微机原理与接口技术第三版课本习题答案.docx
《微机原理与接口技术第三版课本习题答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机原理与接口技术第三版课本习题答案.docx（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
微机原理与接口技术第三版课本习题答案
第二章8086体系结构与80x86CPU
1．8086CPU由哪两部分构成？
它们的主要功能是什么？
答：
8086CPU由两部分组成：
指令执行部件和总线接口部件。
指令执行部件〔EU主要由算术逻辑运算单元、标志寄存器FR、通用寄存器组和EU控制器等4个部件组成,其主要功能是执行指令。
总线接口部件主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成,其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行,访问存储器或I／O端口读取操作数参加EU运算或存放运算结果等。
2．8086CPU预取指令队列有什么好处？
8086CPU内部的并行操作体现在哪里？
答：
8086CPU的预取指令队列由6个字节组成,按照8086CPU的设计要求,指令执行部件〔EU在执行指令时,不是直接通过访问存储器取指令,而是从指令队列中取得指令代码,并分析执行它。
从速度上看,该指令队列是在CPU内部,EU从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。
8086CPU内部的并行操作体现在指令执行的同时,待执行的指令也同时从内存中读取,并送到指令队列。
5．简述8086系统中物理地址的形成过程。
8086系统中的物理地址最多有多少个？
逻辑地址呢？
答：
8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的。
8086系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20位的物理地址。
采用分段结构的存储器中,任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成,都是16位二进制数。
通过一个20位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。
具体做法是16位的段基址左移4位<相当于在段基址最低位后添4个"0">,然后与偏移地址相加获得物理地址。
由于8086CPU的地址线是20根,所以可寻址的存储空间为1M字节,即8086系统的物理地址空间是1MB。
逻辑地址由段基址和偏移地址两部分构成,都是无符号的16位二进制数,程序设计时采用逻辑地址,也是1MB。
6．8086系统中的存储器为什么要采用分段结构？
有什么好处？
答：
8086CPU中的寄存器都是16位的,16位的地址只能访问64KB的内存。
086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的,要做到对20位地址空间进行访问,就需要两部分地址
采用段基址和偏移地址方式组成物理地址的优点是：
满足对8086系统的1MB存储空间的访问,同时在大部分指令中只要提供16位的偏移地址即可。
9．在某系统中,已知当前〔SS＝2360H,〔SP＝0800H,那么该堆栈段在存储器中的物理地址范围是什么？
若往堆栈中存入20个字节数据,那么SP的内容为什么值？
答：
〔SS×10H＋〔SP＝23600H＋0800H＝23E00H,堆栈段在存储器中的物理地址范围是23600H～23E00H。
若往堆栈中存入20个字节数据,那么SP的内容为0800H－14H＝07ECH。
〔20的十六进制为14H。
10．已知当前数据段位于存储器的B4000H到C3FFFH范围内,则段寄存器DS的内容为多少？
答：
段寄存器DS的内容为B4000H。
11．8086系统中为什么一定要有地址锁存器？
需要锁存哪些信息？
答：
由于8086CPU受芯片封装的限制,只有40个管脚,所以地址线和数据线只能采用复用的方式共同使用某些管脚。
对存储器进行访问时,在读取数据或写入数据时,存储器芯片要求在这个过程中地址信息必须稳定提供给存储器,而由于8086CPU地址线和数据线是复用的,就不可能在同一时刻具有地址和数据的两种功能。
这就需要在CPU提供地址信息时,将地址锁存起来,以保证下一个时刻当这些复用的管脚起着数据线的功能时,存储器有正确的地址信息。
要锁存的信息包括这些复用管脚的地址和BHE等信号。
12．8086读/写总线周期各包括最少几个时钟周期？
什么情况下需要插入等待周期TW？
插入多少个TW取决于什么因素？
答：
8086读/写总线周期各包括最少四个时钟周期。
在系统中增加等待周期TW的一般情况是：
当CPU提供了地址后,由于外设或存储器的读出或写入时间较慢,不能与CPU的速度匹配,就需要插入等待周期TW,等待CPU能从外设或存储器将数据正确地读出或写入为止。
显然,插入的等待周期TW的个数取决于外设或存储器的取出或写入时间。
13．若已知当前〔DS=7F06H,在偏移地址为0075H开始的存储器中连续存放6个字节的数据,分别为11H,22H,33H,44H,55H和66H,请指出这些数据在存储器中的物理地址,如果要从存储器中读出这些数据,需要设备部几次存储器？
各读出哪些数据？
答：
物理地址：
７F０６H×１０H＋００７５H＝７F０DSH,故从7F0DSH起６个地址数据在存储器中的地址。
最少要访问四次：
第一次：
１１。
第二次：
３３,２２。
第三次：
５５,４４。
第四次：
６６。
１４：
某程序在当前数据段中存有两个数据字０ABCDH和1234H,它们对应的物理地址分别为3FF85H和40AFEH,若已知当前〔DS=3FB0H,请说明这两个数据的偏移地址,并用图说明它们在存储器中的存放格式。
答：
偏移地址为：
0485H和0FFEH。
第三章8086的指令系统
1：
MOVAX,[SI]寄存器寻址寄存器间接寻址
2：
MOVDI,100寄存器寻址立即寻址
3：
MOV[BX],AL寄存器间接寄存器
4：
MOV[BX][SI],CX基址+变址寄存器
5：
ADDDX,106H[SI]变址寄存器
6：
PUSHAX寄存器7：
ADDDS:
[BP],AX8:
ORAX,DX寄存器
2：
设寄存器DS=2000H,SS=1500H,ES=3200H,SI＝０A０H,BX＝１００H,BP＝１０H,数据段中变量VAL的偏移地址为50H,试指出下列各条指令中源操作数的寻址方式是什么？
对于存储器操作数,其物理地址是多少？
（1）MOVAX,[100H]直接寻址：
20100H
（2）MOVCX,ES:
[BX]寄存器寻址
（3）MOVDX,[BX][SI]基址+变址：
200F0h
（4）MOVAX,VAL[SI]变址寻址：
200F0h
（5）MOVBX,1234[BX]基址寻址：
205D2H
（6）MOVAX,[BP]寄存器寻址：
15010H
3．答案
<3>OUT3EBH,AX改<4>MULAL,CL改MULCL
MOVDX,3EBH6>ROLDX,5改MOVCL,5
OUTDX,AXROLDX,CL
<5>MULAX,25改<8>POPFR改POPF
MOVBX,25<9>MOV234H,BX改MOVBX,234H<10>INC[SI]改INCBYTEPTR[SI]
<11>ADD[BX],456H改ADDWORDPTR[BX],456H
<12>INTO错<13>DIVAX,BX改DIVBX
<14>DEC[BP]改DECWORDPTR[BP]<15>XLATBX错
<16>ADDCX+1改ADDCX,1或INCCX<17>DAAAX改DAA
4：
带符号数-86所表示的二进制：
10101010B
执行MOVDL,2AH和SHRDL,1两条指令后：
DL=00010101CF=0
可将AX寄存器中D0,D5,D8和D11位求反,其余位不变的指令：
XORAX,0921H
某存储单元物理地址为3B4FH,其段地址和偏移地址可选：
3B40H和00FEH
两个8位二进制数00110101及10110110做"异或"操作后,寄存器FR的下面3个状态标志分别是：
PF=0SF=1ZF=0
寄存器写指令时,如MOV[SI],AX,则CPU的外部管脚状态：
WR=0RD=1M\IO=1
5:
已知,DS=2000HBX=100HSI=02H从物理地址20100H单元开始,依次存放数据12H34H56H78H,而从物理地址21200h单元开始,依次存放数据2AH,4CH.8BH,98H.试说明下列各条指令单独执行后AX寄存器的内容。
〔1MOVAX,3600H3600H
〔2MOVAX,[1200H]4C2AH
〔3MOVAX,BX0100H
〔4MOVAX,[BX]3412H
〔5MOVAX,1100H[BX]4C2AH
〔6MOVAX,[BX][SI]7856H
6.设堆栈指针SP的初值为2400H,=4000H,=3600H.问：
〔1执行指令"PUSHAX"后,SP=?
23FEH
<2>再执行"PUSHAX"和"POPAX"后,=?
=?
=?
SP=23FEHAX=3600HBX=3600H
7.
<1>MOVDX,2000H
MOVBX,1000H
XHGHBX,DX
BX=2000H,DX=1000H
<2>MOVAX,1234H
PUSHAX
POPBX
AX=1234H,BX=1234H
<3>LEADX,[2000H]
MOVBX,DX
BX=2000H
<4>MOVAL,08
ADDAL,08
AAA
AX=0106
<5>MOVAL,48H
ADDAL,39H
DAA
=87H
<6>ANDAL,AL
MOVAL,80
ADCAL,AL
=0A0H
<7>MOVDX,OFFFH
NEGDX
=0001H
<8>MOVBL,OB8H
RORBL,1
BL=5CH,CF=0
<9>SUBAX,AX
ANDDX,DX
DX=0
<10>MOVCL,3
MOVAH,42H
SHRAH,XL
AH=08H,CF0
<11>MOVAX,34EBH
MOVCL,5FH
DIVCL
CF=8FH
<12>MOVAL,08H
MOVBL,09
MULBL
AAM
AX=0702H
<13>MOVBL,9
MOVAX,0702H
ADD
DIVBL,
AX=0008H
<14>MOVAL98H
CBW
BX=0FF98H
<15>MOVAH,2
MOVDL,`W`
INT21H
结果=执行DOS的2号功能调用,在屏幕上显示字母W
第五章存储器原理与接口
1．按存储器在计算机中的作用,存储器可分为哪向类？
简述其特点。
答：
存储器分：
主存储器〔内存,辅助存储器〔外存,高压缓冲存储器。
主存储器用来存放活动的程序和数据,其速度高,容量较少、每位价格高。
辅助存储器用于存放当前不活跃的程序和数据,其速度慢、容量大、每位价格低。
缓冲存储器在两个不同工作速度的部件之间起缓冲作用。
2．什么是RAM和ROM？
RAM和ROM各有什么特点？
答：
RAM是随机存储器,指计算机可以随机地、个别地对各个存储单元进行访问,访问所需时间基本固定,与存储单元的地址无关。
ROM是只读存储器,对其内容只能读,不能写入。
与RAM相比,其信息具有非易失性,即掉电后,ROM中的信息仍会保留。
3．什么是多层次存储结构？
它有什么作用？
答：
存储器的性能是计算机性能的最主要指标之一,其目标是大容量、高速度和低成本,因此应该在系统结构的设计上扬长避短,采用多层存储结构构成一个较为合理的存储系统。
多层存储结构是一个金字塔的结构,距塔尖〔即CPU越近速度越快,容量越小,单位价格也较贵；反之速度较慢,容量较大,单位价格也较便宜。
其作用是获得最佳性价比。
5．主存储器的主要技术指标有哪些？
答：
主存储器的主要技术指标有主存容量、存储器存取时间、存储周期和可靠性。
7．若用1K×1位的RAM芯片组成16K×8位的存储器,需要多少片芯片？
在CPU的地址线中有多少位参与片内寻址？
多少位用做芯片组选择信号？
答：
要128片。
A1～A9共10位参与片内寻址,其余可用于片选信号。
8．在8086系统中,若要从存储器奇地址体中读1个字节数据,列出存储器有关的控制信号和它们的有效逻辑电平信号。
答：
RD=0WD=1CS=0MIO=1BHE=0
第六章微型计算机的输入输出
1．CPU与外部设备通信为什么使用接口？
答：
存储器与CPU交换信息时,它们在数据格式、存取速度等方面基本上是匹配的,,也就是说,CPU要从存储器读入指令、数据或向存储器写入新的结果和数据,只要一条存储器访问就可以完成；在硬件连接方面,只需芯片与芯片之间的管脚直接连接。
但CPU要与外部设备通信至少有两方面的困难：
第一,CPU的运行速度要比外设的处理速度高得多,通常简单地用一条输入输出的指令是无法完成CPU与外设之间的信息交换的；第二,外设的数据线和控制线也不可能与CPU直接连接。
CPU与外设通信具有如下特点：
需要接口作为CPU与外设通信的桥梁。
需要有数据传送之前的"联络"。
要传递的信息有三方面内容：
状态、数据和控制信息。
CPU与外设通信必须借助于必要的电路来实现,这样的电路称为接口或I/O接口。
１．什么是接口？
为什么需要接口？
接口有哪些作用？
答：
而介于主机和外设之间用于完成某些控制功能、速度匹配、信号转换的一种缓冲电路称为I/O接口电路,简称I/O接口。
I/O接口在CPU与外设之间建立一个缓冲区,解决CPU与外设之间在数据形式、数据的传递方式以及传递速率上存在很大差异的矛盾。
接口作用主要包括信号暂存、数据格式转换、传送路径的切换控制和状态信号的交换、通讯控制、设备动作、定时控制、中断管理及错误检测等功能。
.答：
CPU和外设之间的信息交换存在以下一些问题：
速度不匹配；信号电平不匹配；信号格式不匹配；时序不匹配。
I/O接口电路是专门为解决CPU与外设之间的不匹配、不能协调工作而设置的,处于总线和外设之间,一般应具有以下基本功能：
⑴设置数据缓冲以解决两者速度差异所带来的不协调问题；⑵设置信号电平转换电路,如可采用MC1488、MC1489、MAX232、MZX233芯片来实现电平转换。
⑶设置信息转换逻辑,如模拟量必须经A/D变换成数字量后,才能送到计算机去处理,而计算机送出的数字信号也必须经D/A变成模拟信号后,才能驱动某些外设工作。
⑷设置时序控制电路；⑸提供地址译码电路。
2.I/O接口有什么用途？
1进行地址译码或设备选择,以便使CPU能与某一指令的外部设备通信。
2状态信息的应答,以协调数据传送之前的准备工作。
3进行中断管理,提供中断信号。
4进行数据格式转换,如正负逻辑的转换、串行与并行数据转换等。
5进行电平转换,如TTL电平与MOS电平间的转换。
6协调速度,如采用锁存、缓冲、驱动等。
7时序控制,提供实时时钟信号。
3.I/O端口有哪两种寻址方式？
各有何优缼点？
答：
存储器的映像I/O寻址和 Ｉ／Ｏ映像的Ｉ／Ｏ寻址
存储器映射的I/O寻址方式优缺点
⏹优点：
由于I/O和存储器在地址上没有区别,在程序设计时可以使用丰富的指令对端口进行操作,甚至包括对端口数据的运算。
⏹缺点：
I/O端口需要占用部分处理器的地址空间。
◆由于存储器和I/O端口地址在形式上没有区别,相对增加了程序设计和阅读的难度。
I/O映射的I/O寻址方式优缺点
优点：
程序阅读方便,使用IN或OUT指令就一定是对外设的通信；
◆由于I/O端口有自己的地址,使系统存储器地址范围扩大,适合大系统使用。
缺点：
指令少,编程相对灵活性减少；
◆硬件上需要I/O端口的译码芯片,增加了硬件开支
5.微机系统的输入输出指什么？
输入输出有什么不同？
常用的打印机有：
击打式、喷墨式和激光打印机。
输入与输出的不同
输入是指从被控设备到计算机的物理信号的传输和变换通道,其主要实现被控设备和计算机之间原始参数和信号的变换。
输出是指从计算机到被控设备的控制信号和参数的传输通道,其与输入一样都有模拟与数字之分,都是用以实现数据采集现场与计算机的连接
6.输入输出有哪几种方式？
各有何优缼点？
答：
两种方式：
程序控制方式和直接存储器存取方式〔DMA方式
优缼点：
程序控制方式：
速度慢,但程序简单。
DMA：
速度快,但程序复杂。
7.在输入输出的电路中,为什么常常要用锁存器和缓冲器？
因为I/O速度非常快,利用锁存器和缓存器解决同步问题
9．8086CPU在执行输入输出指令时,CPU有哪些控制管脚的作用,什么样的电平有效？
答：
RDWDCSMI0BHE除了BHE高电平有效,其它均低电平有效。
10.8086CPU分配的端口地址有何限制？
为什么？
8086CPU与外设交换数据可按字节进行。
当按字节进行时,偶地址端品的字节数据由低8位数据线D7~D0位传输,奇地址端口的字节数据由高8位数据线D15~D8传输。
当用户在安排外设的端口地址时,如果外设是以8位方式与CPU连接,就只能将其数据线与CPU的低8位连接,或者只能与CPU的高8位方式连接。
这样,同一台外设的所有寄存器端口地址都只能是偶地址或者奇地址,所以设备的端口地址往往是不连续的。
例：
设计一ROM扩展电路,容量为32K字,地址从00000H开始。
EPROM芯片取27256
解：
a、确定芯片个数
32K×16=64K×8
64K×8/<32K×8>=2<片>
例:
设计一RAM扩展电路,容量为32K字,地址从10000H开始。
芯片采用62256
解：
⏹a、计算所需要的芯片个数
32K×16=64K×8
64K×8/<32K×8>=2<片>
升级会员 