微型计算机原理与应用 第二章（详细版）
16位微处理器
一、8086/8088结构
1.功能结构:
EU(执行部件) 02从指令队列取指---->送控制器
03对指令分析，译码（控制器）
04在ALU中执行，执行结果---->送BIU
BIU（总线接口部件）01从主存或I/O接口取指令----->送指令队列
05将结果送主存或I/O接口
06从主存/外设接口去操作数送ALU
流水线技术:
BIU 取指令1 取指令2 取指令3.....
EU 执行指令1 执行指令2 执行指令3....
特点：01：时间并行：同时两个功能部件并行工作
不同步
02：多个功能部件：资源
2.寄存器结构：
14个16位寄存器：
EU：AX(AH,AL), BX(BH,BL), CX(CH,CL), DX(DH,DL)
指针寄存器：SP：堆栈栈顶指针 BP：基址指针
变指寄存器：SI：源变指 DI：目标变指
FR：标志寄存器 状态位6个:OF,CF,ZF,SF,PF,AF
控制位3个：IF,DF,TF
BIU:4个段寄存器：CS,DS,SS,ES
IP:将要执行下一条指令的地址（有效地址）偏移地址
指令由CS:IP确定 （CS：指令段地址 IP：有效地址） 逻辑地址
二、8086/8088引脚（外部特性）40个
AB DB CB VCC/GND
8086 A0-A15 D0-D15 33引脚
A16-A19 16位
8088 A0-A7 D0-D7 28、34引脚
A8-A15 8位
A16-A19
1、地址/数据复用引脚：
8086 AB:20位 AD0-AD7低8位
DB:16位 AD8-AD15高8位
8088 AB:20位 AD0-AD7
DB:8位
字节：12H 2个字节
34H
字：3412H 1个字8位
引脚的特点：
01分时复用，不同的信号不同时间传送
02电平：高电平：AD0-AD15 NM2
低电平：INIA^-,RD^-,WR^-
M^-/IO M/IO^-
88 86
M^-/IO=1 8088访问外设
M^-/IO=0 8088访问主存
03方向：A0-A19
CPU------>单向
D0-D15双向
CB------>控制出
<------控制入
2.控制信号线，状态信号线
01：MN/MX^- =1(高电平)：最小模式
=0(低电平)：最大模式
02：RD^-：读
WR^-：写
IOR^-：外设读 最大模式下
IOW^-：外设写
MOV AL,[2000H] 读 RD^- 字节
MOV [3000H],AX 写WR^- 字
03：DT(数据传输)/R^- （写/读）
RD^- WR^- DT/R^- M/IO^- DEN^- 数据总线有数据
1 0 1 1 0
CPU对主存写数据
04：中断信号线：NMI,INTR,INTA^-
NMI:入，非屏蔽中断请求信号线，与IF无关
INTR：入，可屏蔽中断请求信号线，与IF有关
IF=1时，开中断
IF=0时，关中断
特点：001-003（略）
05：ALE边沿（下降沿）
A0-A19，当T1传送地址信号，当T2时A0-A19锁入锁存器，在ALE有效时，20位地址总线----->锁存器
06：8284有关： 时钟信号发射器
8284位CPU产生三个信号线：
CLK RESET REDAY
CLK： 主频 5MHZ 8MHZ
RESET：复位 CPU复位 CS=0FFFFH 其它寄存器=0
执行第一条指令地址：CS:IP=0FFFFH:0H
READY：入，准备就绪
READY=1 准备就绪
READY=0 没有准备就绪，CPU要在T3-T4间插入TW（等待周期）
07：8086 34引脚 BHE：总线高8位有效 D8-D15有效
BHE^-=0时有效
08：最大工作方式 用的（括号）内的引脚
三、8088/8086的工作方式（模式）
1.MN/MX^- =1最小
=0最大
2.最小工作方式:
单处理器系统，又有一个微处理器，所存控制信号均有8086/8088产生
构成：
单处理器8086/8088：CPU
8284：产生时钟信号
8283：地址锁存器：A0-A19（3片） 每一个8283只锁8位
8286：数据收发器：双向
3.最大工作方式：
多处理器系统，多个微处理器 主：8086/8088 从：协处理器芯片 8087，8089
8087，协助处理浮点数
8089，IO处理器协助（通道）
四、8086/8088主要操作时序
1.名词：
01：时钟周期：T状态表示：T1=1/主频 T2 T3 T4
02：总线周期（完成一次读写操作）：T1-T4组成基本总线周期 T1,T2,T3,TW，T4：组成扩展总线周期 03：指令周期：完成一条指令的时间，一般要包括多个总线周期
04：等待周期：TW,T3与T4之间
插与不插要看ready信号
ready=0；在T3与T4之间插入TW
ready=1；不插
05：空闲周期：T4之后，下一个总线周期T1之前
2.时序操作：
01：MOV AL,5
001：取指令：T1 T2-T4
地址 数据MOV
A0-A19 D0-D7
002：取操作数：5（内存）
T1 T2-T4
地址 05H
5所在的存储单元 D0-D7
A0-A19
02：CPU写操作
MOV【1000H】，AL
001：读（取）操作，MOV指令
002：AL写入主存1000H单元地址中
03：最大模式图（略）
04：INTA^-响应时序图（略）
05：总线请求/响应（略）
五、中断
1.定义:(略)
01：中断类型：内中断（软件）：溢出，分母为0，0型（分母为0），1型（单步调试），3型（断点），4型（溢出）
外中断（硬件）：NMI：电源掉电：2型 INTR：外设
02：中断源：内：CPU处理程序中产生
外：外围设备
03：中断类型：8086/8088共有256个中断
0-255 0，1，2，3，4，n
00H-0FFH
n=21H
INT 21H：DOS功能调用
04：中断向量：中断服务子程序的入口地址，用CS:IP表示，存放于中断向量表中，16位：16位 逻辑地址
05：中断向量表：内存空间000H-3FFH共1kb，存储了256个中断向量，每个中断向量占4个字节，分别位CS:IP个2个字节 1个字节=8位
06：中断断点：CS:IP表示 子程序返回主程序时地址
07：中断优先级（从左到右，从上到下，由大变小）
软件中断：0，3，4，n型
硬件中断：NMI（2型）
单步（1型）
08：中断嵌套：（略）
2.中断过程：
中断请求，中断判优，中断响应，中断处理，中断返回
01：中断响应： 001:INTA^-：是INTR请求的响应
输入INTR=1有效 INTA^-=0
02：中断响应过程：
001：取中断向量n
002：FR入栈（标志寄存器）保护
003：IF=0，TF=0（关闭中断）屏蔽单步，调域
004：保护断点，将返回时地址CS:IP入栈保护
005：n*4--->表地址--->4个字节--->CS：IP中断向量--->子程序入口
03：中断响应条件：
001：CPU当前指令执行结束
002：对外中断INTR才有响应，对应INTA^-
003：IF=1 开中断
IF=0 关中断 不响应INTA^-
004：INTA^-响应周期（略）
005：中断返回
IRET IP
CS 出栈 恢复
FR
3.软件中断：
01：指令中断：INT n 调用中断
02：不执行 INTA^-
03：不从D7-D0取n，而是直接给出
04：不受IF影响
05：受TF影响
（IF外中断 TF内中断）
4.中断服务子程序结构：
01：保护现场：CPU内一些寄存器入栈
02：开中断
03：中断处理
04：恢复现场
05：IRET中断返回，返回上一级程序
