8086CPU的总线操作与时序课件

1.時鐘週期(T狀態週期ClockCycle)T1T2T3T47.1時鐘週期、匯流排週期和指令週期微處理器內部操作的最基本時鐘單元，寬度為時鐘信號相鄰兩上升沿之間的時鐘間隔。2.機器週期(匯流排週期BusCycle)微機處理器BIU與外部電路之間進行一次數據傳送操作所佔用的時間，包含若干個時鐘週期。T1T2T3T4TIT1T2T3T4匯流排週期匯流排週期地址數據地址ADCLK數據3.指令週期(InstructionCycle)執行一條指令所需要的時間，由一至若干個機器週期組成。7.2系統的複位操作8086CPU的RESET引腳是用於系統複位的，可完成系統複位和啟動操作，複位時，CPU內部的寄存器狀態為：標誌寄存器FR、指令指針IP、段寄存器DS、SS、ES清零，指令佇列清空，段寄存器CS置為FFFFH。實際上，除了CS外，所有內部寄存器都清零。啟動後，從記憶體的FFFF0H開始執行程式，FFFF0H處一般存放一條無條件轉移指令，轉向系統程式的入口地址。8086CPU複位時序圖至少四個時鐘週期CLKREST內部REST控制線ALE、

HLDA地址線7.3匯流排操作與時序Intel8086微處理器採用匯流排複用操作方式8086的16位數據匯流排和地址匯流排的低16位是共用的，典型的匯流排週期如圖T1T2T3T4TIT1T2T3T4匯流排週期匯流排週期地址數據地址ADCLK數據在沒有插入等待時鐘週期TW的情況下，匯流排週期由4個時鐘週期組成，即圖中T1、T2、T3、T4在T1期間CPU把記憶體或外設的地址放到匯流排上，這些地址資訊由ALE控制鎖存到地址鎖存器中，以便使匯流排上可以傳送數據資訊。T2期間分時複用的地址/數據匯流排處於高阻態，以便為讀入或寫出數據作準備。在T3和T4期間，讀或寫的數據出現在匯流排上，以使完成讀或寫的操作。等待週期TW：T1T2T3TW一個匯流排週期數據輸入地址輸出T4READY地址匯流排READY信號的定時波形如果在T3週期結束之前，記憶體或外設未準備好數據傳送，就要啟動輸入CPU的READY線使之變低電平，從而在T3和T4之間插入一個或多個TW等待週期，直到READY變高，轉入T4週期，完成讀寫操作。空閒狀態週期TI：8086執行部件EU和匯流排介面部件BIU在一定程度上獨立並行工作，只有當BIU為了填滿指令佇列或EU執行指令需要與外部交換數據時，申請一個匯流排週期，此時BIU才執行一個匯流排週期。因此在兩個匯流排週期之間，可能會存在一些BIU空閒時鐘週期。一、8086讀匯流排週期T1T2T3T4一個匯流排週期CLKA19~A16S6~S3A19/S6~A16/S3BHE/S7DATAINAD15~AD0ALE低=I/O，高=MM/IORDDT/RDENA15~A0舉例二、8086具有等待狀態的讀匯流排週期T1T2T3TW一個匯流排週期CLKA19~A16A19/S6~A16/S3BHE/S7DATAINAD15~AD0ALE低=I/O，

高=MM/IORDDT/RDENA15~A0T4READYWAITREADYS6~S3三、8086寫匯流排週期T1T2T3T4一個匯流排週期CLKA19~A16S6~S3A19/S6~A16/S3BHE/S7DATAOUTAD15~AD0ALE高=I/O，低=MM/IOWRDT/RDENA15~A0四、8086具有等待狀態的寫匯流排週期T1T2T3T4一個匯流排週期CLKA19~A16S6~S3A19/S6~A16/S3BHE/S7DATAOUTAD15~AD0ALE高=I/O，低=MM/IOWRDT/RDENA15~A0TWREADYWAITREADY五、8086最小模式下的匯流排保持~~~~~~~~T4ORTICLKHOLDHLDAAD15~AD0A19/S6~A16/S3六、8086中斷回應週期T1T2T3T4T1T2T3T4向量類型ALEAD0~AD15INTADENCLK第一個中斷回應週期第二個中斷回應週期eg.使AX清零MOVAX,0 三位元組4TSUBAX,AX 二位元組3TXORAX,AX 二位元組3Teg.MOVAX,[2000H] 設

DS=1000H，[12000H]=67H，[12001H]=45HT1T2T3T4一個匯流排週期CLKA19~A16S6~S3A19/S6~A16/S3BHE/S7DATAINAD15~AD0ALEM/IORDA15~A0001000000000000000014567HBHE為低M/IO為高AX=4567H在T1的前半周時，CPU把記憶體或外設端口地址放入AD0~AD15和A16/S3~A19/

S6。M/IO信號有效，如果是記憶體讀，則M/IO線為高電平；如果是外設讀操作，則M/IO為低電平。該信號從T1開始維持到T4結束，BHE/S7信號也在T1時刻選通，以指明高8位數據匯流排上的資訊是可用的。地址和BHE/S7輸出同時，ALE變為高電平，大約經過半個週期，在T1後半周變為低電平，其下降沿使地址資訊鎖存到鎖存器中。DT/R輸出為低電平，表明此時進行了是匯流排讀操作。RD信號變為低電平，指示本週期進行讀操作。DEN信號變為低電平，該信號通常用於控制雙向數據匯流排緩衝器的數據傳輸操作。上述RD和DEN信號維持到T4開始。在T2的前半周時，結束地址資訊的輸出，AD0~AD15變為高阻態，A16/S3~A19/

S6和BHE/S7輸出週期狀態資訊，並維持到T4。在基本匯流排週期T3狀態，記憶體單元或I/O端口將數據送到數據匯流排上。CPU通過AD15~AD0接收數據。在T4狀態和前一個狀態交界的下降沿處，CPU對數據匯流排進行採樣，從而獲得數據。

CPU在T3狀態前沿對READY信號進行採樣，如果READY為低，即說明記憶體和外設尚未準備好，CPU就會在T3和T4之間自動插入一個或幾個等待狀態TW，CPU在某每個TW前沿處對READY信號進行採樣，直至CPU接收到高電平的READY信號後，再把TW的狀態執行完，脫離TW，進入T4。在T1的前半周時，CPU把記憶體或外設端口地址放入AD0~AD15和A16/S3~A19/

S6。M/IO信號有效，如果是記憶體寫，則M/IO線為高電平；如果是外設寫操作，則M/IO為低電平。該信號從T1開始維持到T4結束，BHE/S7信號也在T1時刻選通，以指明高8位數據匯流排上的資訊是可用的。地址和BHE/S7輸出同時，ALE變為高電平，大約經過半個週期，在T1後半周變為低電平，其下降沿使地址資訊鎖存到鎖存器中。DT/R輸出為高電平，表明此時進行了是匯流排寫操作。WR信號變為低電平，指示本週期進行寫操作。DEN信號變為低電平，該信號通常用於控制雙向數據匯流排緩衝器的數據傳輸操作。上述RD和DEN信號維持到T4開始。地址信號發出之後，CPU立即從AD0~AD15發出要寫到存儲單元或I/O端口的數據，A16/S3~A19/

S6和BHE/S7輸出週期狀態資訊，並維持到T4

狀態。在T3狀態，CPU繼續提供狀態資訊和數據，並且繼續維持WR、M/IO及DEN信號為有效電平。在T4狀態，CPU認為記憶體或外設端口已經完成數據的寫入，因而，數據從數據匯流排上被撤除，各控制信號線和狀態信號線也進入無效狀態。此時DEN信號總是進入高電平，從而使匯流排收發器不工作。如果系統中設置READY電路，並且CPU在T3狀態的一開始未收到“準備好”信號，那麼，會在狀態T3和T4之間插入一個或幾個等待週期。直到在某個TW的前沿處，CPU採樣到“準備好”信號後，便將TW狀態作為最後一個等待狀態。執行完TW狀態後進入T4狀態。在TW狀態，匯流排上所有控制信號的情況和T3時一樣，數據匯流排上也仍然保持要寫入的數據。在每個時鐘脈衝的上升沿，CPU會對HOLD引腳信號進行採樣。如果檢測HOLD處於高電平狀態，並且在允許讓出匯流排週期的T4狀態或者空閒狀態TI之後的下一個時鐘週期，CPU把HLDA變為有效，讓出匯流排控制權。如果發出請求設備將HOLD變為低電平，CPU收回匯流排控制權。CPU一旦讓出匯流排控制權，便使地址/數據引腳、地址/狀態引腳以及控制信號引腳RD、WR、INT