微机原理课件第一章节

《微机原理及接口技术》课程讲解了计算机的基础构造和工作原理，特别是针对8086微处理器。8086是第三代微处理器，具备16位数据处理能力，20位地址线，使得它可以访问1MB的内存空间。它的核心组成部分包括总线接口部件（BIU）和执行部件（EU）。 1. **总线接口部件 BIU**： BIU是8086与外部设备交互的关键，包括： - **4个段地址寄存器**（CS, DS, ES, SS），用于形成20位的实际地址。 - **16位的指令指针寄存器IP**，保存下一条要执行指令的偏移地址。 - **20位的地址加法器**，用于计算实际的物理地址。 - **6字节的指令队列缓冲器**，预读取指令以提高执行效率。 2. **执行部件 EU**： EU负责指令的解析和执行，其组件包括： - **4个通用寄存器**（AX, BX, CX, DX），可进行各种数据运算。 - **4个专用寄存器**（BP, SP, SI, DI），辅助数据访问和指针操作。 - **标志寄存器**，包括SF、ZF、PF、CF、AF、OF以及DF和IF，用于记录运算结果的状态和控制程序流程。 - **算术逻辑部件ALU**，执行算术和逻辑运算。 3. **标志寄存器**： 标志寄存器有16位，但只有9位被使用。状态标志包括SF（符号标志）、ZF（零标志）、PF（奇偶标志）、CF（进位标志）、AF（辅助进位标志）和OF（溢出标志），用于表示运算结果的特征。控制标志包括DF（方向标志）、IF（中断允许标志）和TF（跟踪标志，用于单步调试）。 4. **8086的总线周期**： 8086的总线周期通常包含T1-T4四个阶段，其中T1发送地址，T2-T3传输数据，可能插入TW等待周期，T4完成当前总线周期。总线周期是CPU与外部设备交互的基本时间单位。 5. **8086的引脚信号和工作模式**： - **最大模式**和**最小模式**：最小模式适合单一微处理器系统，最大模式则支持多处理器协作，如主处理器与协处理器。 - 引脚信号如GND、VCC、AD0-AD15、A19-S6等，用于数据、地址和控制信号的传输。 6. **8086的操作与时序**： - **复位和启动操作**，用于初始化系统。 - **总线操作**，包括读写操作，涉及INTA#、ALE、DEN#、DT/R#、M/IO#、WR#等信号。 - **中断操作**，如NMI（非屏蔽中断）和INTR（可屏蔽中断请求）。 - **总线保持**，在最小和最大模式下的处理不同。 通过学习《微机原理及接口技术》，我们可以深入了解8086微处理器的工作原理，这不仅对理解计算机硬件基础有重要作用，也是软件开发者深入系统级编程的基础。