8086cpu
1、 8086CPU和8088CPU内部结构基本相同,不同之处在于8088有8条外部数据总线,因此为准16位。8086有16条外部数据总线。两个CPU的软件完全兼容,程序的编制也完全相同。
2、 8086CPU从功能上分为两大部分:一是执行部件(EU),二是总线接口部件(BIU)。
执行部件是由以下虽部分组成:
(1)四个通用寄存器:AX BX CX DX
(2)四个专用寄存器:基数指针寄存器BP,堆栈指针寄存器SP,源变址寄存器SI,目的变址寄存器DI
(3)标志寄存器FR=flag
(4)算术逻辑部件ALU
功能是负责执行所有的指令,向总线接口部件提供指令执行的结果数据和地址,并对通用寄存器和标志寄存器进行管理。
总线接口部件由以下部件组成:
(1)四个段寄存器:代码段寄存器,数据段寄存器,附加段寄存器,堆栈段寄存器。
(2)指令指针寄存器
(3)地址加法器
(4)指令队列
功能:执行外部总线周期,负责存储器与外部端口I|O传送数据。也就是负责CPU与存储器和外设之间的信息交换。
3、共有14个寄存器,分成3个部分:
(!)通用寄存器8个 :AX, BX , CX, DX , SP , BP ,SI ,DI.
AX , BX ,CX , DX为数据寄存器,用来保存运算中的中间结果和有效地址。4个寄存器既可以做16位寄存器,也可以做8位寄存器 AL, AH, BL, BH, CL, CH, DL, DH.。
在程序设计中,一般把AX用作累加器。BX 用作基址寄存器,CX用作计数器,DX用作数据寄存器。
SP:堆栈指针寄存器;装栈顶指针偏移量。
BP:基址指针寄存器:装栈段中一个数据区的基址偏移量。
SI:源变址寄存器;装源操作数地址的偏移量。
DI:目的变址寄存器;装目的操作数地址偏移量。
(2)段寄存器4个
CS;代码段寄存器;装代码段的起始地址;
DS;数据段寄存器;装数据段的起始地址;
SS; 堆栈段寄存器;装堆栈段的起始地址;
ES: 附加段寄存器;装附加段的起始地址。
(3)控制寄存器两个:IP,FR。
IP:指令指针寄存器;始终存放当前指令的下一第指令的起始存储单元的偏移地址。
FR:状态标志寄存器;用来存放运算结果和特征。16位寄存器,用39位。
标志位分为两大类:一类是状态标志,用来表示算术、逻辑运算的结果特征。(CF,PF,AF,ZF,SF,OF)。一类是控制标志;用来表示控制CPU的操作特征。(IF、DF、TF)
CF(FR0):CF=1为加、减运算结果的最高位有进位或有借位,否则CF=0。
PF(FR2):PF=1为操作结果“1”的个数为偶数,否则PF=0。
AF(FR4):AF=1为运算结果的低4位向高4位有进位或有借位,(用于10进制BCD码运算指令)否则A=0。
ZF(FR6):ZF=1运算结果为0,否则ZF=0。
SF(FR7):SF=1运算结果最高为0(E),否则SF=0。
OF(FR11):OF=1在算术运算时,带符号数的运算结果超出数的表示范围。否则OF=0。
TF(FR8):TF=1CPU进入单步工作方式。
IF(FR9):IF=1允许CPU响应可屏蔽外部中断请求。IF=0禁止中断。
DF(FR10):DF=1在字符串操作时使地址指针自动减量。DF=0自动增量。
4、 8086系统的物理地址是将段地址寄存器的内容左移4位(或乘16)加上偏移地址,即可得到20位的物理地址。
2000H左移4位为20000H,加上2100H为22100H,则物理地址为22100H。
5、8086/8088CPU把BIU完成一次访问存储器或外设操作所需的时间称为一个总线周期。一个总线周期最少包含4个时钟周期(T1~T4)。当访问存储器(读、写)或外设时,存储器或外设不能及时地配合CPU传送数据,存储器或外设通过“READY:信号在T3之前向CPU发一个“数据未准备好”信号,CPU在T3之后插入一个或多个等待时钟周期TW。当存储器外设准备好数据,通过“READY”发“准备好”信号,CPU接收到这个信号后,会自动脱离TW状态进入T4状态。因此插入多少个TW取决于“READY”信号。
1、 最小模式:就是在系统中只有8086/8088一个微处理器。在该系统中,所有的总线控制信号都直接由8086/8088产生,因此,系统中总线控制电路被减到最少。
最大模式:在系统中包含两个或多个微处理器,其中一个主处理器就是不是8088/8086,其它处理器为协处理器,是协助主处理器工作的。它用在中等规模或大型的8088/8086系统中。一般情况下和8088/8086配合的协处理器有两个,一个是数值运算协处理器8087,一个是输入/输出协处理器8089。将8088/8086CPU的第33脚接地时,系统处于最大模式,当第33脚接+5V时,系统为最小模式。
2、 地址锁存器就是一个暂存器,它根据控制信号的状态,将总线上的地址代码暂存起来。8088/8086的数据和地址总线采用分时复用不着操作方式,即用同一总线既传送地址又传送数据。当微处理器与存储器交换信号时,首先由CPU发送存储器的地址,同时发允许锁存信号ALE给锁存器,当锁存器接到该信号后将地址/数据总线上的地址锁存在锁存器中,随后才能传送数据。
3、 8086中的典型时序包括:
(1)存储器读与写周期。
(2)I/O设备的读与写周期。
(3)中断响应周期。
(4)系统复位。
(5)空转周期。
(6)CPU进入和退出保持状态的时序。
8086CPU的字节寻址范围有多大?为什么?存储器为什么分段?20位物理地址的形成过程是怎样的?
答:8086CPU寻址范围1MB。因为8086CPU地址线为20条,2^20=1024KB,即1MB。8086系统中,指令仅给出16位地址,与寻址有关的寄存器也只有16位长,因此寻址范围只有64KB,为了寻址1MB,所以分成四个逻辑段。当CPU访问内存时,段寄存器的内容(段基址)自动左移4位(二进制),与段内16位地址偏移量相加,形成20位的物理地址。