微機(jī)原理電子教案第2章

第2章16位和32位微處理器

本章重點(diǎn): CPU的編程結(jié)構(gòu)

標(biāo)志寄存器的含義 8086的工作模式

CPU的操作時序

CPU的中斷分類和中斷向量

32位微型機(jī)的三種工作方式

微處理器的性能指標(biāo)： ①字長 ②主頻

2.116位微處理器8086

2.1.18086的編程結(jié)構(gòu)

從功能上，8086分為兩部分，即

1.總線接口部件(businterfaceunit，BIU) 2.執(zhí)行部件(executionunit，EU)

1.總線接口部件

總線接口部件負(fù)責(zé)與存儲器、I/O端口傳送數(shù)據(jù)，由下列4部分組成： ①4個段地址寄存器（CS、DS、ES、SS） ②16位的指令指針寄存器IP(InstructionPointer) ③20位的地址加法器 ④6字節(jié)的指令隊列緩沖器2.執(zhí)行部件執(zhí)行部件負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行，由下列4部分組成：①4個通用寄存器，即AX、BX、CX、DX；②4個專用寄存器，即基數(shù)指針寄存器BP（basepointer）堆棧指針寄存器SP(stackpointer)源變址寄存器SI(sourceindex)目的變址寄存器DI(destinationindex)；③標(biāo)志寄存器；④

算術(shù)邏輯部件ＡＬＵ(arithmeticlogicunit)。

標(biāo)志寄存器共有16位，其中7位未用，所用的各位含義如下：

1514131211109876543210

OFDFIFTFSFZF

AF

PF

CF 根據(jù)功能，8086的標(biāo)志可以分為兩類： 1.狀態(tài)標(biāo)志 2.控制標(biāo)志

狀態(tài)標(biāo)志有6個，即SF、ZF、PF、CF、AF和OF

①符號標(biāo)志SF(signflag)

②零標(biāo)志ZF(zeroflag)

③奇偶標(biāo)志PF(parityflag)

④進(jìn)位標(biāo)志CF(carryflag)

⑤輔助進(jìn)位標(biāo)志AF(auxiliarycarryflag)

⑥溢出標(biāo)志OF(overflowflag)

控制標(biāo)志有3個，即

①方向標(biāo)志DF(directionflag)

②中斷允許標(biāo)志IF(interruptenableflag)

③跟蹤標(biāo)志TF(trapflag)又稱為單步標(biāo)志

3.8086的總線周期的概念典型的8086總線周期序列：①T1狀態(tài)，發(fā)地址信息②T2狀態(tài)，總線的高4位輸出狀態(tài)信息③T3狀態(tài)，高4位狀態(tài)信息，低16位數(shù)據(jù)④T3之后，可能插入TW⑤在T4狀態(tài)，結(jié)束。2.1.28086的引腳信號和工作模式1.最小模式和最大模式的概念 (1)最小模式: 在系統(tǒng)中只有一個微處理器。 (2)最大模式： 兩個或多個微處理器（主處理器、協(xié)處理器）2.8086/8088的引腳信號和功能注意點(diǎn)：①8086/8088的數(shù)據(jù)線和地址線復(fù)用

②8086有16根數(shù)據(jù)線可作為兩組8位的使用

③最大和最小模式下的引腳功能有區(qū)別

④reset信號連接系統(tǒng)各個部件各引腳信號：①

GND、VCC 地和電源

②AD15～AD0 地址/數(shù)據(jù)復(fù)用③A19/S6～A16/S3 地址/狀態(tài)復(fù)用④BHE＃/S7 高8位數(shù)據(jù)總線允許/狀態(tài)復(fù)用⑤NMI 非屏蔽中斷輸入

⑥

INTR 可屏蔽中斷請求信號輸入

⑦RD＃ 讀信號輸出

⑧CLK 時鐘輸入

⑨RESET 復(fù)位信號輸入

⑩READY “準(zhǔn)備好”信號輸入

⑾TEST＃ 測試信號輸入

⑿MN/MX＃ 最小和最大模式控制輸入

3.最小模式引腳信號：①

INTA＃

中斷響應(yīng)信號輸出

②ALE 地址鎖存允許信號輸出

③DEN＃ 數(shù)據(jù)允許信號

④DT/R＃ 數(shù)據(jù)收發(fā)信號輸出

⑤

M/IO＃ 存儲器/輸入輸出控制信號輸出

⑥WR＃ 寫信號輸出

⑦HOLD 總線保持請求信號輸入

⑧HLDA 總線保持響應(yīng)信號輸出

8086在最小模式下的典型配置：4.最大模式引腳信號：①

QS1、QS0 指令隊列狀態(tài)信號輸出

②S2#、S1#、S0# 總線周期狀態(tài)信號輸出

③LOCK#(lock) 總線封鎖信號輸出

④RQ#/GT1#、RQ#/GT0# 總線請求信號輸入、總線授權(quán)信號輸出

8086在最大模式下的典型配置：2.1.38086的操作和時序8086的主要操作:①系統(tǒng)的復(fù)位和啟動操作；②暫停操作；③總線操作；④中斷操作；⑤最小模式下的總線保持；⑥

最大模式下的總線請求/允許。

1.系統(tǒng)的復(fù)位和啟動操作2.總線操作

(1)最小方式下的總線讀操作(2)最小方式下的總線寫操作

(3)最大模式下的總線讀操作(4)最大模式下的總線寫操作

(1)最小方式下的總線讀操作(2)最小方式下的總線寫操作(3)最大模式下的總線讀操作(4)最大模式下的總線寫操作3.中斷操作和中斷系統(tǒng)（1）8086的中斷分類

硬件中斷（非屏蔽中斷和可屏蔽中斷）軟件中斷8086/8088的中斷分類：(2)中斷向量和中斷向量表(3)硬件中斷

NMIINTR(4)硬件中斷的響應(yīng)和時序

可屏蔽中斷的響應(yīng)過程： ①

讀取中斷類型碼

②將標(biāo)志寄存器的值推入堆棧

③把標(biāo)志寄存器的IF和TF清零④將斷點(diǎn)保護(hù)到堆棧中。

⑤尋找中斷向量，轉(zhuǎn)入中斷處理程序

8086的中斷響應(yīng)總線周期：中斷響應(yīng)用2個總線周期第1個總線周期，通知外設(shè)，CPU準(zhǔn)備響應(yīng)中斷；第2個總線周期，外設(shè)發(fā)送中斷類型碼(5)中斷處理子程序

①進(jìn)一步保護(hù)中斷現(xiàn)場 ②開放中斷 ③中斷處理的具體內(nèi)容 ④彈出堆棧指令 ⑤

中斷返回指令(6)軟件中斷

特點(diǎn)： ①用一條指令進(jìn)入中斷處理子程序，并且，中斷類型碼由指令提供。②不執(zhí)行中斷響應(yīng)總線周期，也不從數(shù)據(jù)總線讀取中斷類型碼。③不受中斷允許標(biāo)志IF的影響④執(zhí)行過程中可響應(yīng)外部硬件中斷 ⑤

軟件中斷沒有隨機(jī)性4.最小模式下的總線保持利用HOLD和HLDA信號實(shí)現(xiàn)總線保持5.最大模式下的總線請求/授權(quán)利用RQ#/GT＃實(shí)現(xiàn)總線請求/授權(quán)2.1.48086的存儲器編址和I/O編址1.8