《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課件微接2

第一章

微型計算機(jī)的基礎(chǔ)知識2.1微處理器的基本結(jié)構(gòu)2.2Intel8086微處理器2.38086中的標(biāo)志寄存器和堆棧2.48086系統(tǒng)的組成2.58086系統(tǒng)時鐘和總線周期2.680386微處理器2.780486微處理器2.8Pentium處理器2.1微處理器的基本結(jié)構(gòu)一般來說，其內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)大都由算術(shù)邏輯單元、寄存器陣列、控制單元、總線和總線緩沖器四個部分組成。高性能微處理器內(nèi)部還有指令預(yù)取部件、地址形成部件、指令譯碼部件和存儲器管理部件等。

2．1．1算術(shù)邏輯單元ALU在CPU中，算術(shù)邏輯單元(ALU：ArithmeticLogicUnit)是對二進(jìn)制進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算的部件。

圖2.1ALU原理框圖

控制器是發(fā)布操作命令的機(jī)構(gòu)，是微計算機(jī)的指揮中心。計算機(jī)程序和原始數(shù)據(jù)的輸入、CPU內(nèi)部的信息處理、處理結(jié)果的輸出、外設(shè)與主機(jī)之問的信息交換等，都是在控制器的控制下實現(xiàn)的。2.1.2控制與定時部件——控制器圖2.2控制器的組成框圖

1．片內(nèi)總線2．片外總線與總線緩沖器2.1.3

總線與總線緩沖器1．存放待處理數(shù)據(jù)的寄存器；2.存放地址碼的寄存器；3.存放控制信息的寄存器；4.起數(shù)據(jù)緩沖作用的寄存器2.1.4寄存器陣列2.2Intel8086微處理器8086微處理器芯片的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線的寬度是16位，外部數(shù)據(jù)總線的寬度也是16位，它采用高性能的N溝道、耗盡型負(fù)載的硅柵工藝制造，封裝在標(biāo)準(zhǔn)的40條引腳雙列直插式(DIP)管殼內(nèi)，CPU時鐘頻率有三種：8086為5MHz，8086-2為8MHz，8086-1為10MHz。2.2.18086的寄存器結(jié)構(gòu)1．通用寄存器2．指針和變址寄存器3．段寄存器4．指令指針I(yè)P與標(biāo)志寄存器FR2.2.28086CPU的功能結(jié)構(gòu)1．總線接口單元(BIU)2．執(zhí)行單元(EU)2.38086中的標(biāo)志寄存器和堆棧圖2.98086/8088中的標(biāo)志寄存器

80X86系列器件是Intel公司生產(chǎn)的微處理器和系統(tǒng)元件系列，它給設(shè)計者提供了先進(jìn)的設(shè)計結(jié)構(gòu)，能滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的要求。

2.48086系統(tǒng)的組成2.4.1存儲器組織與存儲器分段1．存儲器組織2．存儲器分段2.4.2輸入/輸出結(jié)構(gòu)8086系統(tǒng)與其他設(shè)備連接的電路叫端口。通過這些端口，8086既可以接收外部信息，也可以把信息送往外設(shè)，并可發(fā)出命令控制外部設(shè)備。2.4.3總線接口部件1．地址鎖存器2．雙向總線驅(qū)動器2.4.48086的兩種組態(tài)1．8086最小組態(tài)2．8086最大組態(tài)8288總線控制器8289總線裁決器8086最大組態(tài)方框圖2.5.1系統(tǒng)時鐘1．晶體振蕩器2．時鐘發(fā)生器3．復(fù)位信號4．READY同步機(jī)構(gòu)2.58086系統(tǒng)時鐘和總線周期2.5.2總線周期執(zhí)行一條CPU指令所需的時間，稱為一個指令周期。而一個指令周期是由若干個總線周期(或機(jī)器周期)所組成。一個總線周期是CPU通過總線與外部邏輯(存儲器或I/O端口)進(jìn)行一次通訊所需的時間。2.6.180386微處理器的主要特性2.6.280386內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)1．總線接口部件2．中央處理部件3．存儲器管理部件2.680386微處理器2.6.380386內(nèi)部寄存器1．通用寄存器2．指令指針和標(biāo)志寄存器3．段寄存器4．控制寄存器5．系統(tǒng)地址寄存器6．調(diào)試寄存器7．測試寄存器80386有132條引腳，使用PGA封裝技術(shù)。它對外直接提供了獨立的32位地址、32位數(shù)據(jù)總線，以支持高速總線傳送及總線周期流水線操作。80386能在2個時鐘周期內(nèi)完成32位數(shù)據(jù)傳送，在33MHz工作頻率下，其傳送速率為66MB/s。

2.6.480386處理器引腳信號1．實地址模式2．保護(hù)虛地址模式(1)保護(hù)模式的地址變換(2)描述符表2.6.580386工作模式80486微處理器是Intel公司1989年推出的為滿足對圖形用戶接口、多媒體和數(shù)字圖象等日益增長的要求而設(shè)計的第二代32位微處理器，它是80386的升級產(chǎn)品。

2.780486微處理器2.7.180486內(nèi)部結(jié)構(gòu)共有九個部分，除高速緩存(cache)與浮點運算部件(FPU)外，其余部件與80386內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同。它們分別是總線接口部件、指令預(yù)取部件.指令譯碼部件.控制部件.算術(shù)邏輯（ALU）運算部件.分段部件和分頁部件，這些部件和80386的內(nèi)部部件功能類似。2.7.280486CPU的特點1．采用精簡指令集計算機(jī)設(shè)計技術(shù)2．采用突發(fā)式總線技術(shù)3．80486內(nèi)部含有8K字節(jié)的數(shù)據(jù)和指令混合型高速緩存器(cache)4．80486芯片內(nèi)部集成了增強(qiáng)型80387浮點運算器5．采用一種新的系統(tǒng)管理