(微型计算机原理与接口技术)第3章8086微处理器

微型计算机原理与接口技术本次演讲将介绍8086微处理器的概述以及体系结构，进一步深入讲解它的寄存器、指令、数据传输、地址传输、中断和异常处理、时间分配机制、存储器管理、输入输出和总线结构。8086微处理器的寄存器和指令寄存器8086拥有14个16位寄存器，其中AX、BX、CX、DX是通用寄存器，IP是指令指针，SP是堆栈指针，BP是基址指针，SI和DI是源变址指针和目的变址指针。指令8086的指令包括传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、位操作指令、转移指令等。它的汇编语言程序结构包括数据段、代码段和堆栈段。8086微处理器的中断和异常处理中断中断分为外部中断和内部中断。外部中断是硬件设备非正常事件的信号，内部中断是由于指令运行错误或软件中断指令所导致的。异常处理异常分为故障、陷阱和终止。故障是由于指令的执行非正常终止引起的异常，陷阱是由于指令的执行较特殊，需要在指令的执行过程中引起操作系统中断。8086微处理器的时间分配机制1总线状态对外部设备进行读取或写入时，8086会在3个总线周期内完成整个操作，分为T1、T2、T3三个状态。2指令周期在8086周期的基础上，又分为4个状态码，通过在时钟发生周期认为进行控制，包括取指令周期、指令译码周期、指令执行周期、结果存储周期。3机器周期一个机器周期包括4个指令周期，因此其机器周期是4个时钟周期。8086微处理器的数据传输和地址传输数据传输8086可以通过寄存器传送、立即数传送、内存传送及特殊块传送等方式实现数据传输。地址传输8086可以通过直接寻址、寄存器寻址、变址寻址和基址寻址等方式实现地址传输。8086微处理器的存储器管理和输入输出存储器管理8086拥有1MB存储空间，1MB存储空间可按段组织为多个64KB段。8086微处理器采用分段、分页的管理方式进行存储管理。输入输出8086微处理器采用I/O端口的方式实现输入输出，其I/O端口地址分为地址端口、数据端口和命令端口。8086微处理器的运行模式和保护特权级运行模式8086有两种模式，分别是实模式和保护模式。实模式下，8086微处理器与以前的单片机很像，保护模式下，8086采用分段式管理内存。保护特权级8086的特权级是针对不同任务设置的，被设置为0、1、2、3级别的代码具有0～3的不同级别的权限。8086微处理器的指令执行过程和虚拟8086模式1指令执行过程指令执行过程包括取指、译码、执行和存储四个步骤。2虚拟8086模式虚拟8086模式将8086CPU模拟在一个虚拟的8086组件上，以执行不受干扰的、实模式下的8086软件。8086微处理器的状态字和标志寄存器状态字寄存器状态字寄存器是8086微处理器内部的一个16位寄存器，用来存放由指令执行产生的数值和状态信息。标志寄存器标志寄存器是8086微处理器内部的一个16位寄存器，由包括进位、零、符号、调试状态、虚拟8086等标志位组成。8086微处理器的位处理和逻辑操作指令位处理指令8086的位处理指令包括移位指令和旋转指令两种，用于在寄存器或内存中对一个或多个二进制位进行合法的位操作。逻辑操作指令8086的逻辑操作指令包括与操作、或操作、异或操作和非操作等，主要用于比较、判等和逻辑计算等。8086微处理器的计算操作和数据转移指令计算操作指令8086的计算操作指令包括加、减、乘、除和其他运算操作等，主要用于数值运算和比较运算。数据转移指令8086的数据转移指令包括传送指令、堆栈操作指令和串传送指令。8086微处理器的程序转移和系统指令1程序转移指令包括跳转指令、调用指令和返回指令，用于实现程序的跳转、调用和返回。2系统指令用于控制、维护和调试8086微处理器等系统活动。8086微处理器的堆栈和堆栈操作指令堆栈8086的堆栈起源于内存中的4K字节，采用先进后出的规则。堆栈操作指令包括PUSH、POP、XCHG和LEA等，用于堆栈操作和寄存器传送。8086微处理器的输入输出指令和指令扫描和解码输入输出指令8086的输入输出指令主要包括IN和OUT指令，用于实现数据与I/O接口的交换。指令扫描和解码对8086进行指令扫描和解码，将所检测到的指令码、操作码、源地址码和目的地址码等转为对应的操作。8086微处理器的输入输出端口和控制单元、错误诊断和调试工具输入输出端口主要有三种，即地址端口、数据端口和命令端口，用于与外围设备进行交互。控制单元用于协同80