8086CPU内部结构

8086的编程结构总线接口部件（1）4个16位段地址寄存器8086对存储器采用分段管理，4个段寄存器分别用于存放4个当前段的起始地址，又称作段基址寄存器。CS(CodeSegment)—代码段寄存器DS(DataSegment)—数据段寄存器SS(StackSegment)—堆栈段寄存器ES(ExtraSegment)—扩展段寄存器（2）16位指令指针寄存器IP(InstructionPointer)IP始终指向当前代码段(CS)所要取出的下一条指令的地址。每取出一个字节指令后，IP自动加1。可以用转移指令、调用指令及中断和复位等改变IP值。总线接口部件（3）形成20位物理地址的加法器∑段地址左移4位+段内偏移量－－20位实际物理地址段地址*16+段内偏移量－－20位实际物理地址例：CS：CFFFH，IP：1234H，则加法器生成的实际物理地址是CFFF0+01234=D1224H；（4）6个字节的指令队列（ISQ）（5）总线控制逻辑总线接口部件说明：（1）8086具有6个字节的指令队列，在执行指令的同时，从内存中取下面的指令，放在指令队列缓冲器中；执行完一条指令就可以立即执行下一条指令，提高了CPU的效率；（2）地址加法器根据段地址寄存器和指令指针寄存器生成20位的物理地址。执行部件（1）16位算术逻辑单元ALU（2）4个16位数据寄存器AX、BX、CX、DX，又可以分为8个8位寄存器使用：AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL数据寄存器用于存放操作数及中间结果，AX和AL可用作累加操作，因此又可称作累加器。（3）4个16位地址指针寄存器SP(StackPointer)—堆栈指针寄存器BP(BasePointer)—基址指针寄存器SI(SourceIndex)—源变址寄存器DI(DestinationIndex)—目的变址寄存器地址指针寄存器用于存放操作数的地址，编程时通过修改寄存器的内容达到修改地址的目的。执行部件寄存器使用说明：SP—总是指示堆栈段中的栈顶位置，专门用于数据进栈和出栈的位置指示，只能与SS配对使用；BP—指示堆栈段中一个数据区的基址位置,通常与SS配对使用。SI/DI—与DS联用，用来确定数据段中某一存储单元的偏移地址。在串处理指令中SI和DI作为隐含的源变址和目的变址寄存器，此时SI和DS联用，DI和ES联用，分别达到在数据段和附加段中寻址的目的。BX—既可用作数据寄存器，也可用作基址指针寄存器，此时通常与DS配对使用。执行部件（4）位状态标志寄存器FLAG6个状态标志，3个控制标志IF、DF、TF，7位保留状态标志：CF—进（借）位标志，若运算结果最高位产生进位或借位则CF置“1”，否则置“0”；AF—辅助进位标志，若低字节的第4位向上产生一个进位或借位，则AF置“1”，否则置“0”；1514131211109876543210OFDFIFTFSFZFAFPFCF执行部件ZF—零标志位,若运算结果为零,则ZF置“1”,否则置“0”；SF—符号标志位，若算数运算的结果为负，SF置“1”,否则置“0”；OF—溢出标志位，有符号数算术运算结果产生溢出,OF置“1”，否则置“0”；PF—奇偶标志位，逻辑运算中低8位所含1的个数为偶数则PF置“1”，否则置“0”；控制标志：DF—方向标志位DF=1串操作指令以递减顺序处理数据串；DF=0串操作指令以递增顺序处理数据串；执行部件IF—中断允许标志IF=1CPU允许接收外部可屏蔽中断请求，即开中断；IF=0关中断；TF—跟踪标志位TF=1处理器处于单步工作方式时，每执行完一条指令产生一个软件中断；TF=0正常工作；状态标志寄存器举例：0101010000111001+01000101011010101001100110100011运算后CF=0PF=1OF=1OF=CsCp=1AF=1ZF=0SF=18086引脚信号和功能－functiondiagramVCCGNDAD0～AD15BHE/S7ALE(QS0)INTA(QS1)INTRNMIA16/S3～A19/S6(S2)M/IORD(LOCK)WR(S0)DEN(S1)DT/R(RQ0)HOLD(RQ1)HLDAREADYRESETMN/MXCLKTEST8086系统控制总线控制CPU控制总线信号中断控制示意图上的引脚说明8086引脚信号和功能－schematic设计软件中的引脚排列；8086引脚信号和功能－PCBlayout8086的存储器编址物理地址的形成：取指令：CS：IP堆栈：SS：SP/BP读写数据：DS：SI/DI/BX8086的存储器编址存储器操作类型隐含段超越段偏移量取指令CS无IP堆栈SS无SP数据变量DSCS,ES,SS有效地址源串变量DSCS,ES,SSSI目的串变量ES无DI基址BP指针SSCS,ES,DS有效地址段寄存器(CS、DS、ES、SS)与地址指针寄存器(SP、BP、SI、DI)默认是隐含配对使用，但也允许段超越。存储器分段编址好处1，使指令系统中大部分指令只涉及16位地址，在64kB的段内寻址，减小了指令长度、提高了执行速度。2，便于程序的浮动加载：•操作系统根据内存占用情况自动加载程序；•程序本身是可浮动的，与物理地址（段地址无关），只与偏移地址有关。8086的固定用途存储区固定用途存储区00000H－003FFH，1KB，中断向量表；B0000H－B0F9FH，4KB，单色显示器显示缓冲区；B8000H－BBF3FH，16KB，彩色显示器显示缓冲区；FFFF0H－FFFFFH，16B，复位程序入口；