第3章8086微型计算机系统

1、第第3 3章章80868086微型计算机系统微型计算机系统 第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 本章主要内容本章主要内容8086微处理器的工作模式及引脚特性微处理器的工作模式及引脚特性 28086微型计算机系统的总线时序微型计算机系统的总线时序 4半导体存储器的分类半导体存储器的分类18086微处理器的结构微处理器的结构 18086微型计算机系统微型计算机系统 3第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 v 80868086是是IntelIntel系列的系列的1616位微处理器，采用位微处理器，采用HMOSHMOS工艺制造，有工艺制造，有1616根

2、数据线和根数据线和2020根地址根地址线，封装在线，封装在4040脚双列直插组件（脚双列直插组件（DIPDIP）中。）中。v 80868086工作时，使用单一的工作时，使用单一的+5V+5V电源，时钟频电源，时钟频率为率为5MHz5MHz，引脚信号与，引脚信号与TTLTTL电平兼容。电平兼容。3.1 8086微型计算机系统的总线时序微型计算机系统的总线时序第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 v 80868086可寻址的内存地址空间达可寻址的内存地址空间达2 22020，即，即1MB1MB；v 80868086可寻址的可寻址的I/OI/O地址空间达地址空间达2 2161

3、6，即，即64KB64KB；v IntelIntel公司在推出公司在推出80868086的同时一年，还推出的同时一年，还推出了一款准了一款准1616位的位的CPU8088CPU8088。v 80888088与与80868086相比：相比：内部结构基本相同，两者的软件也完全内部结构基本相同，两者的软件也完全兼容。兼容。80868086的数据总线是的数据总线是1616位的；位的；80888088的数据总线是的数据总线是8 8位的。位的。3.1 8086微型计算机系统的总线时序微型计算机系统的总线时序第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3.1.1 80863.1.1 808

4、6微处理器的结构微处理器的结构 v80868086由执行部件由执行部件EUEU（Execution UnitExecution Unit）和总线）和总线接口部件接口部件BIUBIU（Bus Interface UnitBus Interface Unit）两部分）两部分组成，这两个部件的操作是并行的。组成，这两个部件的操作是并行的。 vEUEU负责指令的执行；负责指令的执行；vBIUBIU负责负责CPUCPU与存储器、与存储器、I/OI/O设备之间的数据传设备之间的数据传送。送。EUBIU指令队列指令队列第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3.1.1 80863.1.

5、1 8086微处理器微处理器的结构的结构 第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、执行部件、执行部件EUEUv EUEU组成：组成：算术逻辑单元（算术逻辑单元（ALUALU），可完成），可完成8 8位或位或1616位位操作数进行算术或逻辑运算；操作数进行算术或逻辑运算；8 8个个1616位通用寄存器（位通用寄存器（AXAX、BXBX、CXCX、DXDX、SISI、DIDI、SPSP和和BPBP）；）；标志寄存器；标志寄存器；控制电路。控制电路。v EUEU功能：负责指令的执行，即：功能：负责指令的执行，即：从总线接口部件从总线接口部件BIUBIU的指令队列取得指令

6、的指令队列取得指令，执行之后向，执行之后向BIUBIU送回运算结果，并把运送回运算结果，并把运算结果的状态特征保存到标志寄存器中。算结果的状态特征保存到标志寄存器中。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、总线接口部件总线接口部件BIUBIUv BIUBIU组成：组成：4 4个个1616位段寄存器（位段寄存器（DSDS、CSCS、ESES、SSSS）；）；指令指针寄存器（指令指针寄存器（IPIP）；）； 2020位的地址加法器；位的地址加法器；6 6字节指令队列缓冲器；字节指令队列缓冲器；内部暂存器和总线控制逻辑。内部暂存器和总线控制逻辑。v BIUBIU功能：负

7、责功能：负责CPUCPU与存储器、与存储器、I/OI/O设备之间的设备之间的数据传送。具体包括：数据传送。具体包括：取指令送指令队列，配合取指令送指令队列，配合EUEU从指定的内存从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送单元或者外设端口中取数据，将数据传送给给EUEU，或者把，或者把EUEU的操作结果传送到指定的的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。内存单元或外设端口中。 第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、总线接口部件总线接口部件BIUBIU1 1）段寄存器）段寄存器v 80868086采用存储器地址分段的方法来解决在采用存储器地址分段的方法来

8、解决在1616位字长的计算机里提供位字长的计算机里提供2020位地址的问题。位地址的问题。v 段寄存器就是专门存放段地址的寄存器，每个段寄存器就是专门存放段地址的寄存器，每个段寄存器的值可以确定一个段的起始地址，而段寄存器的值可以确定一个段的起始地址，而各段有不同的用途。各段有不同的用途。v 80868086中有中有4 4个个1616位段寄存器，它们是：位段寄存器，它们是：CSCS（代（代码段寄存器）、码段寄存器）、DSDS（数据段寄存器）、（数据段寄存器）、SSSS（堆（堆栈段寄存器）和栈段寄存器）和ESES（附加段寄存器）。（附加段寄存器）。 第第3 3章章 80868086微型计算机系统

9、微型计算机系统 2 2、总线接口部件总线接口部件BIUBIU2 2）指令指针寄存器）指令指针寄存器IPIPv 指令指针寄存器指令指针寄存器IPIP提供下一条要取出的指令所提供下一条要取出的指令所在存储单元的在存储单元的1616位偏移地址。位偏移地址。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、总线接口部件总线接口部件BIUBIU3 3）地址加法器）地址加法器v8086CPU8086CPU采用段地址、段内偏移地址两级存储器寻址采用段地址、段内偏移地址两级存储器寻址方式，由一个方式，由一个2020位地址加法器根据位地址加法器根据1616位段地址和位段地址和1616位位段内

10、偏移地址计算出段内偏移地址计算出2020位的物理地址位的物理地址PAPA（Physical Physical AddressAddress）。）。v其计算方法是：其计算方法是：将将CPUCPU中的中的1616位段寄存器内容左移位段寄存器内容左移4 4位位（1616）与）与1616位的逻辑地址（又称偏移地址）在地址位的逻辑地址（又称偏移地址）在地址加法器内相加，得到所寻址单元的加法器内相加，得到所寻址单元的2020位物理地址。位物理地址。v根据寻址方式的不同，偏移地址可以来自指令指针寄根据寻址方式的不同，偏移地址可以来自指令指针寄存器（存器（IPIP）或其它寄存器。）或其它寄存器。v假设（假设（

11、CSCS）=FE00H=FE00H，（，（IPIP）=0400H=0400H，那么下一条要取，那么下一条要取出的指令所在内存单元的出的指令所在内存单元的2020位物理地址位物理地址PAPA=FE00H=FE00H10H+0400H=FE400H10H+0400H=FE400H。 第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、总线接口部件总线接口部件BIUBIU4 4）内部暂存器）内部暂存器v 用于内部数据的暂存，该部分对用户透明，在用于内部数据的暂存，该部分对用户透明，在编程时可不予理会，用户无权访问。编程时可不予理会，用户无权访问。第第3 3章章 80868086微型

12、计算机系统微型计算机系统 2 2、总线接口部件总线接口部件BIUBIU5 5）指令队列缓冲器）指令队列缓冲器v 80868086有有6 6字节指令队列缓冲器；字节指令队列缓冲器；v 80888088有有4 4字节指令队列缓冲器；字节指令队列缓冲器；v 缓冲器采用缓冲器采用“先进先出先进先出”策略，暂时存放策略，暂时存放BIUBIU从存储器中预取的指令。从存储器中预取的指令。 v 在执行指令的同时，可以从内存中取出下一条在执行指令的同时，可以从内存中取出下一条或下几条指令放到缓冲器中，一条指令执行完或下几条指令放到缓冲器中，一条指令执行完后，可立即执行下一条指令，从而解决了以往后，可立即执行下一

13、条指令，从而解决了以往CPUCPU取指令期间，运算器的等待问题。取指令期间，运算器的等待问题。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、总线接口部件总线接口部件BIUBIU6 6）总线控制逻辑）总线控制逻辑v 总线控制逻辑发出总线控制信号，实现存储器总线控制逻辑发出总线控制信号，实现存储器的读的读/ /写控制和写控制和I/OI/O的读写控制。它将的读写控制。它将CPUCPU内部内部总线与外部总线相连，是总线与外部总线相连，是CPUCPU与外部电路进行与外部电路进行数据交换的路径。数据交换的路径。v 总线控制逻辑控制总线控制逻辑控制80868086通过通过2020条引

14、脚线分时传条引脚线分时传送送2020位地址线、位地址线、1616位数据和位数据和4 4位状态信息。位状态信息。 第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3 3、BIUBIU和和EUEU的工作过程的工作过程v 80868086的总线的总线BIUBIU和和EUEU在很多时候可以并行工在很多时候可以并行工作，使得取指令、指令译码和执行指令这些作，使得取指令、指令译码和执行指令这些操作构成操作流水线。操作构成操作流水线。1.1. 当指令队列中有两个空字节，且当指令队列中有两个空字节，且EUEU没有访问没有访问存储器和存储器和I/OI/O接口的要求时，接口的要求时，BIUBIU会自

15、动把指会自动把指令取到指令队列中。令取到指令队列中。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3 3、BIUBIU和和EUEU的工作过程的工作过程2.2. 当当EUEU准备执行一条指令时，它会从指令队列前准备执行一条指令时，它会从指令队列前部取出指令执行。在执行指令的过程中，如果部取出指令执行。在执行指令的过程中，如果需要访问存储器或者需要访问存储器或者I/OI/O设备，那么设备，那么EUEU会向会向BIUBIU发出访问总线的请求，以完成访问存储器或者发出访问总线的请求，以完成访问存储器或者I/OI/O接口的操作。如果此时接口的操作。如果此时BIUBIU正好处于空闲状正好处

16、于空闲状态，那么，会立即响应态，那么，会立即响应EUEU的总线请求；但如果的总线请求；但如果BIUBIU正在将某个指令字节取到指令队列中，那正在将某个指令字节取到指令队列中，那么，么，BIUBIU将首先完成这个取指令操作，然后再将首先完成这个取指令操作，然后再去响应去响应EUEU发出的访问总线的请求。发出的访问总线的请求。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3 3、BIUBIU和和EUEU的工作过程的工作过程3.3. 当指令队列已满，而且当指令队列已满，而且EUEU又没有总线访问时，又没有总线访问时，BIUBIU便进入空闲状态。便进入空闲状态。4.4. 在执行转移指令

17、、调用指令和返回指令时，下在执行转移指令、调用指令和返回指令时，下面要执行的指令就不是在程序中紧接着的那条面要执行的指令就不是在程序中紧接着的那条指令了，而指令了，而BIUBIU往指令队列装入指令时，总是往指令队列装入指令时，总是按顺序进行的。在这种情况下，指令队列中已按顺序进行的。在这种情况下，指令队列中已经装入的指令就没有用了，会被自动消除。随经装入的指令就没有用了，会被自动消除。随后，后，BIUBIU会往指令队列中装入另一个程序段中会往指令队列中装入另一个程序段中的指令。的指令。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3.1.2 80863.1.2 8086的寄存器

18、结构的寄存器结构v 寄存器寄存器是是CPUCPU内部用来存放地址、数据和状态内部用来存放地址、数据和状态标志的部件。标志的部件。v 80868086有有1414个个1616位寄存器和位寄存器和8 8个个8 8位寄存器。位寄存器。v 按用途可以分为以下几类：按用途可以分为以下几类：数据寄存器；数据寄存器；指针和变址寄存器；指针和变址寄存器；段寄存器；段寄存器；指令指针寄存器；指令指针寄存器；标志寄存器。标志寄存器。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、数据寄存器、数据寄存器AXAX、BXBX、CXCX、DXDXv数据寄存器主要用来存放操作数或中间结果，数据寄存器主

19、要用来存放操作数或中间结果，以减少访问存储器的次数。有：以减少访问存储器的次数。有： 4 4个个1616位的寄存器：位的寄存器：AXAX、BXBX、CXCX、DXDX； 8 8个个8 8位的寄存器：位的寄存器：AHAH、ALAL、BHBH、BLBL、CHCH、CLCL、DHDH、DLDL； 这些寄存器均可独立使用。这些寄存器均可独立使用。v多数情况下，这些数据寄存器是用在算术运算多数情况下，这些数据寄存器是用在算术运算或逻辑运算指令中，以进行算术逻辑运算。在或逻辑运算指令中，以进行算术逻辑运算。在有些指令中，它们则有特定的用途。有些指令中，它们则有特定的用途。v这些寄存器的用法见下表所示。这些

20、寄存器的用法见下表所示。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、数据寄存器、数据寄存器AXAX、BXBX、CXCX、DXDX寄存器寄存器一般用一般用法法隐含用法隐含用法AX16位累位累加器加器字节乘法中保存积；字乘法中隐含提供一个乘数，并保存字节乘法中保存积；字乘法中隐含提供一个乘数，并保存积的低积的低16位；位；字节除法中隐含提供被除数；字除法中隐含提供被除数的字节除法中隐含提供被除数；字除法中隐含提供被除数的低低16位，并保存商；位，并保存商；CBW指令中隐含作为目标操作数；指令中隐含作为目标操作数；CWD指令中隐含作为源操作数和目标操作数的低指令中隐含作为源

21、操作数和目标操作数的低16位；位；I/O指令中，保存指令中，保存16位输入位输入/输出数据。输出数据。ALAX的低的低8位位字节乘法中隐含提供一个乘数，并保存积的低字节乘法中隐含提供一个乘数，并保存积的低8位；字节除位；字节除法中隐含提供被除数的低法中隐含提供被除数的低8位并保存商；位并保存商；CBW指令中隐含作为源操作数；指令中隐含作为源操作数；XLAT指令中隐含提供表格首地址偏移量；指令中隐含提供表格首地址偏移量；I/O指令中，保存指令中，保存8位输入位输入/输出数据。输出数据。AHAX的高的高8位位字节乘法中隐含提供一个乘数；字节乘法中隐含提供一个乘数；字节除法中隐含保存余数；字节除法中

22、隐含保存余数；DOS和和BIOS功能调用中存放功能号。功能调用中存放功能号。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、数据寄存器、数据寄存器AXAX、BXBX、CXCX、DXDX寄存寄存器器一般用法一般用法隐含用法隐含用法BX基址寄存器基址寄存器，常用作地，常用作地址寄存器址寄存器 XLAT指令中提供被查表格中源操作数的间接地址。指令中提供被查表格中源操作数的间接地址。 CX16位计数器位计数器 循环指令中的循环次数计数器；循环指令中的循环次数计数器；串操作指令中串长计数器。串操作指令中串长计数器。 CLCX的低的低8位位移位或循环移位指令中提供移位的次数。移位或循

23、环移位指令中提供移位的次数。 DX16位数据寄位数据寄存器存器 字乘法中隐含保存积的高字乘法中隐含保存积的高16位；位；字除法中隐含提供被除数的高字除法中隐含提供被除数的高16位，并保存积的高位，并保存积的高16位；位； CWD指令中隐含作为目标操作数的高指令中隐含作为目标操作数的高16位；位； 在间接寻址的在间接寻址的I/O指令中，提供端口地址。指令中，提供端口地址。 第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 v EUEU中有中有2 2个地址指针寄存器个地址指针寄存器SPSP、BPBP和和2 2个变址寄存器个变址寄存器SISI、DIDI。 用法如下表所示：用法如下表所示：

24、寄存器寄存器一般用法一般用法隐含用法隐含用法SP（堆栈指针（堆栈指针寄存器）寄存器）保存堆栈栈顶偏移地址，与保存堆栈栈顶偏移地址，与SS配配合来确定堆栈在内存中的位置。合来确定堆栈在内存中的位置。压栈、出栈操作中隐含压栈、出栈操作中隐含指示栈顶指示栈顶BP（基址指针（基址指针寄存器）寄存器）保存保存16位数据位数据保存堆栈段内存储单元的偏移保存堆栈段内存储单元的偏移地址。地址。SI（源变址寄（源变址寄存器）存器）保存保存16位数据位数据保存数据段内存储单元的偏移保存数据段内存储单元的偏移地址。地址。串操作指令中，隐含与串操作指令中，隐含与DS配合，确定源串在配合，确定源串在内存中的位置。内存中

25、的位置。DI（目的变址（目的变址寄存器）寄存器）保存保存16位数据位数据保存数据段内存储单元的偏移保存数据段内存储单元的偏移地址。地址。串操作指令中，隐含与串操作指令中，隐含与ES配合，确定目标串配合，确定目标串在内存中的位置。在内存中的位置。2、指针和变址寄存器、指针和变址寄存器SP、BP、SI、DI第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3 3、段寄存器、段寄存器v80868086内部设置了内部设置了4 4个个1616位的段寄存器，用于存位的段寄存器，用于存放当前程序所用的各段的起始地址的高放当前程序所用的各段的起始地址的高1616位：位：vCSCS（Code Seg

26、mentCode Segment），称为代码段寄存器，存），称为代码段寄存器，存放当前执行的程序所在段的起始地址。其值乘放当前执行的程序所在段的起始地址。其值乘以以1616再加上再加上IPIP的值，就形成了下一条要取出指的值，就形成了下一条要取出指令所在的内存单元的物理地址。令所在的内存单元的物理地址。vDSDS（Data SegmentData Segment），称为数据段寄存器，存），称为数据段寄存器，存放当前数据段的起始地址。其值乘以放当前数据段的起始地址。其值乘以1616再加上再加上指令中存储器寻址方式指定的偏移地址，就形指令中存储器寻址方式指定的偏移地址，就形成了要进行读成了要进行读

27、/ /写的数据段中指定内存单元的写的数据段中指定内存单元的物理地址。物理地址。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3 3、段寄存器、段寄存器 SSSS（Stack SegmentStack Segment），称为堆栈段寄存器，），称为堆栈段寄存器，存放当前堆栈段的起始地址。堆栈是按照存放当前堆栈段的起始地址。堆栈是按照“后后进先出进先出”原则组织的一个特殊内存区域。堆栈原则组织的一个特殊内存区域。堆栈操作数的地址由操作数的地址由SSSS的值乘以的值乘以1616再加上再加上SPSP的值形的值形成。成。 ESES（Extra SegmentExtra Segment），称

28、为附加段寄存器，），称为附加段寄存器，存放当前附加段的起始地址。附加段是附加的存放当前附加段的起始地址。附加段是附加的数据段，也用于数据的保存，另外，串操作指数据段，也用于数据的保存，另外，串操作指令将附加段作为其目标操作数的存放区域。令将附加段作为其目标操作数的存放区域。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 4 4、1616位指令指针寄存器位指令指针寄存器IPIPv指令指针寄存器指令指针寄存器IPIP（Instruction PointerInstruction Pointer）存放）存放当前代码段中的偏移地址，它与当前代码段中的偏移地址，它与CSCS联用，可以形成联

29、用，可以形成下一条要取出指令的物理地址。下一条要取出指令的物理地址。v程序不能直接对程序不能直接对IPIP进行存取，但能在程序运行中被进行存取，但能在程序运行中被自动修改。自动修改。 例如，控制器取到要执行的指令后，会立刻修改例如，控制器取到要执行的指令后，会立刻修改IPIP值，使之指向下一条指令的首地址；值，使之指向下一条指令的首地址； 转移、调用、返回等指令执行，就是通过修改转移、调用、返回等指令执行，就是通过修改IPIP的值来控制指令序列的执行流程的。的值来控制指令序列的执行流程的。 第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 5 5、标志寄存器、标志寄存器FRFRvF

30、RFR是一个是一个1616位的寄存器。位的寄存器。9 9个位用作标志位：个位用作标志位： 状态标志位状态标志位有有6 6个，记录程序中运行结果的个，记录程序中运行结果的状态信息，是根据指令的运行结果由状态信息，是根据指令的运行结果由CPUCPU自自动设置的。这些状态信息通常作为后续转移动设置的。这些状态信息通常作为后续转移指令的转移控制条件，所以也称为条件码。指令的转移控制条件，所以也称为条件码。 控制标志位控制标志位有有3 3个，可以编程设置，用于控个，可以编程设置，用于控制处理器执行指令的方式。控制标志设置之制处理器执行指令的方式。控制标志设置之后，可对后面的操作产生控制作用。后，可对后面

31、的操作产生控制作用。v未标明的位在未标明的位在80868086中不用。中不用。 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF0第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF0进位标志：指令执行后，如果运进位标志：指令执行后，如果运算结果在最高位上产生了一个进算结果在最高位上产生了一个进位或借位，则位或借位，则CFCF1 1；否则，；否则，CFCF0 0。CF5 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR条件标志条件标志第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF11

32、15 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR条件标志条件标志奇偶标志：如果运算结果低八位奇偶标志：如果运算结果低八位1 1的个数为偶数，则的个数为偶数，则PFPF1 1；否则，；否则，PFPF0 0。PF第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR条件标志条件标志辅助进位标志：如果运算结果低辅助进位标志：如果运算结果低4 4位产生了进位，则位产生了进位，则AFAF1 1；否则，；否则，AFAF0 0。AF第

33、第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR条件标志条件标志零标志：如果运算结果为零标志：如果运算结果为0 0，则，则ZFZF1 1；否则，；否则，ZFZF0 0。ZF第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR条件标志条件标志符号标志：如果运算结果为正数符号标志：如果运算结果为正数，则，则SFSF0 0；否则，；否则，SFSF1 1。SF

34、第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR条件标志条件标志溢出标志：如果运算过程产生了溢出标志：如果运算过程产生了溢出，则溢出，则OFOF1 1；否则，；否则，OFOF0 0。OF第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR控制标志控制标志单步标志：单步标志：TFTF1 1，处理器按单步执行指令；，处理器按单步执行指令；TFTF0 0，

35、处理器正常工作。，处理器正常工作。TF第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR控制标志控制标志中断允许标志：中断允许标志：IFIF1 1，允许可屏蔽中断；，允许可屏蔽中断；IFIF0 0，不允许可屏蔽中断。，不允许可屏蔽中断。IF第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR控制标志控制标志方向标志（用于串操作指令）：方向标志（用于串操

36、作指令）：DFDF1 1，存储器地址会自动减值；，存储器地址会自动减值；DFDF0 0，存储器地址会自动增值。，存储器地址会自动增值。DF第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 5 5、标志寄存器、标志寄存器FRFRv状态标志的状态表示在状态标志的状态表示在PC PC 中，可由调中，可由调试程序（试程序（DEBUGDEBUG）显示出来。）显示出来。v对应符号如下表所示：对应符号如下表所示：标志位名标志位名为为1 1对应符对应符为为0 0对应符对应符OFOFDFDFIFIFSFSFZFZFAFAFPFPFCFCFOVOVDNDNEIEINGNGZRZRACACPEPECYC

37、YNVNVUPUPDIDIPLPLNZNZNANAPOPONCNC第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3.2 80863.2 8086微处理器的工作模式及引脚特性微处理器的工作模式及引脚特性3.2.1 80863.2.1 8086的工作模式的工作模式v当把当把8086CPU8086CPU与存储器、外设构成一个计算机与存储器、外设构成一个计算机系统时，根据所连的存储器和外设的规模，系统时，根据所连的存储器和外设的规模，8086CPU8086CPU具有两种不同的工作模式来适应不同具有两种不同的工作模式来适应不同的应用场合：的应用场合： 最小模式最小模式 最大模式最大模式

38、v80868086的工作模式由硬件设计决定：的工作模式由硬件设计决定： 引脚连电源（引脚连电源（5V5V），则），则80868086处在处在最小模式；最小模式； 引脚接地，则引脚接地，则80868086处在最大模式。处在最大模式。MN/MXMN/MXMN/MXMN/MX第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3.2.1 80863.2.1 8086的工作模式的工作模式v最小模式最小模式 最小模式也称为单处理器模式，是指系统中只最小模式也称为单处理器模式，是指系统中只有一片有一片80868086微处理器，所连的存储器容量不大微处理器，所连的存储器容量不大、片子不多，所要连的

39、、片子不多，所要连的I/OI/O端口也不多，系统端口也不多，系统的控制总线就直接由的控制总线就直接由CPUCPU的控制线供给，从而的控制线供给，从而使得系统中的总线控制电路被减到最少。使得系统中的总线控制电路被减到最少。 最小模式适用于较小规模的系统。最小模式适用于较小规模的系统。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3.2.1 80863.2.1 8086的工作模式的工作模式v最大模式最大模式 最大模式是相对于最小模式而言的，适用于最大模式是相对于最小模式而言的，适用于中、大型规模的系统。中、大型规模的系统。 在最大模式的系统中有多个微处理器，其中在最大模式的系统中有

40、多个微处理器，其中一个是主处理器一个是主处理器80868086，其他的处理器称为协，其他的处理器称为协处理器，承担某方面专门的工作。和处理器，承担某方面专门的工作。和80868086配配合的协处理器有数值运算协处理器合的协处理器有数值运算协处理器80878087，和，和输入输入/ /输出协处理器输出协处理器80898089。 80868086通过一个总线控制器通过一个总线控制器82888288来形成各种总来形成各种总线周期，控制信号由线周期，控制信号由82888288供给。供给。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3.2.2 80863.2.2 8086的引脚特性的引

41、脚特性描述方面：描述方面：v 引脚的功能引脚的功能v 信号的有效电平信号的有效电平v 信号的流向信号的流向v 引脚的复用引脚的复用v 三态能力三态能力第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 v 数据总线为数据总线为1616位位v 地址总线为地址总线为2020位位v 4040条引脚条引脚 v 部分引脚分时复用部分引脚分时复用 3.2.2 80863.2.2 8086的引脚特性的引脚特性第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、两种工作模式的公共引脚、两种工作模式的公共引脚ADAD0 0ADAD1515低低16位地址位地址/数据数据的复用引脚线的复

42、用引脚线三态、双向三态、双向采用分时复用法来采用分时复用法来实现对地址线和数实现对地址线和数据线的复用据线的复用第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、两种工作模式的公共引脚、两种工作模式的公共引脚 A A1919/S/S6 6A A1616/S/S3 3高高4位地址位地址/状态的状态的复用引脚线复用引脚线三态、输出三态、输出采用分时复用方法采用分时复用方法来实现对地址线和来实现对地址线和状态线的复用状态线的复用第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 v状态信息状态信息S S6 6总是为低电平。总是为低电平。S S5 5反映当前允许中断反映当

43、前允许中断标志的状态。标志的状态。S S4 4与与S S3 3一起指示当前哪一个段寄存一起指示当前哪一个段寄存器被使用。其规定如表所示。器被使用。其规定如表所示。S S4 4S S3 3当前正在使用当前正在使用的段寄存器名的段寄存器名0 00 0 ES ES0 01 1 SS SS1 10 0 CS CS或未用或未用1 11 1 DS DS第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、两种工作模式的公共引脚、两种工作模式的公共引脚 BHE/S7高高8位数据总线允许位数据总线允许/状态的复用引脚线状态的复用引脚线三态、输出三态、输出 BHE与与A0结合使用结合使用第第3

44、3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、两种工作模式的公共引脚、两种工作模式的公共引脚 RD读信号读信号三态、输出三态、输出低电平时有效低电平时有效有效时表示对存储有效时表示对存储器或器或I/OI/O进行读操作进行读操作 RD读信号读信号三态、输出三态、输出低电平时有效低电平时有效有效时表示对存储有效时表示对存储器或器或I/O进行读操作进行读操作第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、两种工作模式的公共引脚、两种工作模式的公共引脚 READY准备就绪信号准备就绪信号输入输入高电平时有效高电平时有效有效时表示存储器有效时表示存储器或或I/O设备

45、准备就绪设备准备就绪第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、两种工作模式的公共引脚、两种工作模式的公共引脚 TEST测试信号测试信号输入输入低电平时有效低电平时有效与与WAIT指令配合指令配合 使用使用第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、两种工作模式的公共引脚、两种工作模式的公共引脚 INTR可屏蔽中断请求信号可屏蔽中断请求信号输入输入高电平时有效高电平时有效标志寄存器中标志寄存器中IF位：位：IF=1，允许中断，允许中断IF=0，禁止中断，禁止中断第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、两种工作模式

46、的公共引脚、两种工作模式的公共引脚 NMI非屏蔽中断请求信号非屏蔽中断请求信号输入输入上升沿有效上升沿有效不受不受IF位影响位影响8086只有只有NMI和和INTR可以引入外部中断。可以引入外部中断。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、两种工作模式的公共引脚、两种工作模式的公共引脚 RESET复位信号复位信号输入输入高电平有效高电平有效复位后：复位后：指令队列空指令队列空CS为为FFFFH其它寄存器清零其它寄存器清零第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、两种工作模式的公共引脚、两种工作模式的公共引脚 其它CLK输入时钟信号输入时

47、钟信号VCC输入电源输入电源GND接地接地MN/MX最小最小/最大模最大模式信号，输入。式信号，输入。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 与模式有关的引脚与模式有关的引脚第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、最小模式下的引脚、最小模式下的引脚 INTA中断响应信号中断响应信号输出输出低电平有效低电平有效第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、最小模式下的引脚、最小模式下的引脚 ALE地址锁存信号地址锁存信号输出输出下降沿时锁存下降沿时锁存地址地址第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统

48、2 2、最小模式下的引脚、最小模式下的引脚 DEN数据允许信号数据允许信号输出，三态输出，三态低电平有效低电平有效第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、最小模式下的引脚、最小模式下的引脚 DT/R数据发送数据发送/接接收控制信号收控制信号输出，三态输出，三态有效时控制数有效时控制数据传送方向据传送方向第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、最小模式下的引脚、最小模式下的引脚 M/IO访问访问M或或I/O控制信号控制信号输出，三态输出，三态=1，访问，访问M=0，访问，访问I/O第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机

49、系统 2 2、最小模式下的引脚、最小模式下的引脚WRWR写信号写信号输出，三态输出，三态低电平有效低电平有效有效时表示有效时表示CPU正在写正在写第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、最小模式下的引脚、最小模式下的引脚HOLDHOLD和和HLDAHLDAHOLD输入，总线输入，总线保持请求信号保持请求信号HLDA输出，总线输出，总线响应信号响应信号第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3.3 80863.3 8086微型计算机系统微型计算机系统3.3.1 80863.3.1 8086微型计算机系统的硬件组成微型计算机系统的硬件组成1.1.

50、 系统硬件组成的特点系统硬件组成的特点v 80868086微型计算机系统的硬件组成出了包括微型计算机系统的硬件组成出了包括80868086微处理器外，还需要其他的部件。微处理器外，还需要其他的部件。v 80868086不同的工作模式对系统的硬件组成有不不同的工作模式对系统的硬件组成有不同的要求，其中共同之处有：同的要求，其中共同之处有：时钟发生器时钟发生器8284 (18284 (1片，提供时钟）片，提供时钟）地址锁存器地址锁存器8282 (38282 (3片，锁存地址信息）片，锁存地址信息）数据收发器数据收发器8286 (38286 (3片，增加数据总线的片，增加数据总线的驱动能力驱动能力

51、）第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2.2. 最小模式系统的硬件组成最小模式系统的硬件组成3.3.1 8086微型计算机系统的硬件组成微型计算机系统的硬件组成第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3.3.2 80863.3.2 8086微型计算机系统的存储器组织微型计算机系统的存储器组织v 存储器是计算机的记忆部件，用来存放程序和存储器是计算机的记忆部件，用来存放程序和数据。数据。v 按所在的位置，存储器可以分成主存储器和辅按所在的位置，存储器可以分成主存储器和辅助存储器。助存储器。主存储器存放当前正在执行的程序和使用的数据，主存储器存放当前

52、正在执行的程序和使用的数据，CPUCPU可以直接存取，它由半导体存储器芯片构成，可以直接存取，它由半导体存储器芯片构成，其成本高，容量小，但速度快。其成本高，容量小，但速度快。辅助存储器可用来长期保存大量程序和数据辅助存储器可用来长期保存大量程序和数据,CPU,CPU需需要通过要通过I/OI/O接口访问，它由磁盘或光盘构成，其成接口访问，它由磁盘或光盘构成，其成本低，容量大，但速度较慢。本低，容量大，但速度较慢。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、80868086的存储器空间的存储器空间v80868086中本身没有存储器，这里是指以中本身没有存储器，这里是指以

53、80868086为为CPUCPU的计算机系统的存储空间；的计算机系统的存储空间；v存储单元存储单元80868086的存储器空间由若干存储单元组成；的存储器空间由若干存储单元组成；每个每个字节字节为一个内存单元，它具有唯一的地址码。为一个内存单元，它具有唯一的地址码。v存储单元的内容存储单元的内容指的是存放在存储单元中的数据；指的是存放在存储单元中的数据；数据可以是字节、字和双字。数据可以是字节、字和双字。 v存储容量存储容量存储器能够存放数据的最大字节数；存储器能够存放数据的最大字节数；与地址线多少相关，与地址线多少相关，80868086有地址线有地址线2020根，故根，故80868086计计

54、算机系统中，可寻址的存储空间最大可以是算机系统中，可寻址的存储空间最大可以是2 22020=1M=1M字节字节。00000H00001H0000FHFFFFFH第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、80868086的存储器空间的存储器空间v 存储单元地址存储单元地址即为存储单元的编号，用无符号整数来表示（编程即为存储单元的编号，用无符号整数来表示（编程用十六进制表示）；用十六进制表示）；80868086物理地址范围从物理地址范围从00000H00000HFFFFFHFFFFFH。v 数据在存储单元的存放数据在存储单元的存放高高低低高高低低（高字节存放在高地址，低

55、字节存放在低地址）；（高字节存放在高地址，低字节存放在低地址）；多字节数据以最低字节的地址为准；多字节数据以最低字节的地址为准；8086CPU8086CPU对字对字/ /字节的读写以从偶地址开始，字节的读写以从偶地址开始，1616位为单位进行操位为单位进行操作。作。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、80868086的存储器空间的存储器空间如图所示：如图所示：v20110H20110H单元单元20113H20113H单元存放的内单元存放的内容依次是容依次是12H12H、34H34H、56H56H、78H78H；v（20110H20110H）=12H=12H表示

56、表示字节字节单元单元20110H20110H的内容是的内容是12H12H；v（20110H20110H）=3412H=3412H表示表示字字单元单元20110H20110H的内容是的内容是3412H3412H；v（20110H20110H）=78563412H=78563412H表示表示双字双字单单元元20110H20110H的内容是的内容是78563412H78563412H。 第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、 存储器的分段管理存储器的分段管理v尽管尽管8086CPU8086CPU提供提供2020位地址，但位地址，但80868086中可用来中可用来存放地

57、址的寄存器如存放地址的寄存器如IPIP、SPSP、BXBX、SISI等都是等都是1616位的，只能直接寻址位的，只能直接寻址64KB64KB；v为了对为了对1M1M个存储单元进行管理，个存储单元进行管理，8086CPU8086CPU采用采用了典型的存储器分段技术。了典型的存储器分段技术。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、 存储器的分段管理存储器的分段管理v 分段后，对存储器的寻址操作不再直接用分段后，对存储器的寻址操作不再直接用2020位位的物理地址，而是采用段地址的物理地址，而是采用段地址 + + 段内偏移地址段内偏移地址的二级寻址方式。的二级寻址方式。

58、v 段地址段地址在在80868086存储空间中，把存储空间中，把1616（2424）个字节的存储空间）个字节的存储空间称作一节（称作一节（ParagraphParagraph），通常分段时要求各个逻辑），通常分段时要求各个逻辑段从节的整数边界开始，这样段首地址低段从节的整数边界开始，这样段首地址低4 4位应该是位应该是“0000”0000”，因此就把段首地址的高，因此就把段首地址的高1616位称为位称为“段基段基址（段地址）址（段地址）”段地址是无符号的段地址是无符号的1616位二进制数，存放在段寄存器位二进制数，存放在段寄存器DSDS、CSCS、SSSS或或ESES中，这些段分别称为数据段、

59、代码中，这些段分别称为数据段、代码段、堆栈段和附加段。段、堆栈段和附加段。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、 存储器的分段管理存储器的分段管理v 偏移地址偏移地址我们把某一存储单元相对于段首地址的偏移量称为我们把某一存储单元相对于段首地址的偏移量称为偏移地址（也称有效地址偏移地址（也称有效地址EAEA）。）。偏移地址也是无符号的偏移地址也是无符号的1616位二进制数，存放在位二进制数，存放在IPIP、SPSP、BXBX、SISI、DIDI、BPBP中或直接出现在指令中。中或直接出现在指令中。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2

60、、 存储器的分段管理存储器的分段管理v 逻辑地址逻辑地址采用分段结构的存储器中，把通过段地址和偏移地址采用分段结构的存储器中，把通过段地址和偏移地址来表示的存储单元的地址称为逻辑地址，记为：来表示的存储单元的地址称为逻辑地址，记为： 段地址：偏移地址段地址：偏移地址逻辑地址是物理地址的一种表示方式，不是唯一的。逻辑地址是物理地址的一种表示方式，不是唯一的。例如：例如： 逻辑地址逻辑地址2000H2000H：1300H1300H、2120H2120H：0100H0100H和和2100H2100H：0300H0300H表示的是同一个存储单元表示的是同一个存储单元21300H21300H。第第3 3