8086微处理器

怼烎@ 2024-04-17 23:37 63阅读 0赞

8086微处理器是16位微处理器，内部运算器和寄存器是16位的，具有20位地址线。  
在内部功能逻辑上分为两个处理单元：**总线接口单元、执行单元**。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjEwOTAxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70]8086CPU按功能可分为两个独立的部分：总线接口单元BIU(Bus Interface Unit)和执行单元EU(Execution Unit)

BIU:

1.  完成CPU与存储器之间的信息传送
2.  总线控制
3.  IO数据传送
4.  逻辑地址与物理地址进行转换
5.  从存储器中取指令送至指令流队列排队
6.  取出执行指令时所需要的操作数，并传送给EU完成运算和操作

EU：

1.  对来自指令流队列中的指令译码并执行，实施算术逻辑运算操作。

BIU和EU是两个独立的部件，两个可以同时独立进行操作，形成指令流水线结构。

## 总线接口单元（BIU） ##

总线接口单元（Bus Interface Unit）的主要组成部件。

**1、段寄存器（Segment Register）**  
段寄存器为分段寻址定位段的位置。**存放正在或正待执行的各个段的段首址**

1.  CS（Code Segment）：代码段寄存器，用于存储程序的指令
2.  DS（Data Segment）：数据段寄存器，用于暂存原始数据和处理后的中间结果即最终结果，一般数据段存储局部变量
3.  SS（Stack Segment）：堆栈段寄存器，用于形成堆栈区
4.  ES（Extra Segment）：扩展段寄存器，和数据段类似，扩展段用于存储全局变量

**2、地址加法器（Address Adder）**  
地址加法器的功能将分段地址转换为物理地址，用于存储器接口访问实际的物理存储器。

**段地址**：说明逻辑段在存储器中的起始位置，为模16地址：xxxx0H，省略低4位后，可用1个16位数来表示，该地址可被存放在不同的段寄存器CS/SS/DS/ES中。  
**偏移地址**：说明寻址单元距离段首的偏移量，因每段长度不超过64KB，所以偏移地址也可用1个16位数来表示。

物理地址	=段地址×16D+偏移地址
    		=段地址×10H+偏移地址
    		=段地址左移4位+偏移地址

**3、指令指针寄存器（Instruction Pointer Register）**  
IP 用以存放一个16位的代码段（程序段）的偏移地址，它与CS的内容合并可以形成一个20位的物理地址，专门用来指向当前要执行的指令单元的位置。 程序计数器由总线接口单元自动改变，始终指向下一节指令。

**4、存储器接口（Memory Interface）**

**5、指针流字节队列（Instruction Stream Byte Queue）**

## 执行单元（EU） ##

执行单元（Execution Unit）的主要组成部分。

**1、控制器（Controller）**  
从指针流字节队列顺序读取指令，根据指令译码控制8086中其他部分进行相应操作，以实现指令要求的功能。

**2、逻辑算术单元（Arithmetic/Logic Unit）**  
16位逻辑算术单元，根据控制器的控制，可完成8位或16位的二进制算术运算和逻辑运算  
，实现对数据的处理。

**3、标志寄存器（Flag Register）**  
标志寄存器F又称程序状态字寄存器PSW，是用以记录或存放状态标志和控制标志信息的。  
①状态标志位（ZF、SF、PF、OF、CF、AF）：用以记录当前运算结果的状态信息。

1.  ZF（零标志位） 若当前运算结果为0，则ZF＝1；若当前运算结果为1，则ZF＝0。
2.  SF（符号标志位） 若当前运算结果为负数，则SF＝1；若当前运算结果为正数，则SF＝0。
3.  PF（奇偶标志位） 若当前运算结果为奇数个"1"，PF=0；若当前运算结果为偶数个"1"，则PF＝1。
4.  OF（溢出标志位） 若当前运算结果产生溢出，则OF＝1；反之，OF＝0。
5.  CF（进位标志位） 若当前运算出现进位或借位，则CF＝1；反之，CF＝0。
6.  AF（辅助标志位） 若当前运算出现第3位向第4位进位或借位，则AF＝1；反之，AF＝0。

\[注\]  
（1）状态标志位的设置一般是由CPU根据当前程序运行结果的状态自动完成的。  
（2） 状态标志位信息一般用作后续条件转移指令的转移控制条件。

②控制标志位（TF、IF、DF）：用以存放控制CPU工作方式的标志信息。

1.  TF（跟踪标志位） 当TF＝1时，CPU每执行完一条指令就产生一个内部中断，处于暂停状态；当TF＝0时，CPU处于正常工作状态。
2.  IF（中断允许标志位） 当IF＝1时，允许CPU响应外部中断INTR的请求；当IF＝0时，不允许CPU响应外部中断请求。
3.  DF（方向标志位） 当DF＝0时，CPU执行串操作指令时，对SI、DI进行加操作；反之，对SI、DI进行减操作。

\[注\] 控制标志位的设置是由系统程序或用户程序中的指令来完成的。

**4、通用寄存器组（General Purpose Resgister Set）**

**① 数据寄存器**

共AX、BX、CX、DX四个，每个寄存器即可作为16位寄存器，又可拆分为两个8位寄存器，此时记为AH、AL、BH、BL等。

1.  AX(AH、AL)：累加器accumulator
2.  BX(BH、BL)：基址寄存器base
3.  CX(CH、CL)：计数寄存器counter
4.  DX(DH、DL)：数据寄存器data

**②指针和变址寄存器**

共BP、SP、SI、DI四个

1.  SP（Stack Pointer）：堆栈指针寄存器，指示栈顶
2.  BP（Base Pointer）：基址指针寄存器，默认表示堆栈段基地址
3.  SI（Source Index）：源变址寄存器
4.  DI（Destination Index）：目的变址寄存器

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