微机接口原理课件第2章80X86微处理器的结构

1、 微机原理与接口技术微机原理与接口技术微机原理与接口技术精品课程2计算机计算机微机原理与接口技术精品课程3历代典型的CPU.微机原理与接口技术精品课程42.1 16位微处理器位微处理器80862.1.1 8086的编程结构的编程结构总线接口总线接口部件部件 执行执行部件部件 标志标志内容内容算数算数逻辑逻辑带来带来流水线机制流水线机制注：微处理器注：微处理器8088，与，与8086是姐妹产品，其特点是：是姐妹产品，其特点是： 1.外部总线少外部总线少8根数据线；根数据线；2.指令队列少两个缓冲器指令队列少两个缓冲器注：将来实验用的是注：将来实验用的是8088.微机原理与接口技术精品课程5EU控

2、控制制器器ALU暂暂 存存 器器标志寄存器标志寄存器8位队位队列总线列总线总总线线控控制制逻逻辑辑内部总线内部总线16位位地址加法器地址加法器20位地位地址总线址总线16位位数数据据总总线线执执行行部部件件EU总总线线接接口口部部件件BIU1 2 3 4 5 6指令队列指令队列通用寄存器通用寄存器AX AH ALBX BH BLCX CH CLDX DH DL SP BP DI SICSDSSSESIP暂存器暂存器主主存存专用寄存器专用寄存器微机原理与接口技术精品课程6 标志寄存器标志寄存器Fl唯一能唯一能按位操作按位操作的寄存器的寄存器l只定义了其中只定义了其中9位位，另外，另外7位未定义（

3、不用）位未定义（不用） 6位状态位状态标志：标志：OF、SF、ZF、 PF、CF、AF 3位控制位控制标志：标志：DF、IF、TFOF DF IF TF SF ZF AF PF CFD15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0进位标志进位标志奇偶标志奇偶标志辅助进位标志辅助进位标志零标志零标志符号标志符号标志单步跟踪标志单步跟踪标志中断允许标志中断允许标志方向标志方向标志益处标志益处标志补码运算用补码运算用9.20微机原理与接口技术精品课程7状态标志状态标志l反映指令对数据作用之后，结果的状态（不是结反映指令对数据作用之后，结果的状

4、态（不是结果本身）。这些状态将控制后续指令的执行果本身）。这些状态将控制后续指令的执行vOF(Overflow Flag)：溢出标志：溢出标志(指补码指补码)，F.11 OF=1：在运算过程中，如操作数超过了机器表示的范围称为溢出。 OF=0：在运算过程中，如操作数未超过了机器能表示的范围称为不溢出。 字节允许范围：-128+127 字允许范围：-32768+32767微机原理与接口技术精品课程8状态标志状态标志lCF（Carry Flag）：进位）：进位/借位标志，借位标志，F.0CF=1：最高位需要向前产生进位/借位。CF=0：最高位不会向前产生进位/借位。lAF（Auxiliary Ca

5、rry Flag）：辅助进位标）：辅助进位标志，志，F.4AF=1：数据的第3位（半个字节）需要向前产生进位/借位。AF=0：数据的第3位（半个字节）不会向前产生进位/借位。微机原理与接口技术精品课程9状态标志状态标志lSF（Sign Flag）：符号标志）：符号标志，F.7SF=1：运算结果的最高位为1，如果为带符号数，则为负数。SF=0：运算结果的最高位为0，如果为带符号数，则为正数。带符号数的最高位为符号位；而无符号数的 最高位为数值位。lZF（Zero Flag）：全零标志，）：全零标志，F.6 ZF=1：运算结果为全0。不包括进位的情况 ZF=0：运算结果不为0。微机原理与接口技术精

6、品课程10状态标志状态标志lPF(Parity Flag)：奇偶标志：奇偶标志F.2PF=1: 结果的低8位中有偶数个1。PF=0: 结果的低8位中有奇数个1。l有些运算操作将影响全部状态标志，如加有些运算操作将影响全部状态标志，如加法、减法运算法、减法运算l有些操作影响部分状态标志，如移位操作有些操作影响部分状态标志，如移位操作l有些指令的操作不影响任何状态标志，如有些指令的操作不影响任何状态标志，如数据传送指令（数据传送指令（远程传送例外远程传送例外）微机原理与接口技术精品课程11例例: 计算机执行两个数的加法计算机执行两个数的加法 0010 0011 0100 0101 + 0011 0

7、010 0001 10010101 0101 0101 1110分析：分析：1. 运算结果的最高位是运算结果的最高位是0，所以符号标志，所以符号标志SF=0 2. 运算结果本身不为运算结果本身不为0, 所以零标志所以零标志ZF=0 3. 运算结果低运算结果低8位位1的个数为奇数的个数为奇数, 奇偶标志奇偶标志PF=0 4. 运算最高位没有产生进位运算最高位没有产生进位, 所以进位标志所以进位标志CF=0 5. 第第3位没有往第位没有往第4位进位位进位,所以辅助进位标志所以辅助进位标志AF=0 6. 运算结果没有超出有效范围运算结果没有超出有效范围,所以溢出标志所以溢出标志OF=0 微机原理与接

8、口技术精品课程12控制标志控制标志 DF IF TFl控制标志位的值不由数据运算的结果决定，而控制标志位的值不由数据运算的结果决定，而由指令直接赋值由指令直接赋值l控制标志决定后续指令的执行情况控制标志决定后续指令的执行情况lDF(Direction Flag)：方向控制标志位，F.10 用于串处理指令，控制从前往后、还是从后往前对用于串处理指令，控制从前往后、还是从后往前对字符串进行操作处理字符串进行操作处理 DF=1，每次串处理操作后使变址寄存器，每次串处理操作后使变址寄存器SI和和DI的值的值递减，使串处理从高地址向低地址方向处理。递减，使串处理从高地址向低地址方向处理。 DF=0，每次

9、串处理操作后使变址寄存器，每次串处理操作后使变址寄存器SI和和DI的值的值递增，使串处理从低地址向高地址方向处理。递增，使串处理从低地址向高地址方向处理。微机原理与接口技术精品课程13控制标志控制标志 DF IF TFlIF(Interupt Flag)：中断允许/禁止标志位 F.9 IF=1, 允许外部可屏蔽中断。允许外部可屏蔽中断。CPU可以响应可屏蔽可以响应可屏蔽中断请求。中断请求。 IF=0, 关闭中断。关闭中断。CPU禁止响应可屏蔽中断请求。禁止响应可屏蔽中断请求。 IF的状态对不可屏蔽中断和内部软中断没有影响。的状态对不可屏蔽中断和内部软中断没有影响。lTF(Trap Flag)：

10、跟踪(陷阱)标志位 F.8 TF=1，每执行一条指令后，自动产生一次内部中，每执行一条指令后，自动产生一次内部中断，使断，使CPU处于单步执行指令工作方式，便于进处于单步执行指令工作方式，便于进行程序调试，用户能检查程序。行程序调试，用户能检查程序。 TF=0, CPU正常工作，不产生陷阱。正常工作，不产生陷阱。微机原理与接口技术精品课程14控制标志与状态标志的区别控制标志与状态标志的区别l控制标志的值：由系统程序或用户程序根据需要用指令设置。l状态信息：由中央处理器执行运算指令，并根据运算结果而自动设置。X86 CPU也提供了直接设置状态标志之值的指令微机原理与接口技术精品课程15AXBXC

11、XDX8086的通用寄存器的通用寄存器目的变址指针目的变址指针(Destination Index)DI源变址指针源变址指针(Source Index)SI基址指针基址指针(Base Pointer)BP堆栈指针堆栈指针(Stack Pointer)SP数据寄存器数据寄存器(Data)DLDHDX计数寄存器计数寄存器(Count)CLCHCX基址寄存器基址寄存器(Base)BLBHBX累加器累加器(Accumulator)ALAHAX数据寄存器数据寄存器 可可分为两个分为两个8 8位，位，主要用于数据主要用于数据操作操作地址指针地址指针主要用于主要用于地址操作地址操作微机原理与接口技术精品课程

12、16通用寄存器的特殊用法通用寄存器的特殊用法(默认用法默认用法)寄存器寄存器特特 殊殊 用用 法法AX，AL乘法/除法指令，作累加器；I/O操作时，作数据寄存器AH在LAHF指令中用作目的寄存器(AH)标志)AL在BCD码及ASCII码运算指令中作为累加器；在XLAT指令中作为累加器（AL）(AL)（BX）)BX在间接寻址中作为基址寄存器和变址寄存器CX在循环程序中，作循环次数计数器CL在移位和循环移位指令中，作为移位位数和循环移位次数的计数寄存器（指令执行后，（CL）不变）DXI/O指令间接寻址时，作为地址寄存器；在乘法指令中作为辅助累加器（当乘积或被除数为32位时，存放高16位数）BP在间

13、接寻址中，作为基址寄存器SP在堆栈操作中，作为堆栈指针SI间接寻址时，作为地址寄存器或变址寄存器；在串操作指令中作为源变址寄存器DI在间接寻址时，作为地址寄存器或变址寄存器；在串操作指令中作为目的变址寄存器微机原理与接口技术精品课程17EU控控制制器器ALU暂暂 存存 器器标志寄存器标志寄存器8位队位队列总线列总线总总线线控控制制逻逻辑辑内部总线内部总线16位位地址加法器地址加法器20位地位地址总线址总线16位位数数据据总总线线执执行行部部件件EU总总线线接接口口部部件件BIU1 2 3 4 5 6指令队列指令队列通用寄存器通用寄存器AX AH ALBX BH BLCX CH CLDX DH

14、DL SP BP DI SICSDSSSESIP暂存器暂存器讨论：讨论：1. 以算术逻辑单元以算术逻辑单元ALU 为中心为中心 2. 以主存为中心以主存为中心主主存存微机原理与接口技术精品课程18标志寄存器标志寄存器（标志寄存器（Flag RegisterFlag Register）共有）共有1616位，其位，其中中7 7位未用。标志寄存器内容如图位未用。标志寄存器内容如图2-22-2所示：所示：（1 1）条件类标志：）条件类标志： CF ZF SF PF OF AF（2 2）控制类标志）控制类标志 ：DF IF TF条件标志分别为：条件标志分别为：进位进位CF、零、零ZF、符号、符号SF、奇

15、偶、奇偶PF、 溢出溢出OF、辅助进位、辅助进位AF（半进位）（半进位）控制标志意思如下：控制标志意思如下：DF：方向标志，为：方向标志，为0则串操作时地址增值则串操作时地址增值IF: 中断标志，为中断标志，为0则中断屏蔽则中断屏蔽TF: 单步标志，为单步标志，为0则连续执行程序则连续执行程序微机原理与接口技术精品课程19ORG 10100H ;伪指令伪指令: CS=1000h ; IP=0100HMOV AX, 0064H ；数据传送指令；数据传送指令 机器码：机器码：B8 64 00ADD AX, 0100 H ; 加法指令机器码加法指令机器码 机器码：机器码：05 00 01MOV 20

16、00，AX ; 数据传送指令数据传送指令 机器码：机器码：A3 00 20 ； DS=1492H 由操作系统安置由操作系统安置 ； IP=2000H 由指令安置由指令安置注：注：CS代码段寄存器代码段寄存器 DS数据段寄存器数据段寄存器 注：物理地址需要合成产生注：物理地址需要合成产生 IP指令指针寄存器指令指针寄存器微处理器微处理器8088执行汇编语言程序执行汇编语言程序 过程演示过程演示微机原理与接口技术精品课程20 8088的指令执行过程的指令执行过程段地址寄存器段地址寄存器微机原理与接口技术精品课程218086总线周期的概念总线周期的概念CPU主存主存*程程序序时钟时钟外部存储器外部存

17、储器硬盘硬盘接口接口DMA启动程序启动程序微机原理与接口技术精品课程228086总线周期的概念总线周期的概念 总线周期：总线周期：4个时钟周期组成，个时钟周期组成，4个时钟周期分别叫做：个时钟周期分别叫做： T1状态、状态、T2状态、状态、 T3状态、状态、 T4状态状态 问：你的电脑时钟周期是多少？问：你的电脑时钟周期是多少？T1状态：状态：CPU通过复用总线往存储单元发地址通过复用总线往存储单元发地址T2状态：状态：CPU撤销地址信号撤销地址信号 T3状态：状态：CPU启动复用总线数据传输启动复用总线数据传输T4状态：总线周期结束状态：总线周期结束Tw 状态：存储器或状态：存储器或I/O口

18、未准备好，要等待（要作解释）口未准备好，要等待（要作解释）TI 状态：状态： 空闲周期，即非总线传输的指令，如指令队列满了。空闲周期，即非总线传输的指令，如指令队列满了。返回返回27微机原理与接口技术精品课程231 8086CPU的引脚信号的引脚信号2最小工作模式最小工作模式 3最大工作模式最大工作模式 2.1.2 8086的引脚信号的引脚信号 和工作模式和工作模式微机原理与接口技术精品课程24图2.4 8086/8088的引脚信号（括号中为最大模式时的引脚名） （a）8086的引脚信号； (b)8088的引脚信号8086/8088 CPU引脚引脚微机原理与接口技术精品课程25 看图要点看图要

19、点1、40个管脚分个管脚分3类类2、很多管脚有多、很多管脚有多 个功能个功能微机原理与接口技术精品课程26数据线（数据线（D0 D15）地址线（地址线（A0 A19）MN / MX 最小最小/最大模式转换最大模式转换BHE 数据高数据高8位允许信号位允许信号ALE 地址锁存信号地址锁存信号DEN 使能信号使能信号数据传输允许数据传输允许】DT/ R 数据传输方向控制数据传输方向控制M/ IO 内存内存/外设控制外设控制READY 准备好信号，控制准备好信号，控制Tw插入插入 数数 RESET 复位信号复位信号HOLD、HLDA 总线控制总线控制INTR、INTA 中断控制中断控制NMI 非屏蔽

20、中断非屏蔽中断微机原理与接口技术精品课程271、 8086的最小模式的最小模式MN / MX 最小最小/最大模式转换最大模式转换BHE 数据高数据高8位允许信号位允许信号ALE 地址锁存信号地址锁存信号DEN 使能信号使能信号数据传输允许数据传输允许】DT/ R 数据传输方向控制数据传输方向控制M/ IO 内存内存/外设控制外设控制READY 准备好信号，控制准备好信号，控制Tw插入插入 数。数。 RESET 复位信号复位信号HOLD、HLDA 总线控制总线控制INTR、INTA 中断控制中断控制NMI 非屏蔽中断非屏蔽中断微机原理与接口技术精品课程28地址信号的分离地址信号的分离选通端，接选

21、通端，接ALE输出允输出允许端许端A0 A15AD0 AD153片片8282的连法的连法微机原理与接口技术精品课程29数据信号的分离数据信号的分离请看计算机读写请看计算机读写数据的时序分析数据的时序分析方向控制端方向控制端输出允许输出允许端端AD0 AD7D0 D7微机原理与接口技术精品课程30CPU时钟信号的获得时钟信号的获得复位端复位端准备好准备好信号端信号端EFI：外振外振源输入端，源输入端，无晶振时无晶振时用用微机原理与接口技术精品课程312、 8086的最大模式的最大模式微机原理与接口技术精品课程32最大模式下控制信号的产生最大模式下控制信号的产生2009-2-26微机原理与接口技术

22、精品课程33最大模式与最大模式与最小模式比较最小模式比较共同点：1、时钟及其产生电路是一样的。 2、数据总线、地址总线的处理 和连法是一样的。不同点：1、控制信号的产生机理不一样，控 制信号的类型有所不同。 2、最小模式用一个CPU，最大模式 用两个CPU。一个专门做辅助计算。 微机原理与接口技术精品课程342.1.3 8086 的的操作操作和和时序时序 操作：操作： 计算机在运行过程中，需要CPU执行许多操作。8086的主要操作分为以下5种类型： 系统的启动和复位操作； 后面专门讲 暂停操作； 由暂停指令HLT（p134）产生，等待外中断用 总线操作； 总线读写操作时序图 中断操作； 后面专

23、门讲 总线控制（请求/允许，多主系统时）。微机原理与接口技术精品课程358086的复位操作时序的复位操作时序 返回系统的复位微机原理与接口技术精品课程36计算机复位时计算机复位时“强制强制”状态状态计算机起步点：计算机起步点：FFFF0，这是计算机最靠前，这是计算机最靠前的程序的程序主板主板BIOS （底层代码（底层代码 ）的第一）的第一条指令所在地址。条指令所在地址。微机原理与接口技术精品课程37CPU从存储器或从存储器或I/O端口读取数据的时序端口读取数据的时序 MOV AL, 2000H ;从存储器从存储器2000H读取数据读取数据IN AL, 20H ;从从I/O端口端口20H读取数据

24、读取数据返回数据收发控制返回数据收发控制返回到返回到41微机原理与接口技术精品课程388086 写周期的时序写周期的时序 返回到返回到2.1.3MOV 2000H , AL ;往存储器往存储器2000H写数据写数据OUT 20H , AL ;往往I/O端口端口20H写数据写数据 微机原理与接口技术精品课程39中断技术概念中断技术概念微机原理与接口技术精品课程40中断操作和中断系统中断操作和中断系统主程序主程序中断中断0 中断中断1中断中断2 中断中断254 中断中断255 断点断点中断号中断号0中断号中断号255指令：指令：INT n中断表中断表返回到返回到41微机原理与接口技术精品课程41中

25、断向量表中断向量表名词：名词：中断号中断号 类型吗类型吗中断服务程序首地址中断服务程序首地址 中断向量中断向量中断表中断表 中断向量表中断向量表微机原理与接口技术精品课程42中断号的索取方式中断号的索取方式 指令索取指令索取 INT n , n为中断号为中断号 CPU指定指定 如非屏蔽外中断的类型码为如非屏蔽外中断的类型码为n=2. 外设通过总线将中断号外设通过总线将中断号n送入送入CPU微机原理与接口技术精品课程438086/8088的中断号配置的中断号配置 注：注：0、1、2、3、4上述五个类型吗上述五个类型吗为系统专用号，为系统专用号，别人不得使用！别人不得使用！2号号指定一指定一个范围

26、个范围指定一指定一个范围个范围0号号1号号4号号3号号微机原理与接口技术精品课程44256个中断号的分配安排个中断号的分配安排 中断向量表位中断向量表位于主存的第于主存的第0段，段， 占占 0 - 3FFH区域，区域，共共1KB存储空间。存储空间。微机原理与接口技术精品课程45 256256个中断向量在中断向量表中的位置计算个中断向量在中断向量表中的位置计算第第n个中断向量所个中断向量所在位置的段地址：在位置的段地址： 0000H第第n个中断向量所个中断向量所在位置的偏移地址：在位置的偏移地址：中断号中断号4微机原理与接口技术精品课程46 256256个中断向量在中断向量表中的存放规则个中断向

27、量在中断向量表中的存放规则偏移地址在前偏移地址在前 段地址在后段地址在后例如：将某向量例如：将某向量 4030:2010存入表的0号位置：0000：0000 100000：0001 200000：0002 300000：0003 40微机原理与接口技术精品课程47 256256个中断向量在中断向量表中的存放规则个中断向量在中断向量表中的存放规则例如：将某向量例如：将某向量 4030:2010存入表的40H号位置：0000：0100 100000：0101 200000：0102 300000：0103 40微机原理与接口技术精品课程48中断向量和中断向量表中断向量和中断向量表 的计算的计算 已

28、知中断类型号，找对应的中断子程序位置：已知中断类型号，找对应的中断子程序位置： 假定类型号为20H，其所对应的中断向量存放的位置：0000:0080H开始的4个单元中，如果0080H、0081H、0082H、0083H这4个单元中的值分别为10H 20H 30H 40H，那么，在这个系统中，20H号中断所对应的中断向量为4030:2010。即对应的中断子程序首地址为： 4030:2010。 中断类型号17H对应的中断向量存放起点为 0000:005CH，所以，0段005CH、005DH、005EH、005FH这4个单元中的值应当分别为90H、78H、45H、23H。（注：地址低位在前） 已知中

29、断向量为已知中断向量为 2345:7890，将其放在类型号，将其放在类型号17H处的向量中：处的向量中：微机原理与接口技术精品课程49 中断号的索取方式中断号的索取方式（计算机进入中断程序的原因）（计算机进入中断程序的原因） CPU执行指令时产生异常执行指令时产生异常 前面讲的益处中断、除数为前面讲的益处中断、除数为0中断都是。中断都是。 环境产生异常环境产生异常 前面讲的可屏蔽中断和非屏蔽中断都是。前面讲的可屏蔽中断和非屏蔽中断都是。3. 程序执行中断调用指令程序执行中断调用指令 INT n 微机原理与接口技术精品课程508086/8088对中断响应过程的流程图对中断响应过程的流程图 注：注

30、：TF 为单步标志，也叫跟踪标志；为单步标志，也叫跟踪标志； IF为中断允许标志为中断允许标志 TEMP为暂存单元为暂存单元非屏蔽非屏蔽请求请求可屏蔽可屏蔽请求请求保护保护断点断点微机原理与接口技术精品课程51 中断子程序的调用中断子程序的调用附录三附录三 常用常用ROM-BIOS功能调用（功能调用（P469） （INT 10H 、 INT 11H INT 1AH）附录二附录二 常用常用DOS功能调用（功能调用（INT 21H）P464 一个中断功能号可以挂很多个不同的子功能号，一个中断功能号可以挂很多个不同的子功能号，最多可以挂多少？最多可以挂多少？微机原理与接口技术精品课程52到此到此,

31、中断技术讲述结束中断技术讲述结束.下面讲下面讲地址地址总线的管理总线的管理.微机原理与接口技术精品课程53 2.1.4 8086 的存储器编址和的存储器编址和I / O 编址编址00000FFFFF6FFFF60000I/O口使用口使用统一编址统一编址00000FFFFF0000FFFFI/O口使用口使用独立编址独立编址M/ IO 内存内存/外设控制外设控制两种编址方案两种编址方案 微机原理与接口技术精品课程54 2.1.4 8086 的存储器编址和的存储器编址和I / O 编址编址 （1）编址编址 方式方式统一编址：内存和统一编址：内存和I/O口统一占用口统一占用20根地址线根地址线 其物理

32、地址范围：其物理地址范围：000000HFFFFFH 存储空间为：存储空间为：1 MB独立编址：内存占用独立编址：内存占用20根地址线，根地址线， 其物理地址范围：其物理地址范围：000000HFFFFFH I/O口占用前口占用前16根地址线根地址线 其物理地址范围：其物理地址范围：0000HFFFFH 存储空间为：存储空间为：64 KB注意：注意： 1 MB贮存是分段管理的，贮存是分段管理的， 64 KB口地址不分段。口地址不分段。微机原理与接口技术精品课程55 贮存分段来编址的概念贮存分段来编址的概念 请问：最小段多大空间？请问：最小段多大空间？ 最大段多大空间？最大段多大空间？微机原理与

33、接口技术精品课程56计算机存储器几个典型区域的说明计算机存储器几个典型区域的说明（1）00000 003FFH共共1KB区域用来存放中断向量，这一区域称区域用来存放中断向量，这一区域称 为中断向量表。此表共可装为中断向量表。此表共可装256个中断向量。个中断向量。 对一个具体系统来说，一般并不需要多达对一个具体系统来说，一般并不需要多达256个中断类型，个中断类型， 因此，实际系统中的中断向量表的大部分区域是空白的因此，实际系统中的中断向量表的大部分区域是空白的。（2）B0000H B0F9FH约约4KB是单色显示器的显示缓冲区，存放是单色显示器的显示缓冲区，存放 单色显示器当前屏幕显示字符所

34、对应的单色显示器当前屏幕显示字符所对应的ASCII码和属性。码和属性。（3）B8000H BF3FH约约16KB是彩色显示器的显示缓冲区，存放是彩色显示器的显示缓冲区，存放 彩色显示器当前屏幕像素所对应的代码。彩色显示器当前屏幕像素所对应的代码。（4）从）从FFFF0H开始到存储器底部开始到存储器底部FFFFFH共共16个字节，一般用个字节，一般用 来存放一条无条件转移指令，转到系统的初始化程序处来存放一条无条件转移指令，转到系统的初始化程序处 。系。系 统在加电或者复位时，会自动转到统在加电或者复位时，会自动转到FFFF0H处开始程序运行处开始程序运行 。 注意注意1：系统：系统BIOS代码

35、的起始地址即为代码的起始地址即为FFFF0H。 注意注意2：都是操作系统给与的安排。：都是操作系统给与的安排。 微机原理与接口技术精品课程5700000FFFFF中断向量表所在区域中断向量表所在区域系统代码启动点系统代码启动点彩色显示器的显示缓冲区彩色显示器的显示缓冲区单色显示器的显示缓冲区单色显示器的显示缓冲区微机原理与接口技术精品课程58 8086的的I/O编址研究编址研究 I/O端口地址用了端口地址用了8086地址总线的低地址总线的低16位位: A0 A15. 解决地址重叠问题的办法：解决地址重叠问题的办法： 硬件采取：利用硬件采取：利用CPU的第的第28管脚管脚 软件采取软件采取: M

36、OV / OUT IN 指令指令 8086系统和外部设备之间都是通过系统和外部设备之间都是通过I/O芯片来联系的。每个芯片来联系的。每个I/O芯片都有一个端口或者几个端口，一个端口往往对应了芯片芯片都有一个端口或者几个端口，一个端口往往对应了芯片内部的一个寄存器或者一组寄存器。微型机系统要为每个端口内部的一个寄存器或者一组寄存器。微型机系统要为每个端口分配一个地址，此地址叫端口号。当然，各个端口号不能重复。分配一个地址，此地址叫端口号。当然，各个端口号不能重复。 8086允许有允许有65536个个8位的位的I/O端口，两个编号相邻的端口，两个编号相邻的8位端口位端口可以组合成一个可以组合成一个

37、16位端口。指令系统中既有访问位端口。指令系统中既有访问8位端口的输入位端口的输入输出指令，也有访问输出指令，也有访问16位端口的输入输出指令。位端口的输入输出指令。 IN AL，200H； 从外设端口输入从外设端口输入8位信号位信号 IN AX，200H； 从外设端口输入从外设端口输入16位信号位信号 OUT 200H，AL ；输出；输出微机原理与接口技术精品课程59 特别注意：特别注意： I/O空间虽然有空间虽然有64KB存储空间，但存储空间，但此空间是不装程序的，干什么用呢？此空间是不装程序的，干什么用呢？ 所有设备的编号其实就是地址，即占相应的空间地址；所有设备的编号其实就是地址，即占

38、相应的空间地址；端口初始化参数的存放空间。端口初始化参数的存放空间。微机原理与接口技术精品课程60下面简单介绍下面简单介绍32位微型计算机系统位微型计算机系统微机原理与接口技术精品课程612.2 32位微处理器位微处理器80386 1985 1985年年1010月，月，InterInter公司推出了公司推出了3232位微处理器位微处理器8038680386。8038680386特点：特点：1. 321. 32位数据总线。位数据总线。 2. 322. 32位地址总线，直接寻址能力：位地址总线，直接寻址能力：4GB4GB 3. 3. 时钟频率时钟频率16MHz16MHz（80868086为为8 8

39、MHz） 新技术：虚拟存储技术，片内存储管理技术，新技术：虚拟存储技术，片内存储管理技术， 存储体管理分段分页保护技术。存储体管理分段分页保护技术。微机原理与接口技术精品课程62虚拟存储技术虚拟存储技术段的新概念：段基地址：段的新概念：段基地址：32位位 段偏移量：段偏移量：32位位 最小段：最小段：1B 最大段：最大段：4GB 允许最多段数：允许最多段数：14k个个 总存储空间（最大）：总存储空间（最大）：14k 4GB = 64T 注意：注意：大多数空间是虚拟的大多数空间是虚拟的微机原理与接口技术精品课程6380386的寄存器的寄存器 说明说明1、EIP 32位指针寄存器位指针寄存器 IP

40、 16位指针寄存器位指针寄存器 可以与可以与8086兼容兼容2、EFLAGS 32位标志寄存器位标志寄存器3、GDTR 全局描述符表寄存全局描述符表寄存 器器 。(指出全局描述符表位置指出全局描述符表位置)4、IDTR 中断描述符表寄存中断描述符表寄存 器器 。 (指出中断描述符表位置指出中断描述符表位置)5、 LDTR 局部描述符表寄存局部描述符表寄存 器。器。(指出局部描述符表位置指出局部描述符表位置) 6、CR0CR3 控制寄存器，保控制寄存器，保存各种全局性状态。存各种全局性状态。 7、DR0DR7 调试寄存器调试寄存器 8、TR6 TR7 测试寄存器测试寄存器微机原理与接口技术精品课程64 80386的标志寄存器的标志寄存器 状态标志状态标志: CF，PF，AF，ZF，SF，OF，NT控制标志控制标志: DF，IF，IOPL系统方式标志系统方式标志: VM，RF 说明：说明： IOPL 在保