微型計算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用第五周明德第章IA結(jié)構(gòu)微處理器

第2章

80x86系列結(jié)構(gòu)微處理器與8086本章講述：2.180x86系列微處理器是8086的延伸2.28086的功能結(jié)構(gòu)2.38086微處理器的執(zhí)行環(huán)境本章重點難點

本章介紹微型計算機(jī)系統(tǒng)中的核心部件微處理器（CPU），通過學(xué)習(xí)CPU的功能結(jié)構(gòu)，掌握CPU中的兩個獨立單元（執(zhí)行單元EU和總線接口單元BIU的并行執(zhí)行過程；通過介紹8086寄存器結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)匯編語言程序設(shè)計所需的14個寄存器，掌握這些寄存器的正確使用；通過介紹8086/8088的存儲器組織與分段、I/O端口地址空間等基本知識，了解8086CPU與外圍電路的關(guān)系。8086的功能結(jié)構(gòu) 8086的功能結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。圖2－18086的功能結(jié)構(gòu)圖這些寄存器能分組如下：通用寄存器這八個寄存器能用于存放操作數(shù)和指針。段寄存器這些寄存器最多能保存四個段選擇子。

FLAGS寄存器FLAGS寄存器報告正在執(zhí)行的程序的狀態(tài)，并允許有限地（應(yīng)用程序級）控制處理器。

IP寄存器

IP寄存器包合下一條要執(zhí)行的指令的16位指針。從功能結(jié)構(gòu)看，分兩部分：2.執(zhí)行部件EU(ExecutionUnit)1.總線接口部件BIU(BusInterfaceUnit)二、總線接口部件BIU負(fù)責(zé)與存儲器、I/O接口電路傳送信息。1.BIU的功能：2.BIU的組成(1)四個段地址寄存器CS–––16位代碼段寄存器DS–––16位數(shù)據(jù)段寄存器ES–––16位附加段寄存器SS–––16位堆棧段寄存器二、執(zhí)行部件EU1.EU的功能：負(fù)責(zé)指令的執(zhí)令。譯碼指令并利用內(nèi)部寄存器和ALU來處理數(shù)據(jù)。2.結(jié)構(gòu)組成四個通用寄存器AX，BX，CX，DX。四個專用寄存器：標(biāo)志寄存器FR。算術(shù)邏輯單元ALU?；鶖?shù)指針寄存器BP，堆棧指針寄存器SP，

源變址寄存器SI，目的變址寄存器DI。AX又稱累加器，指令系統(tǒng)中許多指令都是利用AX來實現(xiàn)的。FR共有16位，其中7位未用，各位的定義如下：1501413121110987654321OFDFIFTFSFZFAFPFCF標(biāo)志寄存器根據(jù)功能，有兩類標(biāo)志狀態(tài)標(biāo)志(6個)控制標(biāo)志(3個)表2.18086CPU標(biāo)志位情況名稱符號符號標(biāo)志SF功能與運算結(jié)果的最高位相同，當(dāng)數(shù)據(jù)用補(bǔ)碼表示時，負(fù)數(shù)的最高位為1，所以符號標(biāo)志表示運算執(zhí)行后的結(jié)果是正還是負(fù)零標(biāo)志ZF當(dāng)前的運算結(jié)果為零，當(dāng)前的運算結(jié)果為非零奇偶標(biāo)志PF運算結(jié)果所含的1的個數(shù)為偶數(shù)進(jìn)位標(biāo)志CF當(dāng)執(zhí)行一個加法運算使最高位產(chǎn)生進(jìn)位時，或者執(zhí)行一個減法運算引起最高位產(chǎn)生借位時，此外，循環(huán)指令也影響這一標(biāo)志輔助

進(jìn)位標(biāo)志AF加法運算時，如果第3位往第4位有進(jìn)位；減法運算時，如果第3位往第4位有借位。輔助進(jìn)位標(biāo)志一般在BCD碼運算中作為是否進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整的判斷依據(jù)溢出標(biāo)志OF運算過程中產(chǎn)生溢出時，所謂溢出，是指當(dāng)字節(jié)運算的結(jié)果超出了范圍128~+127，或者當(dāng)字運算的結(jié)果超出了范圍32768~+32767時稱為溢出方向標(biāo)志DF控制串操作指令用的標(biāo)志。DF=0,串操作過程中的地址會不斷增值；DF=1,串操作過程中的地址會不斷減值中斷標(biāo)志IF控制可屏蔽中斷的標(biāo)志。IF=0,CPU不能對可屏蔽中斷請求作出響應(yīng)；IF=1,CPU可以接受可屏蔽中斷請求跟蹤標(biāo)志TFCPU按跟蹤方式執(zhí)行指令2．段介寄存僚器段寄去存器只（CS、DS、SS、ES）保番存16位段烤選擇望子。例一個紋段選桐擇子織是標(biāo)斥志內(nèi)封存中季一個血段的獎特殊欺指針采。為董訪問填在內(nèi)蛛存中略的具緩體段繪，此宿段的后段選蛾擇子塞必須鑄存在謀于適永當(dāng)?shù)奶摱渭墓虼嫫鞒糁?。?0菊86系統(tǒng)剖中，思存儲免器的撇訪問浮，如爸圖2-恨9所示勇。當(dāng)寫叫應(yīng)用層程序央代碼才時，故程序乓用匯摩編程濾序的巷命令糟和符透號建慨立段彼選擇福子。屈然后僵匯編棄程序鄙和別劇的工昆具建勻立與串這些葡命令金和符靈號相嶄關(guān)的沸實際宇段選侮擇子聯(lián)值。票若寫暖系統(tǒng)危代碼煎，程椅序員皂可能斬需要忠直接網(wǎng)建立括段選唇擇子匙。當(dāng)使泥用分梯段存稍儲模忌式時廣，初量始，極每一銹個段惹寄存懇器用華不同呈的段額選擇瀉子加攜載，絲式所以呀每個島段寄饞存器社指向鍵線性憂地址過空間嘉中的嬸不同逼的段盤。如蔬圖2-忘6所示犯。物理呼地址睛如何珠形成衛(wèi)的？20位地址址加雙法器16位內(nèi)蹲部寄男存器烘提供紀(jì)的信謹(jǐn)息經(jīng)咐地址奶加法救器產(chǎn)廢生20位地者址信融息。每次秤在需僻要產(chǎn)浙生一拼個20位地孟址的殖時候監(jiān)，一賺個段蹤蝶寄存療器會派自動漸被選濤擇，轉(zhuǎn)且能舌自動妖左移4位再臣與一仙個16位的閃地址碗偏移健量相俘加，緣瑞以產(chǎn)渡生所及需要蟲的20位物寸理地休址。每當(dāng)純是取攪指令戴的時秤候，熱則自頭動選放擇代寫碼段明寄存勒器CS，再份加上削由IP所決拾定的16位偏愿移量占，計確算得智到要吃取的露指令河的物繼理地炮址。例：唱指令忠的物掘理地之址=斤CS節(jié)16君+菌I警P若CS矮=骨1錘00目