微机原理--第二章（1）

8086的主要特点

16位外部数据总线；
16位内部体系结构——ALU、寄存器和内部数据总线皆16位；
多种寻址方式及较强的指令系统功能；
20位地址线，寻址1M字节存储空间；
16位I/O端口地址线，寻址64K端口地址；
较强中断处理能力、管理DMA操作和多处理的能力。

8086的编程结构

1）总线接口部件(BIU）
2）执行部件（EU）
3）8086的寄存器组
4）8086总线周期的概念

8086CPU由两个独立的逻辑部件组成：
总线接口部件（BIU）
执行部件（EU）

1）总线接口部件(BIU）

1.BIU的功能负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。
2.BIU的组成
4个16位段寄存器：CS、DS、SS、ES
1个16位指令指针寄存器IP
20位地址加法器
6字节指令队列缓冲器
3.指令队列采用的是先进先出原则，
按序存放，按序取到EU中去执行。

2） 执行部件（EU）

1.EU的功能——负责执行指令。
2.EU的组成
4个16位的通用寄存器：AX、BX、CX、DX
4个16位的专用寄存器：BP、SP、SI、DI
1个16位的标志寄存器：FLAGS
16位的算术逻辑单元ALU
3.ALU用于进行算术、逻辑运算；
计算寻址单元的16位偏移量。

3）8086的寄存器组

段寄存器： CS、DS、SS、ES
通用寄存器：AX、BX、CX、DX
专用寄存器：BP、SP、SI、DI
指令指针寄存器IP
标志寄存器FLAGS

1. 4个16位段寄存器
   CS（代码段）指明代码段的起始地址
   SS（堆栈段）指明堆栈段的起始地址
   DS（数据段）指明数据段的起始地址
   ES（附加段）指明附加段的起始地址
   每个段寄存器用来确定一个逻辑段的起始地址，每种逻辑段均有各自的用途
   20位的地址加法器
   段地址左移4位+偏移量→20位的物理地址
   段地址*16+偏移量 →20位的物理地址
2. 通用寄存器
   用来存放计算的结果和操作数，BX可以存放地址
   16位通用寄存器：AX、BX、CX、DX
   8位通用寄存器： AH、BH、CH、DH AL、BL、CL、DL
   专用目的
   AX——累加器
   BX——基址寄存器
   CX——计数器
   DX——数据寄存器
3. 专用寄存器
   功能：可用于存放某个存储单元的偏移地址。
   16位变址寄存器
   SI——源变址寄存器
   DI——目的变址寄存器
   串操作类指令中，SI和DI具有自动增量或减量的功能。
   16位指针寄存器
   指针寄存器用于寻址内存堆栈内的数据
   SP为堆栈指针寄存器
   指示栈顶的偏移地址
   BP为基址指针寄存器
   指示位于堆栈段中的一个数据区的偏移地址。
   SP和BP与SS联合使用
4. 指令指针寄存器IP
   指令指针寄存器IP（16位），保存下一次将要从内存中取出指令的偏移地址
   IP与代码段寄存器CS联用，通过CS:IP控制指令序列的执行流程。
5. 16位标志寄存器（FLAGS）
   6位状态标志
   3位控制标志
   状态标志：表示处理器当前运行的状态
   控制标志：控制处理器的某一特定功能
   

① 状态标志

• 进位标志CF（Carry Flag ）
  运算结果的最高有效位
  有进位（加法）或借位（减法），CF=1；
  无进位（加法）或借位（减法），CF=0。
• 零标志ZF（Zero Flag）
  运算结果
  为0，ZF=1；
  不为0，ZF=0。
• 溢出标志OF（Overflow Flag）
  算术运算的结果
  有溢出，OF=1；
  无溢出， OF=0 。
• 符号标志SF（Sign Flag）
  运算结果最高位
  为1，则SF=1；
  为0， SF=0。
• 奇偶标志PF（Parity Flag）
  当运算结果最低字节中“1”的个数
  为零或偶数，PF=1
  为奇数，PF=0
• 辅助进位标志AF（Auxiliary Carry Flag）
  运算时D3位（低半字节）
  有进位或借位，AF=1；
  无进位或借位，AF=0。
  AF用于十进制算术运算调整指令中
• 辅助进位标志AF（Auxiliary Carry Flag）
  运算时D3位（低半字节）
  有进位或借位，AF=1；
  无进位或借位，AF=0。
  AF用于十进制算术运算调整指令中

② 控制标志

• 方向标志DF（Direction Flag）
  用于串操作指令中，控制地址的变化方向：
  设置DF＝0，存储器地址自动增加；
  设置DF＝1，存储器地址自动减少。
• 中断允许标志IF（Interrupt-enable Flag）
  控制外部可屏蔽中断是否可以被处理器响应
  设置IF＝1，则允许中断；
  设置IF＝0，则禁止中断。
• 辅助进位标志AF（Auxiliary Carry Flag）
  用于控制处理器进入跟踪执行方式：
  设置TF＝0，处理器正常工作；
  设置TF＝1，处理器按跟踪方式执行指令。

4）8086总线周期的概念

8086进行一次内存或外设端口访问，需要BIU执行一个总线周期。
8086基本的总线周期由4个时钟周期组成，以T1、T2、T3和T4来表示，称为4个T状态。

T1 ：多路复用线输出地址信息，以指示所要访问的内存单元或外设端口的地址。
T2 ：撤消地址信号，地址/状态复用线驱动状态信息，地址/数据复用线转为数据线。
T3 ：完成存储器或外设端口的访问。
T4 ：总线周期结束。
Ti：空闲状态。执行空闲周期，CPU进行内部操作。
Tw：等待状态。在总线周期的T3和T4之间插入等待时钟周期状态。
判断是否插入Tw ：
在T3的前沿检测READY引脚是否有效；
如果READY无效，在T3和它T4之间插入一个等效于T3的Tw ；
如果READY有效，执行完该T状态，进入T4状态。