Intel 8086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。不久，Intel 8088就推出了，拥有一个外部的8位数据总线，允许便宜的芯片用途。它是以8080和8085的设计为基础，拥有类似的寄存器组，但是数据总线扩充为16位。总线界面单元(Bus Interface Unit)透过6字节预存(prefecth) 的队列(queue)喂指令给执行单元(Execution Unit)，所以取指令和执行是同步的，8086 CPU有20条地址线，可直接寻址1MB的存储空间，每一个存储单元可以存放一个字节（8位）二进制信息。

简介

1978年:8086/8088微处理器

8086微处理器结构(1．总线接口单元 (BIU) 2．执行单元 (EU) 3、BIU和EU的管理)

8086引脚(概念 1．两种工作方式功能相同的引脚 2．CPU工作于最小模式时使用的引脚信号 3．CPU工作于最大模式时使用的引脚信号)

8086的指令集(MOV XCHG LEA,LDS,LES SUB,SBB NEG CBW,CWD SHR,SHL,SAR,SAL CLD,STD JXX LOOP SCASB,SCASW)

简介

Intel 8086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64K 8 位元的输出输入(或32K 16 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。

Intel 8086有四个 内存区段(segment) 寄存器，可以从索引寄存器来设定。区段寄存器可以让 CPU 利用特殊的方式存取1 MB内存。8086 把段地址左移 4 位然后把它加上偏移地址。大部分的人都认为这是一个很不好的设计，因为这样的结果是会让各分段有重叠。尽管这样对组合语言而言大部分被接受(也甚至有用)，可以完全地控制分段，，使在编程中使用指针 (如C 编程语言) 变得困难。它导致指针的高效率表示变得困难，且有可能产生两个指向同一个地方的指针拥有不同的地址。更坏的是，这种方式产生要让内存扩充到大于 1 MB 的困难。而 8086 的寻址方式改变让内存扩充较有效率。

8086处理器的时钟频率介于4.77MHz(在原先的IBM PC)和10 MHz之间。 8086 没有包含浮点指令部分（FPU），但是可以通过外接数学辅助处理器来增强浮点计算能力。Intel 8087 是标准版本。

1978年:8086/8088微处理器

8086是Intel系列的16位微处理器，芯片上有4万个晶体管，采用 HMOS工 艺制造，用单一的+5V电源，时钟频率为4.77MHz~10MHz。

8086有16根数据线和20根地址线，它既能处理16位数据，也能处理8位数据。可 寻址的内存空间为1MB.

在取得IBM个人电脑部门敲定的重要销售合约之后，Intel 8088处理器不仅成为了IBM个人电脑的大脑，而且还让IBM个人电脑成为新款畅销产品。为此，Intel 8088处理器的成功，也将英特尔进入“财富杂志500大企业排行榜”，《财富》杂志将英特尔评为 “70年代最成功的企业”之一。Intel 8088晶体管数目约为2.9万颗。

1978年英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器。很快Zilog公司和摩托罗拉公司也宣布计划生产Z8000和68000。这就是第三代微处理器的起点。

8086微处理器最高主频速度为8MHz，具有16位数据通道，内存寻址能力为1MB。同时，英特尔还生产出与之相配合的数学协处理器i8087,这两种芯片使用相互兼容的指令集，但intel8087指令集中增加了一些专门用于对数、指数和三角函数等数学计算的指令。人们将这些指令集统一称之为 x86指令集。虽然以后英特尔又陆续生产出第二代、第三代等更先进和更快的新型CPU，但都仍然兼容原来的x86指令，而且英特尔在后续CPU的命名上沿用了原先的x86序列，直到后来因商标注册问题，才放弃了继续用阿拉伯数字命名。

1979年，英特尔公司又开发出了8088。8086和8088在芯片内部均采用16位数据传输，所以都称为16位微处理器，但8086每周期能传送或接收16位数据，而8088每周期只采用8位。因为最初的大部分设备和芯片是8位的，而8088的外部8位数据传送、接收能与这些设备相兼容。8088采用40针的DIP封装，工作频率为6.66MHz、7.16MHz或8MHz，微处理器集成了大约29000个晶体管。

8086和8088问世后不久，英特尔公司就开始对他们进行改进。他们将更多功能集成在芯片上，这样就诞生了80186和80188。这两款微处理器内部均以16位工作，在外部输入输出上80186采用16位，而80188和8088一样是采用8位工作。

1981年，IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机中，从而开创了全新的微机时代。也正是从8088开始，个人电脑(PC)的概念开始在全世界范围内发展起来。从8088应用到IBM PC机上开始,个人电脑真正走进了人们的工作和生活之中，它也标志着一个新时代的开始

8086微处理器结构

1．总线接口单元 (BIU)

总线接口部件由下列各部分组成：

（1）4个段地址寄存器：

CS——16位的代码段寄存器；

DS——16位的数据段寄存器；

ES——16位的扩展段寄存器；

SS——16位的堆栈段寄存器；

（2）16位的指令指针寄存器IP；

（3）20位的地址加法器；

（4）6字节的指令队列缓冲器。

2．执行单元 (EU)

执行部件由下列几个部分组成：

（1）8个通用寄存器：即AX、BX、CX、DX, BP, SP, SI, DI ；

其中，4个数据寄存器：AX、BX、CX、DX；

2个地址指针寄存器：BP, SP；

2个变址寄存器：SI, DI；

（2）标志寄存器FR；

（3）算术逻辑单元ALU。

3、BIU和EU的管理

(1) BIU和EU可以并行工作，提高CPU效率。BIU监视着指令队列。当指令队列中有2个空字节时，就自动把指令取到队列中。

(2) EU执行指令时，从指令队列头部取指令，然后执行。如需访问存储器，则EU向BIU发出请求，由BIU访问存储器。

(3) 在执行转移、调用、返回指令时，需改变队列中的指令，要等新指令装入队列中后，EU才继续执行指令。

8086引脚

概念

在学习8086 CPU的引脚信号前，必须弄清CPU最小模式和最大模式的概念。所谓最小模式，就是在系统中只有一个8086微处理器，所有的总线控制信号都直接由8086 CPU产生，因此，系统中的总线控制电路被减到最少。最大模式是相对最小模式而言的。在最大模式系统中，总是包含两个或多个微处理器，其中一个主处理器就是8086，其他的处理器称为协处理器，它们是协助主处理器工作的。如数学运算协处理器8087，输入/输出协处理器8089。8086 CPU到底工作在最大模式还是最小模式，完全由硬件决定。

当CPU处于不同工作模式时，其部分引脚的功能是不同的。

1．两种工作方式功能相同的引脚

（1）AD15 ～AD0（address data bus）：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。

（2）A19/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。

（3）BHE(低)/S7（bus high enable/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。

（4）RD/（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。

（5）READY（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。

（6）INTR（interrupt request）：可屏蔽中断请求信号，输入，高电平有效。

8086 CPU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。

（7）TEST/（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8086 CPU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。

（8）NMI（non-maskable interrupt）：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。

（9）RESET（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。

（10）CLK（clock）：时钟信号，输入。

CLK为CPU提供基本的定时脉冲信号。8086 CPU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。

（11）VCC电源输入引脚。

8086 CPU采用单一+5V电源供电。

（12）GND：接地引脚。

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

引脚用来设置8086 CPU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。

2．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。

（1）IO/M/（memory I/O select）：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。

（2）WR/（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。

（3）INTA/（interrupt acknowledge）：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。

（4）ALE（address lock enable）：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。

（5）DT/（data transmit or receive）：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。

（6）DEN/（data enable）：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。

（7）HOLD（bus hold request）：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。

（8）HLDA（hold acknowledge）：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。

3．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。

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

它们表明当前总线周期所进行的操作类型。, , 代码组合及其对应操作见表2.3。

表2.3 , , 代码组合及对应操作表

（2）RQ/,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8086 CPU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8086 CPU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。引脚的优先级高于。

（3）LOCK/（lock）总线封锁信号，输出，低电平有效。

信号有效时，表示此时8086 CPU不允许其他总线部件占用总线。

（4）QS1, QS0（queue status）：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。

8086的指令集

MOV

功能: 把源操作数送给目的操作数

语法: MOV 目的操作数,源操作数

格式: MOV r1,r2

MOV r,m

MOV m,r

MOV r,data

XCHG

功能: 交换两个操作数的数据

语法: XCHG

格式: XCHG r1,r2 XCHG m,r XCHG r,m

PUSH,POP

功能: 把操作数压入或取出堆栈

语法: PUSH 操作数 POP 操作数

格式: PUSH r PUSH M PUSH data POP r POP m

PUSHF,POPF,PUSHA,POPA

功能: 堆栈指令群

格式: PUSHF POPF PUSHA POPA

LEA,LDS,LES

功能: 取地址至寄存器

语法: LEA r,m LDS r,m LES r,m

XLAT(XLATB)

功能: 查表指令

语法: XLAT XLAT m

算数运算指令

ADD,ADC

功能: 加法指令

语法: ADD OP1,OP2 ADC OP1,OP2

格式: ADD r1,r2 ADD r,m ADD m,r ADD r,data

影响标志: C,P,A,Z,S,O

SUB,SBB

功能:减法指令

语法: SUB OP1,OP2 SBB OP1,OP2

格式: SUB r1,r2 SUB r,m SUB m,r SUB r,data SUB m,data

影响标志: C,P,A,Z,S,O

INC,DEC

功能: 把OP的值加一或减一

语法: INC OP DEC OP

格式: INC r/m DEC r/m

影响标志: P,A,Z,S,O

NEG

功能: 将OP的符号反相(取二进制补码)

语法: NEG OP

格式: NEG r/m

影响标志: C,P,A,Z,S,O

MUL,IMUL

功能: 乘法指令

语法: MUL OP IMUL OP

格式: MUL r/m IMUL r/m

影响标志: C,P,A,Z,S,O(仅IMUL会影响S标志)

DIV,IDIV

功能:除法指令

语法: DIV OP IDIV OP

格式: DIV r/m IDIV r/m

CBW,CWD

功能: 有符号数扩展指令

语法: CBW CWD

AAA,AAS,AAM,AAD

功能: 非压BCD码运算调整指令

语法: AAA AAS AAM AAD

影响标志: A,C(AAA,AAS) S,Z,P(AAM,AAD)

DAA,DAS

功能: 压缩BCD码调整指令

语法: DAA DAS

影响标志: C,P,A,Z,S

位运算指令集

AND,OR,XOR,NOT,TEST

功能: 执行BIT与BIT之间的逻辑运算

语法: AND r/m,r/m/data OR r/m,r/m/data XOR r/m,r/m/data TEST r/m,r/m/data NOT r/m

影响标志: C,O,P,Z,S(其中C与O两个标志会被设为0) NOT指令不影响任何标志位

SHR,SHL,SAR,SAL

功能: 移位指令

语法: SHR r/m,data/CL SHL r/m,data/CL SAR r/m,data/CL SAL r/m,data/CL

影响标志: C,P,Z,S,O

ROR,ROL,RCR,RCL

功能: 循环移位指令

语法: ROR r/m,data/CL ROL r/m,data/CL RCR r/m,data/CL RCL r/m,data/CL

影响标志: C,P,Z,S,O

程序流程控制指令集

CLC,STC,CMC

功能: 设定进位标志

语法: CLC STC CMC

标志位: C

CLD,STD

功能: 设定方向标志

语法: CLD STD

标志位: D

CLI,STI

功能: 设定中断标志

语法: CLI STI

标志位: I

CMP

功能: 比较OP1与OP2的值

语法: CMP r/m,r/m/data

标志位: C,P,A,Z,O

JMP

功能: 跳往指定地址执行

语法: JMP 地址

JXX

功能: 当特定条件成立则跳往指定地址执行

语法: JXX 地址

注:

A: ABOVE,当C=0,Z=0时成立

B: BELOW,当C=1时成立

C: CARRY,当弁时成立 CXZ: CX寄存器的值为0(ZERO)时成立

E: EQUAL,当Z=1时成立

G: GREATER(大于),当Z=0且S=0时成立

L: LESS(小于),当S不为零时成立

N: NOT(相反条件),需和其它符号配合使用

O: OVERFLOW,O=1时成立

P: PARITY,P=1时成立

PE: PARITY EVEN,P=1时成立

PO: PARITY ODD,P=0时成立

S: SIGN,S=1时成立

Z: ZERO,Z=1时成立

LOOP

功能: 循环指令集

语法: LOOP 地址

LOOPE(Z)

地址 LOOPNE(Z) 地址

标志位: 无

CALL,RET

功能: 子程序调用,返回指令

语法: CALL 地址 RET RET n

标志位: 无

INT,IRET

功能: 中断调用及返回指令

语法: INT n IRET

标志位: 在执行INT时,CPU会自动将标志寄存器的值入栈,在执行IRET时则会将堆栈中的标志值弹回寄存器

字符串操作指令集

MOVSB,MOVSW,MOVSD

功能: 字符串传送指令

语法: MOVSB MOVSW MOVSD

标志位: 无

CMPSB,CMPSW,CMPSD

功能: 字符串比较指令

语法: CMPSB CMPSW CMPSD

标志位: C,P,Z,S,O

SCASB,SCASW

功能: 字符串搜索指令

语法: SCASB SCASW

标志位: C,P,Z,S,O

LODSB,LODSW,STOSB,STOSW

功能: 字符串载入或存贮指令

语法: LODSB LODSW STOSB STOSW

标志位: 无

REP,REPE,REPNE

功能: 重复前缀指令集

语法: REP 指令S REPE 指令S REPNE 指令S

标志位: 依指令S而定