微机原理电子教案第2章

第2章16位和32位微处理器

本章重点: CPU的编程结构

标志寄存器的含义 8086的工作模式

CPU的操作时序

CPU的中断分类和中断向量

32位微型机的三种工作方式

微处理器的性能指标： ①字长 ②主频

2.116位微处理器8086

2.1.18086的编程结构

从功能上，8086分为两部分，即

1.总线接口部件(businterfaceunit，BIU) 2.执行部件(executionunit，EU)

1.总线接口部件

总线接口部件负责与存储器、I/O端口传送数据，由下列4部分组成： ①4个段地址寄存器（CS、DS、ES、SS） ②16位的指令指针寄存器IP(InstructionPointer) ③20位的地址加法器 ④6字节的指令队列缓冲器2.执行部件执行部件负责指令的执行，由下列4部分组成：①4个通用寄存器，即AX、BX、CX、DX；②4个专用寄存器，即基数指针寄存器BP（basepointer）堆栈指针寄存器SP(stackpointer)源变址寄存器SI(sourceindex)目的变址寄存器DI(destinationindex)；③标志寄存器；④

算术逻辑部件ＡＬＵ(arithmeticlogicunit)。

标志寄存器共有16位，其中7位未用，所用的各位含义如下：

1514131211109876543210

OFDFIFTFSFZF

AF

PF

CF 根据功能，8086的标志可以分为两类： 1.状态标志 2.控制标志

状态标志有6个，即SF、ZF、PF、CF、AF和OF

①符号标志SF(signflag)

②零标志ZF(zeroflag)

③奇偶标志PF(parityflag)

④进位标志CF(carryflag)

⑤辅助进位标志AF(auxiliarycarryflag)

⑥溢出标志OF(overflowflag)

控制标志有3个，即

①方向标志DF(directionflag)

②中断允许标志IF(interruptenableflag)

③跟踪标志TF(trapflag)又称为单步标志

3.8086的总线周期的概念典型的8086总线周期序列：①T1状态，发地址信息②T2状态，总线的高4位输出状态信息③T3状态，高4位状态信息，低16位数据④T3之后，可能插入TW⑤在T4状态，结束。2.1.28086的引脚信号和工作模式1.最小模式和最大模式的概念 (1)最小模式: 在系统中只有一个微处理器。 (2)最大模式： 两个或多个微处理器（主处理器、协处理器）2.8086/8088的引脚信号和功能注意点：①8086/8088的数据线和地址线复用

②8086有16根数据线可作为两组8位的使用

③最大和最小模式下的引脚功能有区别

④reset信号连接系统各个部件各引脚信号：①

GND、VCC 地和电源

②AD15～AD0 地址/数据复用③A19/S6～A16/S3 地址/状态复用④BHE＃/S7 高8位数据总线允许/状态复用⑤NMI 非屏蔽中断输入

⑥

INTR 可屏蔽中断请求信号输入

⑦RD＃ 读信号输出

⑧CLK 时钟输入

⑨RESET 复位信号输入

⑩READY “准备好”信号输入

⑾TEST＃ 测试信号输入

⑿MN/MX＃ 最小和最大模式控制输入

3.最小模式引脚信号：①

INTA＃

中断响应信号输出

②ALE 地址锁存允许信号输出

③DEN＃ 数据允许信号

④DT/R＃ 数据收发信号输出

⑤

M/IO＃ 存储器/输入输出控制信号输出

⑥WR＃ 写信号输出

⑦HOLD 总线保持请求信号输入

⑧HLDA 总线保持响应信号输出

8086在最小模式下的典型配置：4.最大模式引脚信号：①

QS1、QS0 指令队列状态信号输出

②S2#、S1#、S0# 总线周期状态信号输出

③LOCK#(lock) 总线封锁信号输出

④RQ#/GT1#、RQ#/GT0# 总线请求信号输入、总线授权信号输出

8086在最大模式下的典型配置：2.1.38086的操作和时序8086的主要操作:①系统的复位和启动操作；②暂停操作；③总线操作；④中断操作；⑤最小模式下的总线保持；⑥

最大模式下的总线请求/允许。

1.系统的复位和启动操作2.总线操作

(1)最小方式下的总线读操作(2)最小方式下的总线写操作

(3)最大模式下的总线读操作(4)最大模式下的总线写操作

(1)最小方式下的总线读操作(2)最小方式下的总线写操作(3)最大模式下的总线读操作(4)最大模式下的总线写操作3.中断操作和中断系统（1）8086的中断分类

硬件中断（非屏蔽中断和可屏蔽中断）软件中断8086/8088的中断分类：(2)中断向量和中断向量表(3)硬件中断

NMIINTR(4)硬件中断的响应和时序

可屏蔽中断的响应过程： ①

读取中断类型码

②将标志寄存器的值推入堆栈

③把标志寄存器的IF和TF清零④将断点保护到堆栈中。

⑤寻找中断向量，转入中断处理程序

8086的中断响应总线周期：中断响应用2个总线周期第1个总线周期，通知外设，CPU准备响应中断；第2个总线周期，外设发送中断类型码(5)中断处理子程序

①进一步保护中断现场 ②开放中断 ③中断处理的具体内容 ④弹出堆栈指令 ⑤

中断返回指令(6)软件中断

特点： ①用一条指令进入中断处理子程序，并且，中断类型码由指令提供。②不执行中断响应总线周期，也不从数据总线读取中断类型码。③不受中断允许标志IF的影响④执行过程中可响应外部硬件中断 ⑤

软件中断没有随机性4.最小模式下的总线保持利用HOLD和HLDA信号实现总线保持5.最大模式下的总线请求/授权利用RQ#/GT＃实现总线请求/授权2.1.48086的存储器编址和I/O编址1.8