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文档简介
8086系统结构引言微处理器结构概述微处理器结构限制1、引脚数2、芯片面积3、器件速度16位微处理器基本结构1、引脚功能复用2、单总线、累加器结构3、可控三态电路4、总线分时复用2-18086CPU结构一、8086CPU的内部结构
1、总线接口单元
2、指令执行单元二、寄存器结构
1、通用寄存器组
2、指针和变址寄存器
3、段寄存器
4、指令指针寄存器
5、标志寄存器8086AHALBHBLCHCLDHDLSIDISPBPAXBXCXDX运算暂存器ALU标志寄存器指令执行单元(EU)16位内部总线EU控制电路123456指令队列缓冲器内部暂存器ESSSDSCSIP∑16位总线20位地址总线总线控制逻辑电路8位总线总线接口单元(BIU)通用寄存器组8086CPU内部结构示意图BIUEU1、总线接口单元组成1、段地址寄存器2、指令指针寄存器3、物理地址加法器4、指令队列5、总线控制逻辑功能1、地址形成2、取指令3、指令排队4、读/写操作数5、总线控制2、指令执行单元组成1、算逻部件2、标志寄存器3、寄存器组4、EU控制器功能1、执行指令8086CPU内部寄存器数据寄存器指针与变址寄存器AXAHALSPBXBHBLBPCXCHCLSIDXDHDLDI段寄存器
指令指针与标志寄存器CSIPDSPSWESSS
标志寄存器格式D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0
OFDFIFTFSFZF
AF
PF
CFCF:进位位PF:奇偶校验位AF:辅助进位位ZF:全零标志位SF:符号标志位OF:溢出标志位TF:单步标志位IF;中断标志位DF:方向标志位2-28086CPU的引脚及其功能一、8086/8088CPU在最小模式中引脚定义二、8086/8088CPU在最大模式中引脚定义三、8088与8086CPU的不同之处
小
大一、8086/8088CPU在最小模式中引脚定义AD15-AD0:地址/数据总线A19/S6-A16/S3:地址/状态线BHE/S7:高8位数据总线允许/状态(0)MN/MX:最小/最大工作模式选择(1/0)RD:读选通(0)WR:写选通(0)M/IO:存储器/IO端口控制(1/0)ALE:地址锁存(1)DEN:数据允许(0)DT/R:数据发送/接受(1/0)READY:准备就绪(1)RESET:复位(1)INTR:可屏蔽中断请求(1)INTA:中断响应(0)NMI:非屏蔽中断请求(0-1)TEST:测试(0)HOLD:总线保持请求(1)HLDA:总线保持响应(1)CLK:时钟Vcc,GND:电源二、8086/8088CPU在最大模式中引脚定义S2-S0:总线周期状态LOCK:总线封锁(0)RQ/GT0,RQ/GT1:总线请求信号输入/总线请求允许信号输出QS1,QS0:指令队列状态2-38086存储器组织存储器地址的分段
1、存储器地址的分段
2、物理地址的形成
3、逻辑地址的来源8086存储器的分体结构堆栈的概念2-48086系统配置一、最小模式系统二、最大模式系统物理地址形成过程150段基址0000加法器15020位物理地址190偏移地址段:偏移地址:逻辑地址:物理地址:CLKREADYRESETRDWRIOM/A19~A16ALEAD15~AD0DENRDT/MXMN/8282或8283OE地址STB地址/数据8286或8287OET8086CPU存储器DATABHE地址总线I/O外设DATA数据总线VCCRESVCC8284时钟发生器7/SBHE最小模式下8086系统配置地址/数据INTAMRDCMWTCIORCIORWCALERDT/DEN2S1SCLK8288
总线控制器0S0S1S2SCLKREADYRESETSTB8282A19/S6~A16/S3地址/状态7/SBHEAD15~AD08286TOE18086CPURESMXMN/存储器DATAI/O外设DATA数据总线VCC8284时钟发生器OE地址总线BHE最大模式下8086系统配置RQ/GT0RQ/GT12-58086CPU时序系统的复位和启动最小模式下的总线操作
1、读2、写3、空最大模式下的总线操作
1、读
2、写最小模式下的总线保持最大模式下的总线请求/允许时序:指令周期:总线周期:时钟周期:CLKRESET输入内部RESETBUS总线悬浮驱动输出到无效状态复位时序一个总线周期CLKA19/S6~A16/S3状态输出地址输出数据输入地址,输出BHE1S/BHEAD15~AD0ALEIOM/低为I/O读,高为存储器读RDRDT/DENT1T2T3T48086最小模式读周期时序CLKA19/S6~A16/S3状态输出地址输出数据输入地址,输出BHE7S/BHEAD15~AD0ALEIOM/低为I/O读,高为存储器读WRRDT/DENT1T2T3T4一个总线周期8086最小模式写周期时序CLK2S~A19/S6~A16/S37/SBHEAD15~AD0ALEIORC/MRDCRDT/DEN输入数据D15~D0S7~S3BHE、A19~A16无效T1T2T3T4一个总线周期0S2S~0S2S~0SAD15~AD08086读周期时序(最大模式)CLK2S~地址/状态7S/BHEALEAMWCDENS7~
S3BHEA19~A16无效T1T2T3T4一个总线周期地址/数据输入数据D15~D0(AD15~AD0)AD15~AD0或AIOWC
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