完整版《微机原理及接口技术》课后习题详细解答期末复习.docx

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完整版《微机原理及接口技术》课后习题详细解答期末复习

第1章微型计算机系统概述

〔习题1.3〕微型计算机主要由哪些基本部件组成？

各部件的主要功能是什么？

〔解答〕微机主要有存储器、I/O设备和I/O接口、CPU、系统总线、操作系统和应用软件组成，各部分功能如下：

CPU：

统一协调和控制系统中的各个部件

系统总线：

传送信息

存储器：

存放程序和数据

I/O设备：

实现微机的输入输出功能

I/O接口：

I/O设备与CPU的桥梁

操作系统：

管理系统所有的软硬件资源

〔习题1.10〕简述计算机中“数”和“码”的区别，计算机中常用的数制和码制各有哪些？

〔解答〕

（1）数—用来直接表征量的大小，包括：

定点数、浮点数。

（2）码—用来指代某个事物或事物的某种状态属性，包括：

二进制、八进制、

十进制，十六进制

区别：

使用场合不同，详见P16.

〔习题1.12〕请写出与数据＋37和－37对应的8位机器数原码、反码、补码和移码，并分别用二进制和十六进制表示出来。

〔解答〕

原码反码补码

+3700100101/25H00100101/25H00100101/25H

-3710100101/A5H11011010/DAH11011011/DBH

〔习题1.13〕请将上题中＋37和－37的8位补码机器数分别扩充为16位和32位的形式，用十六进制表示出来。

〔解答〕

+37

-37

16位

32位

16位

32位

0025H

00000025H

FF5BH

FFFFFF5BH

第2章微处理器指令系统

〔习题2.1〕微处理器内部具有哪3个基本部分？

8088分为哪两大功能部件？

其各自的主要功能是什么？

〔解答〕算术逻辑单元ALU、寄存器组和控制器；

总线接口单元BIU：

管理8088与系统总线的接口负责cpu对接口和外设进行访问

执行单元EU：

负责指令译码、执行和数据运算；

8位CPU在指令译码前必须等待取指令操作的完成，8088中需要译码的指令已经取到了指令队列，不需要等待取指令。

而取指令是CPU最为频繁的操作，因此8088的结构和操作方式节省了大量等待时间，比8位CPU节省了时间，提高了性能。

〔习题2.2〕说明8088的8个8位和8个16位通用寄存器各是什么？

〔解答〕8个8位寄存器：

AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL；

8个16位寄存器：

累加器AX、基址寄存器BX、计数器CX、数据寄存器DX、源地址寄存器SI、目的地址寄存器DI、基址指针BP、堆栈指针SP。

〔习题2.3〕什么是标志？

状态标志和控制标志有什么区别？

画出标志寄存器FLAGS，说明各个标志的位置和含义。

〔解答）标志用于反映指令执行结果或者控制指令执行形式。

状态标志用于记录程序运行结果的状态信息；

控制标志用于控制指令执行的形式。

OF--溢出标志，若算术运算的结果有溢出，则OF＝1；否则OF＝0

DF--方向标志

IF--中断允许标志

TF--陷阱标志

SF--符号标志

ZF--零标志，若运算结果为0，则ZF=1；否则ZF=0

AF--辅助进位标志

PF--奇偶标志

CF--进位标志，当运算结果的最高有效位有进位（加法）或借位（减法）时，进位标志置为1，即CF=1；否则CF=0。

〔习题2.5〕什么是8088中的逻辑地址和物理地址？

逻辑地址如何转换成物理地址？

1MB最多能分成多少个逻辑段？

请将如下逻辑地址用物理地址表达：

⑴FFFFH:

0⑵40H:

17H⑶2000H:

4500H⑷B821H:

4567H

〔解答〕

.物理地址：

物理存储单元具有的一个唯一的20位编号

逻辑地址：

在8088内部和用户编程时，所采用的“段地址：

偏移地址”形式

将逻辑地址中的段地址左移二进制4位（对应16进制是一位，即乘以16），加上偏移地址就得到20位物理地址

1MB最多能分成1MB÷16B＝220÷24＝216个逻辑段，因为每隔16个字节单元就可以开始一个逻辑段

⑴FFFFH:

0＝FFFF0H

⑵40H:

17H＝00417H

⑶2000H:

4500H＝24500H

⑷B821H:

4567H＝BC777H

〔习题2.7〕什么是有效地址EA？

8088的操作数如果在主存中，有哪些寻址方式可以存取它？

〔解答〕8088的存储空间分段管理，程序设计时采用逻辑地址。

由于段地址在默认的或指定的段寄存器中，所以只需要偏移地址，称为有效地址EA.

操作数在主存中有以下几种寻址方式：

直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址变址寻址、相对基址变址寻址。

〔习题2.8〕已知DS＝2000H、BX＝0100H、SI＝0002H，存储单元[20100H]～[20103H]依次存放12H、34H、56H、78H，[21200H]～[21203H]依次存放2AH、4CH、B7H、65H，说明下列每条指令执行完后AX寄存器的内容，以及源操作数的寻址方式？

⑴movax,1200h

⑵movax,bx

⑶movax,[1200h]

⑷movax,[bx]

⑸movax,[bx+1100h]

⑹movax,[bx+si]

⑺movax,[bx][si+1100h]

〔解答〕

⑴movax,1200h；AX＝1200H，立即数寻址

⑵movax,bx；AX＝0100H，寄存器寻址

⑶movax,[1200h]；AX＝4C2AH，直接寻址

⑷movax,[bx]；AX＝3412H，寄存器间接寻址

⑸movax,[bx+1100h]；AX＝4C2AH，寄存器相对寻址

⑹movax,[bx+si]；AX＝7856H，基址变址寻址

⑺movax,[bx][si+1100h]；AX＝65B7H，相对基址变址寻址

〔习题2.11〕给出下列各条指令执行后AL值，以及CF、ZF、SF、OF和PF的状态：

moval,89h

addal,al

addal,9dh

cmpal,0bch

subal,al

decal

incal

〔解答〕

moval,89h；AL＝89HCFZFSFOFPF

addal,al；AL＝12H10011

addal,9dh；AL＝0AFH00101

cmpal,0bch；AL＝0AFH10101

subal,al；AL＝00H01001

decal；AL＝0FFH00101

incal；AL＝00H01001

〔习题2.13〕设X、Y、Z、V均为16位带符号数，分别装在X、Y、Z、V存储单元中，阅读如下程序段，得出它的运算公式，并说明运算结果存于何处。

movax,X

imulY

movcx,ax

moxbx,dx

movax,Z

cwd

addcx,ax

adcbx,dx

subcx,540

sbbbx,0

movax,V

cwd

subax,cx

sbbdx,bx

idivX

〔解答〕：

[V　－（X＊Ｙ+Z－540　）]/X

〔习题2.18〕如下是一段软件延时程序，请问NOP指令执行了多少次？

xorcx,cx

delay：

nop

loopdelay

〔解答〕：

FFFFH--0001H=216-1=65535次

（若将“xorcx,cx”改为“movcx，0”，则为0次）

第3章汇编语言程序设计

简化段定义格式的源程序框架

.modelsmall

.stack

.data

………

.code

start：

movax,@data

movds,ax

………

movax,4c00h

int21h

………

endstart

完整段定义格式的源程序框架

stacksegmentstack

db1024dup（0）

stackends

datasegment

...;在数据段定义数据

dataends

codesegment‘code’

assumecs:

code,ds:

data,ss:

stack

start:

movax,data

movds,ax

...;在代码段填入指令序列

movax,4c00h

int21h

...;子程序代码

codeends

endstart

〔习题3.13〕名字和标号有什么属性？

〔解答〕：

包括逻辑地址--名字和标号对应存储单元的逻辑地址，含有段地址和偏移地址。

类型--标号、子程序名的类型可以是NEAR（近）和FAR（远），分别表示　　　　　　　　　段内或段间

变量名的类型可以是BYTE（字节）、WORD（字）和DWORD（双字）等。

第４章　微处理器的外部特性

〔习题4.1〕8088一共有20根地址线。

在访问内存时它所使用的地址线是A0～A19，可直接寻址1MB的内存空间；在访问外设时它所使用地址线是A0～A15，共能寻址64K个输入输出端口。

实际上，PC/XT在寻址外设时，只使用地址线A0～A9若A9＝1，说明它要寻址的I/O端口位于I/O通道。

〔习题4.2〕总线操作指的是发生在总线上的某些特定的操作，总线周期指的是CPU通过总线操作与外界（存储器和I/O端口）进行一次数据交换的过程（时间），对8088引脚信号来说，其典型的总线周期由4个T状态组成。

如果8088的CLK引脚接5MHz的时钟信号，那么每个T状态的持续时间为200ns。

〔习题4.4〕在8088的工作过程中，什么情况下会产生TW？

具体发生在什么时刻？

〔解答〕

⏹当8088进行读写存储器或I/O接口时，如果存储器或I/O接口无法满足CPU的读　写时序（来不及提供或读取数据时），需要CPU插入等待状态Tw。

⏹在读写总线周期的T3和T4之间插入Tw。

〔习题4.9〕以最小组态下的I/O读为例，说明在T2～T4期间，8088CPU和I/O端口的工作表现。

〔解答〕：

Ｐ１０９－１１０

〔习题4.11〕在最小组态下，当8088在进行存储器读、存储器写、输入和输出操作时，其引脚信号

、

和

的有效状态各是什么情况？

〔解答〕：

Ｐ１０１

第５章　存储器系统

〔习题5.2〕在半导体存储器中，RAM指的是随机存取存储器，它可读可写，但断电后信息一般会丢失；而ROM指的是只读存储器，正常工作时只能从中读取信息，但断电后信息不会丢失。

以EPROM芯片2764为例，其存储容量为8K×8位，共有8条数据线、13条地址线。

用它组成64KB的ROM存储区共需8片芯片。

〔习题5.4〕一个容量为4K×4位的假想RAM存储芯片，它应该有多少个地址引脚和多少个数据引脚？

如果让你来进行设计，那么需要安排哪些控制引脚？

这些引脚分别起什么样的控制作用？

〔解答〕

⏹（非双译码设计，即单译码设计时）应该有12根地址线引脚，以及4根数据线引脚

⏹控制引脚：

⏹读取信号OE*：

有效时，表示读取存储单元的数据

⏹写入信号WE*：

有效时，表示将数据写入存储单元

⏹片选信号CS*：

有效时，表示选中该芯片，可以进行读写操作

〔习题5.7〕什么是存储芯片连接中的“位扩充”和“地址扩充”？

采用静态RAM芯片2114（1K×4位）或动态RAM芯片4116（16K×1位）来组成32KB的RAM存储区，请问各需要　多少芯片？

在位方向和地址方向上各需要进行什么样的扩充？

〔解答〕

位扩充——存储器芯片数据位数小于主机数据线数时，利用多个存储器芯片在数据“位”方向的扩充；

⏹地址扩充（字扩充）——当一个存储器芯片不能满足系统存储容量时，利用多个存储器芯片在“地址”方向的扩充

⏹组成32KB存储空间，用SRAM2114（1K×4）需要64个芯片；

⏹组成32KB存储空间，用DRAM4116（16K×1）需要16个芯片；

⏹它们都需要进行位扩充和地址扩充

第６章　输入输出及接口

〔习题6.1〕在80x86系统中，I/O口的地址采用I/O端口独立编址方式，访问端口时要使用专门的I/O（输入输出）指令，有2种寻址方式，其具体形式是：

直接寻址和通过DX间接寻址。

〔习题6.2〕一般的I/O接口电路安排有哪三类寄存器？

它们各自的作用是什么？

〔解答〕

（1）数据寄存器

　　　　　⏹保存外设给CPU和CPU发往外设的数据

（2）状态寄存器

　　　　　⏹保存外设或接口电路的状态

　（３）控制寄存器

　　　　　⏹保存CPU给外设或接口电路的命令

〔习题6.３〕简述ＣＰＵ与外设进行数据交换的几种常用方式。

　　　〔解答〕：

Ｐ１５９　　　　　　

〔习题6.8〕什么是中断源？

为什么要安排中断优先级？

什么是中断嵌套？

什么情况下程序会发生中断嵌套？

〔解答〕

•中断源：

计算机系统中引起中断的事件或原因

•当多个中断源同时请求时，CPU需要利用中断优先权决定首先响应哪一个；当一　个中断正在服务时，又发生了新的中断请求，CPU需要利用中断优先权确定后者是否优先权更高，以便实现中断嵌套

•中断嵌套：

当一个中断服务时CPU又响应新的中断请求就形成中断嵌套

•CPU允许中断（开中断）、新的中断请求比正在服务的中断优先权更高，通常发生中断嵌套

第８章中断控制接口

〔习题8.1〕8088CPU具有哪些中断类型？

各种中断如何产生，如何得到中断向量号？

〔解答１〕：

内（软）中断、外（硬）中断，具体如下：

⏹除法错中断：

在执行除法指令时，除数为0或商超过了寄存器所能表达的范围产生

⏹指令中断：

在执行中断指令INTn时产生

⏹溢出中断：

在执行溢出中断指令INTO时，溢出标志OF为1产生

⏹单步中断：

单步标志TF为1，在每条指令执行结束后产生

⏹非屏蔽中断：

外部通过NMI请求信号向微处理器提出请求时产生

⏹可屏蔽中断：

外部通过INTR请求信号向微处理器提出请求，并在允许可屏蔽中断的条件下产生

〔解答２〕：

⏹除法错中断、溢出中断、单步中断、非屏蔽中断的向量号是8086微处理器内部已经确定

⏹指令中断的操作数n就是向量号

⏹可屏蔽中断的向量号在响应中断时通过数据总线从外部获得

〔习题8.2〕8088中断向量表的作用是什么？

〔解答〕：

中断向量表是一种表数据结构。

是中断向量号与对应中断服务程序之间的连接表。

〔习题8.5〕PC/XT机的ROM-BIOS对8259A的初始化程序如下：

moval,13h

out20h,al

moval,08h

out21h,al

moval,09h

out21h,al

请说明其设定的工作方式。

〔解答〕

moval,13h；13H=00010011，设定工作方式：

单片，边沿触发，要写入ICW4

out20h,al；写入ICW1：

主（单）片地址是20H（参见表8-1）

moval,08h；08H=00001000，设定主（单）片IR0的中断向量号为08H

out21h,al；写入ICW2：

地址参见表8-1

moval,09h；09H=00001001，设定为16位80x86CPU、非自动中断结束、

；该片8259A是从片（按教材是“从”片，个人认为应该是“主片”）、

；8259A数据线采用缓冲方式、8259A工作于普通全嵌套方式

out21h,al；写入ICW4：

地址参见表8-1

〔习题8.8〕某一8086CPU系统中，采用一片8259A进行中断管理。

设定8259A工作在普通全嵌套方式，发送EOI命令结束中断，采用边沿触发方式请求中断，IR0对应的中断向量号为90H。

另外，8259A在系统中的I/O地址是FFDCH（A0=0）和FFDEH（A0=1）。

请编写8259A的初始化程序段。

〔解答〕

MOVDX，0FFDCH;地址参考教材表8-1

MOVAL，00010011　　;参见教材图8-7

OUTDX，AL;

MOVDX，0FFDEH;地址参考教材表8-1

MOVAL，10001000;参见教材图8-7、204/205页例程

OUTDX，AL;

MOVAL，00000111;参见教材图8-7

OUTDX，AL;

第９章　定时计数控制接口

〔习题9.3〕8253每个通道有___种工作方式可供选择。

若设定某通道为方式0后，其输出引脚为低电平；当写入计数初值（并进入减1计数器）后通道开始计数，CLK信号端每来一个脉冲减1计数器就减1；当计数器减为0，则输出引脚输出高电平，表示计数结束。

8253的CLK0接1.5MHz的时钟，欲使OUT0产生频率为300KHz的方波信号，则8253的计数值应为5（＝1.5MHz÷300KHz），应选用的工作方式是3。

〔习题9.4〕试按如下要求分别编写8253的初始化程序，已知8253的计数器0～2和控制字I/O地址依次为204H～207H。

⑴使计数器1工作在方式0，仅用8位二进制计数，计数初值为128。

⑵使计数器0工作在方式1，按BCD码计数，计数值为3000。

⑶使计数器2工作在方式2，计数值为02F0H。

〔解答〕为便于理解，在语句后面加了注释。

真正答题时不需要写注释

⑴；写入方式控制字

MOVAL，50H；50H=01010000，参考图9-9

MOVDX，207H；地址参考表9-1

OUTDX，AL；写入方式控制字

；写入计数初值

MOVAL，128；80H：

计数初值

MOVDX，205H；计数器1的地址参考表9-1

OUTDX，AL；向计数器1写入初值

⑵；写入方式控制字

MOVAL，33H；33H=00110011，先低后高写入十进制计数初值

MOVDX，207H；地址参考表9-1

OUTDX，AL；写入方式控制字。

参考图9-9

；写入计数初值

MOVDX，204H；计数器0的地址参考表9-1

MOVAX，3000H；不是3000，而是BCD码形式的十进制数

OUTDX，AL；向计数器0写入计数初值的低字节

MOVAL，AH；

OUTDX，AL；向计数器0写入计数初值的高字节

⑶；写入方式控制字

MOVAL，0B4H；B4H=10110100，先低后高写入二进制计数初值

MOVDX，207H；地址参考表9-1

OUTDX，AL；写入方式控制字

；写入计数初值

MOVDX，206H；计数器2的地址参考表9-1

MOVAX，02F0H；

OUTDX，AL；向计数器2写入计数初值的低字节

MOVAL，AH

OUTDX，AL；向计数器2写入计数初值的高字节

〔习题9.5〕设8253计数器0～2和控制字的I/O地址依次为F8H～FBH，说明如下程序的作用。

moval,33h

out0fbh,al

moval,80h

out0f8h,al

moval,50h

out0f8h,al

〔解答〕

；设置计数器0采用工作方式1，先低后高写入计数值

；BCD码十进制计数

MOVAL，33H；33H=00110011

OUT0FBH，AL

；计数值为5080

MOVAL，80H

OUT0F8H，AL

；；-----------------------------------；；

MOVAL，50H

OUT0F8H，AL

总结：

计数器0采用工作方式1，计数初值为十进制5080（BCD码形式），先低后高写入计数初值

〔习题9.6〕PC机是如何应用8253每个通道的？

〔解答〕

⏹计数器0——

每隔55ms产生一个IRQ0中断请求

⏹计数器1——

每隔15µs产生一个DRAM刷新请求

⏹计数器2——

控制扬声器音调

第１１章并行接口

〔习题11.4〕设定8255A的口A为方式1输入，口B为方式1输出，则读取口C的数据的各位是什么含义？

〔解答〕

参见教材图11-8

口C的各个引脚

口A为方式1输入，且口B为方式1输出时

口C的各个引脚被用作——

PC7

I/O引脚

PC6

I/O引脚

PC5

IBFA引脚

PC4

INTEA（STBA＊）引脚

PC3

INTRA引脚

PC2

INTEB（ACKB＊）引脚

PC1

IBFB＊引脚

PC0

INTRB引脚

注：

PC4

INTEA（STBA＊）引脚

和

PC2

INTEB（ACKB）引脚

中，括号内的注释可参见教材248页“

（2）选通输出方式”上面的那一段的讲解，以及图11-3、图11-4、图11-8

〔习题11.5〕对8255A的控制寄存器写入B0H，则其端口C的PC5引脚是什么作用的信号线？

〔解答〕

⏹方式控制字为B0H＝10110000B，说明A组为方式1输入，它将征用PC5引脚作为输入缓冲器满信号IBFA