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2.1微型计算机的基本结构 2.28088(8086)CPU 2.3系统总线的形成 2.1微型计算机的基本结构图2.1微型计算机的硬件结构微型计算机主要由如下几个部分组成:微处理器或称中央处理单元(CPU)、内部存贮器(简称内存)、输入输出接口(简称接口)及系统总线。 (1)CPU CPU是一个复杂的电子逻辑元件,它包含了早期计算机中的运算器、控制器及其他功能,能进行算术、逻辑及控制操作。 (2)内存 顾名思义,所谓内存就是指微型计算机内部的存贮器。(3)系统总线 所谓总线就是用来传送信息的一组通信线。由图2.1可以看到系统总线将构成微型机的各个部件连接到一起,实现了微型机内部各部件间的信息交换。 (4)接口 微型计算机广泛地应用于各个部门和领域,所连接的外部设备是各式各样的。 2.软件系统 微型计算机软件系统包括系统软件和应用软件两大类。 (1)系统软件 系统软件用来对构成微型计算机的各部分硬件,如CPU、内存、各种外设进行管理和协调,使它们有条不紊高效率地工作。 (2)应用软件 应用软件是针对不同应用,实现用户要求的功能软件,例如,Internet网点上的Web页、各部门的MIS程序、CIMS中的应用软件以及生产过程中的监测控制程序等等。 2.1.2微型计算机的工作过程 CPU进行简单的算术运算或逻辑运算,或从存贮器取数,将数据存放于存贮器,或由接口取数或向接口送数,这些都是一些基本动作,也称为CPU的操作。 用微型计算机求解“7+10=?”这样一个极为简单的问题,必须利用指令告诉计算机该做的每一个步骤,先做什么,后做什么。具体步骤就是: 7→AL AL+10→AL其含义就是把7这个数送到AL里面,然后将AL中的7和10相加,把要获得的结果存放在AL里。把它们变成计算机能够直接识别并执行的程序如下: 10110000 00000111第一条指令 00000100 00001010第二条指令 11110100第三条指令 利用助记符加上操作数来表示指令就方便得多了。上面的程序可写成: MOVAL,7 ADDAL,10 HLT 程序中第一条指令将7放在AL中;第二条指令将AL中7加上10并将相加之和放在AL中;第三条指令是停机指令。当顺序执行完上述指令时,AL中就存放着要求的结果。 2.28088(8086)CPU图2.2一般8位处理器与8088处理器指令执行过程对比 (a)一般8位处理器的指令执行过程;(b)8088处理器的指令执行过程2.2.28088CPU引线及其功能 8088CPU是一块具有40条引出线的集成电路芯片,其各引出线的定义如图2.3所示。为了减少芯片的引线,有许多引线具有双重定义和功能,采用分时复用方式工作,即在不同时刻,这些引线上的信号是不相同的。 图2.38088处理器芯片引线图1.最小模式下的引线 在最小模式下,8088CPU的引线如图2.3所示(不包括括号内的信号)。它们是:A16~A19/S3~S6:这是4条时间复用、三态输出的引线。 A8~A15:它们是三态输出引线。在CPU寻址内存或接口时,由这些引线送出地址A8~A15。在某种特殊情况下,这些引线也可以处于高阻状态。 AD0~AD7:它们是地址、数据时分复用的输入输出信号线。其信号是经三态门输出的。 :它是CPU的输出(三态)控制信号,用来区分当前操作是访问存贮器还是访问I/O端口。 :它是CPU的输出控制信号(三态)。该引脚输出为低电平时,表示CPU正处于写存贮器或写I/O端口的状态。 :该引脚是CPU的输出控制信号(三态),用于确定数据传送的方向。 :这是CPU经三态门输出的控制信号。 ALE:三态输出控制信号,高电平有效。 :它是读选通输出信号(三态),低电平有效。 READY:它是准备就绪输入信号,高电平有效。 INTR:它是可屏蔽中断请求输入信号,高电平有效。 :它是可用WAIT指令对该引脚进行测试的输入信号,低电平有效。 NMI:它是非屏蔽中断输入信号,边沿触发,正跳变有效。RESET:它是CPU的复位输入信号,高电平有效。 :它是CPU输出的中断响应信号,是CPU对外部输入的INTR中断请求信号的响应。 HOLD:它是高电平有效的输入信号,用于向CPU提出保持请求。 :是一条状态输出线。 CLK:这个是时钟信号输入端。 VCC:它是5V电源输入引脚。 GND:它是接地端。 表2.2复位后的内部寄存器状态表2.3复位后各引脚的状态表2.4状态编码2.最大模式下的引线 当加上低电平时,8088CPU工作在最大模式之下。此时,除引线24到34之外,其他引线与最小模式完全相同。 :这是最大模式下由8088CPU经三态门输出的状态信号。 :它们是总线请求允许引脚。 :它是一个总线封锁信号,低电平有效。 QS1、QS0:它是CPU输出的队列