微機(jī)原理與接口教案

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1、第2課次授課計(jì)劃基本內(nèi)容:第二章16位微處理器2.18086的編程結(jié)構(gòu)2.28086的引腳信號(hào)和工作模式目的要求:1.掌握8086CPU的編程結(jié)構(gòu)2.掌握8086的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)、寄存器結(jié)構(gòu)3.掌握8086總線周期的概念4.理解8086的并行流水線工作方式5.掌握存儲(chǔ)器的編址6.掌握8086CPU主要引腳信號(hào)的功能（地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線）7.理解8086CPU工作模式及典型配置。難點(diǎn):CPU的編程結(jié)構(gòu)標(biāo)志寄存器的含義理解8086CPU外部引腳信號(hào)的作用及它們之間是如何協(xié)同工作的復(fù)習(xí)鞏固:1.微型計(jì)算機(jī)工作

2、過程2.微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)新課講授:2.1.18086的編程結(jié)構(gòu)1.8086?CPU的一般性能特點(diǎn)（1）16位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，16位雙向數(shù)據(jù)信（2）20位地址信號(hào)線，可尋址1MB存儲(chǔ)單（3）較強(qiáng)的指令系統(tǒng)。（4）利用16位地址總線進(jìn)行I/O端口尋址，可尋址64K個(gè)I/O端口。（5）中斷功能強(qiáng)，可處理內(nèi)部軟件中斷和外部中斷，中斷源可達(dá)256個(gè)。（6）單一的+5V電源，單相時(shí)鐘頻率5MHz。2.編程結(jié)構(gòu)8086是intel系列的16位微處理器，有16根數(shù)據(jù)線和20根地址線，可尋址空間1MB要掌握一個(gè)CPU的性能和使用方法，

3、首先應(yīng)該了解它的編程結(jié)構(gòu)。所謂編程結(jié)構(gòu)，就是從程序員和使用者的角度看到的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，這種結(jié)構(gòu)與CPU內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)和實(shí)際布局是有區(qū)別的。下圖就是8086的編程結(jié)構(gòu)圖。在編程結(jié)構(gòu)圖中可以看到，從功能上，8086分兩部分，即總線接口部件（businterfaceunit,BIU）和執(zhí)行部件（executionunit,EU）。（1）總線接口部件（BIU）1.總線接口部件的功能是負(fù)責(zé)與存儲(chǔ)器、I/O端口傳送數(shù)據(jù)。具體來看，就是完成取指令，指令排隊(duì)，配合執(zhí)行部件的動(dòng)作，從內(nèi)存單元或I/O端口取操作數(shù)，或者將操作結(jié)果送內(nèi)

4、存單元或者I/O端口。2.8086的總線接口部件由以下各部分組成：①4個(gè)段地址寄存器：CS：16位代碼段寄存器（codesegment）；DS：16位數(shù)據(jù)段寄存器（datasegment）；ES：16位附加段寄存器（extrasegment）；SS：16位堆棧段寄存器（stacksegment）。②16位指令指針寄存器IP（instructionpointer）：用來指向下一條要取出的指令代碼。③20位地址加法器：將16位邏輯地址變換成存儲(chǔ)器讀/寫所需的20位物理地址。④6字節(jié)指令隊(duì)列緩沖器：預(yù)存6字節(jié)的指令代

5、碼。⑤總線控制邏輯：發(fā)出總線控制信號(hào)。實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器讀/寫控制和I/O讀/寫控制。它將8086CPU的內(nèi)部總線與外部總線相連，是8086CPU與外部打交道不可缺少的路徑。3.8086總線接口部件的特點(diǎn)：①8086的指令隊(duì)列為6個(gè)字節(jié)，CPU在執(zhí)行指令的同時(shí)，從內(nèi)存中取下面1條指令或幾條指令放在指令隊(duì)列中。這樣，一般情況下，8086執(zhí)行完一條指令就可以立即執(zhí)行下一條指令，而不像以往的計(jì)算機(jī)那樣輪番地進(jìn)行取指令和執(zhí)行指令的操作，從而提高了CPU的效率。②地址加法器用來產(chǎn)生20位地址。8086用20位地址尋址1MB的內(nèi)存

6、空間，但8086內(nèi)部寄存器都是16位的，所以需要一個(gè)附加機(jī)構(gòu)來根據(jù)16位寄存器提供的信息計(jì)算出20位的物理地址。即：物理地址（PA）=段基址×10H+偏移地址（EA）（2）執(zhí)行部件（EU）1.執(zhí)行部件負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行，由下列4部分組成：①4個(gè)通用16位寄存器，即AX、BX、CX、DX；②4個(gè)專用16位寄存器，即基數(shù)指針寄存器BP（basepointer），堆棧指針寄存器SP（stackpointer），源變址寄存器SI（sourceindex），目的變址寄存器DI(destinationindex)；③標(biāo)志寄存器

7、FR（flagregister）；④算術(shù)邏輯部件ALU（arithmeticlogicunit）。2.通用寄存器①4個(gè)通用寄存器可作為16位寄存器使用，也可作為8位寄存器使用。比如，BX寄存器作為8位寄存器時(shí)，分別稱為BH和BL，BH為高8位，BL為低8位。②數(shù)據(jù)寄存器特有的習(xí)慣用法：AX：累加器，指令系統(tǒng)中有許多指令都是利用累加器來執(zhí)行的。所有I/O指令都通過AX與接口傳送信息，中間運(yùn)算結(jié)果也多放于AX中；BX：基址寄存器。在間接尋址中用于存放基地址；CX：計(jì)數(shù)寄存器。用于在循環(huán)或串操作指令中存放計(jì)數(shù)值；DX

8、：數(shù)據(jù)寄存器。在間接尋址的I/O指令中存放I/O端口地址；在32位乘除法運(yùn)算時(shí)，存放高16位數(shù)。③地址指針寄存器SP：堆棧指針寄存器，其內(nèi)容為棧頂?shù)钠频刂?；BP：基址指針寄存器，常用于在訪問內(nèi)存時(shí)存放內(nèi)存單元的偏移地址。④BX與BP在應(yīng)用上的區(qū)別作為通用寄存器，二者均可用于存放數(shù)據(jù)；作為基址寄存器，用BX表示所尋找的數(shù)據(jù)在DS數(shù)據(jù)段；用BP則表示數(shù)據(jù)在SS堆棧段。⑤變址寄存器SI：源