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第三章(1)8086微处理器及其系统
通用寄存器的特殊用法(默认用法,隐含使用)
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3.1 8086/8088微处理器结构
段寄存器
• 4个16位段寄存器CS、DS、SS、ES用来识别当前可寻址的四个段, 每个段的功能各不相同
• CS:代码段寄存器,指示当前执行程序所在存储器的区域。 • DS:数据段寄存器,指示当前程序所用之数据的存储器区域。 • SS:堆栈段寄存器,指示当前程序所用之堆栈位于的存储器区域。 • ES:附加段寄存器,指示当前程序所用之数据位于的另外存储器 区域,在字符串操作中常用到。
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3.1 8086/8088微处理器结构
8080/8088 introduction
• • • • First member of x86 family of processors Up to 10 MHz, 40-pin DIP 1 MB RAM ,64K I/O ports Powerful instruction set
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BIU部件
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3.1 8086/8088微处理器结构
AB(20位 ) 通用寄存器 AH AL BH BL CH CL DH DL SP BP SI DI AX BX CX DX 地址 加法器 ∑
数 据 寄存器
指针和变址 寄存器
ALU 数 据 总 线 (16位 )
CS DB(16位 ) DS SS ES IP 内部寄存器 总线控制 电 路
SP BP SI DI 堆栈指针 基址指针 源变址指针 目的变址指针
数据寄存器
通用寄存器组
地址指针及变 址寄存器
IP 指令指针 FLAG 标志寄存器 CS DS SS ES
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控制寄存器组
代码段寄存器 数据段寄存器 堆栈段寄存器 附加段寄存器
段寄存器组
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功能单元图
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1-低4位向高4位有进、借位
1-低8位有偶数个1 0-低8位有奇数个1
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0-低4位向高4位无进、借位
0
CF
OF DF IF TF SF ZF
AF
PF
方 向 标 志
单 步 中 断
符 零 号 标 标 志 志
1-结果为0 0-结果不为0
溢 出 标 志
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中 断 允 许
半 进 借 位 标 志
奇 偶 标 志
进 借 位 标 志
1-有进、借位 0-无进、借位
举例
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3.1 8086/8088微处理器结构
标志寄存器/状态标志
• OF(Overflow Flag):溢出标志(指补码),F.11 • OF=1:在运算过程中,如操作数超过了机器表示的范围称为溢出; • OF=0:在运算过程中,如操作数未超过机器数表示的范围称为不 溢出。
8086总 线 DB(16位 )
暂存寄存器
(8位 ) 指令队列缓冲器 EU 控制电路
ALU 标志寄存器
1 2 3 4 5 6
执 行 单 元 (EU)
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总 线 接 口 单 元 (BIU)
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(3)寄存器编程结构
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AX AH AL 累加器 BX BH BL 基址寄存器 CX CH CL 计数寄存器 DX DH DL 数据寄存器
• • • • • • • • 内部结构是16位,内部运算部件,内部操作按16位设计; (16-bit architecture - 16-bit internal registers) 能处理16位数据,也能处理8位数据; (16-bit data bus) 汇编语言与8080/8085兼容,即能执行整套8080/8085的指令. 增加了许多16位操作指令; 地址线20位,直接寻址能力1M字节; (20-bit address bus,1 MB of physical memory)
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3.1 8086/8088微处理器结构
(2)功能结构
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3.1 8086/8088微处理器结构
(2)功能结构
• 由总线接口单元(BIU)和执行单元构成(EU)
• BIU:由指令队列、指令指针、段寄存器、地址加法器和总线控制逻辑等组成,负 责CPU对存储器和外设进行访问。 • EU:由ALU、通用寄存器组(数据寄存器组、指针寄存器组、地址寄存器组)、标 志寄存器和指令译码逻辑等组成,负责指令的译码、执行和数据的运算。
第3章 8086/8088微处理器及其系统
3.1 8086/8088微处理器结构
• 微处理器功能结构 • 寄存器结构(编程结构)
3.2 8086/8088存储器组织 3.3 8086/8088工作方式
• 时序和引脚信号 • 最大和最小模式
3.4 8086/8088寻址方式 3.5 8086/8088指令系统
• 8086与8088的主要区别:
• 8086的外部数据总线16位,8088外部数据总线为8位。
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3.1 8086/8088微处理器结构
地址线(AB)? 数据线(DB)? 控制线 (CB) ?
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3.1 8086/8088微处理器结构
2018年8月26MD ID8086B Fujitsu MBL8086 Mitsubishi M5L8086S NEC D8086D-2 Siemens SAB8086-C (T40-45)
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3.1 8086/8088微处理器结构
(1)硬件概括
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3.1 8086/8088微处理器结构
BIU和EU功能框图
通 用 寄 存 器 组
数据寄存器组
AB
指针寄存器组
变址寄存器组
∑
DB
段寄存器组
ALU数据总线
IP寄存器 内部暂存器 ALU EU 控制器电路
暂存寄存器
总线 控制电路
8086总线 16位数据总线
指令队列
标志寄存器
EU部件
通用寄存器特点
• 一般,通用寄存器可以用于任何指令的任意操作,可以相互替换; • 16位的数据寄存器可分解为2个8位的寄存器使用,是同一个物理 介质;如果存储了一个16位的数据,不能同时存储另外的1个或2 个8位数; • 地址寄存器不能分解为8位使用; • 有些操作规定只能使用某个寄存器,即寄存器的特殊用法。