1、第第3 3章章80868086微型计算机系统微型计算机系统 第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 本章主要内容本章主要内容8086微处理器的工作模式及引脚特性微处理器的工作模式及引脚特性 28086微型计算机系统的总线时序微型计算机系统的总线时序 4半导体存储器的分类半导体存储器的分类18086微处理器的结构微处理器的结构 18086微型计算机系统微型计算机系统 3第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 v 80868086是是IntelIntel系列的系列的1616位微处理器，采用位微处理器，采用HMOSHMOS工艺制造，有工艺制造，有1616根
2、数据线和根数据线和2020根地址根地址线，封装在线，封装在4040脚双列直插组件（脚双列直插组件（DIPDIP）中。）中。v 80868086工作时，使用单一的工作时，使用单一的+5V+5V电源，时钟频电源，时钟频率为率为5MHz5MHz，引脚信号与，引脚信号与TTLTTL电平兼容。电平兼容。3.1 8086微型计算机系统的总线时序微型计算机系统的总线时序第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 v 80868086可寻址的内存地址空间达可寻址的内存地址空间达2 22020，即，即1MB1MB；v 80868086可寻址的可寻址的I/OI/O地址空间达地址空间达2 2161
3、6，即，即64KB64KB；v IntelIntel公司在推出公司在推出80868086的同时一年，还推出的同时一年，还推出了一款准了一款准1616位的位的CPU8088CPU8088。v 80888088与与80868086相比：相比：内部结构基本相同，两者的软件也完全内部结构基本相同，两者的软件也完全兼容。兼容。80868086的数据总线是的数据总线是1616位的；位的；80888088的数据总线是的数据总线是8 8位的。位的。3.1 8086微型计算机系统的总线时序微型计算机系统的总线时序第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3.1.1 80863.1.1 808
4、6微处理器的结构微处理器的结构 v80868086由执行部件由执行部件EUEU（Execution UnitExecution Unit）和总线）和总线接口部件接口部件BIUBIU（Bus Interface UnitBus Interface Unit）两部分）两部分组成，这两个部件的操作是并行的。组成，这两个部件的操作是并行的。vEUEU负责指令的执行；负责指令的执行；vBIUBIU负责负责CPUCPU与存储器、与存储器、I/OI/O设备之间的数据传设备之间的数据传送。送。EUBIU指令队列指令队列第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3.1.1 80863.1.1
5、 8086微处理器微处理器的结构的结构 第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 v例、例、100+256100+256结果送结果送地址为地址为2000H2000H的内存的内存单元单元 MOV AX,100MOV AX,100 ADD AX,256 ADD AX,256 MOV 2000H,AX MOV 2000H,AXvMOV AX,100 MOV AX,100 B8B8v 6464v 0000vADD AX,256 ADD AX,256 0505v 00 00v 10 10vMOV 2000H,AX MOV 2000H,AX A3A3v 00 00v 2020第第3 3
6、章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、存储器功能、存储器功能v 存放程序和数据的记忆装置存放程序和数据的记忆装置v 用途：存放程序和要操作的各类信息（用途：存放程序和要操作的各类信息（数据、文字、图像、。）数据、文字、图像、。）v 内存：内存：ROMROM、RAMRAM 特点：随机存取，速度快，容量小特点：随机存取，速度快，容量小v 外存：磁盘、光盘、半导体盘、外存：磁盘、光盘、半导体盘、特点：顺序存取特点：顺序存取/块存取，速度慢，容量块存取，速度慢，容量大大第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型
7、计算机系统 2 2、80868086的存储器的内容的存储器的内容v 存储单元存储单元8086的存储器空间由若干存储单元组成；每个字节为一个内存单元，它具有唯一的地址码。v 存储单元的内容存储单元的内容指的是存放在存储单元中的数据；数据可以是字节、字和双字。00000H00001H0000FHFFFFFH第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3 3、80868086的存储器的地址的存储器的地址v 内存包含有很多存储单元(每个内存单元包含8bit)，为区分不同的内存单元，对计算机中的每个内存单元进行编号，内存单元的编号就称为内存单元的地址。1 0 1 1 0 1 1 038
8、F04H内存单内存单元地址元地址内存单内存单元内容元内容.Bit 7 6 5 4 3 2 1 00 1 0 1 1 0 0 0*内存单元有时又内存单元有时又称为称为地址单元地址单元第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3 3、80868086的存储器的地址的存储器的地址v 存储单元地址存储单元地址即为存储单元的编号，用无符号整数来表示（编程用十六进制表示）；8086物理地址范围从00000HFFFFFH。v 存储容量存储容量存储器能够存放数据的最大字节数；与地址线多少相关，8086有地址线20根，故8086计算机系统中，可寻址的存储空间最大可以是220=1M字节。第第3
9、 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 v 数据在存储单元的存放数据在存储单元的存放高高低低（高字节存放在高地址，低字节存放在低地址）；多字节数据以最低字节的地址为准；8086CPU对字/字节的读写以从偶地址开始，16位为单位进行操作。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 数据的存储格式D7D0字节D15D0字D31D0双字D7 D000006H78H00005H56H00004H12H00003H34H00002H00001H00000H低地址低地址存储单元及其存储内容n每个存储单元都有一个编号；被称为存储器地址n每个存储单元存放一个字节的内容n000
10、2H单元存放有一个数据34H 表达为0002H34H第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 多字节数据存放方式n多字节数据在存储器中占连续的多个存储单元：u存放时，低字节存入低地址，高字节存入高地址；u表达时，用它的低地址表示多字节数据占据的地址空间。n图中2号“字”单元的内容为：n0002H=1234Hn2号“双字”单元的内容为：n0002H=78561234H第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 例例如图所示：如图所示：v20110H20110H单元单元20113H20113H单元存放的内单元存放的内容依次是容依次是12H12H、34H34H、
11、56H56H、78H78H；v（20110H20110H）=12H=12H表示表示字节字节单元单元20110H20110H的内容是的内容是12H12H；v（20110H20110H）=3412H=3412H表示表示字字单元单元20110H20110H的内容是的内容是3412H3412H；v（20110H20110H）=78563412H=78563412H表示表示双字双字单单元元20110H20110H的内容是的内容是78563412H78563412H。v（20111H20111H）=34H=34H表示表示字节字节单元单元20110H20110H的内容是的内容是34H34H；v（20111H
12、20111H）=5634H=5634H表示表示字字单元单元20110H20110H的内容是的内容是5634H5634H；第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 4 4、内存操作、内存操作v读：将内存单元的内容取入读：将内存单元的内容取入CPU，原单元内容不改变；原单元内容不改变；v写：写：CPU将信息放入内存单元，单元中原内容被覆盖；将信息放入内存单元，单元中原内容被覆盖；v刷新：对刷新：对CPU透明，仅动态存储器有此操作透明，仅动态存储器有此操作v内存的读写的步骤为：内存的读写的步骤为：1)CPU把要读写的内存单元的地址放到AB上2)若是写操作，CPU紧接着把要写入的数
13、据放到DB上3)CPU发出读写命令4)数据被写入指定的单元或从指定的单元读出到DB若是读操作，CPU紧接着从DB上取回数据第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 5 5、80868086的储存器组织的储存器组织v 80868086：2020根地址线，可寻址根地址线，可寻址2 22020(1MB)(1MB)个存储个存储单元单元v CPUCPU送到送到ABAB上的上的2020位的地址称为物理地址位的地址称为物理地址 物理地址物理地址.60000H 60001H 60002H 60003H 60004H.12HF0H1BH08H存储器的操作完全基存储器的操作完全基于物理地址。于
14、物理地址。问题：问题：80868086的内部总线和内的内部总线和内部寄存器均为部寄存器均为1616位，位，如何生成如何生成2020位地址？位地址？解决：存储器分段解决：存储器分段第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 00000H 逻辑段1起点 逻辑段2起点 逻辑段3起点 逻辑段4起点 FFFFFH 逻辑段1 64KB 逻辑段2 64KB 逻辑段3 64KB 逻辑段4 64KB 存储器分段存储器分段第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 v 段基地址段基地址和和段内段内偏移偏移组成了组成了逻辑地址逻辑地址 段地址 偏移地址(偏移量)格式为：段地址格式
15、为：段地址:偏移地址偏移地址 物理地址物理地址=段基地址段基地址16+16+偏移地址偏移地址60002H00H12H60000H0 0 0 0段基地址（段基地址（16位）位）段首地址段首地址 偏移地址=0002H逻辑地址逻辑地址第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 n段地址段地址说明逻辑段在主存中的起始位置n8086规定段地址必须是模16地址：xxxx0Hn省略低4位0000B，段地址就可以用16位数据表示，就能用16位段寄存器段寄存器表达段地址n偏移地址偏移地址(也称有效地址EA)说明主存单元距离段起始位置的偏移量n每段不超过64KB，偏移地址也可用16位数据表示n
16、这样，一个存储单元除具有一个唯一的物物理地址理地址外，还具有多个逻辑地址第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 vBIUBIU中的地址加法器用来实现逻辑地址到物理中的地址加法器用来实现逻辑地址到物理地址的变换地址的变换v8088 8088 可同时访问可同时访问4 4个段，个段，4 4个段寄存器中的内个段寄存器中的内容指示了每个段的基地址容指示了每个段的基地址段基址段内偏移物理地址+16位20位0000第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 10550H250A0H2EF00H8FF00HCSSS CSDSES解：解：各段分布及段首址见右图所示。各段分
17、布及段首址见右图所示。操作数的物理地址为：操作数的物理地址为：250AH10H+0204H=252A4H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 3)该操作数的物理地址=？例例第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、执行部件、执行部件EUEUv EUEU组成：组成：算术逻辑单元（算术逻辑单元（ALUALU），可完成），可完成8 8位或位或1616位位操作数进行算术或逻辑运算；操作数进行算术或逻辑运算；8 8个个1616位通用寄存器（位通用寄存
18、器（AXAX、BXBX、CXCX、DXDX、SISI、DIDI、SPSP和和BPBP）；）；标志寄存器；标志寄存器；控制电路。控制电路。v EUEU功能：负责指令的执行，即：功能：负责指令的执行，即：从总线接口部件从总线接口部件BIUBIU的指令队列取得指令的指令队列取得指令，执行之后向，执行之后向BIUBIU送回运算结果，并把运送回运算结果，并把运算结果的状态特征保存到标志寄存器中。算结果的状态特征保存到标志寄存器中。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、总线接口部件总线接口部件BIUBIUv BIUBIU组成：组成：4 4个个1616位段寄存器（位段寄存器（
19、DSDS、CSCS、ESES、SSSS）；）；指令指针寄存器（指令指针寄存器（IPIP）；）；2020位的地址加法器；位的地址加法器；6 6字节指令队列缓冲器；字节指令队列缓冲器；内部暂存器和总线控制逻辑。内部暂存器和总线控制逻辑。v BIUBIU功能：负责功能：负责CPUCPU与存储器、与存储器、I/OI/O设备之间的设备之间的数据传送。具体包括：数据传送。具体包括：取指令送指令队列，配合取指令送指令队列，配合EUEU从指定的内存从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送单元或者外设端口中取数据，将数据传送给给EUEU，或者把，或者把EUEU的操作结果传送到指定的的操作结果传送到指定的
20、内存单元或外设端口中。内存单元或外设端口中。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、总线接口部件总线接口部件BIUBIU1 1）段寄存器）段寄存器v 80868086采用存储器地址分段的方法来解决在采用存储器地址分段的方法来解决在1616位字长的计算机里提供位字长的计算机里提供2020位地址的问题。位地址的问题。v 段寄存器就是专门存放段地址的寄存器，每个段寄存器就是专门存放段地址的寄存器，每个段寄存器的值可以确定一个段的起始地址，而段寄存器的值可以确定一个段的起始地址，而各段有不同的用途。各段有不同的用途。v 80868086中有中有4 4个个1616位段寄存器
21、，它们是：位段寄存器，它们是：CSCS（代（代码段寄存器）、码段寄存器）、DSDS（数据段寄存器）、（数据段寄存器）、SSSS（堆（堆栈段寄存器）和栈段寄存器）和ESES（附加段寄存器）。（附加段寄存器）。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、总线接口部件总线接口部件BIUBIU2 2）指令指针寄存器）指令指针寄存器IPIPv 指令指针寄存器指令指针寄存器IPIP提供下一条要取出的指令所提供下一条要取出的指令所在存储单元的在存储单元的1616位偏移地址。位偏移地址。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、总线接口部件总线接口部件BI
22、UBIU3 3）地址加法器）地址加法器v8086CPU8086CPU采用段地址、段内偏移地址两级存储器寻址采用段地址、段内偏移地址两级存储器寻址方式，由一个方式，由一个2020位地址加法器根据位地址加法器根据1616位段地址和位段地址和1616位位段内偏移地址计算出段内偏移地址计算出2020位的物理地址位的物理地址PAPA（Physical Physical AddressAddress）。）。v其计算方法是：其计算方法是：将将CPUCPU中的中的1616位段寄存器内容左移位段寄存器内容左移4 4位位（1616）与）与1616位的逻辑地址（又称偏移地址）在地址位的逻辑地址（又称偏移地址）在地址
23、加法器内相加，得到所寻址单元的加法器内相加，得到所寻址单元的2020位物理地址。位物理地址。v根据寻址方式的不同，偏移地址可以来自指令指针寄根据寻址方式的不同，偏移地址可以来自指令指针寄存器（存器（IPIP）或其它寄存器。）或其它寄存器。v假设（假设（CSCS）=FE00H=FE00H，（，（IPIP）=0400H=0400H，那么下一条要取，那么下一条要取出的指令所在内存单元的出的指令所在内存单元的2020位物理地址位物理地址PAPA=FE00H=FE00H10H+0400H=FE400H10H+0400H=FE400H。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、
24、总线接口部件总线接口部件BIUBIU4 4）内部暂存器）内部暂存器v 用于内部数据的暂存，该部分对用户透明，在用于内部数据的暂存，该部分对用户透明，在编程时可不予理会，用户无权访问。编程时可不予理会，用户无权访问。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、总线接口部件总线接口部件BIUBIU5 5）指令队列缓冲器）指令队列缓冲器v 80868086有有6 6字节指令队列缓冲器；字节指令队列缓冲器；v 80888088有有4 4字节指令队列缓冲器；字节指令队列缓冲器；v 缓冲器采用缓冲器采用“先进先出先进先出”策略，暂时存放策略，暂时存放BIUBIU从存储器中预取的指
25、令。从存储器中预取的指令。v 在执行指令的同时，可以从内存中取出下一条在执行指令的同时，可以从内存中取出下一条或下几条指令放到缓冲器中，一条指令执行完或下几条指令放到缓冲器中，一条指令执行完后，可立即执行下一条指令，从而解决了以往后，可立即执行下一条指令，从而解决了以往CPUCPU取指令期间，运算器的等待问题。取指令期间，运算器的等待问题。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 2 2、总线接口部件总线接口部件BIUBIU6 6）总线控制逻辑）总线控制逻辑v 总线控制逻辑发出总线控制信号，实现存储器总线控制逻辑发出总线控制信号，实现存储器的读的读/写控制和写控制和I/OI
26、/O的读写控制。它将的读写控制。它将CPUCPU内部内部总线与外部总线相连，是总线与外部总线相连，是CPUCPU与外部电路进行与外部电路进行数据交换的路径。数据交换的路径。v 总线控制逻辑控制总线控制逻辑控制80868086通过通过2020条引脚线分时传条引脚线分时传送送2020位地址线、位地址线、1616位数据和位数据和4 4位状态信息。位状态信息。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3 3、BIUBIU和和EUEU的工作过程的工作过程v 80868086的总线的总线BIUBIU和和EUEU在很多时候可以并行工在很多时候可以并行工作，使得取指令、指令译码和执行指令这
27、些作，使得取指令、指令译码和执行指令这些操作构成操作流水线。操作构成操作流水线。1.1.当指令队列中有两个空字节，且当指令队列中有两个空字节，且EUEU没有访问没有访问存储器和存储器和I/OI/O接口的要求时，接口的要求时，BIUBIU会自动把指会自动把指令取到指令队列中。令取到指令队列中。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3 3、BIUBIU和和EUEU的工作过程的工作过程2.2.当当EUEU准备执行一条指令时，它会从指令队列前准备执行一条指令时，它会从指令队列前部取出指令执行。在执行指令的过程中，如果部取出指令执行。在执行指令的过程中，如果需要访问存储器或者需要
28、访问存储器或者I/OI/O设备，那么设备，那么EUEU会向会向BIUBIU发出访问总线的请求，以完成访问存储器或者发出访问总线的请求，以完成访问存储器或者I/OI/O接口的操作。如果此时接口的操作。如果此时BIUBIU正好处于空闲状正好处于空闲状态，那么，会立即响应态，那么，会立即响应EUEU的总线请求；但如果的总线请求；但如果BIUBIU正在将某个指令字节取到指令队列中，那正在将某个指令字节取到指令队列中，那么，么，BIUBIU将首先完成这个取指令操作，然后再将首先完成这个取指令操作，然后再去响应去响应EUEU发出的访问总线的请求。发出的访问总线的请求。第第3 3章章 80868086微型计
29、算机系统微型计算机系统 3 3、BIUBIU和和EUEU的工作过程的工作过程3.3.当指令队列已满，而且当指令队列已满，而且EUEU又没有总线访问时，又没有总线访问时，BIUBIU便进入空闲状态。便进入空闲状态。4.4.在执行转移指令、调用指令和返回指令时，下在执行转移指令、调用指令和返回指令时，下面要执行的指令就不是在程序中紧接着的那条面要执行的指令就不是在程序中紧接着的那条指令了，而指令了，而BIUBIU往指令队列装入指令时，总是往指令队列装入指令时，总是按顺序进行的。在这种情况下，指令队列中已按顺序进行的。在这种情况下，指令队列中已经装入的指令就没有用了，会被自动消除。随经装入的指令就没
30、有用了，会被自动消除。随后，后，BIUBIU会往指令队列中装入另一个程序段中会往指令队列中装入另一个程序段中的指令。的指令。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3.1.2 80863.1.2 8086的寄存器结构的寄存器结构v 寄存器寄存器是是CPUCPU内部用来存放地址、数据和状态内部用来存放地址、数据和状态标志的部件。标志的部件。寄存器（D触发器，速度快）与储存器的区别v 80868086有有1414个个1616位寄存器和位寄存器和8 8个个8 8位寄存器。位寄存器。v 按用途可以分为以下几类：按用途可以分为以下几类：数据寄存器；数据寄存器；指针和变址寄存器；指针
31、和变址寄存器；段寄存器；段寄存器；指令指针寄存器；指令指针寄存器；标志寄存器。标志寄存器。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、数据寄存器、数据寄存器AXAX、BXBX、CXCX、DXDXv数据寄存器主要用来存放操作数或中间结果，数据寄存器主要用来存放操作数或中间结果，以减少访问存储器的次数。有：以减少访问存储器的次数。有：4 4个个1616位的寄存器：位的寄存器：AXAX、BXBX、CXCX、DXDX；8 8个个8 8位的寄存器：位的寄存器：AHAH、ALAL、BHBH、BLBL、CHCH、CLCL、DHDH、DLDL；这些寄存器均可独立使用。这些寄存器均可独
32、立使用。v多数情况下，这些数据寄存器是用在算术运算多数情况下，这些数据寄存器是用在算术运算或逻辑运算指令中，以进行算术逻辑运算。在或逻辑运算指令中，以进行算术逻辑运算。在有些指令中，它们则有特定的用途。有些指令中，它们则有特定的用途。v这些寄存器的用法见下表所示。这些寄存器的用法见下表所示。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、数据寄存器、数据寄存器AXAX、BXBX、CXCX、DXDX寄存器寄存器一般用一般用法法隐含用法隐含用法AX16位累位累加器加器字节乘法中保存积；字乘法中隐含提供一个乘数，并保存字节乘法中保存积；字乘法中隐含提供一个乘数，并保存积的低积的
33、低16位；位；字节除法中隐含提供被除数；字除法中隐含提供被除数的字节除法中隐含提供被除数；字除法中隐含提供被除数的低低16位，并保存商；位，并保存商；CBW指令中隐含作为目标操作数；指令中隐含作为目标操作数；CWD指令中隐含作为源操作数和目标操作数的低指令中隐含作为源操作数和目标操作数的低16位；位；I/O指令中，保存指令中，保存16位输入位输入/输出数据。输出数据。ALAX的低的低8位位字节乘法中隐含提供一个乘数，并保存积的低字节乘法中隐含提供一个乘数，并保存积的低8位；字节除位；字节除法中隐含提供被除数的低法中隐含提供被除数的低8位并保存商；位并保存商；CBW指令中隐含作为源操作数；指令中
34、隐含作为源操作数；XLAT指令中隐含提供表格首地址偏移量；指令中隐含提供表格首地址偏移量；I/O指令中，保存指令中，保存8位输入位输入/输出数据。输出数据。AHAX的高的高8位位字节乘法中隐含提供一个乘数；字节乘法中隐含提供一个乘数；字节除法中隐含保存余数；字节除法中隐含保存余数；DOS和和BIOS功能调用中存放功能号。功能调用中存放功能号。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 1 1、数据寄存器、数据寄存器AXAX、BXBX、CXCX、DXDX寄存寄存器器一般用法一般用法隐含用法隐含用法BX基址寄存器基址寄存器，常用作地，常用作地址寄存器址寄存器 XLAT指令中提供被
35、查表格中源操作数的间接地址。指令中提供被查表格中源操作数的间接地址。CX16位计数器位计数器 循环指令中的循环次数计数器；循环指令中的循环次数计数器；串操作指令中串长计数器。串操作指令中串长计数器。CLCX的低的低8位位移位或循环移位指令中提供移位的次数。移位或循环移位指令中提供移位的次数。DX16位数据寄位数据寄存器存器 字乘法中隐含保存积的高字乘法中隐含保存积的高16位；位；字除法中隐含提供被除数的高字除法中隐含提供被除数的高16位，并保存积的高位，并保存积的高16位；位；CWD指令中隐含作为目标操作数的高指令中隐含作为目标操作数的高16位；位；在间接寻址的在间接寻址的I/O指令中，提供端
36、口地址。指令中，提供端口地址。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 v EUEU中有中有2 2个地址指针寄存器个地址指针寄存器SPSP、BPBP和和2 2个变址寄存器个变址寄存器SISI、DIDI。用法如下表所示：用法如下表所示：寄存器寄存器一般用法一般用法隐含用法隐含用法SP（堆栈指针（堆栈指针寄存器）寄存器）保存堆栈栈顶偏移地址，与保存堆栈栈顶偏移地址，与SS配配合来确定堆栈在内存中的位置。合来确定堆栈在内存中的位置。压栈、出栈操作中隐含压栈、出栈操作中隐含指示栈顶指示栈顶BP（基址指针（基址指针寄存器）寄存器）保存保存16位数据位数据保存堆栈段内存储单元的偏移保存
37、堆栈段内存储单元的偏移地址。地址。SI（源变址寄（源变址寄存器）存器）保存保存16位数据位数据保存数据段内存储单元的偏移保存数据段内存储单元的偏移地址。地址。串操作指令中，隐含与串操作指令中，隐含与DS配合，确定源串在配合，确定源串在内存中的位置。内存中的位置。DI（目的变址（目的变址寄存器）寄存器）保存保存16位数据位数据保存数据段内存储单元的偏移保存数据段内存储单元的偏移地址。地址。串操作指令中，隐含与串操作指令中，隐含与ES配合，确定目标串配合，确定目标串在内存中的位置。在内存中的位置。2、指针和变址寄存器、指针和变址寄存器SP、BP、SI、DI第第3 3章章 80868086微型计算机
38、系统微型计算机系统 v内存中一个按内存中一个按FILOFILO方式操作的特殊区域方式操作的特殊区域v每次压栈和退栈均以每次压栈和退栈均以WORDWORD为单位为单位vSSSS存放堆栈段地址，存放堆栈段地址，SPSP存放段内偏移，存放段内偏移，SS:SPSS:SP构成构成了堆栈指针了堆栈指针v堆栈用于存放返回地址、过程参数或需要保护的堆栈用于存放返回地址、过程参数或需要保护的数据数据v常用于响应中断或子程序调用常用于响应中断或子程序调用堆栈及堆栈段的使用堆栈及堆栈段的使用第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 SS压栈前压栈前退栈后退栈后高高高12HSSF0HSP压栈后压栈
39、后高SPSPSPF0H12HSP第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 段首栈底栈顶第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3 3、段寄存器、段寄存器v80868086内部设置了内部设置了4 4个个1616位的段寄存器，用于存位的段寄存器，用于存放当前程序所用的各段的起始地址的高放当前程序所用的各段的起始地址的高1616位：位：vCSCS（Code SegmentCode Segment），称为代码段寄存器，存），称为代码段寄存器，存放当前执行的程序所在段的起始地址。其值乘放当前执行的程序所在段的起始地址。其值乘以以1616再加上再加上IPIP的值，
40、就形成了下一条要取出指的值，就形成了下一条要取出指令所在的内存单元的物理地址。令所在的内存单元的物理地址。vDSDS（Data SegmentData Segment），称为数据段寄存器，存），称为数据段寄存器，存放当前数据段的起始地址。其值乘以放当前数据段的起始地址。其值乘以1616再加上再加上指令中存储器寻址方式指定的偏移地址，就形指令中存储器寻址方式指定的偏移地址，就形成了要进行读成了要进行读/写的数据段中指定内存单元的写的数据段中指定内存单元的物理地址。物理地址。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3 3、段寄存器、段寄存器 SSSS（Stack Segmen
41、tStack Segment），称为堆栈段寄存器，），称为堆栈段寄存器，存放当前堆栈段的起始地址。堆栈是按照存放当前堆栈段的起始地址。堆栈是按照“后后进先出进先出”原则组织的一个特殊内存区域。堆栈原则组织的一个特殊内存区域。堆栈操作数的地址由操作数的地址由SSSS的值乘以的值乘以1616再加上再加上SPSP的值形的值形成。成。ESES（Extra SegmentExtra Segment），称为附加段寄存器，），称为附加段寄存器，存放当前附加段的起始地址。附加段是附加的存放当前附加段的起始地址。附加段是附加的数据段，也用于数据的保存，另外，串操作指数据段，也用于数据的保存，另外，串操作指令将附
42、加段作为其目标操作数的存放区域。令将附加段作为其目标操作数的存放区域。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 4 4、1616位指令指针寄存器位指令指针寄存器IPIPv指令指针寄存器指令指针寄存器IPIP（Instruction PointerInstruction Pointer）存放）存放当前代码段中的偏移地址，它与当前代码段中的偏移地址，它与CSCS联用，可以形成联用，可以形成下一条要取出指令的物理地址。下一条要取出指令的物理地址。v程序不能直接对程序不能直接对IPIP进行存取，但能在程序运行中被进行存取，但能在程序运行中被自动修改。自动修改。例如，控制器取到要执行
43、的指令后，会立刻修改例如，控制器取到要执行的指令后，会立刻修改IPIP值，使之指向下一条指令的首地址；值，使之指向下一条指令的首地址；转移、调用、返回等指令执行，就是通过修改转移、调用、返回等指令执行，就是通过修改IPIP的值来控制指令序列的执行流程的。的值来控制指令序列的执行流程的。第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 5 5、标志寄存器、标志寄存器FRFRvFRFR是一个是一个1616位的寄存器。位的寄存器。9 9个位用作标志位：个位用作标志位：状态标志位状态标志位有有6 6个，记录程序中运行结果的个，记录程序中运行结果的状态信息，是根据指令的运行结果由状态信息，是
44、根据指令的运行结果由CPUCPU自自动设置的。这些状态信息通常作为后续转移动设置的。这些状态信息通常作为后续转移指令的转移控制条件，所以也称为条件码。指令的转移控制条件，所以也称为条件码。控制标志位控制标志位有有3 3个，可以编程设置，用于控个，可以编程设置，用于控制处理器执行指令的方式。控制标志设置之制处理器执行指令的方式。控制标志设置之后，可对后面的操作产生控制作用。后，可对后面的操作产生控制作用。v未标明的位在未标明的位在80868086中不用。中不用。OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF0第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统
45、OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF0进位标志：指令执行后，如果运进位标志：指令执行后，如果运算结果在最高位上产生了一个进算结果在最高位上产生了一个进位或借位，则位或借位，则CFCF1 1；否则，；否则，CFCF0 0。CF5 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR条件标志条件标志第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR条件标志条件标志奇偶标志：如果运算结果低八位奇偶标志：如果运算结果低八位1 1的个数为偶数，则的个数为偶数，则P
46、FPF1 1；否则，；否则，PFPF0 0。PF第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR条件标志条件标志辅助进位标志：如果运算结果低辅助进位标志：如果运算结果低4 4位产生了进位，则位产生了进位，则AFAF1 1；否则，；否则，AFAF0 0。AF第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR条件标志条件标志零标志：如果运算结果为零标志
47、：如果运算结果为0 0，则，则ZFZF1 1；否则，；否则，ZFZF0 0。ZF第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR条件标志条件标志符号标志：如果运算结果为正数符号标志：如果运算结果为正数，则，则SFSF0 0；否则，；否则，SFSF1 1。SF第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR条件标志条件标志溢出标志：如果运算过程产生
48、了溢出标志：如果运算过程产生了溢出，则溢出，则OFOF1 1；否则，；否则，OFOF0 0。OF第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR控制标志控制标志单步标志：单步标志：TFTF1 1，处理器按单步执行指令；，处理器按单步执行指令；TFTF0 0，处理器正常工作。，处理器正常工作。TF第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR控制
49、标志控制标志中断允许标志：中断允许标志：IFIF1 1，允许可屏蔽中断；，允许可屏蔽中断；IFIF0 0，不允许可屏蔽中断。，不允许可屏蔽中断。IF第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF05 5、标志寄存器、标志寄存器FRFR控制标志控制标志方向标志（用于串操作指令）：方向标志（用于串操作指令）：DFDF1 1，存储器地址会自动减值；，存储器地址会自动减值；DFDF0 0，存储器地址会自动增值。，存储器地址会自动增值。DF第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 5 5、标志寄存
50、器、标志寄存器FRFRv状态标志的状态表示在状态标志的状态表示在PC PC 中，可由调中，可由调试程序（试程序（DEBUGDEBUG）显示出来。）显示出来。v对应符号如下表所示：对应符号如下表所示：标志位名标志位名为为1 1对应符对应符为为0 0对应符对应符OFOFDFDFIFIFSFSFZFZFAFAFPFPFCFCFOVOVDNDNEIEINGNGZRZRACACPEPECYCYNVNVUPUPDIDIPLPLNZNZNANAPOPONCNC第第3 3章章 80868086微型计算机系统微型计算机系统 3.2 80863.2 8086微处理器的工作模式及引脚特性微处理器的工作模式及引脚特性
