8086存储系统扩展设计
微机原理(杭州电子科技大学【4】8086系统结构[2-3]
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二、系统的复位与启动
【8086CPU时序】
① 复位信号:通过RESET引脚上的触发信号来引起8086系统复位和启
动,RESET至少维持4个时钟周期的高电平。
② 复位操作:当RESET信号变成高电平时,8086/8088CPU结束现行
操作,各个内部寄存器复位成初值。
标志寄存器
清零
指令寄存器 CS寄存器 DS寄存器 SS寄存器 ES寄存器
的比例倍频后得到CPU的主频,即: CPU主频 = 外频 × 倍频系数
⑥ PC机各子系统时钟(存储系统,显示系统,总线等)是由系统频率按 照一定的比例分频得到。
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内频 550MHz Pentium III
倍频系数5.5
L1 Cache
L2 550MHz Cache
处理机总线 100MHz
微机原理与接口技术
第四讲
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第二章 8086系统结构
内容提要
z微型计算机的发展概况 z8086CPU内部结构 z8086CPU引脚及功能 z8086CPU存储器组织 z8086CPU系统配置 z8086CPU时序
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※有关概念介绍
z 主频,外频,倍频系数 z T状态 z 总线周期 z 指令周期 z 时序 z 时序图
总线操作
读存储器操作 (取操作数)
写存储器操作 (将结果存放到内存)
读 I/O 端口操作 (取 I/O 端口中的数)
写 I/O 端口操作 (往 I/O 端口写数)
中断响应操作
总线周期
存储器读周期 存储器写周期 I/O 端口读周期 I/O 端口写周期 中断响应周期
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8086对存储器和io端口的编址方式

8086是intel公司推出的一款16位微处理器,它采用了20位位置区域总线,能够寻址1MB的内存空间。
在8086中,存储器和I/O端口的编址方式对于系统的设计和应用具有重要意义。
本文将围绕8086对存储器和I/O端口的编址方式展开深入探讨。
一、存储器的编址方式1. 实位置区域模式8086微处理器最初工作在实位置区域模式下,通过物理位置区域直接对存储器进行寻址。
在实位置区域模式下,8086可以访问的存储器空间为1MB,位置区域空间范围为0xxxx~0xFFFFF。
2. 分段位置区域模式为了克服实位置区域模式下1MB内存的局限性,8086引入了分段位置区域模式。
在分段位置区域模式下,8086通过段基址寄存器和偏移位置区域的组合来访问存储器,可以实现对更大容量的存储器进行访问。
3. 段基址寄存器在分段位置区域模式下,8086中的段基址寄存器包括CS(代码段寄存器)、DS(数据段寄存器)、ES(额外段寄存器)和SS(堆栈段寄存器),它们分别用来存放代码段、数据段、额外段和堆栈段的基址。
4. 偏移位置区域8086微处理器中,偏移位置区域用来表示段内的相对位置区域,它的范围为0~xxx。
5. 分段位置区域的形式在8086中,物理位置区域的计算方式为:物理位置区域=段基址×16+偏移位置区域。
通过这样的方式,8086可以实现对1MB范围内的存储器进行寻址。
二、 I/O端口的编址方式1. 端口编址方式8086微处理器通过端口编址方式来对I/O设备进行访问,I/O端口的位置区域空间范围为0~xxx。
2. IN指令和OUT指令8086微处理器提供了IN指令和OUT指令用于进行I/O端口的读写操作。
IN指令用于从指定端口读取数据,OUT指令用于向指定端口写入数据。
3. I/O端口位置区域的分配在8086系统中,I/O端口位置区域的分配由外围设备的制造商进行规划,保证不同的外围设备具有不同的端口位置区域,从而避免了位置区域冲突。
微机原理-第6章(2)

四.扩展存储器设计
Note:8086 CPU同8088 CPU一样,也有20条地址总线,其寻 8086 CPU同 CPU一样 也有20条地址总线, 一样, 20条地址总线 址能力达1MB。不同之处是8086 数据总线是16位的, 16位的 址能力达1MB。不同之处是8086 CPU 数据总线是16位的, 与8086 CPU对应的1MB存储空间可分为两个512kB(524 288 CPU对应的1MB存储空间可分为两个512kB(524 对应的 存储空间可分为两个512 B)的存储体。其中一个存储体由奇地址的存储单元(高字节) B)的存储体。其中一个存储体由奇地址的存储单元(高字节) 的存储体 奇地址的存储单元 组成,另一个存储体由偶地址的存储单元(低字节)组成。 组成,另一个存储体由偶地址的存储单元(低字节)组成。 偶地址的存储单元 前者称为奇地址的存储体,后者称为偶地址的存储体。 前者称为奇地址的存储体,后者称为偶地址的存储体。
≈
0
≈ ≈
0 0
0
0
0
0
0
0
0 1…1
作片外寻址的高位不变地址线全部 参加了译码,这种译码方法称为全 参加了译码,这种译码方法称为全 地址译码方法 方法。 地址译码方法。
片外寻址
四.扩展存储器设计
A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9~A0 X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0…0
4KB 00000H 00FFFH
≈
●
模块1 模块
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)
微机原理课件第二章 8086系统结构

但指令周期不一定都大于总线周期,如MOV AX,BX
操作都在CPU内部的寄存器,只要内部总线即可完成,不 需要通过系统总线访问存储器和I/O接口。
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• 8086CPU的典型总线时序,充分体现了总 线是严格地按分时复用的原则进行工作的。 即:在一个总线周期内,首先利用总线传 送地址信息,然后再利用同一总线传送数 据信息。这样减少了CPU芯片的引脚和外 部总线的数目。
• 执行部件(EU)
• 功能:负责译码和执行指令。
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• 联系BIU和EU的纽带为流水指令队列
• 队列是一种数据结构,工作方式为先进先出。写入的指令 只能存放在队列尾,读出的指令是队列头存放的指令。
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•BIU和EU的动作协调原则 BIU和EU按以下流水线技术原则协调工作,共同完成所 要求的任务: ①每当8086的指令队列中有空字节,BIU就会自动把下 一条指令取到指令队列中。 ②每当EU准备执行一条指令时,它会从BIU部件的指令 队列前部取出指令的代码,然后译码、执行指令。在执 行指令的过程中,如果必须访问存储器或者I/O端口, 那么EU就会请求BIU,完成访问内存或者I/O端口的操 作; ③当指令队列已满,且EU又没有总线访问请求时,BIU 便进入空闲状态。(BIU等待,总线空操作) ④开机或重启时,指令队列被清空;或在执行转移指令、 调用指令和返回指令时,由于待执行指令的顺序发生了 变化,则指令队列中已经装入的字节被自动消除,BIU会 接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。 (EU等待)
•CF(Carry Flag)—进位标志位,做加法时最高位出现进位或 做减法时最高位出现借位,该位置1,反之为0。
第二章 8086系统

8086/8088微处理器的结构及指令执行的操作 过程 8086/8088微处理器的寄存器组织、存储器组 织、I/O组织、堆栈 8086/8088在最小模式下引脚功能 8086/8088微处理器在最小模式下的典型配置 8086的操作时序
第二章
8086/8088系统结构
2、物理地址和逻辑地址 8086系统中的每个存储单元在1M内存空间中的位 置可以用2个形式的地址来表示。 物理地址(实际地址、绝对地址)和逻辑地址。
物理地址:是用唯一的20位二进制数所表示的地 址,规定了1M字节存储体中某个具体单元的地址 。 CPU与存储器之间进行信息交换都需要提供的地 址,范围00000H—FFFFFH。
BP作基址寻址 SS 一般数据存取 源字符串 目的字符串 DS DS ES
5、8086存储器的分体结构 由于访问存储器的操作类型不同,BIU所使用的逻辑 地址来源也不同。 (1)存储体
15 00001 00003 00005 512KB× 8(位) 奇地址存储体 (A0=1) 512KB× 8(位) 偶地址存储体 (A0=0) 8 7 0 00000 00002 00004
数据DS、ES:存放数据和运算结果; 堆栈段SS:用来传递参数,保存数据和状态信息。
CS IP
0000
代码段
DS或ES
0000
数据段
SI、DI或BX
SS
0000 SP或BP
堆栈段 存储器
段寄存器和偏移地址寄存器组合关系
存储器分段的好处 (1)使指令系统中的大部分指令仅涉及16位偏移 地址,减少了指令长度,提高了程序的执行速度。 (2)为程序在内存中的浮动分配创造了条件。由 于程序可以浮动地装配在内存任何一个区域。这 使得多道程序和多任务程序能充分使用现有的存 储器容量。
基于8086架构的微型计算机设计与开发

基于8086架构的微型计算机设计与开发现今,计算机技术已经成为我们生活中难以分离的一部分。
然而早期的计算机尚不具备现代计算机的高效性和便携性,而微型计算机的开发与设计解决了这一问题。
本文将主要探讨基于8086架构的微型计算机的设计与开发。
一、微型计算机基础首先,让我们了解一下微型计算机的基础知识。
微型计算机是指整个计算机系统都能集成在微小的芯片内,而不是以大型电子设备形式存在。
通常来说,微型计算机只有一小块芯片,组成了CPU(中央处理器)、存储器、输入输出端口以及各种内外部设备控制器等。
其中,CPU是微型计算机的核心组件,负责执行计算机指令,支持数据存储和处理。
二、8086架构接下来,我们了解一下8086架构。
它是由英特尔公司在1978年推出的一种16位微处理器架构,后来被广泛用于微型计算机系统设计。
8086架构的CPU内部包含了许多寄存器,如一级内部缓存(cache)、段寄存器、指令寄存器、通用寄存器等,从而提高了微型计算机的性能。
8086架构的优点不仅仅体现在性能上,它同时也是一种易于编程控制的处理器,使得微型计算机的开发变得高效简单。
三、微型计算机的设计流程了解了微型计算机的基础知识和8086架构后,接下来,我们来了解一下微型计算机的设计流程。
1. 系统规格确定首先,我们需要明确自己想要设计的微型计算机的规格,包括系统运行的操作系统、系统容量、必要的输入输出(I/O)设备和其它需要的硬件设备等。
2. 硬件设计硬件设计是微型计算机设计工作的重要组成部分,其包括选择适当的CPU、存储器、兼容IC等外部设备。
在硬件设计过程中,需要根据系统规格确定符合用户需求的嵌入式微型计算机系统。
3. 软件设计当硬件设计完成之后,我们需要进行相应的软件设计,以便程序能够充分利用CPU和其它硬件资源。
软件设计是指系统规格、硬件和软件的开发文档编写和程序代码的编写、编译、下载、调试和总控制等过程。
四、结语到此为止,我们对基于8086架构的微型计算机设计与开发进行了探讨。
微机接口实验指导书8086

写T1方式控制字 写T1计数初值
写T2方式控制字 写T2计数初值 空操作 结束
共40页
第8页
微机接口(8086)实验指导书
实验 5 A/D 实验
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、实验目的
熟悉 A/D 转换的基本原理,掌握 ADC0809 的使用方法。
二、实验设备
CPU 挂箱、8086CPU 模块。
初值设为 927C(H 37500 十进制),则 OUT0 输出的方波周期为(37500*4/3*10-6=0.05s)。
T2 采用 OUT0 的输出为时钟,则在 T2 中设置初值为 n 时,则 OUT2 输出方波周期为
n*0.05s。n 的最大值为 FFFFH,所以 OUT2 输出方波最大周期为 3276.75s(=54.6 分
4、检查显示数据(16 进制)是否与电位器输出的电压相符合。
六、实验提示
实验电路中启动信号 START 与地址锁存信号相连,所以启动 A/D 转换的方法为:
MOV DX ,ADDRESS
;ADDRESS 是 ADC0809 的端口地址
OUT AL, DX
;发片选及 IOW 信号,启动 0 通道
七、实验结果
实验中,通讯波特率选用 9600bps。上下位机均采用查询方式。8250 的端口地 址为 0480 起始的偶地址单元。
实验中,上位机向下位机发送一个字符,下位机将接收到的字符返回。事实上 这就实现了串口通信的基本过程。掌握了此实验中的编程方法再编制复杂的串行通 信程序也就不难了。
三、实验内容 向 02000~020FFH 单元的偶地址送入 AAH,奇地址送入 55H。
四、实验原理介绍 本实验用到存储器电路
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8086存储系统扩展设计
存储系统扩展设计是将原有的存储系统进行扩展,以提高计算机的存储能力和性能。
针对8086处理器在存储系统上的局限性,我设计了以下几个方面的扩展:
1.提高存储容量:
在8086的寻址范围内,最大可寻址1MB的存储空间,为了增加计算机的存储容量,可以采用内存扩展卡的形式。
通过插入内存扩展卡来增加存储系统的容量,以满足更多的应用需求。
内存扩展卡可以是SRAM或DRAM的组合,用于存储程序、数据和变量。
2.提高存储访问速度:
8086采用了16位总线宽度,因此存储器的访问速度比较慢。
为了提高存储器访问速度,可以采用高速缓存技术。
为了实现高速缓存,可以在处理器和存储系统之间添加一个高速缓存芯片。
高速缓存芯片可以存储最常用的指令和数据,以提高存储访问速度。
3.提供更多的存储器接口:
8086处理器只提供了20位的地址线,所以最大只能寻址1MB的存储空间。
为了扩展存储系统的容量,可以增加地址线和数据线的数量,以提供更多的存储器接口。
通过增加地址线的数量,可以寻址更大的存储器空间。
通过增加数据线的数量,可以提高数据传输速度。
4.支持虚拟内存:
8086处理器不支持虚拟内存技术,为了扩展存储系统的能力,可以添加虚拟内存管理器。
通过虚拟内存管理器,可以将存储系统的容量扩展
到硬盘等外部存储介质上。
虚拟内存管理器可以将部分存储器内容暂存到
硬盘上,并根据程序的运行需要进行调度和读写操作,以提高存储效率和
使用效果。
5.提供更多的存储器类型支持:
8086处理器主要支持SRAM和DRAM两种存储器类型,为了扩展存储
系统的功能,可以增加对其他存储器类型的支持。
例如,可以增加对闪存、NVRAM、EEPROM等存储器类型的支持,以满足不同应用的需求。
总之,通过以上的存储系统扩展设计,可以提高8086处理器的存储
能力和性能,以满足不同应用对存储系统的需求。
这些扩展设计可以使计
算机具备更大的存储容量、更高的存储访问速度、更多的存储器接口、更
完善的虚拟内存支持和更多的存储器类型选择,从而提高计算机的整体性
能和使用效果。