本章学习要点典型微处理器内部结构微处理器的外部引脚特性和工作方式存储器和I/O组织80X86高档微处理器的组成结构和特点Pentium系列微处理器的典型结构和各部件功能双核微处理器简介本章教学目的及要求通过学习，使学生掌握8086微处理器的基本应用；熟悉8086微处理器的组成及其寄存器结构；掌握8086微处理器的存储器和I/O组织；然后再引伸到Intel80X86、Pentium等高档微处理器的组成结构和特点。2.1.18086微处理器的内部结构Intel8086微处理器内部安排了两个逻辑单元，即执行部件EU和总线接口部件BIU。2.总线接口部件BIUBIU包括段地址寄存器、指令指针寄存器、6字节指令队列缓冲器、20位地址加法器和总线控制逻辑电路。BIU根据EU的请求负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送，包括从存储器指定单元预取指令、访问内存或外设操作数、响应外部中断请求和总线请求等。8086CPU中可供编程使用的有14个16位寄存器，按其用途可分为8个通用寄存器、2个控制寄存器和4个段寄存器。表2-1通用寄存器的特定用法2.控制寄存器（1）指令指针寄存器IPIP是16位寄存器，存放EU要执行的下一条指令的偏移地址，用以控制程序中指令的执行顺序。指令序列执行时，每取一次指令IP就自动加1。需要注意的是：IP是指令代码存放单元的地址指针，不能用指令取出IP或给IP设置给定值，但可以通过转移类指令等来修改IP的内容。（2）标志寄存器FLAGFLAG是16位寄存器，用于反映指令执行结果或控制指令执行的形式。共有9个可用的标志位，其中CF、PF、AF、ZF、SF、OF等6个用作状态标志，TF、IF、DF等3个用作控制标志，其余7个位空闲不用，如图2-3所示。3.段寄存器（1）代码段：存放程序和常数。系统在取指时将寻址代码段，其段地址和偏移地址分别由段寄存器CS和指令指针IP给出。（2）数据段：数据保存。用户在寻址该段内的数据时，可以缺省段的说明，其偏移地址可通过多种寻址方式形成。（3）堆栈段：“堆栈”是数据的一种存取方式，按照“先进后出”的方式操作。堆栈指针SP指示栈顶。（4）附加数据段：用于数据的保存。用户在访问段内的数据时，其偏移地址同样可以通过多种寻址方式来形成，但在偏移地址前要加上段的说明（即段跨越前缀ES）。2.28086微处理器外部引脚功能8086CPU的40条引脚采用双列直插式的封装形式。数据总线为16条；地址总线为20条；状态线、控制信号线、电源、地线等。2.3存储器结构与I/O组织2.3.1存储器组织1.存储器内部结构及访问8086CPU将1MB存储空间分成两个512K字节的存储体，与CPU低位字节数据线D7~D0相连的称为低字节存储体，该存储体中的每个地址均为偶数；与CPU高位字节数据线D15~D8相连的称为高字节存储体，该存储体中的每个地址均为奇数。两个存储体之间采用字节交叉编址方式，如图2-5所示。00001H2.存储器分段8086采用20条地址线寻址1MB的存储空间，由于CPU内部所有寄存器都只有16位，只能寻址64KB（216字节）。为此，要把整个存储空间分成若干逻辑段，每个逻辑段容量最大为64KB。各逻辑段在存储空间中浮动，可紧密相连，也可相互重叠，还可分开一段距离。3．逻辑地址（LA）和物理地址（PA）物理地址：是存储器的实际地址，它是指CPU和存储器进行数据交换时所使用的地址（20位）。逻辑地址：是在程序中使用的地址，它由段地址和偏移地址两部分组成（16位）。逻辑地址的表示形式为“段地址∶偏移地址”。物理地址=段地址×10H＋偏移地址4.I/O端口组织8086CPU和外部设备之间的信息传输通过I/O接口电路进行，数据、命令、状态等信息由各自端口实现传输，微机系统为每个端口分配一个端口地址。8086CPU用地址总线的低16位作为对8位I/O端口的寻址，可访问65536个8位I/O端口，两个相邻的8位端口可组成一个16位端口。为了实现对I/O端口的寻址需要确定I/O端口的编址方式，通常有以下两种。1.统一编址将I/O端口地址置于1MB的存储器空间中，每个端口占用一个存储单元地址。2.独立编址独立编址时端口单独编址构成I/O空间，不占用存储器地址，通过专门的I/O指令及接口控制信号访问端口。2.4总线操作及时序CPU经外部总线对存储器或I/O端口进行一次信息输入或输出的过程称为总线操作，执行该操作所需的时间称为总线周期。8086由外部时钟信号发生器8284A提供主频为5MHz的时钟信号，在时钟节拍作用下顺序执行指令。需要访问存储器或访问I/O端口的操作统一交给BIU的外部总线完成，数据输出时称为“写总线周期