《微机原理及接口技术》课后习题详细解答(期末复习).doc

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 [phone]/25H 00100101/25H 00100101/25H -37 10100101/A5H 11011010/DAH 11011011/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 -3716位 32位 16位 32位00 25H00 00 00 25HFF 5BHFF FF FF 5BH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OF1；否则 OF0DF-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 = 0AF-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： FFFFH:0 40H:17H 2000H:4500H B821H: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n 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n 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n 1MB最多能分成1MB16B22024216个逻辑段，因为每隔16个字节单元就可以开始一个逻辑段 FFFFH:0FFFF0H 40H:17H00417H 2000H:4500H24500H B821H:4567HBC777H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DS2000H、BX0100H、SI0002H，存储单元20100H20103H依次存放12H、34H、56H、78H，21200H21203H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？ mov ax,1200h mov ax,bx mov ax,1200h mov ax,bx mov ax,bx+1100h mov ax,bx+si mov ax,bxsi+1100h解答 mov ax,1200h ；AX1200H，立即数寻址 mov ax,bx ；AX0100H，寄存器寻址 mov ax,1200h ；AX4C2AH，直接寻址 mov ax,bx ；AX3412H，寄存器间接寻址 mov ax,bx+1100h ；AX4C2AH，寄存器相对寻址 mov ax,bx+si ；AX7856H， 基址变址寻址 mov ax,bxsi+1100h ；AX65B7H，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：mov al,89hadd al,aladd al,9dhcmp al,0bchsub al,aldec alinc al解答 mov al,89h；AL89H CFZFSFOFPF add al,al ；AL12H 10011 add al,9dh；AL0AFH 00101 cmp al,0bch；AL0AFH 10101 sub al,al ；AL00H 01001 dec al ；AL0FFH 00101 inc al ；AL00H 01001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。mov ax,Ximul Ymov cx,axmox bx,dxmov ax,Zcwdadd cx,axadc bx,dxsub cx,540sbb bx,0mov ax,Vcwdsub ax,cxsbb dx,bxidiv X解答： V（X + 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？xor cx,cxdelay：noploop delay解答：FFFFH-0001H=216-1=65535次 （若将“xor cx,cx”改为“mov cx，0”，则为0次）第3章 汇编语言程序设计12简化段定义格式的源程序框架 .model small.stack.data .codestart： mov ax,data mov ds,ax mov ax,4c00h int 21hend start完整段定义格式的源程序框架stacksegment stack db 1024 dup(0)stackendsdata segment . ;在数据段定义数据data endscode segment code assume cs:code,ds:data,ss:stackstart: mov ax,data mov ds,ax . ;在代码段填入指令序列 mov ax,4c00h int 21h . ;子程序代码code ends end start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。第章微处理器的外部特性习题4.18088一共有 20 根地址线。在访问内存时它所使用的地址线是A0A19，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A0A15 ，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 A0A9若A91，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n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。n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T2T4期间，8088 CPU和I/O端口的工作表现。解答：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：第章存储器系统习题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8K8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4K4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n（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n 控制引脚：n 读取信号OE*：有效时，表示读取存储单元的数据n 写入信号WE*：有效时，表示将数据写入存储单元n 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（1K4位）或动态RAM芯片4116（16K1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n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；n 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n 组成32KB存储空间，用SRAM 2114（1K4）需要64个芯片；n 组成32KB存储空间，用DRAM 4116（16K1）需要16个芯片；n 它们都需要进行位扩充和地址扩充第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n保存外设给CPU和CPU发往外设的数据（2）状态寄存器n保存外设或接口电路的状态（）控制寄存器n保存CPU给外设或接口电路的命令习题6.简述与外设进行数据交换的几种常用方式。解答：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章 中断控制接口习题8.18088 CPU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：内（软）中断、外（硬）中断，具体如下：n 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n 指令中断：在执行中断指令INT n时产生n 溢出中断：在执行溢出中断指令INTO时，溢出标志OF为1产生n 单步中断：单步标志TF为1，在每条指令执行结束后产生n 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n 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：n 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n 指令中断的操作数n就是向量号n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8.28088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8.5PC/XT机的ROM-BIOS对8259A的初始化程序如下：mov al,13hout 20h,almov al,08hout 21h,almov al,09hout 21h,al请说明其设定的工作方式。解答mov al, 13h；13H = 0001 0011，设定工作方式：单片，边沿触发，要写入ICW4out 20h, al；写入ICW1：主（单）片地址是20H（参见表8-1）mov al, 08h；08H =0000 1000，设定主（单）片IR0的中断向量号为08Hout 21h, al；写入ICW2：地址参见表8-1mov al, 09h；09H=0000 1001，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out 21h, 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， 0FFDC H; 地址参考教材表8-1MOVAL， 00010011 ; 参见教材图8-7OUTDX，AL; MOVDX， 0FFDE H; 地址参考教材表8-1MOV AL， 10001000 ; 参见教材图8-7、204/205页例程OUT DX，AL;MOV AL， 00000111 ; 参见教材图8-7OUT DX，AL;第章定时计数控制接口习题9.38253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（1.5MHz300KHz） ，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02和控制字I/O地址依次为204H207H。 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。 使计数器0工作在方式1，按BCD码计数，计数值为3000。 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；写入方式控制字MOVAL， 50 H；50H = 0101 0000 ，参考图9-9MOVDX， 207 H；地址参考表9-1OUTDX，AL；写入方式控制字；写入计数初值MOVAL， 128 ；80H：计数初值MOVDX， 205 H；计数器 1 的地址参考表9-1OUTDX，AL；向计数器 1 写入初值；写入方式控制字MOVAL，33 H；33H = 0011 0011 ，先低后高写入十进制计数初值MOVDX，207 H；地址参考表9-1OUTDX，AL；写入方式控制字。参考图9-9；写入计数初值MOVDX，204 H；计数器 0 的地址参考表9-1MOVAX，3000 H；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；写入方式控制字MOVAL， 0B4 H；B4H = 1011 0100 ，先低后高写入二进制计数初值MOVDX， 207 H；地址参考表9-1OUTDX，AL；写入方式控制字；写入计数初值MOVDX， 206 H；计数器 2 的地址参考表9-1MOVAX， 02F0 H；OUTDX，AL；向计数器 2 写入计数初值的低字节MOVAL，AHOUTDX，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02和控制字的I/O地址依次为F8HFBH，说明如下程序的作用。mov al, 33hout 0fbh, almov al, 80hout 0f8h, almov al, 50hout 0f8h, 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 = 0011 0011OUT0FBH，AL；计数值为5080MOVAL，80HOUT0F8H，AL；-；MOVAL，50HOUT0F8H，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9.6PC机是如何应用8253每个通道的？解答n 计数器0每隔55ms产生一个IRQ0中断请求n 计数器1每隔15s产生一个DRAM刷新请求n 计数器2控制扬声器音调第章 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 PC7I/O引脚PC6I/O引脚PC5IBFA引脚PC4INTEA（STBA）引脚PC3INTRA引脚PC2INTEB（ACKB）引脚PC1IBFB引脚PC0INTRB引脚注：PC4INTEA（STBA）引脚和PC2INTEB（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n方式控制字为B0H1 0110 000B，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