微机原理_第3章_8086_8088微处理器结构_71

51单片机CPU内部结构框图

51单片机CPU内部结构框图 2009-07-27 13:40 从上图中我们可以看到，在虚线框内的就是CPU的内部结构了，8位的MCS-51单片机的CPU内部有数术逻辑单元ALU（Arithmetic Logic Unit）、累加器A （8位）、寄存器B（8位）、程序状态字PSW（8位）、程序计数器PC（有时也称为指令指针，即IP，16位）、地址寄存器AR（16位）、数据寄存器DR（8位）、指令寄存器IR（8位）、指令译码器ID、控制器等部件组成。 1、运算器（ALU）的主要功能 A）算术和逻辑运算，可对半字节（一个字节是8位，半个字节就是4位）和单字节数据进行操作。 B）加、减、乘、除、加1、减1、比较等算术运算。 C）与、或、异或、求补、循环等逻辑运算。 D）位处理功能（即布尔处理器）。由于ALU内部没有寄存器，参加运算的操作数，必须放在累加器A中。累加器A 也用于存放运算结果。例如：执行指令 ADD A，B 执行这条指令时，累加器A中的内容通过输入口In_1输入ALU，寄存器B通过内部数据总线经输入口In_2输入ALU，A+B的结果通过ALU的输出口Out、内部数据总线，送回到累加器A。 2、程序计数器PC

PC的作用是用来存放将要执行的指令地址，共16位，可对64K ROM直接寻址，PC低8位经P0口输出，高8位经P2口输出。也就是说，程序执行到什么地方，程序计数器PC就指到哪里，它始终是跟蹿着程序的执行。我们知道，用户程序是存放在内部的ROM中的，我们要执行程序就要从ROM中一个个字节的读出来，然后到CPU中去执行，那么ROM具体执行到哪一条呢？这就需要我们的程序计数器PC来指示。程序计数器PC具有自动加1的功能，即从存储器中读出一个字节的指令码后，PC自动加1（指向下一个存储单元）。 3、指令寄存器IR 指令寄存器的作用就是用来存放即将执行的指令代码。在这里我们先简单的了解下CPU执行指令的过程，首先由程序存储器（ROM）中读取指令代码送入到指令寄存器，经译码器译码后再由定时与控制电路发出相应的控制信号，从而完成指令的功能。关于指令在单片机内部的执行过程，我们在后面将会以另一节课来进行详细的讲解。 4、指令译码器ID 用于对送入指令寄存器中的指令进行译码，所谓译码就是把指令转变成执行此指令所需要的电信号。当指令送入译码器后，由译码器对该指令进行译码，根据译码器输出的信号，CPU控制电路定时地产生执行该指令所需的各种控制信号，使单片机正确的执行程序所需要的各种操作。 5、地址寄存器AR（16位） AR的作用是用来存放将要寻址的外部存储器单元的地址信息，指令码所在存储单元的地址编码，由程序计数器PC产生，而指令中操作数所在的存储单元地址码，由指令的操作数给定。从上图中我们可以看到，地址寄存器AR通过地址总线AB与外部存储器相连。 6、数据寄存器DR 用于存放写入外部存储器或I/O端口的数据信息。可见，数据寄存器对输出数据具有锁存功能。数据寄存器与外部数据总线DB直接相连。 7、程序状态字PSW 用于记录运算过程中的状态，如是否溢出、进位等。例如，累加器A的内容83H，执行： ADD A，#8AH ；累加器A与立即数8AH相加，并把结果存放在A中。指令后，将产生和的结果为[1]0DH，而累加器A只有8位，只能存放低8位，即0DH，元法存放结果中的最高位B8。为些，在CPU内设置一个进位标志位C，当执行加法运算出现进位时，进位标志位C为1。 8、时序部件由时钟电路和脉冲分配器组成，用于产生微操作控制部件所需的定时脉冲信号

第二课 Intel 8086微处理器简介

微型计算机主要是由微处理器(CPU)、主存储器、外部设备及互联部件组成，总线（数据总线、地址总线、控制总线）在部件之间提供通信。 Intel 8086微处理器按功能可分为两大部分：执行部件和总线接口部件执行部件主要由寄存器组、算逻部件、标志寄存器组成含有8个16位的标志寄存器，这些标志寄存器属于CPU的专用存储器，按其用途可分为两组：数据寄存器组和指示器变址寄存器组数据寄存器组（AX、BX、CX、DX）数据寄存器主要用来保存操作数和运算结果等信息。 AX：累加器，其作用为乘除运算，字的输入输出，中间结果的缓存 BX：基址寄存器，其作用为存储器的指针使用 CX：计数寄存器，其作用为串操作和循环控制 DX：数据寄存器，其作用为字的乘除运算，间接的输入输出，也可以用作存放I/O的端口地址高8位H组：AH、BH、CH、DH 低8位L组：AL、BL、CL、DL 指示器变址寄存器（SI、DI、SP、BP）它们一般存放操作数的偏移地址，用作指示器或者变址寄存器。 SP：堆栈指示器，其作用为存取堆栈的指针 DI：存储器指针，其作用为串指令目的操作数指针（目的变址寄存器） BP：堆栈操作数的基址寄存器 SI：源变址寄存器。当SI、DI和BP不用做指示器和变址寄存器时，也可以将他们当作数据寄存器使用，用来保存操作数和运算结果，但是这时只能呢个用来做16位寄存器而不能是8位的。由于SP是专用的堆栈指示器，所以他不能做数据寄存器使用。总线接口部件由于执行部件所提供的存储器地址是16位的，而8086访问1M空间却需要20位的地址，为了形成这20位地址，在总线接口部件中设立了4个段寄存器（CS、DS、ES和SS） CS：代码段寄存器，指示当前代码段，即它规定了现行程序所在的存储区首址 DS：数据段寄存器 ES：附加数据段寄存器 SS：堆栈段寄存器，每个段可达64K字节。在总线接口部件中，还有一个很重要的寄存器——指令指示器（IP），他总是保存着下一次将要从主存中取出的指令的偏移地址，其值为该指令到所在段段首址的字节距离。

51单片机CPU的内部结构

51单片机CPU的内部结构在前面的课程中，我们已知道了单片机内部有一个8位的CPU，同时知道了CPU 内部包含了运算器，控制器及若干寄存器。在这节课，我们就与大家一起来讨论一下51单片机CPU的内部结构及工作原理。从上图中我们可以看到，在虚线框内的就是CPU的内部结构了，8位的MCS-51单片机的CPU内部有数术逻辑单元ALU（Arithmetic Logic Unit）、累加器A （8位）、寄存器B（8位）、程序状态字PSW（8位）、程序计数器PC（有时也称为指令指针，即IP，16位）、地址寄存器AR（16位）、数据寄存器DR（8位）、指令寄存器IR（8位）、指令译码器ID、控制器等部件组成。 1、运算器（ALU）的主要功能 A）算术和逻辑运算，可对半字节（一个字节是8位，半个字节就是4位）和单字节数据进行操作。 B）加、减、乘、除、加1、减1、比较等算术运算。 C）与、或、异或、求补、循环等逻辑运算。 D）位处理功能（即布尔处理器）。由于ALU内部没有寄存器，参加运算的操作数，必须放在累加器A中。累加器A 也用于存放运算结果。例如：执行指令 ADD A，B 执行这条指令时，累加器A中的内容通过输入口In_1输入ALU，寄存器B通过内部数据总线经输入口In_2输入ALU，A+B的结果通过ALU的输出口Out、内部

数据总线，送回到累加器A。 2、程序计数器PC PC的作用是用来存放将要执行的指令地址，共16位，可对64K ROM直接寻址，PC低8位经P0口输出，高8位经P2口输出。也就是说，程序执行到什么地方，程序计数器PC就指到哪里，它始终是跟蹿着程序的执行。我们知道，用户程序是存放在内部的ROM中的，我们要执行程序就要从ROM中一个个字节的读出来，然后到CPU中去执行，那么ROM具体执行到哪一条呢？这就需要我们的程序计数器PC来指示。程序计数器PC具有自动加1的功能，即从存储器中读出一个字节的指令码后，PC自动加1（指向下一个存储单元）。 3、指令寄存器IR 指令寄存器的作用就是用来存放即将执行的指令代码。在这里我们先简单的了解下CPU执行指令的过程，首先由程序存储器（ROM）中读取指令代码送入到指令寄存器，经译码器译码后再由定时与控制电路发出相应的控制信号，从而完成指令的功能。关于指令在单片机内部的执行过程，我们在后面将会以另一节课来进行详细的讲解。 4、指令译码器ID 用于对送入指令寄存器中的指令进行译码，所谓译码就是把指令转变成执行此指令所需要的电信号。当指令送入译码器后，由译码器对该指令进行译码，根据译码器输出的信号，CPU控制电路定时地产生执行该指令所需的各种控制信号，使单片机正确的执行程序所需要的各种操作。 5、地址寄存器AR（16位） AR的作用是用来存放将要寻址的外部存储器单元的地址信息，指令码所在存储单元的地址编码，由程序计数器PC产生，而指令中操作数所在的存储单元地址码，由指令的操作数给定。从上图中我们可以看到，地址寄存器AR通过地址总线AB与外部存储器相连。 6、数据寄存器DR 用于存放写入外部存储器或I/O端口的数据信息。可见，数据寄存器对输出数据具有锁存功能。数据寄存器与外部数据总线DB直接相连。 7、程序状态字PSW 用于记录运算过程中的状态，如是否溢出、进位等。例如，累加器A的内容83H，执行： ADD A，#8AH ；累加器A与立即数8AH相加，并把结果存放在A中。指令后，将产生和的结果为[1]0DH，而累加器A只有8位，只能存放低8位，即0DH，元法存放结果中的最高位B8。为些，在CPU内设置一个进位标志位C，当执行加法运算出现进位时，进位标志位C为1。 8、时序部件由时钟电路和脉冲分配器组成，用于产生微操作控制部件所需的定时脉冲信号在后面的课程中我们将会安排一节课来讲解这些专用的寄存器。

第2章 8086微处理器结构

28086 第章微处理器 8086微处理器 80X86微处理器系列概况微处理器系列概况 2.180X86 微处理器 2.2 8086 2.2 8086微处理器微处理器引脚说明 2.3 8086 2.3 8086微处理器引脚说明访问存储器特性 2.4 8086 2.4 8086访问存储器特性 2.5 8086CPU和寄存器组 258086CPU 2.6 存储器物理地址的形成开始返回目录

80X86微处理器系列概况微处理器系列概况2.180X86 ? 2.1.1 从8080/8085到8086 从到 ? 2.1.2 从8086到8088 2138028680386及80486微处理器 ? 2.1.3 80286、80386及80486微处理器返回本章首页

到8086 从8080/8085 8080/8085到 2.1.1 从 2.1.1 ?8086是16微处理器，内部及对外有16位数据通路，8080/8085只有8位。 8086寻址空间1MB，8080/8085为64KB。?8086寻址空间1MB8080/8085为64KB。?8086有一个初级流水线结构，内部操作与对外操作具有并行性，8080/8085没有与对外操作具有并行性没有这个特性。返回本节

2.1.2 从8086到8088 ?8088内部结构与8086相同，是16位微处理器，对外数据总线是位的对外数据总线是8位的。 ?8088与已有的8位外围芯片容易配合使用。8088与已有的8位外围芯片容易配合使用?8088价格低，适合当时的微计算机使用。?IBM公司选择8088作为处理器设计个人计算机，大获成功，Intel微处理器成为主流产品。返回本节

大工计算机原理-第3章 8086微处理器的指令系统(1)

第3章8086微处理器的指令系统（1） 3.1 指令系统概述 ●指令系统是一台计算机所能（识别和执行）的全部指令的集合。它与（微处理器）有着密切的关系,不同的微处理器有不同的指令系统。8086CPU包含133条指令 ●指令是使计算机执行某种（特定操作）的二进制编码。指令一般包括两个部分：（操作码域）和（地址域）。填空操作码域：存放指令的操作码,即指明该指令应由计算机完成何种操作。地址域：确定操作数的值或地址、操作结果的地址，有的指令的地址域还指出下一条指令的地址。 ●机器指令：计算机能（直接识别）的二进制代码。 ●汇编语言：汇编语言是一种符号语言，用助记符表示操作码，用符号或符号地址表示操作数或操作数地址, 它与机器指令是一一对应的 ●汇编程序：将汇编语言源程序翻译成机器语言（就是一条一条的机器指令），即目标程序。 3.2寻址方式 ●根据（指令内容）确定（操作数地址）的过程，称为寻址。 ●根据寻址方式计算所得到的地址叫做（有效地址EA）,也就是(段内偏移地址)。有效地址还需要与相应的(段基地址)组合才是20位的(物理地址PA) ，该工作由微处理器来完成。牢记什么是EA？什么是PA？怎么计算？后面有关于EA和PA的解释及计算方法！ ●寻址方式在两种方式下被涉及：（操作数）的寻址方式和（指令）的寻址方式。如果没有特别说明,寻址方式是指源操作数的寻址方式。 1、隐含寻址（隐含了规定的操作数）例：DAA指令 ,只有操作码,无操作数。规定对AL中的内容进行压缩BCD码转换。 2、立即寻址（操作数（立即数）直接放在指令中，不需访问存储器）例：MOV AX ，1234H （若CS=1000H ，IP=100H） 3、寄存器寻址（操作数就放在内部寄存器中, 例：INC CX ；(CX)←(CX)+1 MOV AX ，BX ；执行后BX 4、直接寻址（指令中直接给出操作数的存放地址）例1：MOV AX ，[4000H] （DS＝3000H） ?操作数寻址

cpu的内部结构

(转)cpu的内部结构 2009-12-09 21:27 cpu的内部结构 1.算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit) ALU是运算器的核心。它是以全加器为基础，辅之以移位寄存器及相应控制逻辑组合而成的电路，在控制信号的作用下可完成加、减、乘、除四则运算和各种逻辑运算。就像刚才提到的，这里就相当于工厂中的生产线，负责运算数据。 2.寄存器组 RS(Register Set或Registers) RS实质上是CPU中暂时存放数据的地方，里面保存着那些等待处理的数据，或已经处理过的数据，CPU访问寄存器所用的时间要比访问内存的时间短。采用寄存器，可以减少CPU 访问内存的次数，从而提高了CPU的工作速度。但因为受到芯片面积和集成度所限，寄存器组的容量不可能很大。寄存器组可分为专用寄存器和通用寄存器。专用寄存器的作用是固定的，分别寄存相应的数据。而通用寄存器用途广泛并可由程序员规定其用途。通用寄存器的数目因微处理器而异。 3.控制单元(Control Unit) 正如工厂的物流分配部门，控制单元是整个CPU的指挥控制中心，由指令寄存器 IR(Instruction Register)、指令译码器ID(Instruction Decoder)和操作控制器 0C(Operation Controller)三个部件组成，对协调整个电脑有序工作极为重要。它根据用

户预先编好的程序，依次从存储器中取出各条指令，放在指令寄存器IR中，通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作，然后通过操作控制器OC，按确定的时序，向相应的部件发出微操作控制信号。操作控制器OC中主要包括节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等控制逻辑。 4.总线(Bus) 就像工厂中各部位之间的联系渠道，总线实际上是一组导线，是各种公共信号线的集合，用于作为电脑中所有各组成部分传输信息共同使用的“公路”。直接和 CPU相连的总线可称为局部总线。其中包括: 数据总线DB(Data Bus)、地址总线AB(Address Bus) 、控制总线CB(Control Bus)。其中，数据总线用来传输数据信息；地址总线用于传送CPU发出的地址信息；控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。 CPU的工作流程由晶体管组成的CPU是作为处理数据和执行程序的核心，其英文全称是:Central Processing Unit，即中央处理器。首先，CPU的内部结构可以分为控制单元，逻辑运算单元和存储单元(包括内部总线及缓冲器)三大部分。CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(程序指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配，被送往生产线(逻辑运算单元)，生产出成品(处理后的数据)后，再存储在仓库(存储单元)中，最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。在这个过程中，我们注意到从控制单元开

8086微处理器引脚

8086微处理器引脚（线）说明 ﹡8086/8088微处理器采用40条引线双列直插(DIP)封装。﹡ 8086/8088微处理器引线是对外前端总线及专用信号引线。 ﹡ 8086/8088微处理器引线，在逻辑上可分为3类：地址总线信号、数据总线信号、控制总线信号。还有一些专用信号：电源、地、时钟。 ﹡ 8086/8088采用引线分时复用技术，一条引线不同时间代表不同信号,解决引线不够问题。基本引脚信号 ﹡AD15～AD0（I/O,三态）：地址/数据复用引脚。 ﹡A19/S6 ～ A16/S3（O,三态）：地址/状态复用引脚。﹡BHE# /S7 （O,三态）:高字节允许/状态复用引脚。﹡NMI（In）：非屏蔽中断请求线，上升边触发。﹡INTR (In) ：可屏蔽中断请求线，高电平有效。﹡RD# (O,三态) ：读选通信号，低电平有效。﹡CLK (In) : 时钟信号，处理器基本定时脉冲。﹡RESET (In) :复位信号，高电平有效。 * WR# (O,三态)：写选通信号，低电平有效。﹡READY (In)：准备好信号，高电平有效。处理器与存储器及I/O接口速度同步的控制信号。﹡TEST# (In): 测试信号，低电平有效。处理器执行W AIT指令的控制信号。﹡MN/MX# (In):最大/最小工作模式选择信号。硬件设计者用来决定8086工作模式，MN/MX# =1 8086为最小模式， MN/MX# =0 8086为最大模式。﹡Vcc (In): 处理器的电源引脚，接 +5V电源。﹡GND :处理器的地线引脚，接系统地线 2）最小模式下的有关控制信号 ﹡INTA# (O) :最小模式下的中断响应信号。﹡ALE (O) :地址锁存允许信号。 ﹡DEN# (O,三态) ：数据总线缓冲器允许信号。 ﹡DT/R# (O,三态) ：数据总线缓冲器方向控制信号。﹡M/IO# (O,三态) ：存储器或I/O接口选择信号。﹡WR# (O,三态) ：写命令信号。﹡HOLD (In) : 总线请求信号。﹡HLDA (O) :总线请求响应信号。（3）最大模式下的有关控制信号 ﹡QS1、QS0 (O) :指令队列状态信号。表明8086当前指令队列的状态。﹡S2# ,S1# ,S0# (O,三态) :最大模式总线周期状态信号。作为总线控制器8288的输入信号，8288输出各种控制信号。 ﹡LOCK# (O,三态) :总线封锁信号。信号有效时不允许其他主控部件占用总线。 ﹡RQ#/GT#0, RQ#/GT#1 (I/O) :最大模式总线请求/总线响应信号，每条引线作为输入时是总线请求RQ信号，每条引线作为输出时是总线请求响应GT信号

[论文]CPU的内部结构与工作原理

[论文]CPU的内部结构与工作原理CPU的内部结构与工作原理 1.CPU的内部结构与工作原理 CPU是Central Processing Unit,,中央处理器的缩写，它由运算器和控制器组成，CPU的内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分。CPU的工作原理就象一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配，被送往生产线(逻辑运算单元)，生产出成品(处理后的数据)后，再存储在仓库(存储器)中，最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。 2.CPU的相关技术参数 (1)主频主频也叫时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度。CPU的主频,外频×倍频系数。很多人以为认为CPU的主频指的是CPU运行的速度，实际上这个认识是很片面的。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力是没有直接关系的。当然，主频和实际的运算速度是有关的，但是目前还没有一个确定的公式能够实现两者之间的数值关系，而且CPU的运算速度还要看CPU 的流水线的各方面的性能指标。由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。因此主频仅仅是CPU 性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。 (2)外频外频是CPU的基准频率，单位也是MHz。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，

在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FSB) 频率很容易被混为一谈，下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。 (3)前端总线(FSB)频率前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽,(总线频率×数据带宽)/8。外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说， 100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是 100MHz×64bit?8Byte/bit=800MB/s。 (4)倍频系数倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的，一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应——CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。 (5)缓存缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速度很快。L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32,256KB.

第二章 8086微处理器

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。 2.CPU响应中断时，为什么要执行两个连续的中断响应周期? 3.当8086微处理器响应总线请求发出HLDA信号后，有哪些引脚信号处于高阻? 4.8086/8088微处理器响应总线请求发出HLDA信号后，执行部件EU会立即停止操作吗?为什么? 5.在8086系统中，地址/数据复用信号是如何区分的? 6.总线周期的含义是什么? 8086/8088的基本总线周期由几个时钟组成?如果一个CPU的时钟频率为4.77MHz，那么它的一个时钟周期为多少?一个基本总线周期为多少?若主频为l5MHz呢? 7.在最小模式总线写周期的T 1、T 2 、T 3 、T 4 状态，8086CPU分别执行什么动作? 思考题 1.在8086系统的最大模式下为什么一定要用总线控制器?试述总线控制器 8288的主要功能，并说明它有哪些输入和输出信号?试述8086系统中时钟发生器8284A的主要作用以及可提供的几种时钟信号。

第二章 8086微处理器

考点一：掌握8086/8088CPU的功能构成及流水线技术，理解流水线管理规则。考点二：掌握8086/8088CPU寄存器的组成及其应用。考点三：理解8086/8088CPU的内存分配，掌握实地址模式下的存储器地址变换方法。考点四：掌握8086/8088CPU的引脚构成，理解其引脚复用的特性。 2.18086/8088CPU的功能构成 1、8086/8088是Inter公司的第三代位处理器芯片。其特点：（1）具有20条地址总线，直接寻址能力为1MB。（2）8086有16条数据总线，为16位微处理器；8088有8条数据总线，为准16位微处理器。（3）片内总线和ALU均为16位，可进行8位和16位操作。（4）8086/8088片内均由两个独立的裸机单元组成，即总线接口单元（BIU）和执行单元（EU）

2、总线接口单元BIU （1）组成部件 14个16位段寄存器（CS、DS、SS、ES）； 216位指令偏移地址寄存器（IP）； 3指令队列寄存器（8086CPU:6字节；8088CPU：4字节）； 4形成20位物理地址的加法器 5与EU通讯的内部寄存器； 6总线控制逻辑；（2）功能：实现CPU与存储器或I/O口之间的数据传送 1自动按CS值和IP值组成20位实际地址的存储器中去取指令，一次取两个字节指令存放到指令队列中。 2由EU从指令队列中取指令，并根据EU请求，BIU将20位操作地址传送给存储器； 3取来操作数经总线控制逻辑传送到内部EU数据总线，由EU完成内部操作； 4操作结果：若EU提出请求，则由BIU负责产生20位实际目的地址，将结果存入存储器里； 3、执行单元EU （1）组成部分： 116位算术逻辑单元（ALU）； 216位状态标志寄存器FLAG； 38个16位通用寄存器组（AX,BX,CX,DX,SP,BP,SI,DI）; 416位数据暂存器；

cpu内部结构

有关cpu内部结构悬赏分：80|解决时间：2009-5-17 11:48|提问者：九溪江南园请问哪位大侠有cpu的详细资料啊（包含很多内部细节，如控制器，运算器，寄存器，中断处理系统等等）。回答的好有高分！！谢谢！！最佳答案楼主真的是个胆大，敢于追求前沿知识的人一般人对这类问题更本就不关心（只知道电脑开机就能运行）但是常人更本无法回答只有按照书上的来了哦只有在网上去COPY了但是控制器，运算器，寄存器，中断处理系统这类是要学习了汇编语言才能解释它们CPU如何调用内存执行指令的单了解硬件是不行的必须要了解汇编语言你才能清楚计算机是怎么实现程序运行程序调用的你可以去下点电子书或者买本书来看看（推荐王爽老师的汇编语言）呵呵说多了下面是基本架构当然网上COPY的（其实这些在书上都能看到）： CPU是中央处理单元(Central Processing Unit)的缩写，它可以被简称做微处理器（Microprocessor)，不过经常被人们直接称为处理器(processor)。不要因为这些简称而忽视它的作用，CPU是计算机的核心，其重要性好比大脑对于人一样，因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据，而主板芯片组则更像是心脏，它控制着数据的交换。CPU的种类决定了你使用的操作系统和相应的软件。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成，是PC的核心，再配上储存器、输入/输出接口和系统总线组成为完整的PC。 CPU的基本结构、功能及参数CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成。寄存器组用于在指令执行过后存放操作数和中间数据，由运算器完成指令所规定的运算及操作。 CPU主要的性能指标有： 1.主频主频也叫时钟频率，单位是MHz（或GHz），用来表示CPU的运算、处理数据的速度。CPU的主频＝外频×倍频系数。很多人认为主频就决定着CPU的运行速度，这不仅是个片面的，而且对于服务器来讲，这个认识也出现了偏差。至今，没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系，即使是两大处理器厂家Intel和AMD，在这点上也存在着很大的争议，我们从Intel的产品的发展趋势，可以看出Intel很注重加强自身主频的发展。像其他的处理器厂家，有人曾经拿过一块1G的全美达处理器来做比较，它的运行效率相当于2G的Intel处理器。所以，CPU的主频与CPU实际的运算能力是没有直接关系的，主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度。在Intel的处理器产品中，我们也可以看到这样的例子：1 GHz Itanium 芯片能够表现得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一样快，或是1.5 GHz Itanium 2大约跟4

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 、T 2 、T 3 和T 4 。 (二)80286\80386\80486微处理器 1.80286微处理器 (1)80286的特征 80286是一种高性能的16位微处理器，向上兼容8086/8088，可以有效地利用8086系列软件。80286引入虚拟地址空间的概念，具有存储器管理功能，能为每一个任务分配多达1G字节的虚拟地址空间并映射到16M字节的物理地址中去。80286具有保护功能，可对段的边界、属性和访问权等进行自动检查，通过四级环结构和任务之间相互隔离，可建立可靠性高的系统软件。80286具有高效率的任务转换功能，适用于多用户、多任务系统。80286工作时钟为8～12MHz，工作时钟多样化，便于组成高性能价格比的系统。 (2)80286的结构 80286内部结构中，除了EU执行单元外，总线接口部件BIU又细分成地址部件AU、指令部件IU和总线部件BU。(3)80286的工作方式 80286微处理器有两种工作方式:实地址方式和保护虚拟地址方式。 2.80386微处理器 (1)80386的特征 80386是一种灵活的32位微处理器，可以处理8位、16位、32位等多种类型的数据，有8个32位通用寄存器。80386可直接输出32位的物理地址，最大可支持4GB字节的物理内存空间。 (2)80386微处理器内部结构

微处理器系统结构与嵌入式系统设计(第2版) 第5章答案

5.10 用16K×1位的DRAM芯片组成64K×8位存储器，要求： (1) 画出该存储器的组成逻辑框图。 (2) 设存储器读/写周期为0.5μS, CPU在1μS内至少要访问一次。试问采用哪种刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？（1）组建存储器共需DRAM芯片数N=（64K*8）/（16K*1）=4*8（片）。每8片组成16K×8位的存储区，A13~A0作为片内地址，用A15、A14经2:4译码器产生片选信号，逻辑框图如下（图有误：应该每组8片，每片数据线为1根）（2）设16K×8位存储芯片的阵列结构为128行×128列，刷新周期为2ms。因为刷新每行需0.5μS，则两次（行）刷新的最大时间间隔应小于：为保证在每个1μS内都留出0.5μS给CPU访问内存，因此该DRAM适合采用分散式或异步式刷新方式，而不能采用集中式刷新方式。 ●若采用分散刷新方式，则每个存储器读/写周期可视为1μS，前0.5μS用于读写，后 0.5μS用于刷新。相当于每1μS刷新一行，刷完一遍需要128×1μS＝128μS，满足刷新周期小于2ms的要求； ●若采用异步刷新方式，则应保证两次刷新的时间间隔小于15.5μS。如每隔14个读写周期刷新一行，相当于每15μS刷新一行，刷完一遍需要128×15μS＝1920μS，满足刷新周期小于2ms的要求；需要补充的知识：刷新周期：从上一次对整个存储器刷新结束到下一次对整个存储器全部刷新一遍为止的时间间隔。刷新周期通常可以是2ms，4ms或8ms。 DRAM一般是按行刷新，常用的刷新方式包括： ●集中式：正常读/写操作与刷新操作分开进行，刷新集中完成。

8086微处理器结构习题集

第二章8086微处理器结构习题集一、单项选择题 1. 运算器由很多部件组成，其核心部分是（）。 A.数据总线 B.算术逻辑单元 C.累加器 D.多路开关 2． 8086CPU中EU和BIU的并行操作是（）级的并行。 A.操作 B.运算 C. 指令 D.处理器 3. 若BL=20H，BH=32H，则BX=（）。 A.20H B.32H C.2032H D.3220H 4. 8086CPU与慢速设备之间进行数据传输，为了使传送速度匹配，有时需要在（）状态之间插入若干等待周期TW。 A.T1和T2 B.T2和T3 C.T3和T4 D.随机 5. 8086系统中，可以有（）个段地址。 A.16 B.64 C.16K D.64K 6. （）指向的内存单元的值被CPU做为指令执行。 A.DS：SI B.CS：IP C.SS：SP D.ES：DI 7. 当RESET信号进入高电平状态时，将使8086的（）寄存器初始化为0FFFFH。 A.SS B.DS C.ES D.CS 8. 堆栈段寄存器是（）。 A．DS B．SS C．ES D．CS 9. 8086CPU的硬件中断引脚有几个?. ( ) A. 1个 B. 2个 C. 3个 D.4个 10. 8086CPU地址线与数据线分别为多少条? ( ) A. 8条,16条 B. 8条,20条 C.20条,16条 D.16条,20条 11．用（）可实现数据总线的双向传输。 A.锁存器 B.三态逻辑开关 C.暂存器 D.寄存器 12．8086CPU的40根引脚中，有（）个是分时复用的。 A.21 B.1 C.2 D.24 13．对内存单元进行写操作后，该单元的内容（）。 A.变反 B.不变 C.随机 D.被修改 14．8086CPU的40根引脚中，有（）个是分时复用的。 A.21 B.1 C.2 D.24 15．8086CPU工作在最大模式还是最小模式取决于（）信号。 A.M/IO B) NMI C.MN/MX D.ALE 16.最小模式下8086CPU在执行指令MOV AL，[SI]期间，8086的下面哪些引脚为低电平？答案是（）。 A. M/IO B.WR C.RD D.DT/ R 17．8086CPU向52H单元写入一个字，写入过程中 BHE和A0的逻辑电平是（）。 A.0和0 B.0和1 C.1和0 D.1和1 18． 8086CPU用（）信号的下降沿在T1结束时将地址信息锁存在地址锁存器中。 A.M/IO B. C.ALE D.READY 19. 8088CPU所能寻址的存储空间为（） A.64K B.1M C.256K D.10M

大工计算机原理第3章8086微处理器的指令系统(1)资料

第3章 8086微处理器的指令系统（1） 3.1 指令系统概述 ● 指令系统是一台计算机所能（识别和执行）的全部指令的集合。它与（微处理器）有着密切的关系,不同的微处理器有不同的指令系统。8086CPU 包含133条指令 ● 指令是使计算机执行某种（特定操作）的二进制编码。指令一般包括两个部分：（操作码域）和（地址域）。填空操作码域：存放指令的操作码,即指明该指令应由计算机完成何种操作。地址域：确定操作数的值或地址、操作结果的地址，有的指令的地址域还指出下一条指令的地址。 ● 机器指令：计算机能（直接识别）的二进制代码。 ● 汇编语言：汇编语言是一种符号语言，用助记符表示操作码，用符号或符号地址表示操作数或操作数地址,它与机器指令是一一对应的 ● 汇编程序：将汇编语言源程序翻译成机器语言（就是一条一条的机器指令），即目标程序。 3.2寻址方式 ● 根据（指令内容）确定（操作数地址）的过程，称为寻址。 ● 根据寻址方式计算所得到的地址叫做（有效地址EA ）,也就是(段内偏移地址)。有效地址还需要与相应的(段基地址)组合才是20位的(物理地址PA) ，该工作由微处理器来完成。牢记什么是EA ？什么是PA ？怎么计算？后面有关于EA 和PA 的解释及计算方法！ ● 寻址方式在两种方式下被涉及：（操作数）的寻址方式和（指令）的寻址方式。如果没有特别说明,寻址方式是指源操作数的寻址方式。 1、隐含寻址（隐含了规定的操作数）例：DAA 指令,只有操作码,无操作数。规定对AL 中的内容进行压缩BCD 码转换。 2、立即寻址（操作数（立即数）直接放在指令中，不需访问存储器）例：MOV AX ，1234H （若CS=1000H ，IP=100H ） 3、寄存器寻址（操作数就放在内部寄存器中,不需访问存储器）例：INC CX ；(CX)←(CX)+1 MOV AX ，BX ；执行后BX 内容不变 4、直接寻址（指令中直接给出操作数的存放地址）例1：MOV AX ，[4000H] （DS ＝3000H ） ?操作数寻址可以进行寄存器寻址的寄存器：（16位）AX 、BX 、CX 、DX 、SI 、DI 、SP 、BP （8位） AH 、AL 、BH 、BL 、CH 、CL 、DH 、DL

看看CPU内部结构

看看CPU内部结构(尤其是超频的朋友) 使用电脑人几乎没有人不知道CPU，每个人都能说出一些关于CPU的知识。那么你看到过CPU内部是什么样子的吗？本文会用简单的方式，可以让各位一探CPU内部秘密。第一部分：CPU的基本结构：我们都知道CPU是什么样子的，可是你知道CPU的内部是什么样子的吗？我们来看下图。 CPU一般包括三部分:基板、核心、针脚如图，目前的CPU一般就是就是包括三个部分:基板、核心、针脚。其中基板一般为PCB，是核心和针脚的载体。核心和针脚，都是通过基板来固定的，基板将核心和针脚连成一个整体。核心，内部是众多的晶体管构成的电路。如上图，在我们的核心放大图片中，可以看到不同的颜色的部分，同一个颜色代表的是为实现一种功能而设计的一类硬件单元，这个硬件单元是由大量的晶体管构成的。不同的颜色代表不同的硬件单元。需要注意的是，在实际的芯片中，并没有颜色的区分，这里只是为了直观，我们才用不同的颜色代表不同的硬件单元。第二部分，认识CPU核心的基本单位——晶体管：我们常说到的AMD主流的CPU早期的Palomino核心和Thoroughbred-B核心采用了3750万晶体管，Barton核心采用了5400万晶体管，Opteron核心采用了1.06亿晶体管；INTEL的P4的Northwood核心采用了5500万晶体管，Prescot t核心采用了1.25亿晶体管等等，其实指的就是构成CPU核心的最基本的单位——晶体管的数目。如此庞大数目的晶体管，是什么样子的，是如何工作的呢？我们来看下图。

CPU核心内最基本的单位三极管然后将这样的晶体管，通过电路连接成一个整体，分成不同的执行单元，分别处理不同的数据，这样协同工作，就形成了具有强大处理能力的CPU了。那么这些电路是怎么连接在一起的呢。这就是我们要说的铜互连技术(图3) CPU是以硅为原料上制成晶体管如上图，CPU是以硅为原料上制成晶体管，覆上二氧化硅为绝缘层，然后在绝缘层上布金属导线(现在是铜)，独立的晶体管连接成工作单元。现在采用了多层的铜互连技术。这样传递的信号相互干扰更小，品质更好。反应出来就是CPU的超频能力更强。现在的CPU已经采用了7层铜互连技术，以后还会采用更多层的铜互连技术。我们看到了上面的采用了铜

微处理器系统结构与嵌入式系统设计(第二版)答案全

一 1.2 以集成电路级别而言，计算机系统的三个主要组成部分是什么？中央处理器、存储器芯片、总线接口芯片 1.3 阐述摩尔定律。每18个月，芯片的晶体管密度提高一倍，运算性能提高一倍，而价格下降一半。 1.5 什么是SoC？什么是IP核，它有哪几种实现形式？ SoC：系统级芯片、片上系统、系统芯片、系统集成芯片或系统芯片集等，从应用开发角度出发，其主要含义是指单芯片上集成微电子应用产品所需的所有功能系统。 IP核：满足特定的规范和要求，并且能够在设计中反复进行复用的功能模块。它有软核、硬核和固核三种实现形式。 1.8 什么是嵌入式系统？嵌入式系统的主要特点有哪些？概念：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗的严格要求的专用计算机系统，即“嵌入到应用对象体系中的专用计算机系统”。特点：1、嵌入式系统通常是面向特定应用的。 2、嵌入式系统式将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。 3、嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。

4、嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键，对嵌入式处理器系统软件和应用软件的要求也和通用计算机有以下不同点。 ①软件要求固体化，大多数嵌入式系统的软件固化在只读存储器中； ②要求高质量、高可靠性的软件代码； ③许多应用中要求系统软件具有实时处理能力。 5、嵌入式系统和具体应用有机的结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行的，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，就具有较长的生命周期。 6、嵌入式系统本身不具备自开发能力，设计完成以后用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。二 2.2 完成下列逻辑运算（1）101+1.01 = 110.01 （2）1010.001-10.1 = 111.101 （3）-1011.0110 1-1.1001 = -1100.1111 1 （4）10.1101-1.1001 = 1.01 （5）110011/11 = 10001 （6）(-101.01)/(-0.1) = 1010.1 2.3 完成下列逻辑运算（1）1011 0101∨1111 0000 = 1111 0101 （2）1101 0001∧1010 1011 = 1000 0001 （3）1010 1011⊕0001 1100 = 1011 0111