80888086微处理器2 80X86Pentium微处理器返回主目录第2章典型

80888086微处理器2 80X86Pentium微处理器返回主目录第2章典型微处理器第2章典型微处理器2 1微处理器的基本结构微处理器 Microprocessor 简称μP 是采用大规模或超大规模集成电路技术做成的半导体芯片 上面集成了计算机的主要部件 控制器、运算器和寄存器组。整个微型计算机硬件系统的核心就是微处理器 所以它又称为中央处理器 Central Processing Unit 即CPU。若字长8位 即一次能处理8位数据 称为8位CPU 如Z80CPU 字长为16位的 即一次能处理16位数据 称为16位CPU 如8086 8088、80286等。图2 是一个典型的8位微处理器的内部结构它一般由算术逻辑运算单元、寄存器组和指令处理单元等几个部分组成。第2章典型微处理器图2 8位微处理器内部结构指令寄存指令译码时序和控制逻辑通用寄存器组地 址寄存器组地址总线控制数据总线控制内部数据总线暂存器累加器标志寄存器ALU控制总线地址总线数据总线第2章典型微处理器1 算术逻辑运算单元ALU Arithmetic Logic Unit 算术逻辑运算单元实际上就是计算机的运算器 负责CPU进行的各种运算。

它们包括 算术运算 加、减、增量 、比较、求反、求补等运算有些微处理器还可以进行乘、除运算。逻辑运算 逻辑与、逻辑或、逻辑非、逻辑异或 以及移位、循环移位等运算和操作。第2章典型微处理器ALU的基本组成是一个加法器。在ALU所进行的运算中 多数操作需要两个操作数 比如“加”和“逻辑与”运算。但是 也有些运算只要一个操作数 比如“增量”和“逻辑非”运算。对8位CPU来说 由累加器提供其中的一个操作数 另一个操作数通过暂存器来提供。运算后 运算结果被返回到累加器 运算中状态的变化和运算结果的数字特征则被记录在标志寄存器中。根据运算后各个标志位的情况来决定程序下一步走向微处理器与外设大学教程。第2章典型微处理器2 寄存器组 Register Set 寄存器是CPU内部的高速存储单元 不同的CPU配有不同数量、不同长度的一组寄存器。有些寄存器不面向用户 我们称为“透明”寄存器 对它们的工作 用户不需要了解有些寄存器则面向用户 供编程序用 这些寄存器在程序中频繁使用 被称为可编程寄存器。由于访问寄存器比访问存储器快捷和方便 所以各种寄存器用来存放临时的数据或地址 具有数据准备、数据调度和数据缓冲等作用微处理器与外设大学教程。从指令角度看 一般在含有两个操作数的指令中 必有一个为寄存器操作数 这样可以缩短指令长度和指令的执行时间。

从应用角度看 可以将寄存器分成以下三类 第2章典型微处理器 通用寄存器 在CPU中数量最多。它们既可以存放数据 又可以存放地址 使用频度非常高 是调度数据的主要手段。其中 累加器的寻址手段最多 功能最强 使用最频繁。 地址寄存器 主要用来存放地址 用于存储器的寻址操作 因而也称为地址指针或专用寄存器。如编址寄存器、堆栈指针、指令指针等。地址寄存器的功能比较单一 在访问内存时 可以通过它形成各种寻址方式。 标志寄存器 用来保护程序的运行状态 也称为程序状态字寄存器 PSW 。在标志寄存器中。有些标志位反映运算过程中发生的情况 如运算中有无进位或借位 有符号数运算有无溢出等。有些标志位反映运算结果的数字特征 如结果的最高位是否为1、结果是否为0等。第2章典型微处理器3 指令处理单元指令处理单元是计算机的控制器 负责对指令进行译码和处理。它一般包括 指令寄存器用来暂时存放从存储器中取出来的指令。 指令译码逻辑 负责对指令进行译码 通过译码产生完成指令功能的各种操作命令。 时序和控制逻辑 根据指令要求 按一定的时序发出、接收各种信号 控制、协调整个系统完成所要求的操作。这些信号包括 一系列定时控制信号 CPU的状态和应答信号 外界的请求信号和联络信号。

第2章典型微处理器2 80888086微处理器2 8088微处理器的内部结构上一节讨论了8位微处理器的基本组成和各部分的功能这里将介绍16位微处理器 如Intel公司的8088和8086微处理器。在IBM公司设计微型计算机IBM PC和IBM PC XT时 8088被选作它们的CPU。严格说来 8088微处理器是一个准16位微处理器 其内部数据处理为16位字长 但其外部数据总线的宽度只有8位。所以当它和外界发生数据交换时 每次只能输入或输出一个字节。第2章典型微处理器图2 是8088的内部结构可以分成总线接口单元 BIU 和执行单元 EU 两大模块。AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIALU暂存器地址加法器CSDSSSESIP内部通信寄存器AXBXCXDX通 用寄存器地 址寄存器DI标志寄存器EU控制电路1234指令队列ALU数据总线总线控制逻辑地址总线208数据总线8088总线执行单元 EU总线接口单元 BIU16