李建俊電子工業(yè)出版社1微型計(jì)算機(jī)原理的定義掌握微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)掌握微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部各部件的功能掌握8086CPU各引腳的功能了解8086/8088的區(qū)別2教學(xué)目標(biāo)及要求教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)3重點(diǎn)：微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部各部件的功能難點(diǎn)：8086各引腳的功能教學(xué)方法4多媒體演示提問式，啟發(fā)式教學(xué)時(shí)數(shù)

2思路5微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各部件的結(jié)構(gòu)和功能微處理器的外部引腳8086微處理器知識(shí)點(diǎn)8086微處理器引腳信號(hào)8086微處理器典型時(shí)序分析6學(xué)習(xí)外部特性,首先了解其引腳信號(hào)，關(guān)注以下幾個(gè)方面：引腳的功能信號(hào)的流向有效電平三態(tài)能力輸出正常的低電平、高電平外，還可以輸出高阻的第三態(tài)788086CPU外部引腳

8088/8086CPU都具有40條引腳，采用雙列直插式封裝，有的引腳具有雙功能。①為了減少芯片的引線，8088/8086的許多引腳具有雙重定義和功能，采用分時(shí)利用方式工作，即在不同時(shí)刻，這些引線上的信號(hào)

是不相同的。②8088/8086的最大和最小兩種工作模式可以通過引腳選擇9基本概念1、引腳的功能：即引腳的定義，其名字反映了該信號(hào)的作用即含義。2、信號(hào)的流向：信號(hào)從芯片輸出，還是從外部輸入芯片，或雙向。3、有效電平：使引腳起作用的邏輯電平。4、三態(tài)能力：有些引腳除了能正常輸入輸出外，還能輸出高阻狀態(tài)，此時(shí)表示芯片已放棄了對(duì)該引腳的控制，使之懸空，以方便其他設(shè)備接管對(duì)它的控制10邏輯門ABY或ABY與AY非Y與ABCY或ABCABY或非ABY與非一般邏輯門只有兩種輸出狀態(tài)：高電平低電平11三態(tài)門三態(tài)門AENY高電平低電平高阻態(tài)

三態(tài)門比邏輯門增加了一個(gè)控制端EN（又稱高能端）當(dāng)控制端有效時(shí)，三態(tài)門處于工作態(tài)，否則處于高阻態(tài)

高阻態(tài)：相當(dāng)于該門和它連接的電路處于斷開的狀態(tài).主要是用于總線的連接,因?yàn)榭偩€只允許同時(shí)有一個(gè)使用者。邏輯門AY高電平低電平128086/8088CPU外部引腳1、AD15－AD0（Address

Data

Bus）分時(shí)復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)線，

傳送地址時(shí)三態(tài)輸出。

傳送數(shù)據(jù)時(shí)可雙向三態(tài)輸入/輸出。138086CPU外部引腳2、A19/S6－A16/S3（Address

/Status）分時(shí)復(fù)用的地址/狀態(tài)線，

作地址線時(shí)，用A19－A16與AD15－AD0一起構(gòu)成訪問存儲(chǔ)器的20位物理地址。注意：當(dāng)CPU訪問I/O端口時(shí)，A19－A16保持為0。148086CPU外部引腳2、A19/S6－A16/S3（Address

/Status）分時(shí)復(fù)用的地址/狀態(tài)線，

作狀態(tài)線時(shí)，S6－S3用來輸出狀態(tài)信息。S4－S3用來確定當(dāng)前使用的段寄存器。15S4S3段寄存器00ES01SS10CS(I/O,INT)11DS8086CPU外部引腳2、A19/S6－A16/S3（Address

/Status）分時(shí)復(fù)用的地址/狀態(tài)線。S4S3段寄存器00ES01SS10CS(I/O,INT)11DSS5

用來表示中斷標(biāo)志狀態(tài)。當(dāng)IF＝1時(shí)，S5置1。S6

恒保持為0。168086CPU外部引腳3、RD(Read)讀信號(hào)，三態(tài)輸出，低電平有效。表示當(dāng)前CPU正在讀存儲(chǔ)器或I/O端口。4、WR(Write)寫信號(hào)，三態(tài)輸出，低電平有效。表示當(dāng)前CPU正在寫存儲(chǔ)器或I/O端口。178086CPU外部引腳５、M/IO(Memory/IO)存儲(chǔ)器或I/O端口訪問信號(hào)，三態(tài)輸出。高電平：表示CPU正在訪問存儲(chǔ)器。低電平：表示CPU正在訪問I/O端口。188086CPU外部引腳6、BHE/S7(Bus

High

Enable/Status)總線高字節(jié)有效信號(hào)該信號(hào)三態(tài)輸出，低電平有效。用來表示數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)是否有效BHEAD0總線使用情況0016位數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行字傳送01高8位數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行字節(jié)傳送10低8位數(shù)據(jù)總線上進(jìn)行字節(jié)傳送11無效198086CPU外部引腳7、READy準(zhǔn)備就緒信號(hào)，由外部輸入，高電平有效。它是由被訪問的內(nèi)存或I/O設(shè)備發(fā)出的響應(yīng)信號(hào)，當(dāng)其有效時(shí)，表示存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備已準(zhǔn)備好，CPU可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。高電平：表示CPU要訪問的存儲(chǔ)器或I/O端口已為傳送做好準(zhǔn)備。無效時(shí)：CPU插入一個(gè)或幾個(gè)等待周期TW，直到READY信號(hào)有效為止。208086CPU外部引腳8、TEST測(cè)試信號(hào)，由外部輸入，低電平有效。當(dāng)CPU執(zhí)行WAIT指令時(shí)，每隔5個(gè)時(shí)鐘周期對(duì)TEST進(jìn)行一次測(cè)試。有效：CPU執(zhí)行下一條指令。無效：CPU處于等待狀態(tài)。218086CPU外部引腳9、INTR

(Interrupt

Request)可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)，由外部輸入，高電平有效。高電平：表示外部向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。CPU一旦測(cè)試到中斷請(qǐng)求信號(hào)，并且IF=1時(shí)，暫停正在執(zhí)行的操作轉(zhuǎn)入中斷響應(yīng)周期。228086CPU外部引腳10、NMI(Non-Mackable

Interrupt

Reguest)不可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)，CPU一旦測(cè)試到NMI有效信號(hào)，當(dāng)前指令執(zhí)行完后就自動(dòng)響應(yīng)中斷。238086CPU外部引腳11、INTA

(Interrupt

Acknowledge)中斷響應(yīng)信號(hào)，向外部輸出，低電平有效。表示CPU響應(yīng)了外部發(fā)來的INTR信號(hào)。248086CPU外部引腳12、RESET復(fù)位信號(hào)，由外部輸入，高電平有效RESET信號(hào)至少保持4個(gè)時(shí)鐘周期。CPU接收到該信號(hào)后，停止操作，并將標(biāo)志寄存器，段寄存器，指令指針I(yè)P和指令隊(duì)列等復(fù)位到初始狀態(tài)。258086CPU外部引腳13、HOLD（Hold

Request）總線請(qǐng)求信號(hào)，由外部輸入，高電平有效。通過此引腳總線的主控者向CPU請(qǐng)求使用總線。14、HLDA（Hold

Acknowlege）總線響應(yīng)信號(hào)，向外部輸出，高電平有效。CPU一旦測(cè)試到HOLD請(qǐng)求時(shí)，就在當(dāng)前總線周期結(jié)束時(shí)，使HLDA有效，表示響應(yīng)這一總線請(qǐng)求，并立即讓出總線使用權(quán)。268086CPU外部引腳15、CLK（Clock）主時(shí)鐘信號(hào)，由8284時(shí)鐘發(fā)生器輸入。16、VCC（電源）8086CPU只需要單一的＋5V電源，由VCC輸入。278086CPU外部引腳17、ALE（Address

Latch

Enatle）地址鎖存允許信號(hào)，向外部輸出，高電平有效。當(dāng)它為高電平時(shí)，表明CPU地址線上有有效地址。當(dāng)它為低電平時(shí)，對(duì)地址進(jìn)行鎖存

在最小模式系統(tǒng)中用來作地址鎖存器8282/8283的選通信號(hào)18、DEN（Data

Enable）數(shù)據(jù)允許信號(hào)，三態(tài)輸出，低電平有效。當(dāng)它為低電平時(shí)，表時(shí)數(shù)據(jù)線上有有效數(shù)據(jù)。在最小模式系統(tǒng)中用來用數(shù)據(jù)收發(fā)器8286/8287的選通信號(hào)288086CPU外部引腳19、DT/R（Data

Transmit/Receive）數(shù)據(jù)發(fā)送/接收控制信號(hào)，三態(tài)輸出。在最小模式系統(tǒng)中用來控制數(shù)據(jù)的傳送方向。高電平時(shí)，表示數(shù)據(jù)從CPU向外部輸出，即完成寫操作。低電平時(shí)，表示數(shù)據(jù)從外部向CPU輸入，即完成讀操作。298086CPU的兩種模式最小模式MN/MX接+5V構(gòu)成小規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng),所有的總線控制信號(hào)均控制邏輯電路，減少到最大模式MN/MX接地。用于大型（中型）8086/兩個(gè)或多個(gè)微處理器，或8088，其它的處理器工作。需要總線控制器來變換只有8086一個(gè)微處理器,為8086產(chǎn)生，系統(tǒng)中的總線最少。8088系統(tǒng)中,系統(tǒng)總是包含有其中一個(gè)主處理器就是8086稱協(xié)處理器，協(xié)助主處理器和組合控制信號(hào)。308086CPU最小工作模式最小工作模式是一個(gè)以8086為主體的單處理器系統(tǒng)，所有控制信號(hào)均由CPU直接提供。最小工作模式系統(tǒng)包括硬件如下：１．一片時(shí)鐘發(fā)生器8284A；２．三片地址鎖存器8282；

３．兩片數(shù)據(jù)收發(fā)器8286/8287；如圖318086微處理器8284時(shí)鐘發(fā)生器地址鎖存器數(shù)據(jù)收發(fā)器只讀存儲(chǔ)器ROM隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM8259中斷控制器8237DMA控制8253定時(shí)控制器8255并行接口地址總線32數(shù)據(jù)總線控制總線CPU系統(tǒng)8284AA19

~A16地址

鎖存儲(chǔ)器8282（三片）BHERDHOLDHLDAINTRINTACLK

READYRESETALEBHE/（兩片）數(shù)據(jù)總線（16根）控制總線READYRESET8086MN/MX

DENDT/RM/IO

WR+5VA0

~

A19D0

~

D15CPU產(chǎn)生地址總線(20根)AD15~A功D0能:8284A是8086CPU系統(tǒng)的時(shí)鐘發(fā)生器芯片，它為8086CPU系統(tǒng)提供所需要的時(shí)鐘信號(hào)、復(fù)收位發(fā)器信號(hào)(RESET)和就緒信號(hào)(READY)。828633系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)操作標(biāo)志寄存器清零IP0000HCSFFFFHDS0000HSS0000HES0000H指令隊(duì)列空其它寄存器0000H34地址鎖存器(8282？)

為什么要用到8282

8086/8088的地址/數(shù)據(jù)和地址/狀態(tài)總線時(shí)分時(shí)復(fù)用的。

即在總線使用過程中AD0~AD15既要傳送地址又要傳送數(shù)據(jù)，而地址狀態(tài)總線既要傳送地址又要傳送狀態(tài)信息。當(dāng)存儲(chǔ)器或I/O接口電路通常要求在與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，在整個(gè)總線周期內(nèi)須保持穩(wěn)定的地址信息。需要在總線周期的第一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi),用8282所存地址。35地址鎖存器(8282)引腳:

DI0-DI7:

8位數(shù)據(jù)輸入端

DO0-DO7:

8位數(shù)據(jù)輸出端

STB：鎖存信號(hào)CPU的ALE接8282的STB引腳，

ALE高電平地址信號(hào)直通，由高電平變低電平鎖存地址

OE：

輸出允許信號(hào)OE=0時(shí),8282處于工作狀態(tài).把8282中存放的數(shù)據(jù)放到8282的數(shù)據(jù)輸出端DO0-DO7上OE=1時(shí),數(shù)據(jù)輸出端DO0-DO7處于高阻態(tài)注意:8082是8位鎖存器芯片，單向傳送8位數(shù)據(jù)。36地址鎖存器(8282)37地址鎖存器(8282)8282芯片的工作過程是：首先使控制引腳OE為0，使8282處于工作狀態(tài)，然后使控制引腳STB=1

，開啟8282，傳送數(shù)據(jù)，再使控制引腳STB＝0，數(shù)據(jù)被保存在輸出端。如圖3839數(shù)據(jù)收發(fā)器(8286/8287)用于在CPU和系統(tǒng)總線之間雙向緩沖數(shù)據(jù)。其引腳如下：

T引腳：控制方向，與CPU的DT/R連結(jié)。高電平從CPU輸出，低電平CPU接收數(shù)據(jù)

OE控制輸出，與DEN連結(jié)。有效允許輸出，反之不允許。

8286的A0~A7與CPU的AD0~AD15連結(jié)（兩個(gè)8286），傳送數(shù)據(jù)時(shí)，8282把AD0~AD15上的地址信號(hào)鎖存起來，

8286開始傳送數(shù)據(jù)。注意:8286為8位的數(shù)據(jù)收發(fā)器芯片，雙向傳送8位數(shù)據(jù)40數(shù)據(jù)收發(fā)器(8286/8287)8286芯片的工作過程是：當(dāng)OE=0時(shí)，芯片處于工作狀態(tài)，T＝1時(shí):數(shù)據(jù)從A7～A0流向B7～B0；T=0時(shí):數(shù)據(jù)從B7～B0流向A7～A0，所以T引腳用于控制數(shù)據(jù)傳送方向。41DT/R

=

1，T=1

A=>B，發(fā)送；DT/R

=

0，T=0

B=>A，接收;42最小模式地址鎖存器8282×3STB

OE數(shù)據(jù)收發(fā)器OE

8286×2TA15~A8S6~S3/A19~A16AD7~AD0ALECLKRESETREADYMN/MXGNDGNDDEN

DT/RIO/M

WRRDHOLDHLDAINTRINTANMITESTSSOVCC8086CPU地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線8284ACLKRESETREADY+5V內(nèi)存I/O接口438086CPU最大工作模式44總說：在最小模式下，CPU必須配有8282、8284、8286才能構(gòu)成整個(gè)微處理器系統(tǒng)，才能通過地址、數(shù)據(jù)、控制總線與外部設(shè)備聯(lián)系，控制外設(shè)工作。在最大模式下，除了上述還需要配置8288總線控制器，8289總線裁決器才能構(gòu)成微處理器系統(tǒng)。由8288對(duì)處理器發(fā)出的控制信號(hào)進(jìn)行變換和組合，最終由8288產(chǎn)生總線控制信號(hào)，而不是由CPU直接產(chǎn)生8086微處理器8284時(shí)鐘發(fā)生器82828286只讀存儲(chǔ)器ROM隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM8259中斷控制器8237DMA控制8253定時(shí)控制器8255并行接口地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線CPU系統(tǒng)828982888086CPU最大工作模式45最大模式8086CPU外部引腳8086CPU工作在最大模式系統(tǒng)中幾個(gè)引腳的重新定義:1.

S0,S1,S2(BusCycleStatus)總線周期狀態(tài)信號(hào),三態(tài)輸出.它們提供當(dāng)前總線周期中所進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸過程的類型。由總線控制器8288根據(jù)這些對(duì)存儲(chǔ)器及I/O進(jìn)行控制.46最大模式8086CPU外部引腳S2S1S0操作過程000發(fā)中斷響應(yīng)信號(hào)001讀I/O端口010寫I/O端口011暫停100取指令101讀內(nèi)存110寫內(nèi)存111無源狀態(tài)上表中的總線周期狀態(tài)中至少應(yīng)有一個(gè)

狀態(tài)為低電平，便可進(jìn)行一種總線操作。當(dāng)都為高電平時(shí)表明操作過程即將結(jié)束，而另一個(gè)新的總線周期尚末開始，這時(shí)稱為“無源狀態(tài)”。而在總線周期的最后一個(gè)狀態(tài)（即T4狀態(tài)）中只要有一個(gè)信號(hào)改變，就表明是下一個(gè)新的總線周期開始。47最大模式8086CPU外部引腳8086CPU工作在最大模式系統(tǒng)中幾個(gè)引腳的重新定義:LOCK

封鎖信號(hào)三態(tài)輸出,低電平有效.

LOCK有效時(shí)表示CPU不允許其它總線主控者占用總線.這個(gè)信號(hào)由軟件設(shè)置.則在執(zhí)行這條指令期間,LOCK

保持有效,即在指令執(zhí)行