微型计算机原理与接口技术冯博琴主编课后答案 2.docx
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微型计算机原理与接口技术冯博琴主编课后答案2
1.3完成下列数制的转换。
（1）166，A6H
（2）0.75
（3）11111101.01B,FD.4H
（4）5B.AH,（10010001.011000100101）BCD
1.5写出下列真值对应的原码和补码的形式。
（1）原码：
11110011补码：
10001101
（2）原码：
11000111补码：
10111001
（3）原码：
01001001补码：
01001001
2.3说明8086的EU和BIU的主要功能。
在执行程序过程中他们是如何相互配合工作的？
解：
执行单元EU负责执行指令。
EU在工作时不断地从指令队列取出指令代码，对其译码后产生完成指令所需要的控制信息。
数据在ALU中进行运算，运算结果的特征保留在标志寄存器FLAGS中。
总线接口单元BIU负责CPU与存储器、I/O接口之间的信息传送。
BIU取出的指令被送入指令队列供EU执行，BIU取出的数据被送入相关寄存器中以便做进一步的处理。
当EU从指令队列中取走指令，指令队列
出现空字节时，BIU就自动执行一次取指令周期，从内存中取出后续的指令代码放入队列中。
当EU需要数据时，BIU根据EU给出的地址，从指定的内存单元或外设中取出数据供EU使用。
当运算结束时，BIU将运算结果送入指定的内存单元或寄存器。
当指令队列空时，EU就等待，直到有指令为止。
若BIU正在取指令，EU发出访问总线的请求，则必须等BIU取指令完毕后，该请求才能得到响应。
一般情况下，程序顺序执行，当遇到跳转指令时，BIU就使指令
队列复位，从新地址取出指令，并立即传送EU去执行。
指令队列的存在使8086/8088的EU和BIU并行工作，从而减少了CPU为取指令而等待的时间，提高了CPU的利用率，加快了整机的运行速度。
另外也降低了对存储器存取速度的要求。
2.48088CPU工作在最小模式下:
（1）当CPU访问存储器时,要利用哪些信号?
（2）当CPU进行I/O操作时,要利用哪些信号?
（3）当HOLD有效并得到响应时,CPU的哪些信号置高阻?
解:
（1）要利用信号线包括WR#、RD#、IO/M#、ALE以及AD0~AD7、A8~A19。
（2）同
（1）。
（3）所有三态输出的地址信号、数据信号和控制信号均置为高阻态。
2.7在8086/8088CPU中，标志寄存器包含哪些标志位？
各位为0（为1）分别表示什么含义？
解：
（略），见书第46页。
2.88086/8088CPU中，有哪些通用寄存器和专用寄存器？
说明它们的作用。
解：
通用寄存器包含以下8个寄存器：
AX、BX、CX和DX寄存器一般用于存放参与运算的数据或运算的结果。
除此之外：
AX：
主要存放算术逻辑运算中的操作数，以及存放I/O操作的数据。
BX：
存放访问内存时的基地址。
CX：
在循环和串操作指令中用作计数器。
DX：
在寄存器间接寻址的I/O指令中存放I/O地址。
在做双字长乘除法运算时，DX与AX合起来存放一个双字长数。
SP：
存放栈顶偏移地址。
BP：
存放访问内存时的基地址。
SP和BP也可以存放数据，但它们的默认段寄存器都是SS。
SI：
常在变址寻址方式中作为源地址指针。
DI：
常在变址寻址方式中作为目标地址指针。
专用寄存器包括4个段寄存器和两个控制寄存器：
CS：
代码段寄存器，用于存放代码段的段基地址。
DS：
数据段寄存器，用于存放数据段的段基地址。
SS：
堆栈段寄存器，用于存放堆栈段的段基地址。
ES：
附加段寄存器，用于存放附加段的段基地址。
IP：
指令指针寄存器，用于存放下一条要执行指令的偏移地址。
FLAGS：
标志寄存器，用于存放运算结果的特征。
2.98086/8088系统中，存储器为什么要分段？
一个段最大为多少个字节？
最小为多少个字节？
解：
分段的主要目的是便于存储器的管理，使得可以用16位寄存器来寻址20位的内存空间。
一个段最大为64KB，最小为16B。
2.10在8086/8088CPU中，物理地址和逻辑地址是指什么？
已知逻辑地址为1F00：
38A0H，如何计算出其对应的物理地址？
解：
物理地址时CPU存取存储器所用的地址。
逻辑地址是段和偏移地址形式的地址，即汇编语言程序中使用的存储器地址。
若已知逻辑地址为1F00：
38A0H，则对应的物理地址=1F00Hx16+38A0H=228A0H。
不唯一。
2.11若CS=8000H，则当前代码段可寻址的存储空间的范围是多少？
解（CS）=8000H时，当前代码段可寻址的存储空间范围为80000H~8FFFFH。
3.2设（DS）=6000H，（ES）=2000H，（SS）=1500H，（Si）=00A0H,（BX）=0800H，（BP）=1200H，数据变量VAR为0050H.请分别指出下列各条指令源操作数的寻址方式？
它的物理地址是多少？
（1）MOVAX,BX
（2）MOVDL,80H
（3）MOVAX,VAR（4）MOVAX,VAR[BX][SI]
（5）MOVAL,'B'（6）MOVDI,ES:
[BX]
（7）MOVDX,[BP]（8）MOVBX，20H[BX]
解：
（1）寄存器寻址。
因源操作数是寄存器，故寄存器BX就是操作数的地址.
（2）立即寻址。
操作数80H存放于代码段中指令码MOV之后。
（3）直接寻址。
（4）基址一变址一相对寻址．
操作数的物理地址=（DS）×16＋（SI）＋（BX）＋VAR
=60000H＋00A0H＋0800H＋0050H＝608F0H
（5）立即寻址
（6）寄存器间接寻址.
操作数的物理地址=（ES）×16＋（BX）
=20000H＋0800H=20800H
（7）寄存器间接寻址。
操作数的物理地址=（SS）×16＋（BP）
=15000H＋1200H=16200H
（8）寄存器相对寻址．
操作数的物理地址＝（DS）×16＋（BX）＋20H
=60000H＋0800H＋20H=60820H
3.4试说明指令MOVBX,5[BX]与指令LEABX,5[BX]的区别。
解：
前者是数据传送类指令，表示将数据段中以（BX+5）为偏移地址的16位数据送寄存器BX.
后者是取偏移地址指令，执行的结果是（BX）=（BX）＋5，即操作数的偏移地址为（BX）+5。
3.6指出下列指令的错误：
（1）MOVAH，CX
（2）MOV33H，AL
（3）MOVAX,[SI][DI]（4）MOV[BX]，[SI]
（5）ADDBYTEPTR[BP],256（6）MOVDATA[SI],ES:
AX
（7）JMPBYTEPTR[BX]（8）OUT230H,AX
（9）MOVDS,BP（10）MUL39H
解:
（1）指令错。
两操作数字长不相等
（2）指令错。
MOV指令不允许目标操作数为立即数．
（3）指令错。
在间接寻址中不允许两个间址寄存器同时为变址寄存器。
（4）指令错。
MUV指令不允许两个操作数同时为存储器操作数。
（5）指令错。
ADD指令要求两操作数等字长。
（6）指令错。
源操作数形式错，寄存器操作数不加段重设符。
（7）指令错。
转移地址的字长至少应是16位的。
（8）指令错。
对输人输出指令，当端口地址超出8位二进制数的表达范围（即寻址的端口超出256个）时，必须采用间接寻址。
（9）指令正确。
（10）指令错。
MUL指令不允许操作数为立即数。
3.7已知（AL）=7BH,（BL）=38H,试问执行指令ADDAL,BL后,AF、CF、OF、PF、SF和ZF的值各为多少？
解：
AF=1，CF=0，OF=1，PF=0，SF=l，ZF=0
3.9试判断下列程序执行后,BX中的内容．
MOVCL,3
MOVBX,0B7H
ROLBX,1
RORBX,CL
解：
该程序段是首先将BX内容不带进位循环左移1位，再循环右移3位。
即相当于将原BX内容不带进位循环右移2位，故结果为：
（BX）=0C02DH
3.10按下列要求写出相应的指令或程序段。
（1）写出两条使AX内容为0的指令。
（2）使BL寄存器中的高4位和低4位互换。
（3）屏蔽CX寄存器的bll,b7和b3位。
（4）测试DX中的b0和b8位是否为1。
解：
（1）MOVAX,0
XORAX,AX;AX寄存器自身相异或，可使其内容清0
（2）MOVCL,4
ROLBL,CL;将BL内容循环左移4位，可实现其高4位和低4位的互换
（3）ANDCX,0F777H；将CX寄存器中需屏蔽的位“与”0。
也可用“或”指令实现
（4）ANDDX,0101H；将需侧试的位“与”1，其余“与”0屏蔽掉
CMPDX,0101H；与0101H比较
JZONE；若相等则表示b0和b8位同时为1
3.12执行以下两条指令后，标志寄存器FLAGS的六个状态位各为什么状态？
MOVAX,84A0H
ADDAX,9460H
解：
执行ADD指令后，6个状态标志位的状态分别为：
在两个16位数进行加法运算时，对CF、ZF、SF和OF会产生影响，但对PF和AF标志位,只有其低8位的运算影响它们的状态。
各标志位的状态分别为：
AF=0，PF=1，CF=1，ZF=0，SF=0，OF=1.
4.1请分别用DB、DW、DD伪指令写出在DATA开始的连续8个单元中依次存放数据11H、22H、33H、44H、55H、66H、77H、88H的数据定义语句.
解:
DB,DW,DD伪指令分别表示定义的数据为字节类型、字类型及双字型.其定义形式为:
DATADB11H,22H,33H,44H,55H,66H,77H,88H
DATADW2211H,4433H,6655H,8877H
DATADD44332211H,88776655H
4.2若程序的数据段定义如下,写出各指令语句独立执行后的结果:
DSEGSEGMENT
DATA1DB10H,20H,30H
DATA2DW10DUP（?
）
DSEGENDS
（1）MOVAL,DATA1
（2）MOVBX,OFFSETDATA2
（3）LEASI,STRING
ADDDI,S解:
（1）取变量DATA1的值.指令执行后,（AL）=10H.
（2）变量DATA2的偏移地址.指令执行后,（BX）=0003H.
（3）先取变量STRING的偏移地址送寄存器SI,之后送SI的内容与DI的内容相加并将结果送DI.指令执行后,（SI）=0017H;（DI）=（DI）+0017H.
4.3试编写求两个无符号双子长数之和的程序.两数分别在MEM1和MEM2单元中,和放在SUM单元.
解:
DSEGSEGMENT
MEM1DW1122H,3344H
MEM2DW5566H,7788H
SUMDW2DUP（?
）
DSEGENDS
CSEGSEGMENT
ASSUMECS:
CSEG,DS:
DSEG
START:
MOVAX,DSEG
MOVDS,AX
LEABX,MEM1
LEASI,MEM2
LEADI,SUM
MOVCL,2
CLC
AGAIN:
MOVAX,[BX]
ADCAX,[SI]
MOV[DI],AX
ADDBX,2
ADDSI,2
ADDDI,2
LOOPAGAIN
HLT
CSEGENDS
ENDSTART
4.4试编写程序,测试AL寄存器的第4位（bit4）是否为0?
解:
测试寄存器AL中某一位是否为0,可使用TEST指令、AND指令、移位指令等几种方法实现。
如：
TESTAL，10H
JZNEXT
.
.
.
NEXT：
…
或者：
MOVCL，4
SHLAL，CL
JNCNEXT
.
NEXT:
…
4.7执行下列指令后，AX寄存器的内容是多少？
TABLEDW10，20，30，40，50
ENTRYDW3
.
.
.
MOVBX，OFFSETTABLE
ADDBX，ENTRY
MOVAX，[BX]
解：
（AX）=1E00H
5.2内部存储器主要分为哪两类?
它们的主要区别是什么?
解:
（1）分为ROM和RAM。
（2）它们之间的主要区别是：
。
ROM在正常工作时只能读出，不能写入。
RAM则可读可写。
。
断电后，ROM中的内容不会丢失，RAM中的内容会丢失。
5.6试利用全地址译码将6264芯片接到8088系统总线上，使其所占地址范围为32000H～33FFFH。
解：
将地址范围展开成二进制形式如下图所示。
00110010000000000000
00110011111111111111
6264芯片的容量为8×8KB，需要13根地址线A0～A12。
而剩下的高7位地址应参加该芯片的地址译码。
电路如图所示：
5.7内存地址从20000H～8BFFFH共有多少字节？
解：
共有8BFFFH－20000H＋1＝6C000H个字节。
或432KB。
5.8若采用6264芯片构成上述的内存空间，需要多少片6264芯片？
解：
每个6264芯片的容量位8KB，故需432/8＝54片。
5.9设某微型机的内存RAM区的容量位128KB，若用2164芯片构成这样的存储器，需多少2164芯片？
至少需多少根地址线？
其中多少根用于片内寻址？
多少根用于片选译码？
解：
（1）每个2164芯片的容量为64K×1bit，共需128/64×8＝16片。
（2）128KB容量需要地址线17根。
（3）16根用于片内寻址。
（4）1根用于片选译码。
注意，用于片内寻址的16根地址线要通过二选一多路器连到2164芯片，因为2164芯片是DRAM，高位地址与低位地址是分时传送的。
5.1274LS138译码器的接线图如教材第245页的图5-47所示，试判断其输出端Y0#、Y3#、Y5#和Y7＃所决定的内存地址范围。
解：
因为是部分地址译码（A17不参加译码），故每个译码输出对应2个地址范围：
Y0＃：
00000H～01FFFH和20000H～21FFFH
Y3＃：
06000H～07FFFH和26000H～27FFFH
Y5＃：
0A000H～0BFFFH和2A000H～2BFFFH
Y7＃：
0E000H～0FFFFH和2E000H～2FFFFH
6.2I/O接口的主要功能有哪些?
有哪两种编址方式？
在8088/8086系统中采用哪一种编址方式？
解:
I/O接口主要需具有以下几种功能：
（1）I/O地址译码与设备选择。
保证任一时刻仅有一个外设与CPU进行数据传送。
（2）信息的输入输出，并对外设随时进行监测、控制和管理。
必要时，还可以通过I/O接口向CPU发出中断请求。
（3）命令、数据和状态的缓冲与锁存。
以缓解CPU与外设之间工作速度的差异，保证信息交换的同步。
（4）信号电平与类型的转换。
I/O接口还要实现信息格式转换、电平转换、码制转换、传送管理以及联络控制等功能。
I/O端口的编址方式通常有两种：
一是与内存单元统一编址，二是独立编址。
8088/8086系统采用I/O端口独立编址方式。
6.3试比较4种基本输入输出方法的特点。
（不要求）
解：
在微型计算机系统中，主机与外设之间的数据传送有4种基本的输入输出方式：
无条件传送方式、查询工作方式、中断工作方式、直接存储器存取（DMA）方式。
它们各自具有以下特点：
（1）无条件传送方式适合与简单的、慢速的、随时处于“准备好”接收或发送数据的外部设备，数据交换与指令的执行同步，控制方式简单。
（2）查询工作方式针对并不随时“准备好”、且满足一定状态才能实现数据的输入/输出的简单外部设备，其控制方式也比较简单，当CPU的效率比较低。
（3）中断工作方式是由外部设备作为主动的一方，在需要时向CPU提出工作请求，CPU在满足响应条件时响应该请求并执行相应的中断处理程序。
这种工作方式使CPU的效率提高，但控制方式相对较复杂。
（4）DMA方式适合于高速外设，是4种基本输入/输出方式中速度最高的一种。
6.4主机与外部设备进行数据传送时，采用哪一种传送方式，CPU的效率最高？
（不要求）
解：
使用DMA传送方式CPU的效率最高。
这是由DMA的工作性质所决定的。
6.5某输入接口的地址为0E54H，输出接口的地址为01FBH，分别利用74LS244和74LS273作为输入和输出接口。
试编写程序，使当输入接口的bit1、bit4和bit7位同时为1时，CPU将内存中DATA为首址的20个单元的数据从输出接口输出；若不满足上述条件则等待。
解：
首先判断由输入接口读入数据的状态，若满足条件，则通过输出接口输出一个单元的数据；之后再判断状态是否满足，直到20个单元的数据都从输出接口输出。
LEASI,DATA;取数据偏移地址
MOVCL,20;数据长度送CL
AGAIN:
MOVDX,0E54H
WAITT:
INAL,DX;读入状态值
ANDAL,92H;屏蔽掉不相关位，仅保留bit1、bit4和bit7位状态
CMPAL,92H;判断bit1、bit4和bit7位是否全为1
JNZWAITT;不满足bit1、bit4和bit7位同时为1则等待
MOVDX,01FBH
MOVAL,[SI]
OUTDX,AL;满足条件则输出一个单元数据
INCSI;修改地址指针
LOOPAGAIN;若20个单元数据未传送完则循环
6.88088/8086系统如何确定硬件中断服务程序的入口地址？
解：
8088/8086系统的硬件中断包括非屏蔽和可屏蔽两种中断请求。
每个中断源都有一个与之相对应的中断类型码n。
系统规定所有中断服务子程序的首地址都必须放在中断向量表中，其在表中的存放地址＝n×4，（向量表的段基地址为0000H）。
即子程序的入口地址为（0000H：
n×4）开始的4个单元中，低位字（2个字节）存放入口地址的偏移量，高位字存放入口地址的段基地址。
7.2试说明8253芯片的六种工作方式。
其时钟信号CLK和门控信号GATE分别起什么作用？
解：
可编程定时/计数器8253具有六种不同的工作方式，其中：
方式0：
软件启动、不自动重复计数。
在写入控制字后OUT端变低电平，计数结束后OUT端输出高电平，可用来产生中断请求信号，故也称为计数结束产生中断的工作方式。
方式1：
硬件启动、不自动重复计数。
所谓硬件启动是在写入计数初值后并不开始计数，而是要等门控信号GATE出现由低到高的跳变后，在下一个CLK脉冲的下降沿才开始计数，此时OUT端立刻变为低电平。
计数结束后，OUT端输出高电平，得到一个宽度为计数初值N个CLK脉冲周期宽的负脉冲。
方式2：
既可软件启动，也可以硬件启动。
可自动重复计数。
在写入控制字后，OUT端变为高电平。
计数到最后一个时钟脉冲时OUT端变为低电平，再经过一个CLK周期，计数值减到零，OUT又恢复为高电平。
之后再自动转入计数初值，并重新开始新的一轮计数。
方式2下OUT端会连续输出宽度为Tclk的负脉冲，其周期为N×Tclk，所以方式2也称为分频器，分频系数为计数初值N。
方式3：
也是一种分频器，也有两种启动方式，自动重复计数。
当计数初值N为偶数时，连续输出对称方波（即N/2个CLK脉冲低电平，N/2个CLK脉冲高电平），频率为（1/N）×Fclk。
若N为奇数，则输出波形不对称，其中（N＋1）／2个时钟周期高电平，（N－1）／2个时钟周期低电平。
方式4和方式5都是在计数结束后输出一个CLK脉冲周期宽的负脉冲，且均为不自动重复计数方式。
区别在方式4是软件启动，而方式5为硬件启动。
时钟信号CLK为8253芯片的工作基准信号。
GATE信号为门控信号。
在软件启动时要求GATE在计数过程中始终保持高电平；而对硬件启动的工作方式，要求在写入计数初值后GATE端出现一个由低到高的正跳变，启动计数。
7.38253可编程定时/计数器有两种启动方式，在软件启动时，要使计数正常进行，GATE端必须为（）电平，如果是硬件启动呢？
解：
在软件启动时，要使计数正常进行，GATE端必须为高电平；如果是硬件启动，则要在写入计数初值后使GATE端出现一个由低到高的正跳变，以启动计数。
7.4若8253芯片的接口地址为D0D0H～D0D3H，时钟信号频率为2MHz。
现利用计数器0、1、2分别产生周期为10us的对称方波及每1ms和1s产生一个负脉冲，试画出其与系统的电路连接图，并编写包括初始化在内的程序。
解：
根据题目要求可知，计数器0（CNT0）工作于方式3，计数器1（CNT1）和计数器2（CNT2）工作于方式2.时钟频率2MHz，即周期为0.5us，从而得出各计数器的计数初值分别为：
CNT0：
10us/0.5us=20
CNT1：
1ms/0.5us=2000
CNT2：
1s/0.5us=2×1000000
显然，计数器2的计数初值已超出了16位数的表达范围，需经过一次中间分频，可将OUT1端的输出脉冲作为计数器2的时钟频率。
这样，CNT2的计数初值就等于1s/1ms=1000。
线路连接如图所示。
8253
8253的初始化程序如下：
MOVDX，0D0D3H
MOVAL，16H；计数器0，低8位计数，方式3
OUTDX，AL
MOVAL，74H；计数器1，双字节计数，方式2
OUTDX，AL
MOVAL，0B4H；计数器2，双字节计数，方式2
OUTDX，AL
MOVDX，0D0D0H
MOVAL，20；送计数器0的计数初值
OUTDX，AL
MOVDX，0D0D1H
MOVAX，2000；送计数器1的计数初值
OUTDX，AL
MOVAL，AH
OUTDX，AL
MOVDX，0D0D2H
MOVAX，1000；送计数器2的计数初值
OUTDX，AL
MOVAL，AH
OUTDX，AL
7.5某一计算机应用系统采用8253芯片的计数器0作频率发生器，输出频率为500Hz；用计数器1产生1000Hz的连续方波信号，输入8253的时钟频率为1.19MHz。
试问：
初始化时送到计数器0和计数器1的计数初值分别为多少？
计数器1工作于什么方式下？
解：
计数器0工作于方式2，其计数初值=1.19MHz/500Hz=2380
计数器1工作于方式3，其计数初值=1.19MHz/1KHz=1190
7.12已知某8088微机系统的I/0接口电路框图如教材中图7-47所示。
试完成：
（1）根据图中接线，写出8255芯片、8253芯片各端口的地址。
（2）编写8255芯片和8253芯片的初始化程序。
其中，8253芯片的OU
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