第2章 8086微处理器.

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1、 8086 8086是高性能的第三代微处理器，是是高性能的第三代微处理器，是IntelIntel系列的系列的1616位微位微处理器，它是采用处理器，它是采用HMOSHMOS工艺制造的，工艺制造的， 内部包含约内部包含约29,00029,000个晶体管。个晶体管。 80868086有有1616根数据线和根数据线和2020根地址线，因为可用根地址线，因为可用2020位地址，位地址， 所以所以可寻址的地址空间达可寻址的地址空间达2 22020即即1M1M字节字节。80868086工作时，只要工作时，只要一个一个 5V 5V 电源和一相时钟，电源和一相时钟， 时钟频率为时钟频率为5MHz5MHz。 后

2、来，后来，Intel Intel 公司推出的公司推出的8086-18086-1型微处理器时钟频型微处理器时钟频率高达率高达10MHz10MHz， 8086-28086-2型微处理器时钟频率达型微处理器时钟频率达8MHz8MHz。几乎在推出几乎在推出80868086微处理器的同时微处理器的同时,Intel ,Intel 公司还推公司还推出了一种准出了一种准1616位微处理器位微处理器80888088。 推出推出80888088的主要的主要目的是为了与当时已有的一整套目的是为了与当时已有的一整套 IntelIntel外围设备接外围设备接口芯片直接兼容。口芯片直接兼容。 80888088的内部寄存器

3、、内部运算的内部寄存器、内部运算部件以及内部操作都是按部件以及内部操作都是按1616位设计的，但对外的数位设计的，但对外的数据总线只有据总线只有8 8条。这两种微处理器除了数据总线宽度条。这两种微处理器除了数据总线宽度不同外，其他方面几乎完全相同。不同外，其他方面几乎完全相同。8086/80888086/8088的另的另一个突出特点是其多重处理的能力，它们都能极方一个突出特点是其多重处理的能力，它们都能极方便的和数值数据处理器（便的和数值数据处理器（NPXNPX）80878087，I/OI/O处理器处理器（IOPIOP）80898089或其他处理器组成多处理器系统，从或其他处理器组成多处理器系

4、统，从而极大地提高系统数据吞吐能力和数据处理能力。而极大地提高系统数据吞吐能力和数据处理能力。一、一、8086CPU8086CPU的内部结构的内部结构1 1、1616位外部数据总线位外部数据总线2 2、1616位内部体系结构，运算器、寄存器和内部位内部体系结构，运算器、寄存器和内部数据总线均为数据总线均为1616位位3 3、多种寻址方式和较强的指令系统功能、多种寻址方式和较强的指令系统功能4 4、2020位地址线，寻址范围为位地址线，寻址范围为1M1M字节存储空间字节存储空间5 5、1616位位I/OI/O端口地址线，可寻址端口地址线，可寻址64K64K端口地址端口地址6 6、较强的中断处理能

5、力、较强的中断处理能力7 7、具有管理、具有管理DMADMA操作和多处理器的工作能力。操作和多处理器的工作能力。要掌握一个要掌握一个CPUCPU的工作性能和使用方法，首先应该了的工作性能和使用方法，首先应该了解它的编程结构。解它的编程结构。 所谓编程结构，就是指从程序员所谓编程结构，就是指从程序员和使用者的角度看到的结构，当然，这种结构与和使用者的角度看到的结构，当然，这种结构与CPUCPU内部的物理结构和实际布局是有区别的。内部的物理结构和实际布局是有区别的。在下图中可以看到，从功能上，在下图中可以看到，从功能上，80868086分为两部分，分为两部分， 即总线接口部件即总线接口部件BIU

6、(Bus Interface Unit) BIU (Bus Interface Unit) 和执和执行部件行部件EU (Execution Unit)EU (Execution Unit)。这两个单元在。这两个单元在CPUCPU内内部担负着不同的任务。下图即为部担负着不同的任务。下图即为80868086的编程结构图。的编程结构图。(1)EU(1)EU的功能：负责执行指令，具体如下：的功能：负责执行指令，具体如下： 1)1)从从BIUBIU指令队列缓冲器中取出指令，由指令队列缓冲器中取出指令，由EUEU控制电控制电路的指令译码器译码产生相应的操作控制信号给路的指令译码器译码产生相应的操作控制信号

7、给各部件。各部件。2)2)对操作数进行算术和逻辑运算，并将结果的状对操作数进行算术和逻辑运算，并将结果的状态特征保存到状态寄存器态特征保存到状态寄存器FRFR中。中。3 3）EUEU不直接与不直接与CPUCPU外部系统相连，当需要与主存外部系统相连，当需要与主存储器或储器或I/OI/O设备交换数据时，设备交换数据时，EUEU向向BIUBIU发出命令，发出命令，并提供给并提供给1616位有效地址及所需传送的数据。位有效地址及所需传送的数据。由算术逻辑运算单元由算术逻辑运算单元ALUALU、标志寄存器、标志寄存器FRFR、通用寄、通用寄存器组和存器组和EUEU控制器等四个部件组成控制器等四个部件组

8、成 1)1) EUEU中的中的算术逻辑运算部件算术逻辑运算部件ALUALU完成完成1616位或位或8 8位二进制数的运算，运算结果一方面位二进制数的运算，运算结果一方面通过内部总线送到通用寄存器组或通过内部总线送到通用寄存器组或BIUBIU的内部寄存的内部寄存器中以等待写到存储器；另一方面影响状态标志器中以等待写到存储器；另一方面影响状态标志寄存器寄存器FRFR的状态标志位。的状态标志位。1616位暂存器用于暂时存位暂存器用于暂时存放参加运算的操作数。放参加运算的操作数。(2)EU(2)EU的组成的组成仅定义了仅定义了9 9位位，其中，其中6 6位位用作用作状态标志状态标志，3 3位位用作用作

9、控制标志控制标志。2)162)16位标志寄存器位标志寄存器FRFRa. a. 状态标志位用来反映状态标志位用来反映EUEU执行算术或逻辑运算执行算术或逻辑运算的结果特征，的结果特征，6个状态位如下：个状态位如下： 进位标志进位标志CF；辅助进位标志；辅助进位标志AF；奇偶校验标志；奇偶校验标志PF；零标志；零标志ZF；b. 控制标志位用来控制控制标志位用来控制CPU的操作的操作,3个标志位如个标志位如下下: 方向标志方向标志DF；中断允许标志；中断允许标志IF；单步陷阱标志；单步陷阱标志TF： 标志寄存器标志寄存器FRFR中的状态标志中的状态标志CF(Carry Flag)：进位标志位：进位标

10、志位 CFl，表示本次运算中最高位，表示本次运算中最高位(D15或或D7)有进位有进位(加法运算时加法运算时)或有借位或有借位(减法运算时减法运算时)。CF标志可通过标志可通过STC指令置位，通过指令置位，通过CLC指令复位指令复位(清除进位标志清除进位标志)，还可通过还可通过CMC指令将当前指令将当前CF标志取反。标志取反。PF(Parity Flag)：奇偶校验标志位：奇偶校验标志位 PF1，表示本次运算结果中有偶数个，表示本次运算结果中有偶数个“l”，PF0，表示本次运算结果中有奇数个，表示本次运算结果中有奇数个“1”。AF(Auxiliary Carry Flag)：辅助进位标志位。：

11、辅助进位标志位。AFl，表示运算结果的，表示运算结果的8位数据中，低位数据中，低4位向高位向高4位有进位位有进位(加法运算时加法运算时)或有借位或有借位(减法运算时减法运算时)，这个标志位只在十进制运算中有用。这个标志位只在十进制运算中有用。ZF(Zero Flag)：零标志位：零标志位 ZF1，表示本次运算结果为零，否则即运算，表示本次运算结果为零，否则即运算结果非零时，结果非零时，ZF0。SF(Sign Flag)：符号标志：符号标志 SF1，表示本次运算结果的最高位，表示本次运算结果的最高位(第第7位或位或第第15位位)为为“l”，否则，否则SF0。OF(Overflow F1ag)：溢