第第頁第2章微處理器和指令系統2第2章微處理器和指令系統2.12.28086/8088微處理器80*86/Pentium微處理器

2.3

8086/8088微處理器指令系統

2.18086/8088微處理器8086/8088的主要特性：Intel8086/8088采納HMOS工藝制造，內含29000個晶體管，封裝在40引腳雙列直插式塑封管殼內。數據總線：8086:16位，8088:8位。地址總線：20位，其中8086的低16位與數據總線復用；8088的低8位與數據總線復用。

內存空間：20位地址線可徑直尋址1MB存儲空間。尋址方式：8種尋址方式，提供了敏捷的操作數存取方法。2

指令系統：上百條指令除能完成數據傳送、算數運算、規律運算、掌握轉移和處理器掌握功能外，

內部還設有硬件乘除法與串處理指令電路，可以對多種數據類型進行處理。

時鐘頻率：8088:4.7MHz;8086:5MHz;中斷功能：可處理內部軟件和外部硬件中斷，中

斷源多達256個。

一、8086/8088的內部結構通用寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI20位CSDSSSESIP

地址加法16位輸入/輸出掌握電路

16位運算寄存器ALU標識執行部件(EU)執行部分掌握電路

內部暫存器

外部總線

1234568位指令隊列緩沖器總線接口部件(BIU)

1、總線接口單元BIU(BusInterfaceUnit)(1)功能：負責與存儲器、I/O端口傳送數據。總線接口部件要從內存取指令送到指令隊列；CPU執行指令時，要協作執行部件從指定的內存單元或者外設端口中取數據，將數據傳送給執行部件；把執行部件的操作結果傳送給指定的存儲器或I/O端口。5

(2)組成6字節(8086)或4字節(8088)的指令隊列,指令指針寄存器IP:IP為一個16位的寄存器，20位的地址加法器段寄存器：CS、DS、SS、ES總線掌握規律:處理器與外界總線聯系的轉接電路。

(3)兩點說明指令隊列

8086的指令隊列為6個字節,8088的指令隊列為4個字節。指令執行順次順次指令執行：指令隊列存放執行指令后面的那一條指令。執行轉移指令：BIU清除指令隊列中的內容，從新的地址取入指令，馬上送往執行單元。7

內存單元的物理地址PA的產生過程如圖

所示偏移地址段地址段寄存器左移4位

Σ

地址產生器

物理地址

2、EU(E*ecutionUnit)執行單元(1)功能：負責指令的譯碼和執行。(2)組成：16位的運算器ALU:包括數據的算數/規律運算；

16位的標識寄存器(PSW):9個標識位，其中6個條件標識位用于存放結果狀態；暫存器：幫助ALU完成各種運算，暫存參加運算的數據；通用寄存器組：數據寄存器A*、B*、C*、D*,專用寄存器：BP、SP、SI、DI;EU掌握電路：接

受從總線接口單元的指令隊列中取來的指令代碼，對其譯碼和向EU內各有關部分發出9時序指令信號。

(3)寄存器功能：用來存放運算過程中所需要的操作數地址、操作數及中間結果。組成：

通用寄存器：8個16位的通用寄存器，通用數據寄存器分別是A*、B*、C*和D*,它們通常可以用來存放16位的數據。這4個寄存器又可以分為8個8位寄存器來運用，分別是AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH和DL,只能存放8位數據。專用地址寄存器分別是BP、SP、SI和DI,也由于其非常用途被分別稱為基址指針、堆棧指針、源變址10寄存器、目的變址寄存器。

寄存器的非常用途寄存器名A*,ALAHALB*非常用途在I/O指令中作數據寄存器在乘法指令中被乘數或乘積，在除法指令中存放被除數或商在LAHF指令中，作目的操作數寄存器在*LAT指令作累加器在間接尋址中作基址寄存器在*LAT指令作基址寄存器隱含性質不能隱含隱含隱含隱含不能隱含隱含

C*CLD*

在循環指令和串操作指令中作計數器在移位指令中作移位次數寄存器在字乘法/除法指令中存放乘積高位/被除數高位或余數在I/O指令中作間接尋址寄存器

隱含不能隱含隱含不能隱含

SIDI

在間接尋址中作變址寄存器在串操作指令中作為源變址寄存器在間接尋址中作變址寄存器在串操作指令中作為目的變址寄存器

不能隱含隱含不能隱含隱含

BPSP

在間接尋址中作基址指針在堆棧操作中作堆棧指針

不能隱含隱含11

段寄存器：

CS:代碼段寄存器，用于存放正在或正待處理的一般代碼段的起始地址的高16位。DS:數據段寄存器，用于存放正在或正待處理的一般數據段的起始地址的高16位。ES:附加數據段寄存器，用于存放正在或正待處理的附加數據段的起始地址的高16位。SS:堆棧數據段寄存器，用于存放正在或正待處理的堆棧數據段的起始地址的高16位。指令指針IP:IP指令指針，它的內容始終是下一條待執行指令的起始偏移地址，與CS一起形成下一條待執行指令的12起始物理地址。

程序狀態字PSW;16位程序狀態字PSW,它有3個掌握標識(IF、DF、TF)和6個狀態標識(SF、PF、ZF、OF、CF、AF)。掌握標識是用于掌握CPU某方面操作的標識，狀態標識是部分指令執行結果的標志。PSW寄存器的詳細格式如圖2.3所示：1511OF10987SF6ZF4AF2PF0CFDFIFTF

IF:中斷允許標識，用于掌握CPU能否響應可屏蔽中斷懇求，IF=1能夠響應，IF=0不能響應。

程序狀態字PSW:

DF:方向標識，用于指示串操作時變址寄存器是增量改變還是減量改變，DF=1向地址減小的方向改變，DF=0向地址增加的方向

改變。TF:單步中斷標識，TF=1程序執行當前指令后暫停，TF=0程序執行當前指令后不暫停。SF:符號標識，指令執行結果的最高二進制位是0還是1,為0,那么SF=0。代表正數；為1,那么SF=1,代表負數。PF:奇偶校驗標識，用來表示指令執行結果的低8位中1的個數是奇數還是偶數，假設為奇數個“1”那么PF=0,假設為偶數個“1”那么PF=1。14

程序狀態字PSW:OF:有符號數的溢出標識，用來表示指令執行結果是否超出有符號數的表示范圍，假設超出那么OF=1,否那么OF=0。CF:進位/借位標識(無符號數的溢出標識),用來表示指令執行結果的最高位是否有向更高位進位或借位，假設有那么CF=1,同時也代表無符號數溢出；假設無那么CF=0,也代表無符號數無溢出。AF:幫助進位/借位標識，低4位二進制是否有向高位進位或借位，假設有那么AF=1,否那么AF=0,其主要用于BCD修正運算。15

復位時各內部寄存器的初值寄存器名稱標識寄存器(PSW)指令指針(IP)CS寄存器DS寄存器SS寄存器ES寄存器其它寄存器指令隊列

初值清零0000HFFFFH0000H0000H0000H0000H空

由表可見，復位時，代碼段寄存器CS和指令指針IP的值分別被初始化成FFFFH和0000H。因此，8086/8088啟動后從內存的FFFF0H處開始執行指令。一般在FFFF0H處放一條無條件轉移指令，轉移到系統程序的入口處。復位時，標識寄存器被清零。在時序上，RESET信號從高到低的跳變會觸發CPU內部一個復位規律電路，經過7個時鐘周期之后，CPU就被啟動而進入正常工作，即從FFFF0H處開始執行程序。17

小

結

在一條指令的執行過程中可以取出下一條(或多條)指令，指令在指令隊列中排隊；在一條指令執行完成后,就可以馬上執行下一條指令，減削CPU為取指令而等待的時間，提高CPU的利用率和整個運行速度。

8086/8088微處理器:BIU和EU分開，取指和執行可以重迭，大大減削了等待取指所需的時間，提高CPU的利用率。重迭操作技術：一方面提高了整個執行速率，另一方面降低了與之相配的存儲器的存取速度的要求。18

二、8086/8088的工作模式和引腳功能1、8086/8088的工作模式最小模式：是指系統中只有8086或8088一個微處理器，全部總線掌握信號均由CPU徑直產生，最小模式用在規模較小的8086/8088系統中。最大模式：是指系統中包含兩個或多個微處理器，其中主處理器是8086或者8088,其余處理器稱為協處理器，系統的總線掌握信號主要由總線掌握器產生，最大模式用于中、大型的8086/8088系統。19

2、8086的引腳功能(帶括號的引腳功能為最大模式下的功能)

GNDAD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKG

ND

8086

VCCAD15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6BHE/S7MN/M*RDHOLD(RQ/GT0)HLDA(RQ/GT1)WR(LOCK)M/IO(S2)DT/R(S1)DEN(S0)ALE(QS0)INTA(QS1)TESTR