微机原理笔记分享
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微机原理第二章

• @[TOC](微机原理第二章)
• • 8086
  • • 8086处理器介绍
    • 8086的功能结构
    • 处理器结构
    • 存储器（储备知识）
    • CPU对存储器的读写
    • 8086寄存器
    • 数据寄存器
    • 物理地址
    • 物理地址实现
    • 8086的地址表示
    • 逻辑地址和物理地址
    • 段落寄存器
    • 地址指针和变址寄存器/指令指针
    • 堆栈
    • 标志寄存器FLAGS
    • 8086的引脚功能
    • 8086引脚说明与分类
    • 最小模式的系统配置
    • 地址与数据分离
    • 数据缓冲
    • 8086的总线结构
    • 8086存储器分离
    • 时钟芯片
    • 时钟周期
    • 总线周期
    • 指令周期
    • 指令周期、总线周期与时钟周期的关系
    • 最小模式系统
    • 典型总线时序

8086

8086处理器介绍

• 典型的16位微处理器;

• 用单一的+5V电源，被封装在标准40引脚的双列直插式(DIP）管壳内;

• 时钟频率5MHz～10MHz，内、外部数据总线均为16条;

• 地址总线20条，可寻址的存储空间为2^{20=1MB其中的16条地址总线，可以访问2}16=64KB的I/O端口

• 机构示意图

  • 8086执行过程
    

  存储器（储备知识）

数据寄存器

8086的地址表示

• 存储单元的逻辑地址(对CPU而言）表示

  • 段地址:偏移地址

• 上述由逻辑地址转换为物理地址的过程也可以表示成如下计算

  • 公式:物理地址=段地址×16+偏移地址

• 其中“段地址×16”，在微处理器中是通过将段寄存器的内容(二进制数）左移4位(低位补0)来实现的，与偏移地址相加的操作由地址加法器来完成

逻辑地址和物理地址

• • 堆栈主要用于中断和子程序的调用，也可用于数据的暂存。

  • 栈有两个基本的操作:入栈和出栈。

    • 入栈:将一个新的元素放到栈顶;
    • 出栈:从栈顶取出一个元素。

  • 栈的操作规则:FILO
    (First In Last Out，先进后出）

  • 8086堆栈操作以字为单位进行

  • 堆栈中的数据低字节在偶地址（低地址），高字节在奇地址（高地址)

  • 堆栈（SS: SP)

    • 状态标志（6个，重点掌握）

      • CF (Carry Flag)

        • 进位标志位。加(减)法运算时，若最高位有进(借)位则CF=1

      • OF (Overflow Flag）

        • 溢出标志位。当算术运算的结果超出了有符 数的可表达范围时，OF=1

      • ZF (Zero Flag)

        • 零标志位。当运算结果为零时ZF=1

      • SF (Sign Flag)

        • 符 标志位。当运算结果的最高位为1时，SF=1

      • PF (Parity Flag)

        • 奇偶标志位。运算结果的低8位中“1”的个数为偶数时PF=1

      • AF (Auxiliary Flag)

        • 辅助进位标志位。加(减)操作中，若Bit3向Bit4有进位(借位)，AF=1

    • 控制标志位（3个）

      • 陷阱标志TF(Trap Flag)

        • 陷井标志位，也叫跟踪标志位。TF=1时，使CPU处于单步执行指令的工作方式

      • 中断标志IF (Interrupt Flag)

        • 中断允许标志位。IF=1使CPU可以响应可屏蔽中断请求

      • 方向标志DF(Direction Flag)

        • 方向标志位。在数据串操作时确定操作的方向

    8086的引脚功能

    • 两种工作模式

      • 最小模式

        • 单机系统
        • 系统中所有控制信 全部由8086直接提供

      • 最大模式

        • 多处理器系统
        • 系统中控制信 由总线控制器8288提供

    地址与数据分离

    数据缓冲

    8086的总线结构

    时钟周期

    • 时钟周期:主时钟的两个脉冲前沿的时间间隔

    • 被称为T周期或者T状态，一个T状态就是一个时钟周期

    • CPU动作的最小时间单位

    指令周期

    • 指令周期:执行一条指令所需要的时间，是取指令、执行指令、取操作数、存放结果所需时间的总和。

    指令周期、总线周期与时钟周期的关系

  典型总线时序

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