆栈段寄存器 16位的指令指针寄存器IP 20位的地址加法器2执行部件 4个通用寄存器，即AX、BX、CX、DX 4个专用寄存器，即BP、SP、SI、DI标志寄存器算术逻辑部件标志寄存器;IkVJJDVUMU? 2 / “厂y1151413121110876543210QFPIFQTFPPFdCFQ根据功能，分为两类状态标志控制标志状态标志SFZFPFCFAFOF控制标志 DF IF TF38086的总线周期的概念4个时钟周期, T1状态 T2状态T3状态

3、T状态 T4状态图2. 2典型的8086总线周期序列Tw状态用來等待内存或I/O接口的响应T2 T3 Tw T4 T1 T2 T3 T4 Ti TT2 T3 Tw Tw | T4 |Tr 1丄在间9 执行空闲周朋最小模式和最大模式的概念最小模式最大模式两个协处理器数值运算协处理器8087输入/输出协处理器80898086的引脚信号和功能注意下列几点： 8086的数据线和地址线是复用的， 8086可用高8位传送1字节，也可用低8 位传送1个字节，还可一次传送1个字(3)RESET是系统复位信号8086的引脚匚匚匚匸匚 XJII*I%2!IJ 丄 D D dld AA加AJAIgiCADrLAD.

4、C 心匚 AD.C 心匚 Aac g匚 AW.C NMIC INTRC (LkC 电匚卜曲) ahI5zj人皿临；.Z) An/S A 口0 A/S.j丽IE尽-1 mn/Kix w HOLD HLDAiRWG I i VFiL6CK) M/I(3iSi m R|S,I DEN区| ALEQ5u) ThTTAZ1TE5T REA orZ RESETQSi)引脚信号 GND、VCC地和电源 AD15ADO地址/数据复用引脚，双向工作(3) A19/S6A16/S3地址/状态复用引脚，输岀 BHE#/S7高8位数据总线允许/状态复用引脚，输出 NMI非屏蔽中断引脚，输入 INTR 可屏蔽中断请求信

5、号，输入最小模式最小模式信号 INTA#中断响应信号，输出 ALE 地址锁存允许信号，输出 DEN#数据允许信号，输出 DT/R#数据收发信号，输出 M/IO#存储器倫入倫出控制信号，输出(6) WR# (write)写信号，输出最小模式配置图8284ACLK RESET READY MN/MXALE BHEAg A6AD5AD（）8086DEN DT/RM/IO WR RD HOLD HLDAINTRIntaREADYBHE+5VSTB地址锁存器8282（3片）地址总线1 甩融_ ；灵需）豳眸1T （町选） IImmbommmb ommm mJ控制总线最小模式连接特点： MN/MX# 端接+

6、5V时钟发生器地址锁存器存储器和外设较多时，需要总线收发器M/IO、RD、WR信号的关系表22倍号W甌而、师和读坊攥作的对应关系M/10功能001I/O000写10111QRDY控制总线F/C S284ARESRESKICLKREADY图2.5 8284A和8086的连接5 IOQ51OUCIKRF.SRTREADY最大模式（QS1、QSO 指令 队列状态信号）表2.田QS（、Q却的代妈粗合和对用的會义Q5QS含义0001从按哼队列的第一牛字节中取走代硏10队列为空11除第一个字节外还取走了后续字节屮的代码S2#、SI#、SO#总线周期状态信 号表2.44 瓯忌的代码组合和对应的損作Si$撫作

7、过程000发中9im号001读0端口010写U0端口011暂停00取播令101读内存110写内祥111无襯状东最大模式下的典型配置READYRES ET8284ACLKOEBHEBHE地址总线AD5AD（）8086数据总线IN I AY地址输出写操作时序中断操作和中断系统两大类:硬件中断；软件中断。8086的中断分类硬件中断町 屏 蔽 屮 断 请中断向量和中断向量表供用八定义的中断 保留的中断s3115S7UE.XXAHAt.AXKBXBHISLE1XCCXCHCLexF：XJ3HlLx15nESPSPHBPEiPESI&lnorDI310.AGS471615G DIR蛟性Sk上止界限llIR

8、线也地上止界限MSWFRLDTRPentium的寄存器组包括基本寄存器组。系统寄存器组;浮点寄存器组基本寄存器组通用寄存器指令指针寄存器和标志寄存器标志寄存器3100(X)000000对准檢否桥志 虚扭中晰允许创适 虚擅屮断挂起标蛊CPl.WffiO允杵标志VIFVIFACVMR卜0NTIOPLOFDFIFIFSFZh0AF0PF1CFoIII2223 20 19 18|了 16 15 14 I5 12 ll 10 9 K 765432恢复标左I心删标志（2位）轴助谨位标志零淞n号柿志中步标志段寄存器和描述符以及保护方 式的寻址机制48位逻辑地址三种描述符表全局描述符表GDT 局部描述符表LD

9、T 中断描述符表IDT图2.26保护方式下段地址的 产生描述符表CS中的选择子 DS中的选择子 SS中的选择子 ES中的选择子 FS中的选择子 GS中的选择子段选择子包含3个部分的内容描述符表指示标志TI描述符索引DI请求特权级RPL1543 2 W描注符躬血TNRPL 2.24段选择子膽枷保护方式下段地址的产生CS中的选挥子 出中的选择子 阳中的选挥子ES中的选择子FS中的选捧子GE中的选择子系统地址寄存器包括 GDTR IDTR TR LDTR图2.27 4个系统地址寄存器的 结构471615032位线性基地址界限值GDTR32位线性皋地址界限值IDTR选择了TR选择子LDTRCRiCR2

10、控制寄存器31 30 29181612 11 654321CROpGC DN WA Mw p保留11NEETT SE MM P0PECR3页组目录表基址保留PCDP W T保留MPDTPVCR40000000000000000000000000c0ssVMEEEDIE未定义 | 页面故障线性地址I调试寄存器31031150-尤败操伟 拽作战不址范 一陳数为0 向 Fiih 向上溢岀 桁匮异沖：状态寄存器15 1410 9 S 7 6 5 4 1 2 I 0C3TOPC2ClCOISsi-PEUI-：()1；Zl：1)1II:浮点.运且器忙条件码1聡桟顶曲辅卄条件码洛i戈状态堆栈异常控制字寄存器

11、15 14 13 12 II Hl 9 8 7 6h 1也11ERfPC保留舍入控制mMUMOMZMDMIM-尤曲阳乍屛蔽 撫恸他忍楓陰数为0屏厳一冋卜说出尿股A20M JA31 A3 |ADS地址纟戋及拧制APAPCI IK JBE7BEo|D63D()ep7ep0敎拥线及挖制PCHKPENJD/CJm/ToW/RCOCK 思线丿用期扌空制SCYCNABROY JCACHE JEAOSHITHITMINVPCD Cache 控制 PWTFLUSHKEN1.地址线及控制信号 A31A3地址线。 AP地址的偶校验码位。 ADS#地址状态输出信号。 A20M#A20以上的地址线屏蔽信号。 APCH

12、K#地址校验出错信号。2数据线及控制信号D63DO BE7# BEO# DP7 DPO数据线。字节允许信号。奇/偶校验信号。PCHK#读校验出错。 PEN#3 总线周期控制信号 D/C#数据/控制信号。 M/IO#存储器和I/O访问信号 W/R#读/写信号。 LOCK#总线封锁信号 BRDY#突发就绪信号NA#下一个地址有效信号。4Cache控制信号 CACHE#Cache 控制信号。 EADS#外部地址有效信号。 KEN#Cache允许信号。 FLUSH# Cache 擦除信号。 AHOLD地址保持/请求信号o PCDCache禁止信号。5.系统控制信号 INTRNMI RESETCLKIN

13、IT 6 总线仲裁信号HOLDHLDABREQBOFF#7.检测与处理信号( BUSCHK#.FERR#.IGNNE#FRCMC# * IERR#8系统管理模式信号 SMI# SMIACT#9测试信号 .TCK* TDI* TDO.TMS .TRST#10跟踪和检查信号 BP3BPO PM1PMOBT3BTO IU和 IV IBT R/S#Pentium的几种总线状态T1状态T2状态T12状态T2P状态TD状态 Ti状态总线状态之间的转换Pentium的总线周期1）非流水线式读/写周期2）流水线式读/写周期3）3）突发式读/写周期非流水线式读/写周期CACHEW/R1 11流水线式读/写周期C

14、LKADDRADSCACHEW/RNABRDY12TdTiDATAnra有效X b有效/A/V读/写/丁/W2VKENCLKADDRADSCACHEW/RCLKADDRADSCACHEW/RPentium的中断机制仍为两大类-硬件中断-软件中断异常和中断异常分为三类故障陷阱异常终止Pentium的保留中断中断类型号含义中断类型号含义0除数为0中断10无效任务状态段中断1单步中断11段不存在中断2非屏蔽中断12堆栈异常中断3断点中断13般保护中断4溢出中断14页故障中断5BOUND指令故障中断15保留6无效操作码中断16浮点错误中断7浮点部件不可用中断17对准检査中断8双故障中断保留9保留3132 255可屏蔽中