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16位微处理器8086  

2014-07-06 22:00:48|  分类: 知识篇 |  标签: |举报 |字号 订阅

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      808616位微处理器,设计中包含了CPU最关键最重要的技术,其主要技术和运行机制在当前最先进的微处理器中仍被继承和应用,并在性能上保持对其兼容

      8086Intel系列的16位处理器,有16根数据线和20根地址线。因为可写20位地址,所以可寻址的地址空间达2^20字节即1MB。这1MB的内存单元按照00000~FFFFFH来编址。但是8086内部寄存器包括指令指针和堆栈指针都是16位的,显然寄存器不能直接对1MB的内存空间进行寻址,为此引入分段概念。8086系统的一个段最长64KB。计算一个存储单元的物理地址,先将它对应的段寄存器的16位左移四位(相当于乘十进制数16),得到一个20位的值,再加上16位的偏移量(有效地址)。段地址由CS,DS,SS,ES四个段寄存器给出。偏移量可能在IP,SP,BP,SI,DI,BX中。代码段、数据段、堆栈段、附加段都可为64KB,但实际中这些段之间能相互覆盖。 

   功能上8086分为两部分,即总线接口部件BIU和执行部件EU。下图是8086的编程结构:

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寄存器分类:

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        对总线接口部件,作下面两点说明:①8086的指针队列为6个字节。②地址加法器用来产生20位地址线。

    对执行部件,有以下4点说明:①4个通用寄存器既可作为16位寄存器使用,也可作为8位寄存器使用。②AX寄存器也称为累加寄存器,指令系统中有许多指令都是利用累加器来执行的。③算术逻辑部件实现算术运算和逻辑运算。④8086的标志寄存器共有16位,其中7位未用,所有的各位含义如下:

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     根据功能,8086的标志可分为两类:状态标志,控制标志。 

状态标志有6个:①符号标志SFsign flag)②零标志ZFzero flag)③奇/偶标志PFparity flag)④进位标志CFcarry flag)⑤溢出标志OFoverflow flag

控制标志有3个:①方向标志DFdirection flag)②中断允许标志IFinterrupt flag)③跟踪标志TFtrap flag)。

    为了取得指令或传送数据,就需要CPU的总线接口部件执行一个总线周期。8086CPU一个总线周期完成一次数据传输,至少要传送数据和传送地址两个过程。当CPU提供了地址后,被选中进行数据读/写的存储器或外设不能在3T周期内完成数据读写时,就需要在T3T4之间插入等待周期Tw,插入等待周期的个数取决于外设或存储器的读写时间。

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                                       (典型的8086总线周期序列)

    为了进可能适应各种使用场合,设计8086CPU芯片时,使其能在两种模式下工作,即最大、最小工作模式。最大模式:用较大规模的8086系统中,含有两个或多个微处理器,主处理器是8086,其他称为协处理器。最小模式:只有8086一个微处理器。8086到底工作在哪种模式,完全由硬件连线决定。

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(最小模式、最大模式下的典型配置)

        8086的数据线和地址线是复用的,这使得808640条引脚信号实现20位地址、16位数据及众多的控制信号和状态信号的传输。

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 (8086引脚信号)

    一个微型机系统在运行过程中,需要CPU执行许多操作。8086的主要操作有以下几个方面:复位和启动操作、暂停操作、总线操作 、中断操作、最小模式下的总线保持、最大模式下的总线请求/授权。

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                    (8086的复位时序)                      (总线读时序)                 (总线写时序)

       8086有一个强有力的中断系统,可以处理256种不同的中断,每个中断对应一个类型号,所以,256种中断对应的中断类型号为0~255.总的分为两大类,硬件中断(外部中断),软件中断(内部中断)。硬件中断又分为非屏蔽中断和可屏蔽中断。

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        8086系统和外部设备之间是通过I/O芯片来联系的。每个I/O芯片都有一个或多个端口,一个端口对应芯片内部的一个寄存器。每个端口有一个地址叫端口地址。I/O端口有两种编址方式:统一编址,独立编址。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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