8086微处理器及系统
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第2章8086微处理器及其系统教材习题解答1. 8086 CPU 由哪两部分构成,它们的主要功能是什么?在执行指令期间,EU 能直接访问存储器吗,为什么?【解】8086CPU由执行部件(EU)和总线接口部件(BIU)两部分组成。
执行部件由内部寄存器组、算术逻辑运算单元(ALU)与标志寄存器(FR)及内部控制逻辑等三部分组成。
寄存器用于存储操作数和中间结果;算术逻辑单元完成16位或8位算术逻辑运算,运算结果送上ALU内部数据总线,同时在标志寄存器中建立相应的标志;内部控制逻辑电路的主要功能是从指令队列缓冲器中取出指令,对指令进行译码,并产生各种控制信号,控制各部件的协同工作以完成指令的执行过程。
总线接口部件(BIU)负责CPU与存储器、I/O设备之间传送数据、地址、状态及控制信息。
每当EU部件要执行一条指令时,它就从指令队列头部取出指令,后续指令自动向前推进。
EU要花几个时钟周期执行指令,指令执行中若需要访问内存或I/O设备,EU就向BIU 申请总线周期,若BIU总线空闲,则立即响应,若BIU正在取一条指令,则待取指令操作完成后再响应EU的总线请求。
2. 8086CPU与传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同?这样的设计思想有什么优点?【解】8086 CPU与传统的计算机相比增加了指令队列缓冲器,从而实现了执行部件(EU)与总线接口(BIU)部件的并行工作,因而提高了8086系统的效率。
3. 8086 CPU 中有哪些寄存器,各有什么用途?【解】8086共有8个16位的内部寄存器,分为两组:①通用数据寄存器。
四个通用数据寄存器AX、BX、CX、DX均可用作16位寄存器也可用作8位寄存器。
用作8位寄存器时分别记为AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL。
AX(AH、AL)累加器。
有些指令约定以AX(或AL)为源或目的寄存器。
实际上大多数情况下,8086的所有通用寄存器均可充当累加器。
BX(BH、BL)基址寄存器。
8086指令系统总结8086是一种x86架构的微处理器,由Intel公司于1978年推出。
它是16位的,拥有20位的物理寻址能力,可以访问1MB的内存空间。
8086指令系统是其所支持的一系列指令集合,下面将对8086指令系统进行详细总结。
数据传输指令是8086指令系统中的基础指令之一,用于将数据从一个位置传输到另一个位置。
其中包括mov指令、xchg指令、push指令和pop指令等。
mov指令用于将数据从一个存储位置复制到另一个存储位置;xchg指令用于交换两个存储位置中的数据;push指令用于将数据压入栈顶;pop指令用于将栈顶的数据弹出。
算术运算指令是用于进行各种算术运算的指令。
8086支持包括加法、减法、乘法和除法等多种算术运算指令。
例如,add指令用于将两个操作数相加,sub指令用于将第二个操作数从第一个操作数中减去,mul指令用于将两个操作数相乘,div指令用于将第一个操作数除以第一个操作数,并将结果保存在指定的寄存器中。
逻辑运算指令用于进行逻辑运算,包括与、或、非、异或等运算。
例如,and指令用于对两个操作数进行按位与运算,or指令用于对两个操作数进行按位或运算,not指令用于对一个操作数进行按位非运算,xor指令用于对两个操作数进行按位异或运算。
控制转移指令用于控制程序的执行流程。
包括无条件转移指令、条件转移指令和循环指令。
无条件转移指令用于无条件地跳转到指定的地址,例如jmp指令;条件转移指令用于根据一些条件是否成立来进行跳转,例如je指令(跳转到指定地址,如果上一次比较操作相等);循环指令用于循环执行指定的指令块,例如loop指令。
I/O指令用于进行输入输出操作,包括从外部设备读取数据和将数据写入外部设备。
例如,in指令用于将输入端口的数据读取到指定的寄存器中,out指令用于将指定的寄存器中的数据写入到输出端口。
此外,8086还支持一些特殊的指令,如访问标志寄存器的指令,控制指令(如hlt指令、nop指令)和字符串指令(如movsb指令、cmpsb指令)等。
第二章8086/8088微处理器及其系统结构内容提要:1.8086微处理器结构:CPU内部结构:总线接口部件BIU,执行部件EU;CPU寄存器结构:通用寄存器,段寄存器,标志寄存器,指令指针寄存器;CPU引脚及其功能:公用引脚,最小模式控制信号引脚,最大模式控制信号引脚。
2.8086微机系统存储器结构:存储器地址空间与数据存储格式;存储器组成;存储器分段。
3.8086微机系统I/O结构4.8086最小/最大模式系统总线的形成5.8086CPU时序6.最小模式系统中8086CPU的读/写总线周期7.微处理器的发展学习目标1.掌握CPU寄存器结构、作用、CPU引脚功能、存储器分段与物理地址形成、最小/最大模式的概念和系统组建、系统总线形成;2.理解存储器读/写时序;3.了解微处理器的发展。
难点:1.引脚功能,最小/最大模式系统形成;2.存储器读/写时序。
学时:8问题:为什么选择8088/8086?•简单、容易理解掌握•与目前流行的P3、P4向下兼容,形成x86体系•16位CPU目前仍在大量应用思考题1、比较8086CPU与8086CPU的异同之处。
2、8086CPU从功能上分为几部分?各部分由什么组成?各部分的功能是什么?3、CPU的运算功能是由ALU实现的,8086CPU中有几个ALU?是多少位的ALU?起什么作用?4、8086CPU有哪些寄存器?各有什么用途?标志寄存器的各标志位在什么情况下置位?5、8086CPU内哪些寄存器可以和I/O端口打交道,它们各有什么作用?6、8086系统中的物理地址是如何得到的?假如CS=2400H,IP=2l00H,其物理地址是多少?思考题1.从时序的观点分析8088完成一次存储器读操作的过程?2.什么是8088的最大、最小模式?3.在最小模式中,8088如何产生其三总线?4.在最大模式中,为什么要使用总线控制器?思考题1.试述最小模式下读/写总线周期的主要区别。
8086微处理器的功能与结构四、80x86微处理器的结构和功能(一)80x86微处理器1.8086/8088主要特征(1)16位数据总线(8088外部数据总线为8位)。
(2)20位地址总线,其中低16位与数据总线复用。
可直接寻址1MB存储器空间。
(3)24位操作数寻址方式。
(4)16位端口地址线可寻址64K个I/O端口。
(5)7种基本寻址方式。
有99条基本指令。
具有对字节、字和字块进行操作的能力。
(6)可处理内部软件和外部硬件中断。
中断源多达256个。
(7)支持单处理器、多处理器系统工作。
2.8086微处理器内部结构8086微处理器的内部结构由两大部分组成,即执行部件EU(Execution Unit)和总线接口部件BIU(Bus Interface Unit)。
和一般的计算机中央处理器相比较,8086的EU相当于运算器,而BIU则类拟于控制器。
3.8086最小模式与最大模式及其系统配置最小模式在结构上的特点表现为:系统中的全部控制信号直接来自8086CPU。
与最小模式相比,最明显的不同是系统中的全部控制信息号不再由8086直接提供,而是由一个专用的总线控制器8288输出的。
4.8087与8089处理机简述(1)8087协处理机8087协处理机与8086组合在一起工作,以弥补8086在数值运算能力方面的不足,所以它又称为协处理机。
(2)8089I/O处理机8089是一个带智能的I/O接口电路,相当于大型机中的通道,它将CPU的处理能力与DMA控制器结合在一起。
它具有52条基本指令,1MB的寻址能力,包含两个DMA通道。
8089也可以与8086联合在一起工作,执行自己的指令,进行I/O 操作,只在必需时才与8086进行联系。
在8089的控制下,可以进行外设与存储器之间、存储器与存储器之间以及外设与外设之间的数据传输。
同时,8089还可以设定多种终止数据传输的方式。
5.总线时序一个基本的总线周期包括4个时钟周期,即4个时钟状态T 1 、T2 、T3 和T4 。