8086CPU引脚图及功能_8086CPU组成部分

　　8086简介

　　Intel8086是一个由Intel于1978年所设计的16位微处理器芯片，是x86架构的鼻祖。Intel8086拥有四个16位的通用寄存器，也能够当作八个8位寄存器来存取，以及四个16位索引寄存器（包含了堆栈指标）。资料寄存器通常由指令隐含地使用，针对暂存值需要复杂的寄存器配置。它提供64K8位元的输出输入（或32K16位元），以及固定的向量中断。大部分的指令只能够存取一个内存位址，所以其中一个操作数必须是一个寄存器。运算结果会储存在操作数中的一个寄存器。

　　8086的性能特点

　　16位的内部结构，16位双向数据信号线； 

　　20位地址信号线，可寻址1M字节存储单元；

　　较强的指令系统；

　　利用第16位的地址总线来进行I/O端口寻址，可寻址64K个I/O端口；

　　中断功能强，可处理内部软件中断和外部中断，中断源可达256个； 

　　单一的＋5V电源，单相时钟5MHz。

　　另外，Intel公司同期推出的Intel8088微处理器一种准16位微处理器，其内部寄存器，内部操作等均按16位处理器设计，与Intel8088微处理器基本上相同，不同的是其对外的数据线只有8位，目的是为了方便地与8位I/O接口芯片相兼容。

　　8086的组成部分

　　1、总线接口部件BIU

　　总线接口单元的功能：

　　从内存中取指令到指令预取队列

　　负责与内存或输入/输出接口之间的数据传送

　　在执行转移程序时，BIU使指令预取队列复位，从指定的新地址取指令，并立即传给执行单元执行。

　　2、执行部件EU

　　执行单元的功能：

　　指令译码

　　指令执行————————-在ALU中完成

　　暂存中间运算结果—————-通用寄存器

　　保存运算结果特征—————-标志寄存器flags

　　存储器组织

　　1.存储容量

　　8086有20根地址总线，因此，它可以直接寻址的存储器单元数为220=1Mbyte

　　2.物理地址

　　8086可直接寻址1Mbyte的存储空间，其地址区域为00000H—FFFFFH，与存储单元一一对应的20位地址，我们称之为存储单元的物理地址。3.存储器的分段及段地址

　　由于CPU内部的寄存器都是16位的，为了能够提供20位的物理地址，系统中采用了存储器分段的方法。规定存储器的一个段为64KB，由段寄存器来确定存储单元的段地址，由指令提供该单元相对于相应段起始地址的16位偏移量。

　　这样，系统的整个存储空间可分为16个互不重叠的逻辑段，如图2-3所示。存储器的每个段的容量为64KB，并允许在整个存储空间内浮动，即段与段之间可以部分重叠、完全重叠、连续排列，非常灵活，如图2-4所示。

　　4.偏移地址

　　偏移地址是某存储单元相对其所在段起始位臵的偏移字节数，或简称偏移量。它是一个16位的地址，根据指令的不同，它可以来自于CPU中不同的16位寄存器（IP、SP、BP、SI、DI、BX等）。

　　5.物理地址的形成

　　物理地址是由段地址与偏移地址共同决定的，段地址来自于段寄存器（CS、DS、ES、SS），是十六位地址，由段地址及偏移地址计算物理地址的表达式如下：

　　物理地址=段地址×16+偏移地址

　　例如：系统启动后，指令的物理地址由CS的内容与IP的内容共同决定，由于系统启动的CS=0FFFFH，IP=0000H，所以初始指令的物理地址为0FFFF0H，我们可以在0FFFF0H单元开始的几个单元中，固化一条无条件转移指令的代码，即转移到系统初始化程序部分。

　　6.存储器分段组织带来存储器管理的新特点

　　首先，在程序代码量、数据量不是太大的情况下，可使它们处于同一段内，即使它们在64Kbyte的范围内，这样可以减少指令的长度，提高指令运行的速度；

　　其次，内存分段为程序的浮动分配创造了条件；

　　第三，物理地址与形式地址并不是一一对应的，举例：6832H：1280H，物理地址为695A0H。

　　第四，各个分段之间可以重叠

　　7.特殊的内存区域

　　8088/8086系统中，有些内存区域的作用是固定的，用户不能随便使用，如：中断矢量区：00000H—003FFH共1K字节，用以存放256种中断类型的中断矢量，每个中断矢量占用4个字节，共256×4=1024=1K显示缓冲区：B0000H—B0F9FH约4000（25×80×2）字节，是单色显示器的显示缓冲区，存放文本方式下，所显示字符的ASCII码及属性码；B8000H—BBF3FH约16K字节，是彩色显示器的显示缓冲区，存放图形方式下，屏幕显示象素的代码。

　　启动区：FFFF0H—FFFFFH共16个单元，用以存放一条无条件转移指令的代码，转移到系统的初始化部分。

　　8086引脚图及功能

　　⑴AD15～AD0（addressdatabus）：地址/数据总线，双向，三态。

　　这是一组采用分时的方法传送地址或数据的复用引脚。根据不同时钟周期的要求，决定当前是传送要访问的存储单元或I/O端口的低16位地址，还是传送16位数据，或是处于高阻状态。

　　⑵A19/S6～A16/S3（address/status）：地址/状态信号，输出，三态。

　　这是采用分时的方法传送地址或状态的复用引脚。其中A19～A16为20位地址总线的高4位地址，S6～S3是状态信号。S6表示CPU与总线连接的情况，S5指示当前中断允许标志IF的状态。S4，S3的代码组合用来指明当前正在使用的段寄存器。S4，S3的代码组合及对应段寄存器的情况。

　　⑶BHE（低）/S7（bushighenable/status）：允许总线高8位数据传送/状态信号，输出，三态。

　　为总线高8位数据允许信号，当低电平有效时，表明在高8位数据总线D15～D8上传送1个字节的数据。S7为设备的状态信号。

　　⑷RD/（read）：读信号，输出，三态，低电平有效。

　　信号低电平有效时，表示CPU正在进行读存储器或读I/O端口的操作。

　　⑸READY（ready）：准备就绪信号，输入，高电平有效。

　　READY信号用来实现CPU与存储器或I/O端口之间的时序匹配。当READY信号高电平有效时，表示CPU要访问的存储器或I/O端口已经作好了输入/输出数据的准备工作，CPU可以进行读/写操作。当READY信号为低电平时，则表示存储器或I/O端口还未准备就绪，CPU需要插入若干个“TW状态”进行等待。

　　⑹INTR（interruptrequest）：可屏蔽中断请求信号，输入，高电平有效。

　　8086CPU在每条指令执行到最后一个时钟周期时，都要检测INTR引脚信号。INTR为高电平时，表明有I/O设备向CPU申请中断，若IF=1，CPU则会响应中断，停止当前的操作，为申请中断的I/O设备服务。

　　⑺TEST/（test）：等待测试控制信号，输入，低电平有效。

　　信号用来支持构成多处理器系统，实现8086CPU与协处理器之间同步协调的功能，只有当CPU执行WAIT指令时才使用。

　　⑻NMI（non-maskableinterrupt）：非屏蔽中断请求信号，输入，高电平有效。

　　当NMI引脚上有一个上升沿有效的触发信号时，表明CPU内部或I/O设备提出了非屏蔽的中断请求，CPU会在结束当前所执行的指令后，立即响应中断请求。

　　⑼RESET（reset）：复位信号，输入，高电平有效。

　　RESET信号有效时，CPU立即结束现行操作，处于复位状态，初始化所有的内部寄存器。复位后各内部寄存器的状态，当RESET信号由高电平变为低电平时，CPU从FFFF0H地址开始重新启动执行程序。

　　⑽CLK（clock）：时钟信号，输入。

　　CLK为CPU提供基本的定时脉冲信号。8086CPU一般使用时钟发生器8284A来产生时钟信号，时钟频率为5MHz～8MHz，占空比为1:3。

　　⑾VCC电源输入引脚。

　　8086CPU采用单一+5V电源供电。

　　⑿GND：接地引脚。

　　⒀MN/MX/（minimum/maximum）：最小/最大模式输入控制信号。

　　引脚用来设置8086CPU的工作模式。当为高电平（接+5V）时，CPU工作在最小模式；当为低电平（接地）时，CPU工作在最大模式。

　　CPU工作于最小模式时使用的引脚信号

　　当引脚接高电平时，CPU工作于最小模式。此时，引脚信号24～31的含义及其功能如下。

　　⑴M/IO/（memoryI/Oselect）：存储器、I/O端口选择控制信号。

　　信号指明当前CPU是选择访问存储器还是访问I/O端口。为高电平时，访问存储器，表示当前要进行CPU与存储器之间的数据传送。为低电平时，访问I/O端口，表示当前要进行CPU与I/O端口之间的数据传送。

　　⑵WR/（write）：写信号，输出，低电平有效。

　　信号有效时，表明CPU正在执行写总线周期，同时由信号决定是对存储器还是对I/O端口执行写操作。

　　⑶INTA/（interruptacknowledge）：可屏蔽中断响应信号，输出，低电平有效。

　　CPU通过信号对外设提出的可屏蔽中断请求做出响应。为低电平时，表示CPU已经响应外设的中断请求，即将执行中断服务程序。

　　⑷ALE（addresslockenable）：地址锁存允许信号，输出，高电平有效。

　　CPU利用ALE信号可以把AD15～AD0地址/数据、A19/S6～A16/S3地址/状态线上的地址信息锁存在地址锁存器中。

　　⑸DT/（datatransmitorreceive）：数据发送/接收信号，输出，三态。

　　DT/信号用来控制数据传送的方向。DT/为高电平时，CPU发送数据到存储器或I/O端口；DT/为低电平时，CPU接收来自存储器或I/O端口的数据。⑹DEN/（dataenable）：数据允许控制信号，输出，三态，低电平有效。

　　信号用作总线收发器的选通控制信号。当为低电平时，表明CPU进行数据的读/写操作。

　　⑺HOLD（busholdrequest）：总线保持请求信号，输入，高电平有效。

　　在DMA数据传送方式中，由总线控制器8237A发出一个高电平有效的总线请求信号，通过HOLD引脚输入到CPU，请求CPU让出总线控制权。

　　⑻HLDA（holdacknowledge）：总线保持响应信号，输出，高电平有效。

　　HLDA是与HOLD配合使用的联络信号。在HLDA有效期间，HLDA引脚输出一个高电平有效的响应信号，同时总线将处于浮空状态，CPU让出对总线的控制权，将其交付给申请使用总线的8237A控制器使用，总线使用完后，会使HOLD信号变为低电平，CPU又重新获得对总线的控制权。

　　CPU工作于最大模式时使用的引脚信号

　　当引脚接低电平时，CPU工作于最大模式。此时，引脚信号24～31的含义及其功能如下。

　　⑴S2，S1，S0（statussignals）：总线周期状态信号，输出，低电平有效。

　　⑵RQ/，GT/（request/grant）：总线请求允许信号输入/总线请求允许输出信号，双向，低电平有效。

　　该信号用以取代最小模式时的HOLD/HLDA两个信号的功能，是特意为多处理器系统而设计的。当系统中某一部件要求获得总线控制权时，就通过此信号线向8086CPU发出总线请求信号，若CPU响应总线请求，就通过同一引脚发回响应信号，允许总线请求，表明8086CPU已放弃对总线的控制权，将总线控制权交给提出总线请求的部件使用。RQ/GT0优先级高于RQ/GT1。

　　⑶LOCK/（lock）总线封锁信号，输出，低电平有效。

　　信号有效时，表示此时8086CPU不允许其他总线部件占用总线。

　　⑷QS1，QS0（queuestatus）：指令队列状态信号，输出。

　　QS1和QS0信号的组合可以指示总线接口部件BIU中指令队列的状态，以便其他处理器监视、跟踪指令队列的状态。