8086微处理器课件

8086微處理器3.18086微處理器的編程結構8086的功能部件

8086的匯流排週期的概念

8086的功能部件從功能上8086分為兩部分,即匯流排介面部件BIU（BusInterfaceUnit）和執行部件EU（ExecutionUnit）。匯流排介面部件的功能是負責與記憶體、I/O端口傳送數據。執行部件的功能就是負責指令的執行。

8086CPU編程結構圖指令佇列緩衝器外部匯流排∑ALU地址加法器器432156運算寄存器標誌執行部分控制電路執行部件（EU）匯流排介面部件（BIU）AHBHCHDHALBLCLDLSPBPDISICSDSSSESIP內部暫存器輸入/輸出控制電路

20位16位通用寄存器16位8位匯流排介面部件BIU

匯流排介面部件由下列各部分組成：四個段地址寄存器，即

CS——16位的代碼段寄存器，

DS——16位的數據段寄存器，

ES——16位的擴展段寄存器，

SS—一16位的堆疊段寄存器；

16位的指令指針寄存器IP；

20位的地址加法器；

6位元組的指令佇列；輸入輸出控制電路。執行部件EU

執行部件由下列幾個部分組成：四個通用寄存器，即AX、BX、CX、DX；四個專用寄存器，即基數指針寄存器BP，堆疊指針寄存器SP，源變址寄存器SI，目的變址寄存器DI；標誌寄存器PSW；算術邏輯單元ALU。BIU和EU的動作管理和協調工作

BIU和EU作為CPU的兩大部件，雖然不是同步工作的，但是它們相互配合，並行工作，提高了效率。具體表現為：每當8086的BIU的6指令佇列中有2個為空的時候，BIU會自動從記憶體中取出下麵的指令的位元組放到指令佇列中。EU在執行指令的時候總是從BIU的指令佇列的前部取出將要執行的指令，然後用幾個時鐘週期去執行。在執行指令的過程中，如果指令需要訪問記憶體或者端口，則EU請求BIU進入匯流排週期，從而完成訪問。如果請求時，BIU正好空閒，那麼BIU會馬上回應請求；如果此時BIU正忙著取指令，那麼訪問記憶體和端口的請求必須要BIU完成指令的讀取後方可被回應。當指令佇列已滿，並且EU沒有對BIU的記憶體和端口訪問請求時，BIU進入空閒狀態，這其實是BIU對EU的等待。在執行各種控制轉移指令時，下麵要執行的指令不是程式中緊接著的指令了，但是指令佇列中已經將那些指令裝入了指令佇列，而這些指令是沒有用的。此時，BIU會將指令佇列清空，接著往指令佇列中裝入轉向目標地址處的指令。8086的匯流排週期的概念

8086CPU通過匯流排對記憶體或I/O端口進行一次訪問所需要的時間稱為一個匯流排週期，為了取得指令或傳送數據，就需要CPU的匯流排介面部件執行一個匯流排週期。一個典型的匯流排週期序列為：3.28086的外部結構

最小模式和最大模式的概念

8086的引腳信號和功能

8086的最小模式

8086的最大模式

最小模式和最大模式的概念最小模式，就是在系統中只有8086一個微處理器。在這種系統中，所有的匯流排控制信號都直接由8086產生，因此，系統中的總統控制電路被減到最少。這些特徵就是最小模式名稱的由來。最大模式是相對最小模式而言的。最大模式用在中等規模的或者大型的8086系統中。在最大模式系統中，總是包含有兩個或多個微處理器，其中一個主處理器就是8086，其他的處理器稱為協處理器，它們是協助主處理器工作的。8086的公用引腳信號GND、VCC地和電源AD15～AD0地址／數據複用引腳A19/S6～A16/S3（Address/Status）地址／狀態複用引腳

/S7高８位數據匯流排允許／狀態複用引腳NMI（Non-MaskableInterrupt）非遮罩中斷輸入引腳INTR（InterruptRequest）可遮罩中斷請求信號輸入（Read）讀信號輸出CLK（Clock）時鐘輸入RESET（Reset）複位信號輸入READY（Ready）“準備好”信號輸入（Test）測試信號輸入

MN/最小／最大模式控制信號輸入

8086的最小模式下的專用引腳

（InterruptAcknowledge）中斷回應信號輸出ALE（AddressLockEnable）地址鎖存允許信號（DataEnable）數據允許信號DT／（DataTransmit/Receive）數據收發信號輸出M/（Memory/InputandOutput）記憶體／輸入輸出控制信號輸出（Write）寫信號輸出HOLD（HoldRequest）匯流排保持請求信號輸入HLDA（HoldAcknowledge）匯流排保持回應信號輸出8086在最小模式下的典型配置8086的最大模式

QS1、QS0（InstructionQueueStatus）指令佇列狀態信號輸出

2

1

0（BusCycleStatus）匯流排週期狀態信號輸出（Lock）匯流排封鎖信號輸出

1

0（Request/Grant）匯流排請求信號輸入／匯流排請求允許信號輸出8086在最大模式下的典型配置3.18086CPU的基本操作時序

系統的複位和啟動操作；暫停操作；匯流排操作；中斷操作；最小模式下的匯流排保持；最大模式下的匯流排請求/允許。系統的複位和啟動操作

8086的複位和啟動操作是通過RESET引腳上的觸發信號來實現的。8086要求複位信號RESET起碼維持４個時鐘週期的高電平，如果是初次加電引起的複位，則要求維持不小於50微秒的高電平。當RESET信號一進入高電平，8086CPU就會結束現行操作，並且，只要RESET信號停留在高電平狀態，CPU就維持在複位狀態。在複位狀態，CPU各內部寄存器都被設為初值。從右表中看到，在複位的時候，代碼段寄存器CS和指令指針寄存器IP分別初始化為FFFFH和0000H。所以在複位之後再重新啟動時，便從記憶體的FFFF0H處開始執行指令。因此，一般在FFFF0H處存放一條無條件轉移指令，轉移到系統程式的入口處。這樣，系統一旦啟動，便自動進入系統程式。

複位時寄存器初值標誌寄存器清零指令指針（IP）0000HCS寄存器FFFFHDS寄存器0000HSS寄存器0000HES寄存器0000H指令佇列空其他寄存器0000H最小模式下的匯流排讀操作時序圖8086最小模式下寫週期時序最大模式下的匯流排讀操作時序最大模式下的寫操作時序空操作時序

只有在CPU和記憶體及I/O介面之間傳輸數據時，CPU才執行匯流排週期；CPU在不執行匯流排週期時，匯流排介面部件就不和匯流排打交道，此時，進入匯流排空閒週期。匯流排空閒週期中，狀態資訊S6～S3和前一個匯流排週期（可能為讀週期，也可能是寫週期）的一樣。如果前面一個匯流排週期是寫週期，地址／數據複用引腳上還會在空閒週期中繼續驅動前一個匯流排週期的數據A