微機(jī)原理課件

微機(jī)系統(tǒng)及應(yīng)用課程簡(jiǎn)介微機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)用教程第1章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)及工作原理第2章微處理器第3章8086/8088指令系統(tǒng)第4章匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)第5章半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及其接口第6章微型計(jì)算機(jī)I/O接口基礎(chǔ)第7章微型計(jì)算機(jī)總線及I/O接口標(biāo)準(zhǔn)第8章中斷第9章常用可編程接口芯片第10章人機(jī)交互設(shè)備及接口第1章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)及工作原理

1.1數(shù)制

1.2計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示

1.3微型計(jì)算機(jī)的基本組成電路

1.4微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化形式

1.5微型計(jì)算機(jī)的工作原理本章目標(biāo)1.1數(shù)制1.1.1數(shù)制的基與權(quán)基：數(shù)制所使用的數(shù)碼個(gè)數(shù)。例：十進(jìn)制數(shù)使用0～9十個(gè)數(shù)，所以它的基是10權(quán)：數(shù)制每一位（置）所具有的值。例：6845千百十個(gè)103102101100十進(jìn)制數(shù)各位的權(quán)是以10為底的冪二進(jìn)制數(shù)使用0、1兩個(gè)數(shù)，它的“基”？各位的“權(quán)”又是多少呢？由0、1二個(gè)數(shù)碼構(gòu)成，基數(shù)為2，第i位的權(quán)為2i，運(yùn)算規(guī)則：逢二進(jìn)一、借一為二

二進(jìn)制數(shù)（Binary）101011B=1×25+0×24+1×23+0×22+1×21+1×20=43D一個(gè)二進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開(kāi)求和就轉(zhuǎn)換成了十進(jìn)制數(shù)8421牢記！1011B23222120例：一個(gè)二進(jìn)制數(shù)各位的權(quán)→基數(shù)說(shuō)明符

十六進(jìn)制數(shù)（Hexadecimal）由0、1、2…9、A、B、C、D、E、F十六個(gè)數(shù)碼構(gòu)成。基數(shù)為16，第i位的權(quán)為16i

運(yùn)算規(guī)則：逢十六進(jìn)一、借一為十六14AFH=1×163+4×162+10×161+15×160=5295D由0、1、2、…7八個(gè)數(shù)碼構(gòu)成，基數(shù)為8，第i位的權(quán)為8i運(yùn)算規(guī)則：逢八進(jìn)一、借一為八八進(jìn)制數(shù)（Octal）十六進(jìn)制數(shù)既可以簡(jiǎn)化書寫，又便于記憶1.1.2不同進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換1.非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開(kāi)求和2.十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制數(shù)整數(shù)部分與小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換例1：57D=111001B=71Q=39H5728…12222214…07…03…11…10…185787…10…71657163…90…3高低2除基數(shù)取余數(shù)例2：十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成非十進(jìn)制數(shù)（小數(shù)部分）0.625D=0.101B=0.5Q=0.AH0.625*2=1.25…1

0.25*2=0.5…0

0.5*2=1…10.625*8=5…50.625*16=10…A乘基數(shù)取整數(shù)57.625D=111001.101B=39.AH高低1.1.2不同進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換（2）3.十六進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)→十六進(jìn)制數(shù)四位一組分組時(shí),如位數(shù)不夠，整數(shù)部分在最左邊補(bǔ)零，小數(shù)部分在最右邊補(bǔ)零十六進(jìn)制數(shù)→二進(jìn)制數(shù)一位對(duì)應(yīng)換成二進(jìn)制數(shù)四位1100100.11011B=.0100011011011000=64.D8H46D81.1.2不同進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換1.2計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示機(jī)器數(shù)與真值機(jī)器數(shù)：一個(gè)二進(jìn)制數(shù)連同符號(hào)位在內(nèi)作為一個(gè)數(shù)叫機(jī)器數(shù)真值：機(jī)器數(shù)所代表的數(shù)值（如-1001011B）正數(shù)、負(fù)數(shù)的符號(hào)位分別用0和1表示，這種表示法稱為原碼例：設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為8位，二進(jìn)制數(shù)+10010B和-100001B其原碼為：00010010，10100001原碼連符號(hào)一起數(shù)碼化了的數(shù)最高有效位反碼：對(duì)于二進(jìn)制正數(shù)，反碼等于該數(shù)原碼對(duì)于二進(jìn)制負(fù)數(shù)，符號(hào)位為1，其余各位取反例：設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為8位，二進(jìn)制數(shù)+1100101和-1010001其反碼為：01100101，10101110補(bǔ)碼：對(duì)于二進(jìn)制正數(shù)，補(bǔ)碼等于該數(shù)原碼對(duì)于二進(jìn)制負(fù)數(shù)，符號(hào)位為1，其余各位取反，末位加1例：設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為8位，二進(jìn)制數(shù)+1100101和-1010001其補(bǔ)碼為：01100101，101011111.2.2機(jī)器數(shù)的定點(diǎn)表示與浮點(diǎn)表示定點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)在數(shù)中的位置是固定不變的1.定點(diǎn)小數(shù)符號(hào)位小數(shù)點(diǎn)2.定點(diǎn)整數(shù)符號(hào)位小數(shù)點(diǎn)浮點(diǎn)數(shù)：小數(shù)點(diǎn)在小數(shù)中的位置是浮動(dòng)的任意一個(gè)數(shù)N均可表示為：N=m×beb為基數(shù)e為階碼m為尾數(shù)例：123.456=0.123456×103123.456=1.23456×102階符階碼數(shù)符尾數(shù)階碼部分尾數(shù)部分基數(shù)是2一個(gè)二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)1.2.3非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示ASCⅡ碼：美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)通信編碼，一般用7bit組合編碼來(lái)表示數(shù)字、英文字母、符號(hào)等可以打印的字符字符的表示漢字的表示（1）漢字國(guó)標(biāo)碼1981年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)總局公布了GB2312—80，即《信息交換用漢字編碼字符集基本集》，簡(jiǎn)稱GB碼。每個(gè)漢字、圖形符號(hào)都用兩個(gè)字節(jié)表示，每個(gè)字節(jié)都使用低7位編碼，最多表示128*128=16348個(gè)漢字（2）漢字區(qū)位碼將漢字編碼GB2312—80中的6763個(gè)漢字分為94個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)中包含94個(gè)漢字（位），這樣每個(gè)漢字所在的區(qū)和位就組成了一個(gè)二維數(shù)組，這就是區(qū)位碼。1.3微型計(jì)算機(jī)的基本組成電路1.3.1觸發(fā)器SRQQRS觸發(fā)器SCLKRQQ時(shí)鐘RS觸發(fā)器SR觸發(fā)器：是由基本門電路組成的具有記憶功能的器件D觸發(fā)器DQQSRD觸發(fā)器QQDCLK時(shí)鐘D觸發(fā)器SRQQDCLK邊沿觸發(fā)的D觸發(fā)器DQQPRESET（置位）CLEAR（清除）CLKD觸發(fā)器正邊沿觸發(fā)D觸發(fā)器CLKDQQ負(fù)邊沿觸發(fā)D觸發(fā)器CLKDQQ低電平預(yù)置及清除的D觸發(fā)器JK觸發(fā)器●CLKSQRQ●JKJKQ00保持原態(tài)0100111翻轉(zhuǎn)JQKQCLKPRCLR1.3.2寄存器(Register)寄存器：是由觸發(fā)器組成的，可以保存二進(jìn)制數(shù)。寄存器緩沖寄存器——用于暫存數(shù)據(jù)移位寄存器——能夠?qū)⑵渌鏀?shù)據(jù)一位一位地向左或向右移計(jì)數(shù)器——一個(gè)脈沖到達(dá)時(shí)，會(huì)按二進(jìn)制數(shù)的規(guī)律累計(jì)脈沖數(shù)累加器——用以暫存每次在ALU中計(jì)算的中間結(jié)果1.緩沖寄存器（Buffer）Q3D3Q2D2Q1D1Q0D0●●●●●●X3X2X1X0CLKCLRX3X2X1X04位緩沖寄存器電路原理圖Y3Y2Y1Y0Y3Y2Y1Y0數(shù)據(jù)在時(shí)鐘信號(hào)的作用下由X端寫到Y(jié)端Q0D0+CLRCLKLOADY0X0X0=0Q01Q0Q0LOADCLKCLR可控緩沖寄存器的符號(hào)XQ0X0X0=1=X0控制門（L門）控制數(shù)據(jù)的裝入Q3D3Q2D2Q1D1Q0D0●●●●●●X3X2X1X0CLKCLRX3X2X1X0可控4位緩沖寄存器電路原理圖Y3Y2Y1Y0Y3Y2Y1Y0LLLLL2.計(jì)數(shù)器（Counter）Q3J3

K3Q2J2

K2Q1J1

K1Q0J0

K0CLKCLR行波計(jì)數(shù)器的工作原理（1）行波計(jì)數(shù)器（TravelingWaveCounter）0000000100110100COUNT控制計(jì)數(shù)端COUNTCLKCLR可控計(jì)數(shù)器符號(hào)0010Q3D3CLR010010000001（2）環(huán)形計(jì)數(shù)器（RingCounter）Q2D2CLRQ1D1CLRQ0D0CLRCLRCLK環(huán)形計(jì)數(shù)器CLKCLR=10001PR0010環(huán)形計(jì)數(shù)器在系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的作用下產(chǎn)生順序的控制信號(hào)（3）程序計(jì)數(shù)器（ProgramCounter）

COUNTLOADCLKCLRXY（4）累加器（Accumulator）LOADSHLSHRCLKCLRXYX1.3.3加法電路與算數(shù)邏輯單元1011+）001011010101.二進(jìn)制加法電路例：A3A2A1A0B3B2B1B0+)C3C2C1S4

S3S2S1S0A+B=S0

半加器電路A0B0C1S00000010110011110真值表A0B0C1S0HAA0B0S0C1異或門與門AiBiCi

Ci+1Si全加器電路真值表Ai+Bi+Ci=Si0000000101010010111010001101101101011111FAAiBiCiCi+1Si異或兩兩先“與”后“或”

二進(jìn)制數(shù)的加法器C4FAA3B3S3C3FAA2B2S2FAA1B1S1HAA0B0S0C2C1四位二進(jìn)制加法電路A+B=S=1=0=1=1=1=0=1=0=1=0=0=1=1=0=0=12.可控反相器及加法/減法電路C3C2C1C0FAFAFAFAA3A2A1A0B3B2B1B0S3S2S1S0SUBC44位二進(jìn)制加法器/減法器B0Y0SUB=1=0=1=1=0=0=0=0=1=11001=01100=100113.算術(shù)邏輯單元(ALU)ControlABSALUArithmeticLogicalUnit一組線1.3.4三態(tài)輸出電路EAB01011高阻高阻010BAE三態(tài)輸出電路的邏輯表ENABLE=1數(shù)據(jù)由D→B總線結(jié)構(gòu)（三態(tài)電路的應(yīng)用）LACLKEAALBCLKEB

BLCCLKECCLDCLKEDDW3W2W1W0（W總線）LAEALBEBLCECLDED=1=0=0=1=0=0=0=0數(shù)據(jù)由B→A00100001控制字CONLCCLKECCLBCLKEBBLACLKEAALDCLKEDD控制器數(shù)據(jù)總線控制總線總線結(jié)構(gòu)符號(hào)圖1.3.5存儲(chǔ)器（Memory）Register……01100010單元的內(nèi)容1個(gè)字節(jié)（Byte）=8bitR0R1R2D7D6D5D4D3D2D1D0……譯碼器A0A1A2A3R14R1516×8的存儲(chǔ)器1.4微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化形式PCIRCONMAR16×8PROMAALUBOD448888488888412CPCLKCLREPLICLKCLREILACLKEASUEULBCLKLOCLKCLKCLRLMCLKERCPEPLMERLIEILAEASUEULBLO8PCMAR16×8PROMIRCONA88ALUODBCPUMI/OW1.4.2模型機(jī)的指令系統(tǒng)LDA——將數(shù)據(jù)裝入累加器AADD——進(jìn)行加法運(yùn)算SUB——進(jìn)行減法運(yùn)算OUT——輸出結(jié)果HLT——停機(jī)指令系統(tǒng)：編制計(jì)算程序的指令集合1.4.3模型機(jī)的程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)編制匯編語(yǔ)言程序存儲(chǔ)器的分配助記符的翻譯匯編語(yǔ)言源程序匯編LDAR9ADDRASUBRBOUTHLT編寫3個(gè)數(shù)相加減去一個(gè)數(shù)的程序存儲(chǔ)器的分配0H1H2H3H4H5H6H7H8H9H0AH0BH0CH0DH0EH0FHR0R1R2R3R4R5R6R7R8R9RARBRCRDRERF指令區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)18H14H10H助記符操作碼LDA0000ADD0001SUB0010OUT1110HLT1111助記符與操作碼表LDAR9ADDRASUBRBOUTHLT源程序00000001001011101111操作碼100110101011××××××××操作數(shù)地址目的程序09H1AH2BHE0HF0H指令：由操作碼和操作數(shù)或操作數(shù)的地址構(gòu)成程序和數(shù)據(jù)都寫到了存儲(chǔ)器中0H1H2H3H4H5H6H7H8H9H0AH0BH0CH0DH0EH0FHR0R1R2R3R4R5R6R7R8R9RARBRCRDRERF指令區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)18H14H10HLDAR9ADDRASUBRBOUTHLT源程序目的程序09H1AH2BHE0HF0H09H1AH2BHE0HF0H1.4.4執(zhí)行指令的過(guò)程機(jī)器周期：執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間機(jī)器周期取指周期執(zhí)行周期1.環(huán)形計(jì)數(shù)器及機(jī)器節(jié)拍Q5Q4Q3Q2Q1Q0CLKCLRT5T4T3T2T1T0復(fù)習(xí)環(huán)形計(jì)數(shù)器……機(jī)器節(jié)拍T0T1T2T3T4T5CLK周期4PCIRCONMAR16×8PROMAALUBOD48888488888412CPCLKCLREPLICLKCLREILACLKEASUEULBCLKLOCLKCLKCLRLMCLKER8

程序的執(zhí)行過(guò)程CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO011000000000T0=10H440執(zhí)行下面程序LDAR9ADDRA……注意觀察取指周期和執(zhí)行周期4PCIRCONMAR16×8PROMAALUBOD48888488888412CPCLKCLREPLICLKCLREILACLKEASUEULBCLKLOCLKCLKCLRLMCLKER8程序的執(zhí)行過(guò)程CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO000110000000T1=1809H8409HLDAR9的指令碼4PCIRCONMAR16×8PROMAALUBOD48888488888412CPCLKCLREPLICLKCLREILACLKEASUEULBCLKLOCLKCLKCLRLMCLKER8

程序的執(zhí)行過(guò)程CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO001001000000T3=19449100000000000T2=101H完成了取指周期4PCIRCONMAR16×8PROMAALUBOD48888488888412CPCLKCLREPLICLKCLREILACLKEASUEULBCLKLOCLKCLKCLRLMCLKER8

程序的執(zhí)行過(guò)程CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO000100100000T4=110H8810H4PCIRCONMAR16×8PROMAALUBOD48888488888412CPCLKCLREPLICLKCLREILACLKEASUEULBCLKLOCLKCLKCLRLMCLKER8程序的執(zhí)行過(guò)程10H000000000000T5=1空節(jié)拍CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO執(zhí)行完了LDAR9指令將數(shù)據(jù)裝入了累加器A4PCIRCONMAR16×8PROMAALUBOD48888488888412CPCLKCLREPLICLKCLREILACLKEASUEULBCLKLOCLKCLKCLRLMCLKER8程序的執(zhí)行過(guò)程CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO011000000000T0=11H441進(jìn)入第二條指令的取指周期10H4PCIRCONMAR16×8PROMAALUBOD48888488888412CPCLKCLREPLICLKCLREILACLKEASUEULBCLKLOCLKCLKCLRLMCLKER8程序的執(zhí)行過(guò)程CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO000110000000T1=181AH841AH10HADDRA的指令碼4PCIRCONMAR16×8PROMAALUBOD48888488888412CPCLKCLREPLICLKCLREILACLKEASUEULBCLKLOCLKCLKCLRLMCLKER8程序的執(zhí)行過(guò)程CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO001001000000T3=1A44A100000000000T2=102H完成了取指周期10H4PCIRCONMAR16×8PROMAALUBOD48888488888412CPCLKCLREPLICLKCLREILACLKEASUEULBCLKLOCLKCLKCLRLMCLKER8程序的執(zhí)行過(guò)程CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO000100000010T4=1810H814H24H4PCIRCONMAR16×8PROMAALUBOD48888488888412CPCLKCLREPLICLKCLREILACLKEASUEULBCLKLOCLKCLKCLRLMCLKER8

程序的執(zhí)行過(guò)程CPEPLMERLIEILAEASUEULBLO000000100100T5=124H8824H完成了ADDRA指令的執(zhí)行相加的結(jié)果裝入了累加器A再看一遍1.4.5控制器環(huán)形計(jì)數(shù)器（RC）指令譯碼器（LD）控制矩陣（CM）其它控制電路控制器1.指令譯碼器I7I6I5I4LDAADDSUBOUTHLT0000110001100101111011111來(lái)自指令寄存器的操作碼+++++T0T1T2T3T4T5+T5T4T3T2T1T0CPEP

LM

ERLI

EI

LA

EA

SU

EU

LB

LOLDAADDSUBOUTCLKCLR2.控制矩陣（CM）3.其它控制電路啟動(dòng)和清除按鈕運(yùn)行/停止觸發(fā)器時(shí)鐘震蕩器射極跟隨器環(huán)形計(jì)數(shù)器指令譯碼器控制矩陣指令字段（高4位）HLTCONCLRCLK控制器控制部件結(jié)構(gòu)圖CLRCLKCLRCLKCLRCLK時(shí)鐘震蕩器射極跟隨器啟動(dòng)和清除按鈕運(yùn)行/停止觸發(fā)器1.5微型計(jì)算機(jī)的工作原理1.5.1微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)算數(shù)邏輯單元控制器存儲(chǔ)器輸入/輸出設(shè)備CPU存儲(chǔ)器I/O設(shè)備存儲(chǔ)器I/O接口AB地址總線DB數(shù)據(jù)總線CB控制總線微型機(jī)硬件結(jié)構(gòu)示意圖CPU工作原理：存儲(chǔ)程序，按地址順序執(zhí)行第2章微處理器2.1微處理器概述2.28086/8088微處理器結(jié)構(gòu)2.38086/8088微處理器工作模式及外部結(jié)構(gòu)2.48086/8088微處理器的基本時(shí)序2.5

80x86至Pentium系列微處理技術(shù)概述2.6嵌入式系統(tǒng)和嵌入式處理器概述本章目標(biāo)2.1微處理器概述計(jì)算機(jī)運(yùn)算器控制器存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸出設(shè)備微處理器集成在一個(gè)芯片2.1.1微處理器的基本概念微計(jì)算機(jī)單片機(jī)單板機(jī)通用微機(jī)微處理器有各種型號(hào)：Intel公司的8080、8086/8088、80286/386/486、PentiumZilog公司的Z80、Z8000Motorola公司的6800、6809、68000等2.1.1微處理器的基本概念又稱微控制器，屬于嵌入式微處理器微機(jī)早期的一種簡(jiǎn)化形式80X862.1.2微處理器基本結(jié)構(gòu)和功能不同型號(hào)的微處理器有不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但在功能結(jié)構(gòu)上具有相似性和共通性微處理器內(nèi)部寄存器陣列算術(shù)邏輯運(yùn)算單元控制器浮點(diǎn)運(yùn)算部件及高速緩沖存儲(chǔ)器cache

通用寄存器和專用寄存器指令寄存器、指令譯碼器和各種定時(shí)與控制信號(hào)的產(chǎn)生電路現(xiàn)代的微處理器中還集成了1971年第一塊微處理器問(wèn)世，Intel4040Intel4040ROM、RAM、I/O芯片MCS-4Intel8008ROM、RAM、I/O芯片MCS-81972年第一代微處理器2.1.3微處理器及發(fā)展過(guò)程類型時(shí)期代表產(chǎn)品重要特征第一代1971-1973Intel40044040字長(zhǎng)4位集成度2300管/片時(shí)鐘頻率1MHz第二代1973—1977年Intel8080/85ZilogZ80Motorola6800RockweH6502字長(zhǎng)8位地址線16根集成度1萬(wàn)管/片時(shí)鐘頻率2～4MHz第三代1978—1980年Intel8086/88Motorola68000字長(zhǎng)16位地址線20根集成度2萬(wàn)～6萬(wàn)管/片時(shí)鐘頻率4～8MHz1981—1984年Intel80286Motorola68010字長(zhǎng)16位地址線24根集成度約13萬(wàn)管/片時(shí)鐘頻率6～20MHz類型時(shí)期代表產(chǎn)品重要特征第四代

1985—1989年Intel80386、Motorola68020字長(zhǎng)32位、地址線32根集成度15萬(wàn)～50萬(wàn)管/片、時(shí)鐘頻率16～40MHz1989—1992年Intel、AMD、Cyrix的80486、IBMPowerPC601字長(zhǎng)32位、地址線32根、集成度120萬(wàn)管/片、時(shí)鐘頻率33～100MHz1993—1994年Intel的Pentium、AMD、Cyrix的5X86及K5、M系列、IBMPowerPC604、DECAlpha21064集成度350萬(wàn)管/片、時(shí)鐘頻率50～166MHz1995年之后PentiumPro、PentiumMMX等字長(zhǎng)都是32位、數(shù)據(jù)通道64位、地址線32根2005年至今Pentium8XX處理器、9XX處理器多核2.28086/8088微處理器結(jié)構(gòu)8088/8086CPU寄存器組算術(shù)邏輯單元ALU標(biāo)志寄存器FR暫存器執(zhí)行單元EU（ExecutionUnit)總線接口單元BIU（BusInterfaceUnit)完成取指令和存取數(shù)據(jù)操作負(fù)責(zé)分析指令和執(zhí)行指令內(nèi)部控制邏輯段寄存器（CS、SS、DS、ES）地址加法器指令隊(duì)列輸入/輸出控制電路指令指針寄存器IP地址總線20位控制總線數(shù)據(jù)總線168088/8086的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖AHBHCHDHALBLCLDLSPBPSIDICSDSSSESIP內(nèi)部暫存寄存器暫存寄存器FREU控制系統(tǒng)123456總線控制邏輯數(shù)據(jù)總線16ALU∑通用寄存器8088指令隊(duì)列8088/8086外部總線數(shù)據(jù)總線地址總線20位執(zhí)行部件EU總線接口部件BIU16位控制總線EU控制系統(tǒng)ALUEU控制系統(tǒng)ALU數(shù)據(jù)總線16地址總線20位控制總線AXBXCXDX150AXBXCXDX①通用寄存器AHALBHBLCHCLDHDL87累加器基地址寄存器計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器2.2.1執(zhí)行部件（ExecutionUnit）堆棧指針寄存器基地址寄存器源變址寄存器目的變址寄存器SPBPSIDI②專用寄存器1、算術(shù)邏輯單元ALU4、EU控制器2、寄存器組狀態(tài)標(biāo)志寄存器FR1503、標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器的安排×××OFDFIFTFSFZF×AF×PF××CF1511109876543210進(jìn)位標(biāo)志奇偶標(biāo)志半進(jìn)位標(biāo)志零標(biāo)志符號(hào)標(biāo)志中斷標(biāo)志單步標(biāo)志溢出標(biāo)志方向標(biāo)志控制標(biāo)志狀態(tài)標(biāo)志FR寄存器2.2.2總線接口部件（BusInterfaceUnit）CSDSSSES代碼段寄存器數(shù)據(jù)段寄存器堆棧段寄存器附加段寄存器段寄存器IP指令指針寄存器20位的地址加法器BIU總線控制邏輯1234566個(gè)字節(jié)的指令隊(duì)列80884個(gè)字節(jié)2.2.3BIU與EU的動(dòng)作協(xié)調(diào)原則BIU和EU是并行工作的,按流水線技術(shù)原則管理4.執(zhí)行轉(zhuǎn)移、調(diào)用和返回指令時(shí)，指令隊(duì)列中的原有內(nèi)容自動(dòng)消除BIU往指令隊(duì)列中裝入另一程序段中的指令8088中一個(gè)當(dāng)8086指令隊(duì)列中有兩個(gè)空字節(jié)時(shí),BIU自動(dòng)把指令取到隊(duì)列中2.EU從指令隊(duì)列取指，執(zhí)行。執(zhí)行過(guò)程中如果要訪問(wèn)存儲(chǔ)器或I/O,而此時(shí)，BIU正在取指，完成取指后，響應(yīng)EU的總線請(qǐng)求。3.指令隊(duì)列已滿，EU又沒(méi)有總線訪問(wèn)，BIU進(jìn)入空閑狀態(tài)2.2.4存儲(chǔ)器組織20條地址線→尋址能力地址范圍220=1M字節(jié)→00000～FFFFFH190物理地址加法器段基址偏移地址1501500000偏移地址段首地址00000H42320H42386H…乘以16物理地址例：已知IP=66H,CS=4232HCS×16=42320H段首址IP=66H偏移地址下一條指令物理地址采用段寄存器的優(yōu)點(diǎn)解決了16位寄存器如何訪問(wèn)大于64KB內(nèi)存空間的問(wèn)題可以實(shí)現(xiàn)程序的重定位物理地址：1MB存儲(chǔ)區(qū)域中的實(shí)際地址（20位的地址）邏輯地址：程序中出現(xiàn)的地址，由段地址和段內(nèi)偏移量組成（注：段地址和段偏移量都是16位的二進(jìn)制數(shù)）存儲(chǔ)器管理就是將程序中的邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址的結(jié)構(gòu)物理地址=段地址×16+偏移量*同一物理地址可以有不同的段地址和偏移量對(duì)8086/8088而言特殊的存儲(chǔ)區(qū)域中斷向量區(qū)：00000H～003FFH共1KB用以存放256種中斷類型的中斷向量每個(gè)中斷向量占用4字節(jié)單色顯示器顯示緩沖區(qū)：B0000H～B0F9FH約25×80×24000字節(jié)，存放文本方式下所顯示字符的ASCII碼及屬性碼；彩色顯示器的顯示緩沖區(qū)：B8000H～BBF3FH約16KB，存放圖形方式下屏幕顯示像素的代碼。2.38086/8088微處理器

的工作模式及外部結(jié)構(gòu)工作模式最小工作模式：所有的總線控制信號(hào)都直接由8088/8086產(chǎn)生最大工作模式：8088/8086要通過(guò)總線控制器8288來(lái)形成各種總線周期，控制信號(hào)由8288供給MN/MX=VCCMN/MX=GND單CPU系統(tǒng)多CPU系統(tǒng)2.3.1指令周期、總線周期、時(shí)鐘周期取指令譯碼執(zhí)行每條指令一系列控制信號(hào)指令周期：執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間總線周期：CPU從存儲(chǔ)器或I/O端口存取一次所需要的時(shí)間（BusCycle）訪問(wèn)一次總線的時(shí)間分析執(zhí)行每一條指令的時(shí)間不同一個(gè)基本的總線周期由4個(gè)T狀態(tài)組成2.3.1指令周期、總線周期、時(shí)鐘周期是微機(jī)系統(tǒng)工作的最小時(shí)間單位時(shí)鐘周期：系統(tǒng)完成任何操作所需要的時(shí)間，均是時(shí)鐘周期的整數(shù)倍。取決于系統(tǒng)的主頻率T狀態(tài)CLKT1T2T3T4總線周期8088CPU的主頻率為5MHz，時(shí)鐘周期（一個(gè)T狀態(tài)）為200ns基本總線周期存儲(chǔ)器讀或?qū)戄斎胼敵龅淖x或?qū)懼袛囗憫?yīng)一個(gè)最基本的總線周期通常包括4個(gè)T狀態(tài)2.3.28086/8088CPU的引腳信號(hào)和功能8080/80858位16位64KB408088/808616位20位1MB40數(shù)據(jù)線地址線直接尋址引腳數(shù)雙功能引腳的功能轉(zhuǎn)換分時(shí)復(fù)用同一引腳在一個(gè)總線周期的不同時(shí)鐘周期內(nèi)其功能不同根據(jù)工作模式定義引腳的功能1.兩種模式下，名稱和功能相同的32個(gè)引腳（2）AD15～AD0地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線，雙向，三態(tài)（8088中A15～A8不復(fù)用，輸出，三態(tài)）（3）A19/S6～A16/S3，地址/狀態(tài)線復(fù)用，輸出，三態(tài)S4S3當(dāng)前段寄存器00使用附加段寄存器01使用堆棧段寄存器10使用代碼段寄存器11使用數(shù)據(jù)段寄存器（1）Vcc、GND單一電源、兩個(gè)地（4）NMI，非屏蔽中斷，輸入（6）CLK，時(shí)鐘信號(hào)，輸入（7）RESET，復(fù)位信號(hào)，輸入（至少保持4個(gè)時(shí)鐘周期的高電平）CPU立即停止操作，清FR，DS，ES，SS、IP及指令隊(duì)列。同時(shí)，置CS為FFFFH。當(dāng)RESET變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，CPU從FFFF0H單元開(kāi)始啟動(dòng)。牢記（5）RD，讀信號(hào)，輸出，三態(tài)，低電平有效INTR，可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)，輸入1.兩種模式下，名稱和功能相同的32個(gè)引腳（8）READY，準(zhǔn)備好信號(hào)，輸入=VCC最小工作方式（單CPU方式）=GND最大工作方式（多CPU方式）MN/MXMN/MX（10）MN/MX，最小/最大模式控制引腳，輸入（9）TEST，測(cè)試信號(hào)，輸入，低電平有效（11）BHE/S7（8086）高8位數(shù)據(jù)線允許/狀態(tài)信息復(fù)用引腳，輸出1.兩種模式下，名稱和功能相同的32個(gè)引腳

8086的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)奇地址存儲(chǔ)器偶地址存儲(chǔ)器A0A19～A1D7～D0D15～D8（34）512K*8512K*8D7～D0D7～D000005H00004H00003H00002H00001H00000H…一個(gè)字BHEA000字操作01奇地址高位字節(jié)10偶地址低位字節(jié)BHESELSEL2.最小工作模式的24~31引腳（1）INTA（QS1）中斷響應(yīng)，輸出，三態(tài)，低電平有效（3）DEN（S0）數(shù)據(jù)允許信號(hào)，輸出，三態(tài)，低電平有效括號(hào)中是最大工作模式下的引腳功能常用的地址鎖存器有8282/8283、74LS373（2）ALE（QS0）地址鎖存允許信號(hào)，輸出，三態(tài)，高電平（4）DT/R（S1）數(shù)據(jù)發(fā)送/接收控制，輸出，三態(tài)（6）WR（LOCK）寫信號(hào)，輸出，三態(tài)，低電平有效（7）HOLD（RQ/GT0）請(qǐng)求占用總線信號(hào)，輸入，高電平有效（總線保持請(qǐng)求信號(hào)）（8）HLDA（RQ/GT1）同意讓出總線信號(hào)，輸出，高電平有效（總線保持響應(yīng)信號(hào)）（5）M/IO（S2）存儲(chǔ)器/IO控制，輸出，三態(tài)8088M/IO2.最小工作模式的24~31引腳QS1（24）QS0（25）性能00無(wú)操作01取指令隊(duì)列中指令操作碼的第一字節(jié)10隊(duì)列空11取隊(duì)列中的其它字節(jié)（1）QS1和QS2指令隊(duì)列狀態(tài)信號(hào)，輸出（ALEINTA）3.最大工作模式的24~31引腳S2（28）S1（27）S0（26）性能000中斷響應(yīng)001讀I/O端口010寫I/O端口011暫停100取指101讀存儲(chǔ)器110寫存儲(chǔ)器111無(wú)源（2）總線周期狀態(tài)信號(hào)，輸出，三態(tài)3.最大工作模式的24~31引腳（3）LOCK總線封鎖信號(hào)，輸出，三態(tài)，低電平有效（4）RQ/GT1、RQ/GT0雙向總線請(qǐng)求/允許信號(hào)，雙向3.最大工作模式的24~31引腳2.3.38086在最小工作模式和最大工作模式下的典型配置收發(fā)器8286（二片）8284A地址鎖存器8282（三片）控制總線控制總線+5VSTBOET數(shù)據(jù)總線地址總線BHEREADYRESETCLKMN/MXRESETALEREADYBHEA19～A16AD15～AD08086

DENDT/RM/IOWRRDHOLDHLDAINTRINTA74LS373替代74LS245替代20位地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線1.最小模式下的典型配置8282AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD8AD9AD15A16A17A18A19BHE

數(shù)據(jù)…DI0DO0DI1DO1DI2DO2DI3DO3DI4DO4DI5DO5DI6DO6DI7DO7DI0DO0DI1DO1DI7DO7ALESTBSTBSTB…地址808682828282OEOE

8282鎖存器與8086的連接8286T

8286收發(fā)器和8088的連接8088數(shù)據(jù)總線AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7A0A1A2A3A4A5A6A7B0B1B2B3B4B5B6B7接地址鎖存器OEOETDENDT/R011總線控制器8288狀態(tài)譯碼器控制電路命令信號(hào)發(fā)生器控制信號(hào)發(fā)生器MRDCMWTCAMWTCIORCAIOWCINTAIOWCDT/RDENMCE/PDENALES2S1S0CLKAENCENIOB狀態(tài)信號(hào)控制輸入總線命令信號(hào)總線控制信號(hào)相當(dāng)于RD和M/IO的組合相當(dāng)于WR和M/IO的組合超前寫信號(hào)狀態(tài)信號(hào)控制輸入2.最大模式下的典型配置8284ACLK8282鎖存器（3個(gè)）8286收發(fā)器（2個(gè)）8288總線控制器8259A及有關(guān)電路地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線ReadyResetCLKRESETREADYMN/MXBHEA19~A16S0S1S2OETRQ/GT1RQ/GT0INTRAD15~AD08086中斷請(qǐng)求INTABHEOE2.最大模式下的典型配置2.48086/8088微處理器的基本時(shí)序CPU的基本時(shí)序最小模式下的典型時(shí)序最大模式下的典型時(shí)序時(shí)序：是計(jì)算機(jī)操作運(yùn)行的時(shí)間順序2.4.1最小模式下的典型時(shí)序T1T2T3T4CLKALE1.8086最小工作模式下的總線讀周期M/IOA19～A16S6～S3BHERDDT/RDENAD15~AD0高=M地址地址低=IO輸出輸出S6～S3數(shù)據(jù)輸入如果是8088有哪些不同？數(shù)據(jù)TwCLKALEM/IOA19～A16S6～S3RDDT/RDENAD15~AD0具有等待狀態(tài)的總線讀操作BHET1高=M地址地址READY低=IO輸出輸出T2S6～S3T3輸入T42.最小模式下的總線寫操作（8086）T1T2T3T4CLKALEM/IOA19～A16S6～S3BHEWRDT/RDENAD15~AD0數(shù)據(jù)S6～S3高=M地址地址輸出讀操作和寫操作有哪些不同？***輸出低=IO輸出3.中斷響應(yīng)周期T1T2T3T4T1T1T1T1T2T3T4三個(gè)空閑狀態(tài)LCKALEAD7～AD0INTA中斷類型INTA4.系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作CLK無(wú)作用狀態(tài)浮空三態(tài)門輸出信號(hào)RESET輸入8086/8088的啟動(dòng)和復(fù)位信號(hào)內(nèi)部RESET①CPU立即停止操作，清FR，DS，ES，SS、IP及指令隊(duì)列。同時(shí)，置CS為FFFFH。當(dāng)RESET變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，CPU從FFFF0H單元開(kāi)始啟動(dòng)。進(jìn)入內(nèi)部RESET后5.總線占用周期≈≈≈≈CLKHOLDHLDA所有三態(tài)總線8086/8088總線請(qǐng)求/響應(yīng)時(shí)序圖T4或T16.總線空操作總線空操作期間，是BIU對(duì)EU的一種等待空操作：CPU與存儲(chǔ)器或I/O端口之間沒(méi)有數(shù)據(jù)傳送總線接口單元BIU不工作，EU仍然工作。2.4.2最大模式下的典型時(shí)序T1T2T3T4CLKALES2S1S0A19～A16S6～S3DT/RDENAD15~AD0BHES2S1S0地址地址輸出輸出S6～S3數(shù)據(jù)輸入1.最大模式下的總線讀周期MRDC或IORDC8288產(chǎn)生S2S1S0=111MRDC或IORC2.最大模式下的總線寫周期T1T2T3T4CLKALES2S1S0A19～A16S6～S3DT/RDENAD15~AD0BHES2S1S0=110地址地址輸出輸出S6～S3數(shù)據(jù)輸入MWTC或IOWC8288產(chǎn)生S2S1S0=111MWTC或IOWCAMWC***2.58086至Pentium系列微處理技術(shù)概述20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始80386、80486、Pentium、PentiumPro、PentiumMMX、……、Pentium4等浮點(diǎn)運(yùn)算部件集成在片內(nèi)，采用了時(shí)鐘倍頻技術(shù)、流水線、虛擬存儲(chǔ)及片內(nèi)存儲(chǔ)體分段分頁(yè)雙重保護(hù)和管理等技術(shù)。主要特點(diǎn)：為在微機(jī)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)多任務(wù)多用戶操作提供了支持指令指針控制ROM控制部件地址生成(U流水線)地址生成(V流水線)ALU(U流水線)ALU(V流水線)整數(shù)寄存器組桶形移位器8K字節(jié)數(shù)據(jù)高速緩存TLB浮點(diǎn)部件控制寄存器組加法除法乘法總線部件頁(yè)面部件預(yù)取緩沖器指令譯碼器8K字節(jié)代碼高速緩存TLB分支目標(biāo)緩沖器分支檢驗(yàn)與目標(biāo)地址預(yù)取地址控制64位數(shù)據(jù)總線32位地址總線32位地址總線64位數(shù)據(jù)總線256323232323232Pentium微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.5.2Pentium微處理器的特點(diǎn)（1）Pentium由U和V兩條指令流水線構(gòu)成了超標(biāo)量流水線結(jié)構(gòu)（2）重新設(shè)計(jì)的浮點(diǎn)部件（3）獨(dú)立的指令和數(shù)據(jù)Cache（4）分支預(yù)測(cè)（5）采用64位外部數(shù)據(jù)總線2.5.3Pentium微處理器的程序設(shè)計(jì)模型80X86寄存器組寄存器程序可見(jiàn)寄存器程序不可見(jiàn)寄存器通用寄存器專用寄存器段寄存器系統(tǒng)級(jí)寄存器80286以上SPBP

80X86寄存器組AHALBHBLCHCLDHDLAXBXCXDX150通用寄存器累加器基地址寄存器計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器8086/8088堆棧指針基址指針源變址目的變址31EAXEBXECXEDXESPEBPESIEDI80386以上DISI專用寄存器IPSP指令指針寄存器標(biāo)志寄存器用來(lái)存放代碼段的偏移地址，總是指向下一條指令的首地址FLAGS150段寄存器代碼段寄存器數(shù)據(jù)段寄存器堆棧段寄存器附加段寄存器CSDSSSESFSGS80386以上EIPESPEFLAGS31×××OFDFIFTFSFZF×AF×PF××CF1511109876543210進(jìn)位標(biāo)志奇偶標(biāo)志半進(jìn)位標(biāo)志零標(biāo)志符號(hào)標(biāo)志中斷標(biāo)志單步標(biāo)志溢出標(biāo)志方向標(biāo)志標(biāo)志位寄存器IOPLI/O特權(quán)級(jí)標(biāo)志141312NT任務(wù)嵌套標(biāo)志80286××××××××××VMRF31212019181716恢復(fù)標(biāo)志虛擬方式標(biāo)志××××80386AC對(duì)準(zhǔn)檢查標(biāo)志80486IDVIPVIF虛擬中斷暫掛標(biāo)志標(biāo)識(shí)標(biāo)志虛擬中斷標(biāo)志Pentium2.Pentium的存儲(chǔ)器和I/O地址空間（1）存儲(chǔ)地址空間Pentium微處理器定義了三個(gè)地址空間，分別是虛擬空間、線性空間和物理空間。虛擬空間又稱邏輯空間，是應(yīng)用程序員編寫程序的空間，其相應(yīng)的地址稱為虛擬地址或邏輯地址。物理空間也稱主存空間，是計(jì)算機(jī)中主存儲(chǔ)器的實(shí)際空間，相應(yīng)的地址稱為物理地址或主存地址。Pentium微處理器能訪問(wèn)的物理空間可達(dá)232B（4GB）。邏輯地址（即虛擬地址）由一個(gè)選擇子和一個(gè)偏移量組成。選擇子是段寄存器的內(nèi)容，偏移量與所有尋址分量（基地址、變址、位移）相加形成有效地址。(2)輸入/輸出（I/O）地址空間Pentium微處理器有兩個(gè)獨(dú)立的物理空間：存儲(chǔ)空間、I/O空間

4GBFFFFFFFFH00000000H物理存儲(chǔ)空間物理I/O空間64KB0000FFFFH00000000H2.5.4Pentium微處理器的工作模式實(shí)地址模式（RealAddressMode）保護(hù)虛擬地址模式（ProtectedVirtualAddressMode）

虛擬8086模式

80486以上實(shí)地址模式（RealAddressMode）（1）實(shí)地址模式的主要特點(diǎn)尋址機(jī)構(gòu)、存儲(chǔ)器管理和中斷機(jī)構(gòu)均與8086一致。操作數(shù)的默認(rèn)長(zhǎng)度是16位，但允許訪問(wèn)32位寄存器組；在使用32位寄存器組時(shí)，指令中要加上前綴，以表示越權(quán)存取。不用虛擬地址的概念，主存儲(chǔ)器的容量最大為1MB；采用分段方式，每個(gè)段大小固定為64KB。在實(shí)地址模式下，存儲(chǔ)器中保留兩個(gè)固定區(qū)域，一個(gè)是初始化區(qū)域，另一個(gè)是中斷向量區(qū)域。前者地址為FFFF0H～FFFFFH，后者地址為00000H～003FFH。實(shí)地址模式（RealAddressMode）（1）實(shí)地址模式的主要特點(diǎn)尋址機(jī)構(gòu)、存儲(chǔ)器管理和中斷機(jī)構(gòu)均與8086一致。操作數(shù)的默認(rèn)長(zhǎng)度是16位，但允許訪問(wèn)32位寄存器組；在使用32位寄存器組時(shí)，指令中要加上前綴，以表示越權(quán)存取。不用虛擬地址的概念，主存儲(chǔ)器的容量最大為1MB；采用分段方式，每個(gè)段大小固定為64KB。在實(shí)地址模式下，存儲(chǔ)器中保留兩個(gè)固定區(qū)域，一個(gè)是初始化區(qū)域，另一個(gè)是中斷向量區(qū)域。前者地址為FFFF0H～FFFFFH，后者地址為00000H～003FFH。（2）實(shí)地址模式下的存儲(chǔ)空間和存儲(chǔ)器尋址只使用地址線的低20位，分頁(yè)功能是不允許的，線性地址就是物理地址。1MB的內(nèi)存單元的物理地址按照00000H～FFFFFH來(lái)進(jìn)行編址。存儲(chǔ)器尋址與8086/8088一致，同樣采用“段偏移”的尋址模式。實(shí)地址模式（RealAddressMode）（3）實(shí)地址模式下保留的地址空間地址0000:0000H～0000:03FFH是中斷向量區(qū)，每一中斷向量占用4個(gè)字節(jié)；地址FFFF:FFF0H～FFFF:FFFFH為系統(tǒng)初始化區(qū)，當(dāng)加電或復(fù)位時(shí)，物理地址自動(dòng)置為FFFF0H。保護(hù)虛擬地址模式①存儲(chǔ)器用虛擬地址空間、線性地址空間和物理地址空間三種方式來(lái)進(jìn)行描述。在保護(hù)模式下，尋址機(jī)構(gòu)不同于8086，需要通過(guò)一種稱為描述符表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)存單元的訪問(wèn)。特點(diǎn)：②在保護(hù)模式下，借助于分段分頁(yè)部件的功能將磁盤等存儲(chǔ)設(shè)備效映射到內(nèi)存，使邏輯地址空間大大超過(guò)實(shí)際的物理地址空間，使可以使用的主存儲(chǔ)器容量很大。③既能進(jìn)行16位運(yùn)算，也能進(jìn)行32位運(yùn)算。保護(hù)虛擬地址模式保護(hù)模式支持多任務(wù)的工作模式。它提供了一系列的保護(hù)機(jī)制，如任務(wù)地址空間的隔離，設(shè)置特權(quán)級(jí)(0～3共4個(gè)特權(quán)級(jí))，設(shè)置特權(quán)指令，進(jìn)行訪問(wèn)權(quán)限(如只讀、只執(zhí)行)及段限檢查等。80386以上的微處理器在保護(hù)模式下可以訪問(wèn)4G字節(jié)的物理存儲(chǔ)空間，段的長(zhǎng)度在啟動(dòng)分頁(yè)功能時(shí)是4G字節(jié)，不啟動(dòng)分頁(yè)功能時(shí)是1M字節(jié)，分頁(yè)功能是可選的。在這種方式下，可以引入虛擬存儲(chǔ)器的概念，以擴(kuò)充編程者所使用的地址空間。虛擬8086模式虛擬8086模式又稱“V86模式”。它是既有保護(hù)功能又能執(zhí)行8086代碼的工作模式，是一種動(dòng)態(tài)工作模式。在這種工作模式下，處理器能夠迅速、反復(fù)進(jìn)行V86模式和保護(hù)模式之間的切換，從保護(hù)模式進(jìn)入V86模式執(zhí)行8086程序，然后離開(kāi)V86模式，進(jìn)入保護(hù)模式繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的保護(hù)模式程序。

保護(hù)模式實(shí)模式虛擬8086模式復(fù)位復(fù)位復(fù)位復(fù)位PE=1PE=0作業(yè)切換中斷返回中斷、異常圖注：(1)PE——保護(hù)模式允許，是80x86控制寄存器CR0的一位(2)異?！?0286以上的處理器中，稱“內(nèi)部中斷”為異常(exception)三種工作模式的轉(zhuǎn)換2.6嵌入式系統(tǒng)和嵌入式處理器概述嵌入式系統(tǒng)：

是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件、硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)。對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1.嵌入式處理器的特點(diǎn)對(duì)實(shí)時(shí)多任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)低功耗2.嵌入式處理器的分類根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域分類：（1）嵌入式微處理器（EmbeddedMicro-processorUnit，EMPU）（2）嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit，MCU）（3）嵌入式DSP處理器（EmbeddedDigitalSignalProcessor，EDSP）（4）嵌入式片上系統(tǒng)（SystemOnChip，SOC）嵌入式微處理器嵌入式微處理器的基礎(chǔ)是通用計(jì)算機(jī)中的CPU。在應(yīng)用中：將微處理器裝配在專門設(shè)計(jì)的電路板，只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的母板功能，大幅度減小系統(tǒng)體積和功耗。優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、成本低、可靠性高嵌入式微處理器主要有Am186/88、386EX、SC-400、PowerPC、Motorola68000、MIPS、ARM系列等。

返回嵌入式微控制器

嵌入式微控制器又稱單片機(jī)，就是將整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一塊芯片中。嵌入式微控制器一般以某一種微處理器內(nèi)核為核心，芯片內(nèi)部集成ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、WatchDog、I/O接口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、FlashRAM、EEPROM等各種必要功能部件和外設(shè)。特點(diǎn)：?jiǎn)纹w積大大減小，功耗和成本下降、可靠性提高。通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。半通用系列，如支持USB接口的MCU8XC930/931、C540、C541；支持I2C、CAN-Bus、LCD及眾多專用MCU和兼容系列。

返回嵌入式DSP處理器DSP的內(nèi)部集成了CPU、ROM、RAM、I/O接口、定時(shí)器、串行口等諸多功能部件。主要特性：處理速度快。一般：幾十MIPS；高性能：1600MIPS代表性的嵌入式DSP處理器：TexasInstruments的

TMS320系列和Motorola的DSP56000系列。返回嵌入式片上系統(tǒng)分為通用和專用兩類：通用系列：包括Infineon（Siemens）的TriCore、Motorola的M-Core、某些ARM系列器件、Echelon和Motorola聯(lián)合研制的Neuron芯片等。專用SOC：一般專用于某個(gè)或某類系統(tǒng)中，代表性的產(chǎn)品是Philips的SmartXA返回第3章8086/8088指令系統(tǒng)3.18086/8088指令格式與尋址方式3.2數(shù)據(jù)傳送類指令3.3算數(shù)運(yùn)算類指令3.4邏輯運(yùn)算與移位指令3.5串操作類指令3.6控制轉(zhuǎn)移類指令3.7標(biāo)志處理和處理器控制類指令3.18086/8088指令格式與尋址方式機(jī)器指令操作碼地址碼操作數(shù)或操作數(shù)的地址表示該指令所要完成的操作二進(jìn)制代碼3.1.1指令的基本格式匯編語(yǔ)言：符號(hào)化了的機(jī)器語(yǔ)言，用助記符代替機(jī)器語(yǔ)言的二進(jìn)制代碼。2.8086/8088匯編語(yǔ)言指令標(biāo)號(hào)：指令助記符操作數(shù)；注釋，a～z、A～Z、0～9或某些特殊符號(hào)（@，-，？）第一個(gè)字符必須是字母或某些特殊符號(hào)（@，-，？）？不能單獨(dú)使用標(biāo)識(shí)符有效長(zhǎng)度為31個(gè)字符標(biāo)識(shí)符：例：MOVAL，80H3.1.2指令的尋址方式指令的尋址方式順序?qū)ぶ贩绞教D(zhuǎn)尋址方式3.1.38086/8088操作數(shù)的尋址方式1.立即數(shù)尋址操作數(shù)就包含在指令當(dāng)中MOVAL，80H；將十六進(jìn)制數(shù)80H送入ALMOVAX，1090H；將1090H送入AX源操作數(shù)目的操作數(shù)例：立即數(shù)可以是8位、16位立即數(shù)只能是整數(shù)，不能是小數(shù)、變量或其它類型的數(shù)據(jù)立即數(shù)只能作為源操作數(shù)