微机原理及接口技术第6章.ppt
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1、第 六 章INTEL 8086/88 微处理器第六章 8086/88微处理器教学重点教学重点n 基本引脚和功能基本引脚和功能n8086/88子系统的基本配置子系统的基本配置n 总线时序总线时序中央中央处理处理器器8088协处协处理器理器8087总线总线驱动驱动器器总线总线控制控制器器8288RAM存储存储器器ROM存储存储器器8 级级中断中断电路电路4通道通道DMA8 通道通道定时定时/计数器计数器喇叭喇叭电路电路键盘键盘接口接口 8个个扩扩展展插插座座CBABDB时钟时钟信号信号发生器发生器8284一、一、一、一、IBM PC/XTIBM PC/XT机主板结构机主板结构机主板结构机主板结构二
2、、二、二、二、IBM PC/XTIBM PC/XT的控制核心的控制核心的控制核心的控制核心中央中央处理器处理器8088协处协处理器理器8087地址地址锁存器锁存器总线总线控制控制器器8288时钟时钟信号信号发生器发生器8284数据数据收发收发器器CBABDB6.1 8086的引脚及其功能n外外部部特特性性表表现现在在其其引引脚脚信信号号上上,学学习习时请特别关注以下几个方面:时请特别关注以下几个方面:引脚的功能引脚的功能 信号的流向信号的流向 有效电平有效电平 三态能力三态能力指引脚信号的定义、指引脚信号的定义、作用;通常采用英文作用;通常采用英文单词或其缩写表示单词或其缩写表示信号从芯片向外
3、输出,信号从芯片向外输出,还是从外部输入芯片,还是从外部输入芯片,或者是双向的或者是双向的起作用的逻辑电平起作用的逻辑电平高、低电平有效高、低电平有效上升、下降边沿有上升、下降边沿有效效输出正常的低电平、输出正常的低电平、高电平外,还可以输高电平外,还可以输出高阻的第三态出高阻的第三态6.1.1 8086的两种工作模式n两种工作模式构成两种不同规模的应用系统两种工作模式构成两种不同规模的应用系统n最小工作模式最小工作模式n构成小规模的应用系统构成小规模的应用系统n8086本身提供所有的系统总线信号本身提供所有的系统总线信号n最大工作模式最大工作模式n构构成成较较大大规规模模的的应应用用系系统统
4、,例例如如可可以以接接入入数数值值协协处理器处理器8087n8086和总线控制器和总线控制器8288共同形成系统总线信号共同形成系统总线信号IBMIBM PC/XT PC/XT的控制核心的控制核心的控制核心的控制核心中央中央处理器处理器8088协处协处理器理器8087地址地址锁存器锁存器总线总线控制控制器器8288时钟时钟信号信号发生器发生器8284数据数据收发收发器器CBABDB6.1.1 8086的两种组态模式(续)n两种组态利用两种组态利用MN/MX引脚区别引脚区别nMN/MX接高电平为最小组态模式接高电平为最小组态模式nMN/MX接低电平为最大组态模式接低电平为最大组态模式n两种组态下
5、的内部操作并没有区别两种组态下的内部操作并没有区别8086的引脚图12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221 GND AD14 AD13 AD12 AD11 AD10 AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI INTR CLK GNDVCCAD15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6BHE/S7MN/MXRDHOLD (RQ/GT0)HLDA (RQ/GT1)WR (LOCK)M/IO (S2)DT/R (S1)DEN (S0)ALE(Q
6、S0)INTA (QS1)TESTREADYRESET8086最小工作模式的引脚信号1.数据和地址引脚数据和地址引脚2.读写控制引脚读写控制引脚3.中断请求和响应引脚中断请求和响应引脚4.总线请求和响应引脚总线请求和响应引脚5.其它引脚其它引脚5类不同的引脚:类不同的引脚:1.数据和地址引脚AD15AD0(Address/Data)n地址地址/数据数据分时复用分时复用引脚,双向、三态引脚,双向、三态n在在访访问问存存储储器器或或外外设设的的总总线线操操作作周周期期中中,这这些些引引脚脚在在第第一一个个时时钟钟周周期期输输出出存存储储器器或或I/O端口的地址端口的地址A15A0n其他时间用于传送
7、数据其他时间用于传送数据D15D0 1.数据和地址引脚(续2)A19/S6A16/S3(Address/Status)n地址地址/状态状态分时复用引脚,输出、三态分时复用引脚,输出、三态n这这些些引引脚脚在在访访问问存存储储器器的的第第一一个个时时钟钟周周期期输出高输出高4位地址位地址A19A16n在在访访问问外外设设的的第第一一个个时时钟钟周周期期全全部部输输出出低低电平无效电平无效n其他时间输出状态信号其他时间输出状态信号S6S3BHE/S7BHE(Byte High Enable)控制是否进行高位字节数据传送,控制是否进行高位字节数据传送,它与地址总线的它与地址总线的A0组合控制数据操作
8、的宽度和类型。组合控制数据操作的宽度和类型。BHEA0操 作涉及的数据线00读/写从偶数地址开始的一个字D15D001读/写奇数地址的一个字节D15D80110读/写从奇数地址开始一个字先读/写奇地址字节后读/写偶地址字节D15D8D7D010读/写偶数地址的一个字节D7D011无效状态引脚的定义n其中其中S7未使用,未使用,nS6为为0表表示示8086CPU占用总线,占用总线,nS5输出输出IF的状态的状态nS4 S3指指明明CPU正正在在使使用用的的段段寄寄存存器器如如表表所所示。示。S4S3CPU使用段寄存器00ES01SS10CS11DS2.读写控制引脚ALE(Address Latc
9、h Enable)n地址锁存允许地址锁存允许,输出、三态、高电平有效,输出、三态、高电平有效nALE引引脚脚有有效效时时,表表示示复复用用引引脚脚:AD15AD0和和A19/S6A16/S3正在传送地址信息正在传送地址信息n由由于于地地址址信信息息在在这这些些复复用用引引脚脚上上出出现现的的时时间间很很短短暂暂,所所以以系系统统可可以以利利用用ALE信信号号将将地址锁存起来地址锁存起来2.读写控制引脚(续1)M/IO(Memory/Input and Output)n存储器或存储器或I/O访问访问,输出、三态,输出、三态n该该引引脚脚输输出出低低电电平平时时,表表示示CPU将将访访问问I/O端
10、端口口,这这时时地地址址总总线线A15A0提提供供16位位I/O口口地址地址n该该引引脚脚输输出出高高电电平平时时,表表示示CPU将将访访问问存存储储器器,这这时时地地址址总总线线A19A0提提供供20位位存存储储器地址器地址 2.读写控制引脚(续2)WR(Write)n写控制写控制,输出、三态、低电平有效,输出、三态、低电平有效n有有效效时时,表表示示CPU正正在在写写出出数数据据给给存存储储器器或或I/O端口端口RD(Read)n读控制读控制,输出、三态、低电平有效,输出、三态、低电平有效n有有效效时时,表表示示CPU正正在在从从存存储储器器或或I/O端端口读入数据口读入数据 2.读写控制
11、引脚(续3)nM/IO、WR和和RD是最基本的控制信号是最基本的控制信号n组合组合后,控制后,控制4种基本的总线周期种基本的总线周期总线周期总线周期M/IO WRRD存储器读存储器读高高高高低低存储器写存储器写高高低低高高I/O读读低低高高低低I/O写写低低低低高高2.读写控制引脚(续4)READY n存储器或存储器或I/O口就绪口就绪,输入、高电平有效,输入、高电平有效n在在总总线线操操作作周周期期中中,8086 CPU会会在在第第3个个时时钟钟周周期的前沿测试该引脚期的前沿测试该引脚n如果测到高有效,如果测到高有效,CPU直接进入第直接进入第4个时钟周期个时钟周期n如果测到无效,如果测到无
12、效,CPU将插入等待周期将插入等待周期TwnCPU在在等等待待周周期期中中仍仍然然要要监监测测READY信信号号,有有效效则则进进入入第第4个个时时钟钟周周期期,否否则则继继续续插插入入等等待待周周期期Tw。T1T2T3TWT4TiT1T2等待周期空闲周期一个总线周期2.读写控制引脚(续5)DEN(Data Enable)n数据传送允许数据传送允许,输出、三态、低电平有效,输出、三态、低电平有效n有有效效时时,表表示示当当前前数数据据总总线线上上正正在在传传送送数数据据,可利用他来控制对数据总线的驱动可利用他来控制对数据总线的驱动 DT/R(Data Transmit/Receive)n数据发
13、送数据发送/接收接收,输出、三态,输出、三态n该信号表明当前总线上数据的流向该信号表明当前总线上数据的流向n高电平时数据自高电平时数据自CPU输出(发送)输出(发送)n低电平时数据输入低电平时数据输入CPU(接收)接收)3.中断请求和响应引脚INTR(Interrupt Request)n可屏蔽中断请求可屏蔽中断请求,输入、高电平有效,输入、高电平有效n有有效效时时,表表示示请请求求设设备备向向CPU申申请请可可屏屏蔽蔽中断中断n该该请请求求的的优优先先级级别别较较低低,并并可可通通过过关关中中断断指指令令CLI清清除除标标志志寄寄存存器器中中的的IF标标志志、从从而对中断请求进行屏蔽而对中断
14、请求进行屏蔽3.中断请求和响应引脚(续1)INTA(Interrupt Acknowledge)n可屏蔽中断响应可屏蔽中断响应,输出、低电平有效,输出、低电平有效n有有效效时时,表表示示来来自自INTR引引脚脚的的中中断断请请求求已被已被CPU响应,响应,CPU进入中断响应周期进入中断响应周期n中中断断响响应应周周期期是是连连续续的的两两个个,每每个个都都发发出出有有效效响响应应信信号号,以以便便通通知知外外设设他他们们的的中中断断请请求求已已被被响响应应、并并令令有有关关设设备备将将中中断断向向量量号送到数据总线号送到数据总线 3.中断请求和响应引脚(续2)NMI(Non-Maskable
15、Interrupt)n不可屏蔽中断请求不可屏蔽中断请求,输入、上升沿有效,输入、上升沿有效n有有效效时时,表表示示外外界界向向CPU申申请请不不可可屏屏蔽蔽中断中断n该该请请求求的的优优先先级级别别高高于于INTR,并并且且不不能在能在CPU内被屏蔽内被屏蔽n当当系系统统发发生生紧紧急急情情况况时时,可可通通过过他他向向CPU申请不可屏蔽中断服务申请不可屏蔽中断服务 4.总线请求和响应引脚HOLDn总总线线保保持持(即即总总线线请请求求),输输入入、高高电电平平有效有效n有有效效时时,表表示示总总线线请请求求设设备备向向CPU申申请请占占有总线有总线n该该信信号号从从有有效效回回到到无无效效时
16、时,表表示示总总线线请请求求设设备备对对总总线线的的使使用用已已经经结结束束,通通知知CPU收收回对总线的控制权回对总线的控制权 4.总线请求和响应引脚(续1)HLDA(HOLD Acknowledge)n总总线线保保持持响响应应(即即总总线线响响应应),输输出出、高高电电平平有效有效n有有效效时时,表表示示CPU已已响响应应总总线线请请求求并并已已将将总总线线释放释放n此此时时CPU的的地地址址总总线线、数数据据总总线线及及具具有有三三态态输输出出能能力力的的控控制制总总线线将将全全面面呈呈现现高高阻阻,使使总总线线请请求设备可以顺利接管总线求设备可以顺利接管总线n待待到到总总线线请请求求信
17、信号号HOLD无无效效,总总线线响响应应信信号号HLDA也转为无效,也转为无效,CPU重新获得总线控制权重新获得总线控制权 5.其它引脚RESETn复位请求复位请求,输入、高电平有效,输入、高电平有效n该该信信号号有有效效,将将使使CPU回回到到其其初初始始状状态态;当当他他再再度度返返回回无无效效时时,CPU将将重重新新开开始始工作工作n8086复复位位后后CSFFFFH、IP0000H,所以程序入口在物理地址所以程序入口在物理地址FFFF0H5.其它引脚(续1)CLK(Clock)n时钟输入时钟输入n系系统统通通过过该该引引脚脚给给CPU提提供供内内部部定定时时信信号号。8086的标准工作
18、时钟为的标准工作时钟为5MHznIBM PC/XT机机的的8086采采用用了了4.77MHz的的时时钟,其周期约为钟,其周期约为210ns 5.其它引脚(续2)Vccn电源输入电源输入,向,向CPU提供提供5V电源电源GNDn接地接地,向,向CPU提供参考地电平提供参考地电平MN/MX(Minimum/Maximum)n组态选择组态选择,输入,输入n接接高高电电平平时时,8086引引脚脚工工作作在在最最小小组组态态;反之,反之,8086工作在最大组态工作在最大组态 5.其它引脚(续3)TESTn测试测试,输入、低电平有效,输入、低电平有效n该引脚与该引脚与WAIT指令配合使用指令配合使用n当当
19、CPU执执行行WAIT指指令令时时,他他将将在在每每个个时时钟钟周周期期对对该该引引脚脚进进行行测测试试:如如果果无无效效,则则程程序序踏踏步步并并继续测试;如果有效,则程序恢复运行继续测试;如果有效,则程序恢复运行n也也就就是是说说,WAIT指指令令使使CPU产产生生等等待待,直直到到引引脚有效为止脚有效为止n在在使使用用协协处处理理器器8087时时,通通过过引引脚脚和和WAIT指指令令,可使可使8086与与8087的操作保持同步的操作保持同步“引脚”小结CPU引脚是系统总线的基本信号引脚是系统总线的基本信号可以分成三类信号:可以分成三类信号:n16位数据线:位数据线:D0D16n20位地址
20、线:位地址线:A0A19n控制线:控制线:nALE、M/IO、WR、RD、READYnINTR、INTA、NMI,HOLD、HLDAnRESET、CLK、Vcc、GND6.1.2 8088引脚与8086的区别(最小模式)1、数数据据引引脚脚减减少少8条条,AD0-AD15改改为为AD0-AD7,A8-A15。2、BHE/S7引脚改为引脚改为SS03、M/IO改为改为IO/M6.1.38086/88 最大模式的引脚与最小模式的区别最大模式的引脚与最小模式的区别在最大模式下,在最大模式下,RD无效,最小模式的无效,最小模式的8条引脚条引脚INTA,ALE,M/IO(或或IO/M)DT/R,DEN,
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