微处理器的引脚功能和工作时序.ppt
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1、第 1 页2.4 8086/8088 8086/8088 微处理器子系统微处理器子系统CPUCPU的引脚及总线:的引脚及总线:CPU CPU芯片上有许多像针一样的引线,称芯片上有许多像针一样的引线,称之为引脚。之为引脚。CPU CPU工作时通过这些引脚向微机系统内工作时通过这些引脚向微机系统内其他功能部件传递各种信号。引脚上传送其他功能部件传递各种信号。引脚上传送的是二进制信号(的是二进制信号(0 0或或1 1),这种信号用高),这种信号用高低电压来表示,高电压(如低电压来表示,高电压(如5VDC5VDC)表示)表示1 1,低电压(如低电压(如0VDC0VDC)表示)表示0 0。不同引脚上出现
2、。不同引脚上出现高电压的时刻不一样,因而其代表的含义高电压的时刻不一样,因而其代表的含义不一样,其功能也不一样。不一样,其功能也不一样。数据总线(数据总线(Data BusData Bus)地址总线(地址总线(Address BusAddress Bus)控制总线(控制总线(Control BusControl Bus)引脚引脚 用于在用于在CPU和存储器或和存储器或I/O接接口间传送数据(指令或数据)。口间传送数据(指令或数据)。其宽度决定了其宽度决定了CPU与存储器或与存储器或I/O接口一次交换数据的位数,也接口一次交换数据的位数,也是区分是区分CPU位数的依据。位数的依据。输出地址来选择
3、某一存储单元输出地址来选择某一存储单元或或I/O 传送传送CPU发出的控制信息或送发出的控制信息或送到到CPU的状态信息。的状态信息。引脚分类引脚分类第 2 页2.4 8086/8088 8086/8088 微处理器子系统微处理器子系统2.4.1 8086/8088 8086/8088 微处理器的引脚及功能微处理器的引脚及功能 8086/8088 CPU是是16位微处理器,对外信号应包含位微处理器,对外信号应包含16条条数据线,数据线,20条地址线,以及若干控制信号。条地址线,以及若干控制信号。为了减少芯片引脚数量,部分引脚采用分时复用的为了减少芯片引脚数量,部分引脚采用分时复用的方式,构成方
4、式,构成40条引脚的双列直插式封装。条引脚的双列直插式封装。第 3 页图图1-7 8086微处理器的封装外形微处理器的封装外形GNDAD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVcc(+5V)AD15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6BHE/S7MN/MXRDHOLD(RQ/GT0)HLDA(RQ/GT1)WR(LOCK)M/IO(S2)DT/R(S1)DEN(S0)ALE(QS0)INTA(QS1)TESTREADYRESET8086微处理器微处理器12021408086/8088 CPU8086
5、/8088 CPU有有两种两种不同的工作模式不同的工作模式(最小(最小模式和最大模式)。模式和最大模式)。8 8条引脚(条引脚(24243131)在两)在两种工作模式中,具有不种工作模式中,具有不同的功能,最大模式下同的功能,最大模式下被重新定义的控制信号被重新定义的控制信号写在括号中。写在括号中。2.4.1 8086/8088 8086/8088 微处理器的引脚及功能微处理器的引脚及功能第 4 页按传输方向划分,按传输方向划分,CPUCPU引引脚信号有以下几种类型:脚信号有以下几种类型:输出:输出:信号从信号从CPU向向外部传送;外部传送;输入:输入:信号从外部送入信号从外部送入CPU;双向
6、:双向:信号有时从外部信号有时从外部送入送入CPU,有时从有时从CPU向外部传送;向外部传送;2.4.1 8086/8088 8086/8088 微处理器的引脚及功能微处理器的引脚及功能GNDAD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVcc(+5V)AD15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6BHE/S7MN/MXRDHOLD(RQ/GT0)HLDA(RQ/GT1)WR(LOCK)M/IO(S2)DT/R(S1)DEN(S0)ALE(QS0)INTA(QS1)TESTREADYRESET8086微处
7、理器微处理器1202140第 5 页1 1、地址与数据信号引脚、地址与数据信号引脚(1 1)ADAD1515ADAD0 0(Address DataAddress Data BusBus)(2 2)A A1919/S/S6 6A A1616/S/S3 3(Address/StatusAddress/Status)2.4.1 8086/8088 8086/8088 微处理器的引脚及功能微处理器的引脚及功能GNDAD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVcc(+5V)AD15A16/S3A17/S4A18/S5A
8、19/S6BHE/S7MN/MXRDHOLD(RQ/GT0)HLDA(RQ/GT1)WR(LOCK)M/IO(S2)DT/R(S1)DEN(S0)ALE(QS0)INTA(QS1)TESTREADYRESET8086微处理器微处理器1202140分时复用的地址分时复用的地址/数据线。数据线。用作地址总线时,用作地址总线时,AD15AD0 提供访问存储器的提供访问存储器的20位物理地址的低位物理地址的低16位。位。用作数据总线时,传输用作数据总线时,传输16位数据。位数据。分时复用的地址分时复用的地址/状态线。状态线。用作地址总线时,用作地址总线时,A19A16提供访问存储提供访问存储器的器的2
9、0位物理地址的高位物理地址的高4位。位。用作状态线时,用作状态线时,S6S3用来输出状态信息,用来输出状态信息,表示当前正在使用的段寄存器。表示当前正在使用的段寄存器。第 6 页2 2、读写控制信号引脚、读写控制信号引脚读写控制信号用来控制读写控制信号用来控制CPU对存储器和对存储器和I/O接口的接口的读写过程:读写过程:数据传输方向(读数据传输方向(读/写);写);传输种类(存储器还是传输种类(存储器还是IO设备)设备);读写方式(奇地址字节读写方式(奇地址字节/偶地址偶地址字节字节/字);字);存储器存储器/IO设备是否准备好的状设备是否准备好的状态信号;态信号;2.4.1 8086/80
10、88 8086/8088 微处理器的引脚及功能微处理器的引脚及功能GNDAD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVcc(+5V)AD15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6BHE/S7MN/MXRDHOLD(RQ/GT0)HLDA(RQ/GT1)WR(LOCK)M/IO(S2)DT/R(S1)DEN(S0)ALE(QS0)INTA(QS1)TESTREADYRESET8086微处理器微处理器1202140第 7 页3 3、中断控制信号引脚、中断控制信号引脚4 4、DMADMA控制信号引脚控制信号引
11、脚5 5、其他引脚、其他引脚6 6、最大模式下的、最大模式下的24-3124-31引脚引脚7 7、80888088CPUCPU的引脚的引脚 2.4.1 8086/8088 8086/8088 微处理器的引脚及功能微处理器的引脚及功能GNDAD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVcc(+5V)AD15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6BHE/S7MN/MXRDHOLD(RQ/GT0)HLDA(RQ/GT1)WR(LOCK)M/IO(S2)DT/R(S1)DEN(S0)ALE(QS0)INTA(Q
12、S1)TESTREADYRESET8086微处理器微处理器1202140第 8 页 CPUCPU及其外围支持芯片合称为及其外围支持芯片合称为微处理器子系统微处理器子系统。外围芯片的作用外围芯片的作用是:是:支持支持CPUCPU访问内存与访问内存与I/OI/O接口,完成指令功能。接口,完成指令功能。2.4.2 最小模式下的最小模式下的8086/8088 8086/8088 微处理器子系统微处理器子系统 (1)为)为CPU工作提供适当的时钟信号,对外界输入的控工作提供适当的时钟信号,对外界输入的控制制/联络信号进行同步处理;联络信号进行同步处理;(2)分离)分离CPU输出的地址输出的地址/数据分时
13、复用信号,得到独立数据分时复用信号,得到独立的地址总线和数据总线信号,同时还增强它们的驱动能力。的地址总线和数据总线信号,同时还增强它们的驱动能力。(3)对)对CPU输出的控制信号进行组合,产生稳定可靠、输出的控制信号进行组合,产生稳定可靠、便于使用的系统总线信号便于使用的系统总线信号。第 9 页 8086/8088 8086/8088 CPUCPU设置有设置有两种工作模式两种工作模式:最小工作模式最小工作模式:系统中只有一个系统中只有一个8086/80888086/8088处理器;处理器;所有的总线控制信号都由所有的总线控制信号都由8086/8088 8086/8088 CPUCPU直接产生
14、;直接产生;也称单处理器模式。也称单处理器模式。最大工作模式最大工作模式:系统内可以有一个以上的处理器,除了系统内可以有一个以上的处理器,除了8086/80888086/8088作为作为“中央中央处理器处理器”之外,还可以配置用于数值计算的之外,还可以配置用于数值计算的80878087“数值协处数值协处理器理器”和用于和用于I/OI/O管理的管理的“I/OI/O协处理器协处理器”80898089;各个处理器发往总线的命令统一送往各个处理器发往总线的命令统一送往“总线控制器总线控制器”,由它,由它“仲裁仲裁”后发出。后发出。CPUCPU两种工作模式由两种工作模式由MN/MXMN/MX引脚决定。引
15、脚决定。2.4.2 最小模式下的最小模式下的8086/8088 8086/8088 微处理器子系统微处理器子系统 第 10 页1.1.最小模式下最小模式下80868086微处理器子系统的构成微处理器子系统的构成2.4.2 最小模式下的最小模式下的8086/8088 8086/8088 微处理器子系统微处理器子系统 时钟发生器时钟发生器8284A:产生时钟信号产生时钟信号CLK信号;信号;同步外部发来的同步外部发来的RESET和和READY信号。信号。地址锁存器地址锁存器8282:锁存锁存20位地址信号和位地址信号和BHE信信号。号。数据总线收发器数据总线收发器8286:与与CPU的的DEN与与
16、DT/R引脚连接,对引脚连接,对AD15-AD0中传送的数据信息进行缓中传送的数据信息进行缓冲和驱动,并控制数据的传送方向。冲和驱动,并控制数据的传送方向。DEN=0,允许数据经数据总线收,允许数据经数据总线收发器传送。发器传送。DT/R=0,CPU接收来自内存或接收来自内存或I/O接口的数据(输入);接口的数据(输入);DT/R=1,CPU向内存或向内存或I/O接口接口发送数据(输出)。发送数据(输出)。所有的总线控制信号,所有的总线控制信号,M/IO、RD、WR、INTA、ALE、DT/R、DEN、BHE、HLDA等均由等均由CPU直接产生,外部产生的直接产生,外部产生的INTR,NMI,
17、HOLD,READY等请求信号直接送等请求信号直接送往往8086。信号信号DT/R、DEN、ALE主要用于对外围主要用于对外围芯片的控制。芯片的控制。第 11 页2.4.3 最大模式下的最大模式下的8086/8088 8086/8088 微处理器子系统微处理器子系统最大模式是一个多处理器系统,需要解决主处理最大模式是一个多处理器系统,需要解决主处理器和协处理器之间的协调和对系统总线的共器和协处理器之间的协调和对系统总线的共享控制问题。享控制问题。硬件方面,硬件方面,增加了一个总线控制器增加了一个总线控制器82888288,由,由82888288对各处理器发出的控制信号进行变换和组合,对各处理器
18、发出的控制信号进行变换和组合,最终由最终由82888288产生总线控制信号产生总线控制信号,而不是由,而不是由CPUCPU直接产生(这是与最小模式不同的)。直接产生(这是与最小模式不同的)。第 12 页图图1-9 8086最大模式下的微处理器子系统最大模式下的微处理器子系统2.4.3 最大模式下的最大模式下的8086/8088 8086/8088 微处理器子系统微处理器子系统第 13 页1 1、指令周期、指令周期CPUCPU执行一条指令的时间(包括取指令和执行执行一条指令的时间(包括取指令和执行该指令所需的全部时间)称为一个该指令所需的全部时间)称为一个指令周期指令周期。2 2、总线周期、总线
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