微型计算机系统原理及应用第五版 周明德第 2 章 IA-32结构微处理器

第2章 80x86系列结构微处理器与8086

本章讲述：2.1 80x86系列微处理器是8086的延伸 2.2 8086的功能结构 2.3 8086微处理器的执行环境

本章重点难点本章介绍微型计算机系统中的核心部件微处 理器(CPU),通过学习CPU的功能结构，掌 握CPU中的两个独立单元(执行单元EU和总线 接口单元BIU的并行执行过程；通过介绍8086 寄存器结构，学习汇编语言程序设计所需的14 个寄存器，掌握这些寄存器的正确使用；通过 介绍8086/8088的存储器组织与分段、I/O端口 地址空间等基本知识，了解8086CPU与外围电 路的关系。

8086的功能结构8086的功能结构如图2-1所示。

图2-1 8086的功能结构图

这些寄存器能分组如下： 通用寄存器 这八个寄存器能用于存放操作数和指针。 段寄存器 这些寄存器最多能保存四个段选择子。 FLAGS寄存器 FLAGS寄存器报告正在执行的程序的状 态，并允许有限地(应用程序级)控制 处理器。 IP寄存器 IP寄存器包合下一条要执行的指令的16位指针。

从功能结构看，分两部分：

1. 总线接口部件BIU (Bus Interface Unit) 2. 执行部件EU (Execution Unit)

二、总线接口部件BIU 1. BIU的功能：负责与存储器、I/O接口电路传送信息。

2. BIU的组成(1) 四个段地址寄存器

CS ––– 16位代码段寄存器 DS ––– 16位数据段寄存器 ES ––– 16位附加段寄存器SS ––– 16位堆栈段寄存器

二、执行部件EU

1. EU的功能：负责指令的执令。译码指令并利用 内部寄存器和ALU来处理数据。

2. 结构组成 四个通用寄存器AX,BX,CX,DX。 四个专用寄存器： 基数指针寄存器BP,堆栈指针寄存器SP, 源变址寄存器SI,目的变址寄存器DI。

标志寄存器FR。 算术逻辑单元ALU。

AX又称累加器，指令系统中许多指令都是利 用AX来实现的。

FR共有16位，其中7位未用，各位的定义如下：15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0OF DF IF TF SF ZF AF PF CF

标志寄存器

状态标志(6个) 根据功能，有两类标志

控制标志(3个)

表2.1 8086 CPU 标志位情况名称 符号符号标志 零标志 奇偶标志 SF ZF PF CF AF OF DF IF

功

能

与运算结果的最高位相同，当数据用补码表示时，负数的最高位 为1,所以符号标志表示运算执行后的结果是正还是负 当前的运算结果为零，当前的运算结果为非零 运算结果所含的1的个数为偶数 当执行一个加法运算使最高位产生进位时，或者执行一个减法运算 引起最高位产生借位时，此外，循环指令也影响这一标志 加法运算时，如果第3位往第4位有进位；减法运算时，如果第3位 往第4位有借位。辅助进位标志一般在BCD码运算中作为是否进行 十进制调整的判断依据 运算过程

中产生溢出时，所谓溢出，是指当字节运算的结果超出了 范围 128~ +127,或者当字运算的结果超出了范围 32768~ +32767 时称为溢出 控制串操作指令用的标志。 DF=0, 串操作过程中的地址会不断增 值；DF=1, 串操作过程中的地址会不断减值 控制可屏蔽中断的标志。 IF=0, CPU不能对可屏蔽中断请求作出响 应； IF=1, CPU可以接受可屏蔽中断请求

进位标志辅助 进位标志 溢出标志 方向标志 中断标志

跟踪标志

TF

CPU按跟踪方式执行指令

2.段寄存器 段寄存器(CS、DS、SS、ES)保存 16位段选择子。一个段选择子是标志内 存中一个段的特殊指针。为访问在内存 中的具体段，此段的段选择子必须存在 于适当的段寄存器中。