二章80X86微处理器-ppt课件

1、第二章第二章 8086/80888086/8088微处置器微处置器 本章学习目的本章学习目的8086/80888086/8088微处置器的功能构造及微处置器的功能构造及指令执行的操作过程指令执行的操作过程8086/80888086/8088系统存储器组织和堆栈系统存储器组织和堆栈8086/80888086/8088在最大和最小方式下引在最大和最小方式下引脚功能脚功能8086/80888086/8088在最大和最小方式下的在最大和最小方式下的系统组织系统组织8086/8088CPU8086/8088CPU的操作时序的操作时序2.1 8086/8088微处置器的功能构造微处置器的功能构造8086：

2、Intel系列的系列的16位微处置器，位微处置器，16条数据线、条数据线、20条地址线，可寻址地址范围条地址线，可寻址地址范围220=1MB，时钟频，时钟频率为率为5MHz 。8088：内部与：内部与8086兼容，也是一个兼容，也是一个16位微处置器，位微处置器，只是外部数据总线为只是外部数据总线为8位，所以称为准位，所以称为准16位微处位微处置器。置器。8086/8088的内部构造从功能上分成两个单元：的内部构造从功能上分成两个单元：总线接口单元总线接口单元BIU管理管理CPU与系统总线的接与系统总线的接 口，口，担任担任CPU对存储器和对存储器和I/O接口进展访问接口进展访问执行单元执行单

3、元EU担任指令的译码、执行担任指令的译码、执行两个单元相互独立，分别完成各自操作；它们可以并两个单元相互独立，分别完成各自操作；它们可以并行执行，实现指令取指和执行的流水线操作行执行，实现指令取指和执行的流水线操作AH ALBH BLCH CLDH DL SP BP DI SI通通用用存存放放器器运算存放器运算存放器ALU标志存放器标志存放器执行部分执行部分控制电路控制电路1 2 3 4 5 6 CS DS SS ES IP 内部存放器内部存放器I/O控制控制电路电路地址加地址加法器法器20位位16位位指令队列缓冲器指令队列缓冲器外外部部总总线线执行部件执行部件EU总线接口部件总线接口部件BI

4、U8086CPU构造图构造图1、总线接口部件、总线接口部件BIU1功能：功能：1从存储器取指令送到指令队列。从存储器取指令送到指令队列。2CPU执行指令时，到指定的位置取操作数，或者执行指令时，到指定的位置取操作数，或者将其送至要求的位置单元中。将其送至要求的位置单元中。2组成：组成：1四个四个16位段地址存放器：存放段地址位段地址存放器：存放段地址 CS：代码段存放器；：代码段存放器；DS：数据段存放器；：数据段存放器； ES：附加段存放器；：附加段存放器；SS： 堆栈段存放器。堆栈段存放器。216位指令指针存放器位指令指针存放器IPPC：用来控制：用来控制CPU的指令执行顺序，它和代码段存

5、放器的指令执行顺序，它和代码段存放器CS一同可以确定一同可以确定当前所要取的指令的内存地址。顺序执行程序时，当前所要取的指令的内存地址。顺序执行程序时，CPU每取一个指令字节，每取一个指令字节，IP自动加自动加1，指向下一个要读，指向下一个要读取的指令字节取的指令字节 。320位的地址加法器：产生位的地址加法器：产生20位地址。位地址。CPU内无论内无论是段地址存放器还是偏移地址量都是是段地址存放器还是偏移地址量都是16位的，经过地位的，经过地址加法器产生址加法器产生20位地址。位地址。4指令队列缓冲器：指令队列缓冲器：8086：六字节、：六字节、8088：四字节，：四字节，在执行指令的同时，

6、将取下一条指令，并放入指令队在执行指令的同时，将取下一条指令，并放入指令队列缓冲器中。列缓冲器中。CPU执行完一条指令后，可以执行下一执行完一条指令后，可以执行下一条指令流水线技术，提高条指令流水线技术，提高CPU效率。效率。2、执行部件、执行部件EU1功能：功能：1从指令队列中取出指令从指令队列中取出指令2对指令进展译码，发出相应的控制信号对指令进展译码，发出相应的控制信号3接纳由总线接口送来的数据或发送数据至接口接纳由总线接口送来的数据或发送数据至接口4进展算术逻辑运算进展算术逻辑运算2组成：组成：1四个四个16位通用数据存放器：位通用数据存放器：AX、BX、CX、DX，可以存放可以存放1

7、6位的操作数，也可分别分为两个位的操作数，也可分别分为两个8位的存放位的存放器器AL、AH；BL、BH；CL、CH；DL、DH来运来运用。其中用。其中AX称为累加器，称为累加器，BX称为基址存放器，称为基址存放器，CX称称为计数存放器，为计数存放器，DX称为数据存放器。称为数据存放器。2指针和变址存放器：存放地址指针。指针和变址存放器：存放地址指针。SP堆栈指针存放器：指示当前堆栈段顶部的偏移地址堆栈指针存放器：指示当前堆栈段顶部的偏移地址BP基址指针存放器：指示堆栈段中一些特殊数据的起基址指针存放器：指示堆栈段中一些特殊数据的起始地址始地址DI目的变址存放器：存放待传送的字符串的目的首地址目

8、的变址存放器：存放待传送的字符串的目的首地址SI 源变址存放器：存放待传送的字符串的源首偏移地址源变址存放器：存放待传送的字符串的源首偏移地址当当SI、DI和和BP不作指示器和变址存放器运用时，也可将不作指示器和变址存放器运用时，也可将它们当作普通数据存放器运用，用来存放操作数或运算它们当作普通数据存放器运用，用来存放操作数或运算结果。而结果。而SP只能作堆栈指示器，不能作数据存放器运用。只能作堆栈指示器，不能作数据存放器运用。3算术逻辑单元算术逻辑单元ALU 完成完成8位或者位或者16位二进制算术和逻辑运算。位二进制算术和逻辑运算。4数据暂存存放器数据暂存存放器 协助协助ALU完成运算，暂存

9、参与运算的数据。完成运算，暂存参与运算的数据。5执行部件的控制电路执行部件的控制电路从总线接口的指令队列取出指令操作码，经过译码电路从总线接口的指令队列取出指令操作码，经过译码电路分析，发出相应的控制命令，控制分析，发出相应的控制命令，控制ALU数据流向。数据流向。6标志存放器标志存放器FR：用来存放：用来存放8086/8088CPU在任务在任务过程中的形状。过程中的形状。16位存放器，其中有位存放器，其中有7位未用。位未用。D15D0 OF DF IF TF SF ZF AF PF CF进进借借位位标标志志奇奇偶偶标标志志半半进进借借位位标标志志零零标标志志符符号号标标志志单单步步中中断断中

10、中断断允允许许方方向向标标志志溢溢出出标标志志1-有进、借位有进、借位0-无进、借位无进、借位1-低低8位有偶数个位有偶数个10-低低8位有奇数个位有奇数个11-低低4位向高位向高4位有进、借位位有进、借位0-低低4位向高位向高4位无进、借位位无进、借位1-结果为结果为00-结果不为结果不为0PF：例例 5439H+456AH=？求运算后的各个形状标志。？求运算后的各个形状标志。3、8086/8088的指令流水线操作的指令流水线操作 指令的普通执行过程：指令的普通执行过程： 取指令取指令指令译码指令译码读取操作数读取操作数执行指令执行指令存放结果存放结果 80868086以前的以前的CPUCP

11、U采用串行任务方式采用串行任务方式取指令1执行1取操作数2执行2CPUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌存结果1取指令21CPU执行指令时总线处于空闲形状执行指令时总线处于空闲形状2CPU访问存储器访问存储器(存取数据或指令存取数据或指令)时要等待总线操作的完成时要等待总线操作的完成 8086CPU采用并行任务方式采用并行任务方式 8086/8088内部有内部有BIU、EU两个独立单元，两个独立单元，可以并行任务，即流水线操作：可以并行任务，即流水线操作：取指令2 取操作数BIU存结果取指令3 取操作数 取指令4执行1执行2执行3 EUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌2.2 8086/8088CPU执行程序

12、的操作过程执行程序的操作过程120位地址的构成，并将此地址送至程序存位地址的构成，并将此地址送至程序存储器指定单元，从该单元取出指令字节，依次储器指定单元，从该单元取出指令字节，依次放入指令队列中。放入指令队列中。2每当每当8086的指令队列中有的指令队列中有2个空字节个空字节8088指令队列中有指令队列中有1个空字节时，总线接口个空字节时，总线接口部件就会自动取指令至队列中。部件就会自动取指令至队列中。3执行部件从指令队列首取出指令代码，执执行部件从指令队列首取出指令代码，执行该指令。行该指令。4当队列已满，执行部件又不运用总线时，当队列已满，执行部件又不运用总线时，总线接口部件进入空闲形状

13、。总线接口部件进入空闲形状。5执行转移指令、调用指令、前往指令时，执行转移指令、调用指令、前往指令时，先清空队列内容，再将要执行的指令放入队列先清空队列内容，再将要执行的指令放入队列中。中。2.3 8086/8088系统存储器的组织和堆栈系统存储器的组织和堆栈1、8086/8088系统存储器的组织系统存储器的组织 8086/8088 CPU有有20条地址线，可以寻址多达条地址线，可以寻址多达220(1M)个存储单元，即可以配置个存储单元，即可以配置1MB的存储器，的存储器，地址编号为地址编号为00000H0FFFFFH存储空间按存储空间按8位二进制位进展组织，即每个存储位二进制位进展组织，即每

14、个存储单元可以存储一个字节的数据，假设存放单元可以存储一个字节的数据，假设存放“字字数据数据(16bits)，那么存放在两个相邻的存储单元，那么存放在两个相邻的存储单元中，高字节数据存放在高地址存储单元中，低字中，高字节数据存放在高地址存储单元中，低字节存放在低地址单元中节存放在低地址单元中 指令代码、字节数据、字数据可以自在的存放指令代码、字节数据、字数据可以自在的存放在任何地址的存储单元中在任何地址的存储单元中(1) 8086/8088系统存储器的分段构造系统存储器的分段构造 8086/8088是是16位的微处置器，即位的微处置器，即CPU内部存放器皆为内部存放器皆为16位，位，ALU也只

15、能进展也只能进展16位运算，所以位运算，所以8086/ 8088 CPU对地址只能进展对地址只能进展16位运算，寻址空间最多位运算，寻址空间最多为为216(64K)字节，所以引入字节，所以引入“分段概念，以获得分段概念，以获得20位地址位地址 8086/8088 CPU把把1MB的存储器空间划分为恣意的一些的存储器空间划分为恣意的一些存储段，一个存储段是存储器中可独立寻址的一个逻存储段，一个存储段是存储器中可独立寻址的一个逻辑单位，也称逻辑段，每个段都由延续的存储单元组辑单位，也称逻辑段，每个段都由延续的存储单元组成，其长度可达成，其长度可达64K字节字节 每段第一个字节的地址就是每段第一个字

16、节的地址就是“段起始地址，由软件设段起始地址，由软件设定。定。8086/8088 CPU中有四个段存放器：中有四个段存放器：CS，DS，SS和和ES，这四个段存放器存放了这四个段存放器存放了CPU当前可以寻址的四个段当前可以寻址的四个段的基址的基址几个段可以相互重叠，也可以指向同一个空间几个段可以相互重叠，也可以指向同一个空间(2)段基址和段内偏移量段基址和段内偏移量8086/8088与存储器之间的信息交换都是运用与存储器之间的信息交换都是运用20位的位的物理地址，而程序中所涉及的地址都是物理地址，而程序中所涉及的地址都是16位的逻辑地位的逻辑地址，对所给定的任一存储单元而言有两部分逻辑地址：

17、址，对所给定的任一存储单元而言有两部分逻辑地址：段基址：决议了该段第一个字节的位置，存放在段段基址：决议了该段第一个字节的位置，存放在段存放器：存放器：CS、SS、DS、ES中中段内偏移量：该存储单元相对于该段起点字节的间段内偏移量：该存储单元相对于该段起点字节的间隔，也称为偏移地址，存放在隔，也称为偏移地址，存放在IP、SP、BP、BX、SI、DI以及它们的组合之中以及它们的组合之中(3)逻辑地址和物理地址逻辑地址和物理地址存储器中的每个存储单元都可以用两个方式的地址来存储器中的每个存储单元都可以用两个方式的地址来表示：表示：实践地址或称物理地址和逻辑地址。实践地址或称物理地址和逻辑地址。实

18、践地址：也称物理地址，是用独一的实践地址：也称物理地址，是用独一的20位二进制数位二进制数所表示的地址，规定了所表示的地址，规定了1M字节存储体中某个详细字节存储体中某个详细单元的地址单元的地址 。逻辑地址在程序中运用，即段地址：偏移地址逻辑地址在程序中运用，即段地址：偏移地址 。(4)物理地址的构成物理地址的构成物理地址有两部分组成：段基址和偏移地址。物理地址有两部分组成：段基址和偏移地址。8086/8088CPU中有一个地址加法器，它将段存放器提中有一个地址加法器，它将段存放器提供的段地址自动乘以供的段地址自动乘以10H即左移即左移4位，然后与位，然后与16位的偏位的偏移地址相加，并锁存在

19、物理地址锁存器中。如下图。移地址相加，并锁存在物理地址锁存器中。如下图。物理地址物理地址=段基址段基址 * 16 +偏移地址。偏移地址。段基址：段基址：CS、DS、ES、SS。偏移地址：偏移地址：IP、DI、SI、BP、SP等。等。段存放器值段存放器值偏移量偏移量+物理地址物理地址16位位4位位16位位20位位存储器物理地址的计算方法存储器物理地址的计算方法 CS 0000 IP代码段代码段 DS或或ES 0000 SI、DI或或BX SS 0000 SP或或BP数据段数据段堆栈段堆栈段存储器存储器段存放器和偏移地址存放器组合关系段存放器和偏移地址存放器组合关系例例 某程序的数据段中存有两个数

20、据字某程序的数据段中存有两个数据字1234H和和5A6BH，假设知，假设知DS=5AA0H，它们的偏移地址分别是，它们的偏移地址分别是245AH和和3245H，试画出它们在存储器中的存放情况，试画出它们在存储器中的存放情况2 、堆栈、堆栈堆栈主要用于暂存数据和在过程调用或处置中断时暂堆栈主要用于暂存数据和在过程调用或处置中断时暂存断点信息和现场数据维护。存断点信息和现场数据维护。 1堆栈的概念堆栈的概念 堆栈是在存储器中开辟的一片数据存储区，这片存储堆栈是在存储器中开辟的一片数据存储区，这片存储区的一端固定，另一端活动，且只允许数据从活动端区的一端固定，另一端活动，且只允许数据从活动端进出。采

21、用进出。采用“先进后出的规那么先进后出的规那么 。 2堆栈的组织堆栈的组织堆栈指示器堆栈指示器SP，它总是指向堆栈的栈顶。堆栈的伸，它总是指向堆栈的栈顶。堆栈的伸展方向既可以从大地址向小地址，也可以从小地址向展方向既可以从大地址向小地址，也可以从小地址向大地址。大地址。8086/8088的堆栈的伸展方向是从大地址向的堆栈的伸展方向是从大地址向小地址。小地址。 例例 知堆栈段存放器知堆栈段存放器SS=A000H，堆栈指示器，堆栈指示器SP=0100H，试将数据，试将数据1234H推入堆栈，画出进栈推入堆栈，画出进栈表示图。最后栈顶表示图。最后栈顶SP=？2.4 8086/8088微处置器的引脚功

22、能微处置器的引脚功能在学习引脚功能时请特别关注以下几个方面：在学习引脚功能时请特别关注以下几个方面： 引脚的功能：通常从其英文称号去记忆引脚的功能：通常从其英文称号去记忆 信号的流向：信号从芯片向外输出，还是从信号的流向：信号从芯片向外输出，还是从外部输外部输 入到芯片，还是双向的入到芯片，还是双向的 有效电平：起作用的逻辑电平是高电平、低有效电平：起作用的逻辑电平是高电平、低电平、电平、 还是上升沿、下降沿还是上升沿、下降沿 三态才干：输出正常的低电平、高电平外，三态才干：输出正常的低电平、高电平外，能否还能否还 可以输出高阻的第三态引脚悬空形状可以输出高阻的第三态引脚悬空形状 根据运用系统

23、规模的不同，使根据运用系统规模的不同，使8086/8088 CPU可以在可以在两种方式下任务：两种方式下任务： (1)系统的最小方式：系统的最小方式： 只需一个只需一个8086/8088 CPU 8086/8088本身提供一切的系统总线信号本身提供一切的系统总线信号 构成小规模的运用系统构成小规模的运用系统 (2)系统的最大方式：系统的最大方式： 有两个或两个以上的有两个或两个以上的CPU，一个为主，一个为主CPU8086/8088，另一个为协另一个为协CPU8087/8089 8086/8088和总线控制器和总线控制器8288共同构成系统总线信号共同构成系统总线信号 构成较大规模的运用系统构

24、成较大规模的运用系统 以以8086为例，详细引见一下最小方式下和最大方式下为例，详细引见一下最小方式下和最大方式下各位引脚功能，如出现功能不同的引脚再详细讲解各位引脚功能，如出现功能不同的引脚再详细讲解 01020304050607080910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221GNDAD14/A14AD13/A13AD12/A12AD11/A11AD10/A10AD9/A9AD8/A8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVCC5VAD15/A15A16/S3A17/S4A

25、18/S5A19/S6/BHE/S7 /SS0 HIGHMN/MX/RDHOLD/RQ/GT0 HLDA/RQ/GT1/WR/LOCKM/IO /IO/M /S2DT/R/S1/DEN/S0ALEQS0/INTAQS1/TESTREADYRESET8086/80881、地址、地址/数据总线数据总线AD15-AD0：地址：地址/数据复用引脚，双向，三态。数据复用引脚，双向，三态。8086/8088AD15-AD0：16位地址总线位地址总线A15-A0，输，输出访问存储器或出访问存储器或I/O的地址信息。的地址信息。8086AD15-AD0：16位数据总线位数据总线D15-D0，与存储器，与存储器

26、和和I/O设备交换数据信息。设备交换数据信息。8088AD7-AD0：8位数据总线位数据总线D7-D0，与存储器和，与存储器和I/O设备交换数据信息。设备交换数据信息。地址地址/数据总线复用，分时任务。数据总线复用，分时任务。2、地址、地址/形状总线形状总线A19/S6-A16/S3：地址：地址/形状总线复用引脚，输出，三态形状总线复用引脚，输出，三态A19/S6-A16/S3：输出访问存储器的：输出访问存储器的20位地址的高位地址的高4位位地址地址A19-A16。A19/S6-A16/S3：输出：输出CPU的任务形状。的任务形状。A19/S6-A16/S3：分时任务，：分时任务，T1形状：输

27、出地址的高形状：输出地址的高4位信息；位信息；T2、T3、T4形状：输出形状信息。形状：输出形状信息。S6：总是低电平，表示：总是低电平，表示8086/8088当前与总线相连。当前与总线相连。S5：阐明中断允许标志当前的设置。：阐明中断允许标志当前的设置。S5=0，表示，表示CPU中断是封锁的，制止一切可屏蔽中断源的中断恳求；中断是封锁的，制止一切可屏蔽中断源的中断恳求；S5=1，表示，表示CPU中断是开放的，允许一切可屏蔽中断中断是开放的，允许一切可屏蔽中断源的中断恳求。源的中断恳求。S4、S3：指出当前运用段存放器的情况。：指出当前运用段存放器的情况。 S4、S3组合所对应的段存放器情况组

28、合所对应的段存放器情况 S4 S3 段存放器段存放器 0 0 当前正在运用当前正在运用ES 0 1 当前正在运用当前正在运用SS 1 0 当前正在运用当前正在运用CS 1 1 当前正在运用当前正在运用DS3、控制总线、控制总线(1) /BHE/S7：高：高8位数据总线允许位数据总线允许/形状复用引脚。在形状复用引脚。在总线周期的总线周期的T1形状，此引脚输出形状，此引脚输出/BHE信号，表示高信号，表示高8位数据线位数据线D15-D8上的数据有效。上的数据有效。在在T2、T3、TW和和T4形状时，此引脚输出形状时，此引脚输出S7形状信号。形状信号。/BHE、A0组合：组合：/BHE A0 总线

29、运用情况总线运用情况 0 0 从偶地址单元开场，在从偶地址单元开场，在16位数据总线上位数据总线上进展字传送进展字传送 0 1 从奇地址单元开场，在高从奇地址单元开场，在高8位数据总线上位数据总线上进展字节传送进展字节传送 1 0 从偶地址单元开场，在低从偶地址单元开场，在低8位数据总线上位数据总线上进展字节传送进展字节传送 1 1 无效无效S7：8086中无定义。中无定义。 8088中，在最大方式中，为高电平；中，在最大方式中，为高电平； 在最小方式中，输出在最小方式中，输出/SS0信号，此信号信号，此信号与其它信号协作将决议总线周期的读与其它信号协作将决议总线周期的读/写动作。写动作。 2

30、/RD：读信号，三态输出，低电平有效。：读信号，三态输出，低电平有效。/RD=0，表示当前表示当前CPU正在对存储器或正在对存储器或I/O端口进展读操作。端口进展读操作。3/WR：写信号，三态输出，低电平有效。：写信号，三态输出，低电平有效。/WR=0，表示当前表示当前CPU正在对存储器或正在对存储器或I/O端口进展写操作。端口进展写操作。4M/IO：存储器或：存储器或IO端口访问信号，三态输出。端口访问信号，三态输出。M/IO=1，表示，表示CPU正在访问存储器；正在访问存储器；M/IO=0，表示，表示CPU正在访问正在访问IO端口。端口。5READY：预备就绪信号，输入，高电平有效。：预备

31、就绪信号，输入，高电平有效。READY=1，表示，表示CPU访问的存储器或访问的存储器或IO端口已预备好端口已预备好传送数据。假设传送数据。假设CPU在总线周期在总线周期T3形状检测到形状检测到READY=0，表示未预备好，表示未预备好，CPU自动插入一个或多个自动插入一个或多个等待形状等待形状TW，直到，直到READY=1为止。为止。6INTR：可屏蔽中断恳求信号，输入，高电平有效。：可屏蔽中断恳求信号，输入，高电平有效。当当INTR=1，表示外设向，表示外设向CPU发出中断恳求，发出中断恳求，CPU在当在当前指令周期的最后一个前指令周期的最后一个T形状去采样该信号，假设此时，形状去采样该信

32、号，假设此时，IF=1，CPU呼应中断，执行中断效力程序。呼应中断，执行中断效力程序。7/INTA：中断呼应信号，输出，低电平有效。表：中断呼应信号，输出，低电平有效。表示示CPU呼应了外设发来的中断恳求信号呼应了外设发来的中断恳求信号INTR。8NMI：不可屏蔽中断恳求信号，输入，上升沿触：不可屏蔽中断恳求信号，输入，上升沿触发。该恳求信号不受发。该恳求信号不受IF形状的影响，也不能用软件屏蔽，形状的影响，也不能用软件屏蔽，一旦该信号有效，那么执行完当前指令后立刻呼应中断。一旦该信号有效，那么执行完当前指令后立刻呼应中断。9/TEST：测试信号，输入，低电平有效。当：测试信号，输入，低电平有

33、效。当CPU执行执行WAIT指令时，每隔个时钟周期对指令时，每隔个时钟周期对/TEST进展一次进展一次测试，假设测试，假设/TEST=1，继续等待，直到，继续等待，直到/TEST=0。10RESET：复位信号，输入，高电平有效。：复位信号，输入，高电平有效。RESET信号至少要坚持信号至少要坚持4个时钟周期。复位时：标志存个时钟周期。复位时：标志存放器、放器、IP、DS、SS、ES为为0，CS=FFFFH，复位后，复位后CPU从从FFFF0H处开场处开场 执行。执行。11ALE：地址锁存允许信号，输出，高电平有效。：地址锁存允许信号，输出，高电平有效。用来锁存地址信号用来锁存地址信号A15-A

34、0，分时运用，分时运用AD15-AD0地址地址/数据总线。数据总线。12DT/R：数据发送：数据发送/接纳控制信号，三态输出。此接纳控制信号，三态输出。此信号控制数据总线上的驱动器信号控制数据总线上的驱动器8286的数据传送方向，的数据传送方向，DT/R=1，发送数据，发送数据-写操作；写操作；DT/R=0，接纳数据，接纳数据-读操作。读操作。13/DEN：数据允许信号，三态输出，低电平有效。：数据允许信号，三态输出，低电平有效。作为数据总线上驱动器作为数据总线上驱动器8286的选通讯号。的选通讯号。14HOLD：总线恳求信号，输入，高电平有效。当：总线恳求信号，输入，高电平有效。当系统中系统

35、中CPU之外的另一个控制器要求运用总线时，经之外的另一个控制器要求运用总线时，经过它向过它向CPU发一高电平的恳求信号。发一高电平的恳求信号。15HLDA：总线恳求呼应信号，输出，高电平有效。：总线恳求呼应信号，输出，高电平有效。当当HLDA有效时，表示有效时，表示CPU对其它控制器的总线恳求作对其它控制器的总线恳求作出呼应，与此同时，一切与三总线相接的出呼应，与此同时，一切与三总线相接的CPU的线脚的线脚呈现高阻抗形状，从而让出总线。呈现高阻抗形状，从而让出总线。16MN/MX：任务方式选择信号，输入。：任务方式选择信号，输入。MN/MX=1，表示，表示CPU任务在最小方式系统；任务在最小方

36、式系统；MN/MX=0，表示，表示CPU任务在最大方式系统。任务在最大方式系统。17CLK：主时钟信号，输入。：主时钟信号，输入。8086/8088的时钟频的时钟频率为率为5MHZ。4、电源线和地线、电源线和地线8086/8088采用单采用单+5V，1、20引脚为地线。引脚为地线。5、最大方式下的有关引脚、最大方式下的有关引脚1QS1、QS2：指令队列形状信号，输出。：指令队列形状信号，输出。 QS1 QS2 含义含义 0 0 无操作无操作 0 1 将指令首字节送入指令队列将指令首字节送入指令队列 1 0 队列为空队列为空 1 1 将指令其他字节送指令队列将指令其他字节送指令队列2S2、S1、

37、S0：总线周期形状信号，三态输出。：总线周期形状信号，三态输出。 S2、S1、S0形状信号的编码形状信号的编码 S2 S1 S0 操作过程操作过程 产生信号产生信号 0 0 0 发中断呼应信号发中断呼应信号 /INTA 0 0 1 读读I/O端口端口 IORC 0 1 0 写写I/O端口端口 IOWC 0 1 1 暂停暂停 无无 1 0 0 取指令取指令 /MRDC 1 0 1 读存储器读存储器 /MRDC 1 1 0 写存储器写存储器 /AMWC 1 1 1 无作用无作用 无无3/RQ/GT1、/RQ/GT2：总线恳求信号输入：总线恳求信号输入/总线恳求允许信号输出，双向，低电平有效。总线恳

38、求允许信号输出，双向，低电平有效。4/LOCK：总线封锁信号，三态输出，低电平有：总线封锁信号，三态输出，低电平有效。效。/LOCK=0，CPU不允许其它控制器占用总线。不允许其它控制器占用总线。什么是分时复用？什么是分时复用？ 分时复用就是一个引脚在不同的时辰具有两个分时复用就是一个引脚在不同的时辰具有两个甚至多个作用甚至多个作用 总线复用的目的是为了减少对外引脚个数总线复用的目的是为了减少对外引脚个数 8088 /8086CPU的数据地址线采用了总线复用的数据地址线采用了总线复用方法，数据和地址引脚复用方法，数据和地址引脚复用 在访问存储器或外设的总线操作周期中，这些在访问存储器或外设的总

39、线操作周期中，这些引脚在第一个时钟周期输出存储器或引脚在第一个时钟周期输出存储器或I/O端口端口的地址，其他时间用于传送数据的地址，其他时间用于传送数据2.5 8086/8088在最大和最小方式下的系统组织在最大和最小方式下的系统组织8086/8088 CPU 必需加上必要的支持芯片，比必需加上必要的支持芯片，比如时钟电路、地址锁存器、总线驱动器、存如时钟电路、地址锁存器、总线驱动器、存储器和储器和I/O接口电路及外设，就可以构成一个接口电路及外设，就可以构成一个最根本的运用系统。最根本的运用系统。最小组态总线构成RESET TEST HLDA HOLD NMI INTR INTA M / I

40、O WR RDREADY CLK READYMN / MX+5V控制总线控制总线地址总线地址总线A19 A0数据总线数据总线D7D0 ALE A19A8 AD7 AD 0 DT / R DEN8088CPUSTB 8282OETOE82868284A系统总线系统总线2.6 8086总线的操作时序总线的操作时序在微机系统中，在微机系统中，CPU是在时钟信号是在时钟信号CLK控制下，控制下，按节拍有序地执行指令序列。从取指令开场，按节拍有序地执行指令序列。从取指令开场，经过分析指令、对操作数寻址，然后执行指令、经过分析指令、对操作数寻址，然后执行指令、保管操作结果，这个过程称为指令执行周期。保管操

41、作结果，这个过程称为指令执行周期。 指令周期：执行一条指令所需求的时间。指令周期：执行一条指令所需求的时间。总线周期机器周期：总线周期机器周期：CPU经过总线与存储经过总线与存储器或器或I/O接口进展一次数据传输所需的时间。接口进展一次数据传输所需的时间。T形状时钟周期：形状时钟周期：CPU处置动作的最小单位。处置动作的最小单位。T1T2T3TWT4总线周期总线周期 8086的总线时序包括以下几个部分：的总线时序包括以下几个部分：1存储器读操作；存储器读操作；2存储器写操作；存储器写操作；3输入输出周期；输入输出周期；4中断呼应操作；中断呼应操作；5总线空闲周期。总线空闲周期。总线操作总线操作

42、总线读操作：总线读操作：CPU从存储器或外设读取数据。从存储器或外设读取数据。总线写操作：总线写操作：CPU将数据写入存储器或外设。将数据写入存储器或外设。1、存储器读周期、存储器读周期总线周期包括：总线周期包括：T1、T2、T3、TW、T4时钟周期。时钟周期。1T1周期周期M/IO信号：从存储器读还是从信号：从存储器读还是从I/O设备中读数据；设备中读数据；AD15-AD0、A19/S7-A16/S3：确定：确定20位地址；位地址；/BHE：选择奇地址存储体选通。：选择奇地址存储体选通。ALE：地址锁存信号，以使地址：地址锁存信号，以使地址/数据线分开。数据线分开。2T2形状形状A19/S6

43、-A16/S3：出现：出现S6-S3形状信号。决议段存放器、形状信号。决议段存放器、IF形状、形状、8086CPU能否连在总线上。能否连在总线上。AD15-AD0：高阻形状。：高阻形状。/RD：由高电平变为低电平，开场进展读操作。：由高电平变为低电平，开场进展读操作。/DEN：变低电平，启动数据收发器：变低电平，启动数据收发器8286，做好接纳数，做好接纳数据的预备。据的预备。3T3形状形状假设存储器或假设存储器或I/O端口已做好发送数据预备，那么在端口已做好发送数据预备，那么在T3形状期间将数据放到数据总线上，在形状期间将数据放到数据总线上，在T3终了时，终了时，CPU从从AD15-AD0上

44、读取数据。上读取数据。4TW形状形状在在T3形状，存储器或外设没有预备好数据，不能在形状，存储器或外设没有预备好数据，不能在T3形状将数据放到总线上，使形状将数据放到总线上，使READY=0，那么，那么CPU在在T3和和T4之间插入一个或几个之间插入一个或几个TW形状，直到数据预备形状，直到数据预备好好READY=1为止。为止。TW形状时总线的动作与形状时总线的动作与T3时一样。时一样。5T4形状形状CPU对数据总线进展采样，读出数据。对数据总线进展采样，读出数据。CPU往存储器或往存储器或I/O设备写数据的时序如下页所示：设备写数据的时序如下页所示：CLKT1T2T3、TWT4M/IOA19/S6-A16/S3A19-A16/BHE/S7/BHES7-S3ALEREADYAD15-AD0地址输出地址输出数据输入数据输入/RDDT/R/DENCPU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2、存储器写周期、存储器写周期1T1形状形状M/IO信号：对存储器写还是对信号：对存储器写还是对I/O设备中写数据；设备中写数据；AD15-AD0、A19/S7-A16