第2章80x86微处理器
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1、第第2章章 Intel 80 x86微处理器微处理器2.1 8086/8088 CPU的结构的结构2.2 8086/8088 CPU的引脚信号和工作模式的引脚信号和工作模式2.3 8086存储器系统存储器系统2.4 8086/8088 的主要操作功能的主要操作功能2.5 80X86微处理器微处理器 本章主要内容本章主要内容8086/8088CPU从功能上可分为两个部分从功能上可分为两个部分:总线接口部件总线接口部件BIU: Bus Interface Unit执行部件执行部件EU: Execution Unit总线接口部件功能：总线接口部件功能：负责与存储器、负责与存储器、I/O传送数据。传送
2、数据。执行部件的功能：执行部件的功能：完成指令的译码与执行工作。完成指令的译码与执行工作。 8086是是Intel系列的系列的16位微处理器，有位微处理器，有16根数据线根数据线和和20根地址线根地址线，因为可用，因为可用20位地址，所以可寻址的地址位地址，所以可寻址的地址空间达空间达220即即1MB。2.1 8086/8088 CPU的结构的结构CSDSSSES内内部部暂暂存存器器输输入入/输输出出控控制制电电路路指指令令队队列列执执行行部部件件控控制制电电路路运运算算寄寄存存器器ALUIP标标志志寄寄存存器器AHSPALBH BLCH CLDH DLBPSIDI外外部部总总线线16位位20
3、位位地地址址加加法法器器内内部部总总线线BIUEUBIU和和EU同时并行工作，加快程序的执行速度。同时并行工作，加快程序的执行速度。 负责指令的执行，将指令译码并利用内部的寄负责指令的执行，将指令译码并利用内部的寄存器和存器和ALU对数据进行处理。对数据进行处理。通用寄存器组通用寄存器组专用寄存器组专用寄存器组算术逻辑运算单元（算术逻辑运算单元（ALU）标志寄存器标志寄存器内部控制逻辑内部控制逻辑2.1.1 执行部件执行部件(EU)AX、BX、CX、DXSP、BP、SI、DIFR（1）通用寄存器组（）通用寄存器组（16位）位）功能功能：存放操作数和中间结果。存放操作数和中间结果。处理处理“字字
4、”指令时，用指令时，用16位寄存器，位寄存器，处理处理“字节字节”指令时，用指令时，用8位寄存器。位寄存器。AX（AH，AL）累加器）累加器 存放参加运算的操作数和运算结果，有些指令存放参加运算的操作数和运算结果，有些指令约定约定AX（AL）寄存器为累加器，如乘法、除法、）寄存器为累加器，如乘法、除法、输入输入/出指令。出指令。AXBXCXDXAHALBHBLCHCLDHDL2.1.1 执行部件执行部件BX（BH，BL）基址寄存器）基址寄存器 计算地址时用作基地址寄存器，用于扩展寻址，计算地址时用作基地址寄存器，用于扩展寻址，起变址作用。起变址作用。CX（CH，CL）计数寄存器）计数寄存器 在
5、某些指令中作隐含的计数器。例如循环操作、在某些指令中作隐含的计数器。例如循环操作、串操作及移位操作等。串操作及移位操作等。 DX（DH，DL）数据寄存器）数据寄存器 存放操作数和列表数据，存放操作数和列表数据， 在某些在某些I/O操作期间，用操作期间，用来保存来保存I/O端口地址，在乘除运算中有专用。端口地址，在乘除运算中有专用。2.1.1 执行部件执行部件（2）专用寄存器组）专用寄存器组SP 堆栈指针寄存器堆栈指针寄存器 访问堆栈段的栈顶单元。栈是一种访问堆栈段的栈顶单元。栈是一种先进后出先进后出的数据结构，最后入栈的数据为栈顶数据，其单的数据结构，最后入栈的数据为栈顶数据，其单元地址称为栈
6、顶地址。元地址称为栈顶地址。入栈：入栈：“船高水涨船高水涨”出栈：出栈：“水落船低水落船低”2001H2000HSPSP2003H2002H15H16H16位位SPBPDISISP18H17HBP 堆栈区基地址寄存器堆栈区基地址寄存器 对堆栈段寄存器对堆栈段寄存器相对寻址相对寻址的基地址寄存器，的基地址寄存器，可访问堆栈段的任意单元。可访问堆栈段的任意单元。SI 源变址寄存器源变址寄存器 源操作数偏址存于源操作数偏址存于SIDI 目的变址寄存器目的变址寄存器 目的操作数偏址存于目的操作数偏址存于DI寄存器中存放的是地寄存器中存放的是地址，形成地址指针。址，形成地址指针。2.1.1 执行部件执行
7、部件（3）算术逻辑单元）算术逻辑单元加法器，完成加法器，完成16位或位或8位算术逻辑运算。位算术逻辑运算。（4）标志寄存器）标志寄存器 FR2.1.1 执行部件执行部件标志寄存器共有标志寄存器共有16位，其中位，其中7位未用。位未用。功能功能条件（状态）标志（条件（状态）标志（6位）位）控制标志（控制标志（3位）位） 状态标志状态标志 用于寄存器程序运行的状态信号，由硬件根据运用于寄存器程序运行的状态信号，由硬件根据运算结果算结果自动自动设定，用作后续指令判断依据。设定，用作后续指令判断依据。CF: CF: 进位标志，运算器在加减法中出现进位标志，运算器在加减法中出现进位或借位进位或借位时该时
8、该标志位置标志位置1 1。PF: PF: 奇偶标志，运算结果的低奇偶标志，运算结果的低8 8位中位中1 1的个数为偶数时该的个数为偶数时该标志位置标志位置1 1。AF: AF: 半进位标志，加法或减法时，位半进位标志，加法或减法时，位3 3向位向位4 4进位或借位进位或借位时该标志位置时该标志位置1 1。用于。用于BCD(BCD(十进制十进制) )运算。运算。ZF: ZF: 零标志，运算结果为零时该标志位置零标志，运算结果为零时该标志位置1 1。SF: SF: 符号标志位，当运算结果的符号标志位，当运算结果的最高位最高位为为1(1(负数负数) )时该时该标志位置标志位置1 1。CFPFAFZF
9、SFTFIFDFOF15 14 13 12 11 109876543210OF DF IF TF SF ZFAFPFCF15 14 13 12 11 109876543210OF: OF: 溢出标志，在算术运算中，带符号数的运算结果超出溢出标志，在算术运算中，带符号数的运算结果超出8 8位或位或1616位带符号数所能表达的范围时，该标志位置位带符号数所能表达的范围时，该标志位置1 1。例如：例如：8位数运算，当位数运算，当100 + 34 时，结果为时，结果为134，超过，超过8位位正数的最大值正数的最大值 127，此时，该标志位置，此时，该标志位置1。100： 0110 0100 34： 0
10、010 0010 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 01 0 0 0 0 1 1 0 + 两个正数相加，结果为负数，这是由正数两个正数相加，结果为负数，这是由正数表示范围溢出造成的。表示范围溢出造成的。OF DF IF TF SF ZFAFPFCF15 14 13 12 11 109876543210是控制位，不是反映目前是控制位，不是反映目前CPU的状态，的状态，而是由程序进行设置，使而是由程序进行设置，使CPU根据设根据设置的状态运行。置的状态运行。其他标志位则是反映其他标志位则是反映CPU的当前运行的当前运行状态，程序可以通过判断这些标志进状态，程序可以通过判断
11、这些标志进行转向、循环等。行转向、循环等。 控制标志控制标志TF: TF: 单步标志，该位置单步标志，该位置1 1时，时，8088/80868088/8086进入单步运行方进入单步运行方式，即每条指令执行完后都产生中断，供用户检查各个式，即每条指令执行完后都产生中断，供用户检查各个寄存器及内存的当前状况，通常用于调试。寄存器及内存的当前状况，通常用于调试。IF: IF: 中断标志，该位置中断标志，该位置1 1时，时，8088/80868088/8086的的CPUCPU可以响应可以响应外部可屏蔽中断，否则，将外部可屏蔽中断屏蔽，即使外部可屏蔽中断，否则，将外部可屏蔽中断屏蔽，即使有中断申请信号也
