第三章(1)8086微处理器及其系统
第3章2—8086微处理器总线周期及引脚
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第3章 80x86微处理器
第3章：I/O写总线周期
T1 CLK T2 T3 T4
T1状态——输出16位I/O地址A15 ~ A0 IO/M* IO/M*输出高电平，表示I/O操作； S6 ~ S 3 0000 A19/S6 ~ A16/S3 ALE输出正脉冲，表示复用总线输出地址 A15 ~ A8 A15 ~ A8 T2状态——输出控制信号WR*和数据D7 ~ D0 A7 ~ A0 输出数据 ADT3和Tw状态——检测数据传送是否能够完成 7 ~ AD0 T4状态——完成数据传送
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第3章 80x86微处理器
⑵ 总线写操作时序 总线写操作就是指CPU向存储器或I／O端口 写入数据。图3.4是8086在最小模式下的总线写 操作时序图。 总线写操作时序与总线读操作时序基本相 同，但也存在以下不同之处：
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第3章 80x86微处理器
T1 CLK M/IO ① 高为读内存 低为读IO ② ⑥ 状态输出 地址 ④ ⑧ BHE输出 ② ⑦ 地址输出 数据输出 ③ ⑨ ⑤ T2 T3 TW T4
⑵ 总线周期
8086CPU与外部交换信息总是通过总线进行的 。CPU的每一个这种信息输入、输出过程所需要 的时间称为总线周期(BusCycle)，一般一个总线 周期由四个时钟周期组成。
⑶ 时钟周期
时钟脉冲的重复周期称为时钟周期 (Clock Cycle)。时钟周期是CPU的时间基准，由计 算 机的主频决定。如8086的主频为5MHz，1个时钟 周期就是200ns。
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第3章 80x86微处理器
第3章：存储器写总线周期
T1 CLK IO/M* T2 T3 T4
T1状态——输出20位存储器地址A19 ~ A0 S6 ~ S 3 A19 ~ A16 A19/S6 ~ A16/S3 IO/M*输出低电平，表示存储器操作； ALE输出正脉冲，表示复用总线输出地址 A15 ~ A8 A15 ~ A8 T2状态——输出控制信号WR*和数据D7 ~ D0 A 7 ~ A0 输出数据 AD7 ~ AD0 T3和Tw状态——检测数据传送是否能够完成 T4状态——完成数据传送 ALE
微型计算机原理及应用第四版答案
微型计算机原理及应用第四版答案【篇一：《微型计算机原理及应用》课后习题答案】=txt>第一章1.1 解释题(1) 微处理器【解答】由大规模集成电路芯片构成的中央处理器（cpu），叫做微处理器。
(2) 微型计算机【解答】以微处理器为基础，配以内存储器、输入输出接口电路、总线以及相应的辅助电路而构成的计算机裸机，叫做微型计算机。
(3) 微型计算机系统【解答】微型计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
即由微型计算机、配以相应的外部设备（如打印机、显示器、键盘、磁盘机等），再配以足够的软件而构成的系统。
(4) 单板机【解答】将微处理器、ram、rom以及i/o接口电路，再配上相应的外设（如小键盘、led显示器等）和固化在rom中的监控程序等，安装在一块印刷电路板上构成的微型计算机系统称为单板机。
(5) 运算器【解答】运算器是直接完成各种算术运算、逻辑运算的部件，主要由alu（arithmetic and logic unit,算术逻辑部件）、通用寄存器、标志寄存器等组成。
(6) 地址总线【解答】地址总线是cpu对内存或外设进行寻址时，传送内存及外设端口地址的一组信号线。
地址总线的条数多少决定了cpu的寻址能力。
(7) 数据总线【解答】数据总线是cpu与内存或外设进行信息交换时，所用的一组数据信号线。
它决定了cpu一次并行传送二进制信息的位数，反映出cpu的“字长”这个重要性能指标。
(8) 控制总线【解答】控制总线是在cpu与外部部件之间传送控制信息（如读/写命令、中断请求命令等）的一组信号线。
1-2 单片机应包括哪些基本部件？其主要应用于哪些领域？【解答】一般单片机芯片中包括微处理器、ram、rom、i/o接口电路、定时器/计数器，有的还包括a/d、d/a转换器等。
其主要应用于智能化仪器仪表及工业控制领域。
1-3 按图1-11和图1-12，写出取第二条指令操作码和执行第二条指令的过程。
【解答】1) ip的值（002h）送入地址寄存器ar；2) ip的内容自动加1，变为003h；3) ar将地址码通过地址总线送到存储器的地址译码器，经译码后选中002h单元；4) 微处理器给出读命令；5) 所选中的002h单元内容04h送上数据总线db；6) 数据总线db上的数据04h送到数据寄存器dr；7) 因是取指操作，取出的是指令操作码04h，即由dr送入指令寄存器ir；8) ir中的操作码经指令译码器id译码后，通过pla发出执行该指令的有关控制命令。
微机原理 第三章 微处理器
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表3.1 通用寄存器的特定用法
寄存器 操作 寄存器 操作 在移位指令中作 移位次数计数器
AX
字乘，字除，字I/O
CL
AL
字节乘，字节除，字节I/O， 查表转换，十进制运算
字节乘，字节除
DX
字乘，字除指令 中作辅助累加器
堆栈操作，做堆 栈指针
AH
SP
BX
查表转换,做基址寄存器
SI
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2）逻辑地址与物理地址
逻辑地址（LA）和物理地址（PA）：
物理地址：就是存储器的实际地址，它是指CPU和存储器 进行数据交换时所使用的地址（20位）。
逻辑地址：是在程序中使用的地址，它由段基址和偏移地
址两部分组成（16位）。
物理地址=段基址（左移4位）＋偏移量
形成20位段 起始地址 16位
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2 . 8086/8088CPU的寄存器结构
8086/8088CPU中可供编程使用的有14个16位寄存器， 按其用途可分为3类：通用寄存器、段寄存器、指针和标 志寄存器，如所示。
AH BH CH DH SP BP SI DI FLAGS IP CS DS SS ES AL BL CL DL 累加器 基址寄存器 计数寄存器 数据寄存器 数据寄存器 通用寄存器 地址指针和 变址寄存器
2
3 4 5
6
存取一般变量（除3、4、5项外）
DS
有效地址EA
根据寻址方式计算出来的偏移量又叫操作数的有效地址EA
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4. CPU对堆栈的设置与操作
堆栈的功能：用于暂存数据和现场保护 （特别是在过程调用或中断处理时暂存断 点信息） 堆栈的解释：实际上是由特定存储单元 构成的一个存储区，只是在这个存储区中 信息的出入严格按照“先进后出”或“后 进先出”的规则进行。
第03-1章. 80868088微处理器及其系统
3.1.1、8086／8088CPU的内部结构
执行单元（ Execute Unit ） 总线接口单元 （ Bus Interface Unit ）
8088的内部结构
AH BH CH DH AL BL CL DL SP BP SI DI
16位
地址 加法 器
∑
20位
通用 寄存器
CS DS SS ES IP 内部暂存器
PA的书写方式：
段地址：段内偏移
如：1121H : 2200H=11210+2200=13410H
已知CS=1055H，DS=250AH，ES=2EF0H， SS=8FF0H，DS段有一操作数，其偏移地址=0204H， 1)画出各段在内存中的分布 2)指出各段首地址 10550H CS 3)该操作数的物理地址=？
2.地址加法器和段寄存器
BIU中的地址加法器用来实现逻辑地址到物理地址的变换 8086采用了 “段加偏移”的技术。
15 0 15 0
逻辑地址
段基值
3 0
偏移量
0000
各段寄存器分别来存放确定各段的 起始地址的16位段地址信息
寻址单元的16位偏移地址
Σ
19 0
物理地址
物理地址
左移4位后的段寄存器的内容同时 送到地址加法器进行相加
CH DH CL DL
地址 加法 器
∑
20位
CS DS SS ES IP 内部暂存器
16位
输入/输出 控制电路 外 部 总 线
1 2
8位
3 4
把EU的操作结果存储 标志寄存器 到指定的M或I/O口。
执行部件 (EU)
指令队列
总线接口部件 (BIU)
8086微处理器-指令系统思维导图,脑图
8086微处理器指令系统数据传送数据传送指令可完成寄存器与寄存器之间、寄存器与存储器之间以及寄存器与I/O 端口之间的字节或字传送，它们共同的特点是不影响标志寄存器的内容通用数据传送指令MOV 传送指令格式： MOV 目标，源指令功能：将源操作数（一个字节或一个字）传送到目标操作数。
源操作数可以是8/16位通用寄存器、段寄存器、存储器中的某个字节/字或者是8/16 位的立即数。
堆栈操作指令后进先出的规则存取信息堆栈指针信息存入堆栈时，堆栈指针将自动减量，并将信息存入堆栈指针所指出的存储单元当需要从堆栈中取出信息时，也将从堆栈指针所指出的存储单元读出信息，并自动将堆栈指针增量堆栈指针始终指向堆栈中最后存入信息的那个单元栈顶不断移动、动端堆栈区的另一端则是固定不变的栈底PUSH 入栈指令格式： PUSH 源指令功能：将源操作数压入堆栈。
源操作数可以是16 位通用寄存器、段寄存器或者是存储器中的数据字。
P38 例 2.12POP 出栈指令格式： POP 目标指令功能：将堆栈中当前栈顶和次栈顶中的数据字弹出送到目标操作数。
目标操作数可以是16 位通用寄存器、段寄存器或者是存储单元。
P39 例 2.13XCHG 交换指令1格式： XCHG 目标，源指令功能：将源操作数与目标操作数（一个字节或一个字）相互交换位置。
源操作数可以是通用寄存器或存储单元。
目标操作数只允许是通用寄存器。
P39 例 2. 14XLAT 换码指令2目标地址传送指令这是一类专用于传送地址码的指令，可用来传送操作数的段地址或偏移地址LEA 有效地址送寄存器指令格式： LEA 目标，源指令功能：将源操作数的有效地址EA 传送到目标操作数。
源操作数必须是存储器操作数。
目标操作数必须是16位通用寄存器。
LDS 指针送寄存器和DS指令格式： LDS 目标，源指令功能：从源操作数所指定的存储单元中取出某变扯的地址指针（共4 个字节），将其前两个字节（即变量的偏移地址）传送到目标操作数，后两个字节（即变量的段地址）传送到DS 段寄存器中。
80x86微机原理参考答案
80x86微机原理参考答案第一章计算机基础（P32）1-1电子管，晶体管，中小规模集成电路、大规模、超大规模集成电路。
1-2把CPU和一组称为寄存器（Registers）的特殊存储器集成在一片大规模集成电路或超大规模集成电路封装之中，这个器件才被称为微处理器。
以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制作的只读存储器（ROM）、读写存储器（RAM）、输入／输出、接口电路及系统总线等所组成的计算机，称为微型计算机。
微型计算机系统是微型计算机配置相应的系统软件,应用软件及外部设备等.1-3写出下列机器数的真值：（1）01101110 （2）10001101（3）01011001 （4）11001110答案：（1）+110 （2）-13(原码) -114（反码）-115（补码）（3）+89 （4）-78（原码）-49（反码）-50（补码）1-4写出下列二进制数的原码、反码和补码（设字长为8位）：（1）+010111 （2）+101011（3）-101000 （4）-111111答案：（1）[x]原=00010111 [x]反= 00010111 [x]补= 00010111（2）[x]原=00101011 [x]反= 00101011 [x]补= 00101011（3）[x]原=10101000 [x]反= 11010111 [x]补= 11011000（4）[x]原=10111111 [x]反= 11000000 [x]补=110000011-5 当下列各二进制数分别代表原码，反码，和补码时，其等效的十进制数值为多少？（1）00001110 表示原码14，反码14，表示补码为14（2）11111111 表示原码－127，反码－0，表示补码为－1（3）10000000 表示原码-0，反码-127，表示补码为－128（4）10000001 表示原码－1，反码－126，表示补码为－1271-6 已知x1=+0010100，y1=+0100001，x2=-0010100，y2=-0100001，试计算下列各式。
微机原理与接口技术 (第三版)电子工业出版社 第03章 8086的指令系统
4、寄存器间接寻址（Register indirect addressing） 内存单元的逻辑偏移地址通过寄存器 间接给出。 例: MOV SI , 61A8H MOV DX , [SI]
5、基址/变址寻址（Based/Indexed addressing） 位移量是一带符号的16位16进制数。当 使用BX或BP寄存器时，称基址寻址；使用SI 或DI寄存器时，称变址寻址。 例: MOV CX , 36H[BX] MOV －20[BP] , AL
2、MOV数据传送指令 其格式为： MOV 目的操作数，源操作数 • 目的操作数和源操作数均可采用不同的寻 址方式， • 两个操作数的类型必需一致。
二、寻址方式介绍பைடு நூலகம்
1．立即寻址（Immediate addressing） 操作数就在指令中，紧跟在操作码后面， 作为指令一部分存放在内存的代码段中，这 种操作数称为立即数。 例： MOV AX , 34EAH MOV BL , 20H
3）、段间直接转移 JMP far PTR 目标地址 4）、段间间接转移 JMP WORD PTR[BX][SI]
2、条件转移指令
1）、单条件转移指令 ① JC ② JNC ③ JE/JZ ④ JNE/JNZ ⑤ JS ⑥ JNS ⑦ JO ⑧ JNO ⑨ JP/JPE ⑩ JNP/JPO ;CF标志为1，则转移 ;CF标志为0，则转移 ;ZF标志为1，则转移 ;ZF标志为0，则转移 ;SF标志为1，则转移 ;SF标志为0，则转移 ;OF标志为1，则转移 ;OF标志为0，则转移 ;PF标志为1，则转移 ;PF标志为0，则转移
3、目标地址传送指令
这类指令有： 1）LEA 有效地址传送到寄存器 2）LDS 装入一个新的物理地址 3）LES 装入一个新的物理地址
微机原理第三章：8086微处理器结构
4．8086 和8088 二者的指令系统完全兼容
（1）有24 种寻址方式，具有乘、除法指令等。 （2）取指令和执行指令的操作并行运行，运行速度大大提高。
（3）具有最小模式和最大模式，应用领域宽广，适应性强。
（4）可方便地和数据处理器8087、I/O 处理器8089 或其它处理器 组成多处理机系统，提高数据处理能力和输人输出能力。
代码段寄存器 CS 标 志 寄 存 器
数据段寄存器 DS
堆栈段寄存器 SS
附加段寄存器 ES
由于8086/8088 CPU 可直接寻址的存储器空间是1M字节，直接寻址需要 20位地址码，而所有的内部寄存器都是16位的，用这些寄存器只能寻址 64K字节，为此需要采取分段技术来解决这个问题。
表3.1
通用寄存器的隐含使用
程序调试过程中。
3.1.2 8086/8088 的寄存器结构
四、指令指针寄存器 IP ★ 16 位的指令指针寄存器 IP 用来存放将要执行的下一条 指令在代码段中的偏移地址。 ★ 在程序运行过程中，BIU 可修改 IP 中的内容，使它始终 指向将要执行的下一条指令。 ★ 程序不能直接访问 IP，但可通过某些指令修改 IP 内容。 ★ 如遇到转移类指令，则将转移目标地址送人IP中，以实 现程序的转移。
★ 规则字的读／写操作可以一次完成。由于两个存储体上的地址
线 A19～A1 是连在一起的，只要使 A0＝０，BHE＝０，就可 以实现一次在两个存储体中对一个字的读／写操作。 ★ 读写的是从奇地址开始的字（高字节在偶体中，低字节在奇体 中），这种字的存放规则称为“非规则字”或“非对准字”。 ★ 非规则字的读／写，需要两次访问存储器才能完成。 第一次访问存储器读／写奇地址中的字节；
三、标志寄存器 FR
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通用寄存器的特殊用法(默认用法，隐含使用)
• p47
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3.1 8086/8088微处理器结构
段寄存器
• 4个16位段寄存器CS、DS、SS、ES用来识别当前可寻址的四个段， 每个段的功能各不相同
• CS：代码段寄存器，指示当前执行程序所在存储器的区域。 • DS：数据段寄存器，指示当前程序所用之数据的存储器区域。 • SS：堆栈段寄存器，指示当前程序所用之堆栈位于的存储器区域。 • ES：附加段寄存器，指示当前程序所用之数据位于的另外存储器 区域，在字符串操作中常用到。
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3.1 8086/8088微处理器结构
8080/8088 introduction
• • • • First member of x86 family of processors Up to 10 MHz, 40-pin DIP 1 MB RAM ,64K I/O ports Powerful instruction set
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BIU部件
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3.1 8086/8088微处理器结构
AB(20位 ) 通用寄存器 AH AL BH BL CH CL DH DL SP BP SI DI AX BX CX DX 地址 加法器 ∑
数 据 寄存器
指针和变址 寄存器
ALU 数 据 总 线 (16位 )
CS DB(16位 ) DS SS ES IP 内部寄存器 总线控制 电 路
SP BP SI DI 堆栈指针 基址指针 源变址指针 目的变址指针
数据寄存器
通用寄存器组
地址指针及变 址寄存器
IP 指令指针 FLAG 标志寄存器 CS DS SS ES
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控制寄存器组
代码段寄存器 数据段寄存器 堆栈段寄存器 附加段寄存器
段寄存器组
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3.1 8086/8088微处理器结构
功能单元图
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1-低4位向高4位有进、借位
1-低8位有偶数个1 0-低8位有奇数个1
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0-低4位向高4位无进、借位
0
CF
OF DF IF TF SF ZF
AF
PF
方 向 标 志
单 步 中 断
符 零 号 标 标 志 志
1-结果为0 0-结果不为0
溢 出 标 志
2018年8月26日星期日
中 断 允 许
半 进 借 位 标 志
奇 偶 标 志
进 借 位 标 志
1-有进、借位 0-无进、借位
举例
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3.1 8086/8088微处理器结构
标志寄存器/状态标志
• OF(Overflow Flag)：溢出标志(指补码)，F.11 • OF=1：在运算过程中，如操作数超过了机器表示的范围称为溢出； • OF=0：在运算过程中，如操作数未超过机器数表示的范围称为不 溢出。
8086总 线 DB(16位 )
暂存寄存器
(8位 ) 指令队列缓冲器 EU 控制电路
ALU 标志寄存器
1 2 3 4 5 6
执 行 单 元 (EU)
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总 线 接 口 单 元 (BIU)
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3.1 8086/8088微处理器结构
（3）寄存器编程结构
15 8 7 0
AX AH AL 累加器 BX BH BL 基址寄存器 CX CH CL 计数寄存器 DX DH DL 数据寄存器
• • • • • • • • 内部结构是16位，内部运算部件，内部操作按16位设计； (16-bit architecture - 16-bit internal registers) 能处理16位数据,也能处理8位数据； (16-bit data bus) 汇编语言与8080/8085兼容，即能执行整套8080/8085的指令. 增加了许多16位操作指令； 地址线20位，直接寻址能力1M字节； (20-bit address bus,1 MB of physical memory)
5
3.1 8086/8088微处理器结构
（2）功能结构
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3.1 8086/8088微处理器结构
（2）功能结构
• 由总线接口单元（BIU）和执行单元构成（EU）
• BIU：由指令队列、指令指针、段寄存器、地址加法器和总线控制逻辑等组成，负 责CPU对存储器和外设进行访问。 • EU：由ALU、通用寄存器组（数据寄存器组、指针寄存器组、地址寄存器组）、标 志寄存器和指令译码逻辑等组成，负责指令的译码、执行和数据的运算。
第3章 8086/8088微处理器及其系统
3.1 8086/8088微处理器结构
• 微处理器功能结构 • 寄存器结构（编程结构）
3.2 8086/8088存储器组织 3.3 8086/8088工作方式
• 时序和引脚信号 • 最大和最小模式
3.4 8086/8088寻址方式 3.5 8086/8088指令系统
• 8086与8088的主要区别:
• 8086的外部数据总线16位，8088外部数据总线为8位。
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3.1 8086/8088微处理器结构
地址线(AB)？ 数据线(DB)？ 控制线 (CB) ？
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4
3.1 8086/8088微处理器结构
2018年8月26MD ID8086B Fujitsu MBL8086 Mitsubishi M5L8086S NEC D8086D-2 Siemens SAB8086-C (T40-45)
2018年8月26日星期日
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3.1 8086/8088微处理器结构
（1）硬件概括
2018年8月26日星期日
7
3.1 8086/8088微处理器结构
BIU和EU功能框图
通 用 寄 存 器 组
数据寄存器组
AB
指针寄存器组
变址寄存器组
∑
DB
段寄存器组
ALU数据总线
IP寄存器 内部暂存器 ALU EU 控制器电路
暂存寄存器
总线 控制电路
8086总线 16位数据总线
指令队列
标志寄存器
EU部件
通用寄存器特点
• 一般，通用寄存器可以用于任何指令的任意操作，可以相互替换； • 16位的数据寄存器可分解为2个8位的寄存器使用，是同一个物理 介质；如果存储了一个16位的数据，不能同时存储另外的1个或2 个8位数； • 地址寄存器不能分解为8位使用； • 有些操作规定只能使用某个寄存器，即寄存器的特殊用法。