最新微型计算机技术课后习题答案PPT课件.ppt
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1、微型计算机技术课后习题微型计算机技术课后习题答案答案第第第第1 1 1 1章章章章 微型计算机系统的构成微型计算机系统的构成微型计算机系统的构成微型计算机系统的构成1.11.1试述微处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系。试述微处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系。答:答:微处理器是指由一片或几片大规模集成电路组成的中央处理微处理器是指由一片或几片大规模集成电路组成的中央处理 器。器。微型计算机指以微处理器为基础,配以内存储器以及输入输微型计算机指以微处理器为基础,配以内存储器以及输入输 出接口电路和相应的辅助电路构成的裸机。出接口电路和相应的辅助电路构成的裸机。微型计算机系统指由微处理
2、器配以相应的外围设备及其它微型计算机系统指由微处理器配以相应的外围设备及其它 专用电路、电源、面板、机架以及足够的软件而构成的系统。专用电路、电源、面板、机架以及足够的软件而构成的系统。1.21.2什么是单片机什么是单片机?答:答:把构成一个微型计算机的一些功能部件集成在一块芯片之中把构成一个微型计算机的一些功能部件集成在一块芯片之中的计算机。的计算机。1.31.3什么是单板机什么是单板机?答:答:把微处理器、把微处理器、RAMRAM、ROMROM以及一些接口电路,加上相应的外设以及一些接口电路,加上相应的外设(如键盘、如键盘、7 7段显示器等段显示器等)以及监控程序固件等以及监控程序固件等,
3、安装在一块印刷电安装在一块印刷电路板上所构成的计算机系统。路板上所构成的计算机系统。在读周期中,数据信息一般出现在在读周期中,数据信息一般出现在在读周期中,数据信息一般出现在在读周期中,数据信息一般出现在T2T2T2T2周期以后,双重总线周期以后,双重总线周期以后,双重总线周期以后,双重总线AD0AD0AD0AD0AD15AD15AD15AD15上的地址信息有效和数据信息有效之间有一段高阻态,上的地址信息有效和数据信息有效之间有一段高阻态,上的地址信息有效和数据信息有效之间有一段高阻态,上的地址信息有效和数据信息有效之间有一段高阻态,因为因为因为因为AD0AD0AD0AD0AD15AD15AD
4、15AD15上的数据上的数据上的数据上的数据,必须在存储芯片必须在存储芯片必须在存储芯片必须在存储芯片(或或或或I I I IO O O O 接口接口接口接口)的存取的存取的存取的存取时间后才能出现。时间后才能出现。时间后才能出现。时间后才能出现。而在写周期中,数据信息在双重总线上是紧跟在地址总线有效而在写周期中,数据信息在双重总线上是紧跟在地址总线有效而在写周期中,数据信息在双重总线上是紧跟在地址总线有效而在写周期中,数据信息在双重总线上是紧跟在地址总线有效之后立即由之后立即由之后立即由之后立即由CPUCPUCPUCPU送上,两者之间无一段高阻态送上,两者之间无一段高阻态送上,两者之间无一段
5、高阻态送上,两者之间无一段高阻态在读周期中,如果在在读周期中,如果在在读周期中,如果在在读周期中,如果在T3T3T3T3周期内,被访问的内存单元或周期内,被访问的内存单元或周期内,被访问的内存单元或周期内,被访问的内存单元或I I I IO O O O端端端端口还不能把数据送上数据总线,则必须在口还不能把数据送上数据总线,则必须在口还不能把数据送上数据总线,则必须在口还不能把数据送上数据总线,则必须在T3T3T3T3之后插入等待周期之后插入等待周期之后插入等待周期之后插入等待周期TwTwTwTw,这时这时这时这时RD*RD*RD*RD*控制信号仍为有效低电平。控制信号仍为有效低电平。控制信号仍
6、为有效低电平。控制信号仍为有效低电平。在写周期中,如果在在写周期中,如果在在写周期中,如果在在写周期中,如果在T3T3T3T3周期内,被访问的内存单元或周期内,被访问的内存单元或周期内,被访问的内存单元或周期内,被访问的内存单元或I I I IO O O O端口端口端口端口还不能把数据总线上的还不能把数据总线上的还不能把数据总线上的还不能把数据总线上的 数据取走,则必须在数据取走,则必须在数据取走,则必须在数据取走,则必须在T3T3T3T3之后插入等待周期之后插入等待周期之后插入等待周期之后插入等待周期TwTwTwTw,这时,这时,这时,这时WR*WR*WR*WR*控制信号仍为有效低电平。控制
7、信号仍为有效低电平。控制信号仍为有效低电平。控制信号仍为有效低电平。2.8 2.8 什么是指令周期什么是指令周期?什么是总线周期什么是总线周期?什么是时钟周期什么是时钟周期?说明三说明三者的关系。者的关系。答:答:执行一条指令所需要的时间称为指令周期包括取指令、译码和执行一条指令所需要的时间称为指令周期包括取指令、译码和执行等操作所需的时间。执行等操作所需的时间。指令周期指令周期 CPU CPU通过总线操作完成同内存储器或通过总线操作完成同内存储器或I/OI/O接口之间一次数据传送接口之间一次数据传送所需要的时间。所需要的时间。总线周期总线周期 CPUJ CPUJ时钟脉冲的重复周期称为时钟周期
8、,时钟周期是时钟脉冲的重复周期称为时钟周期,时钟周期是CPUCPU的时的时间基准。间基准。时钟周期时钟周期 三者的关系:三者的关系:时钟周期是时钟周期是CPUCPU的时间基准。总线周期至少包括的时间基准。总线周期至少包括4 4个时钟周期即个时钟周期即T1T1、T2T2、T3T3和和T4T4,处在这些基本时钟周期中的总线,处在这些基本时钟周期中的总线状态称为状态称为T T状态。一个指令周期由一个或若干个总线周期组成。状态。一个指令周期由一个或若干个总线周期组成。2 2、存储、存储、存储、存储芯片的芯片的芯片的芯片的存储容量存储容量存储容量存储容量由其地址线数由其地址线数由其地址线数由其地址线数N
9、 N和数据线数决定和数据线数决定和数据线数决定和数据线数决定:22N N 数据线数数据线数数据线数数据线数。33、存储、存储、存储、存储芯片芯片芯片芯片在存储器中的在存储器中的在存储器中的在存储器中的起始地址起始地址起始地址起始地址,称为芯片称为芯片称为芯片称为芯片高端地址高端地址高端地址高端地址,设计时分配确定设计时分配确定设计时分配确定设计时分配确定,由其片外地址线由其片外地址线由其片外地址线由其片外地址线全译码全译码全译码全译码得出得出得出得出芯片芯片芯片芯片的的的的片选信号:片选信号:片选信号:片选信号:片外地址线数片外地址线数片外地址线数片外地址线数=CPU=CPU地址线数地址线数地
10、址线数地址线数-芯片地址线数芯片地址线数芯片地址线数芯片地址线数1 1、存储、存储、存储、存储芯片的芯片的芯片的芯片的片内寻址片内寻址片内寻址片内寻址范围由其范围由其范围由其范围由其地址线实际根数地址线实际根数地址线实际根数地址线实际根数N N决定决定决定决定:2 2NN。第第第第4 4章章章章存储器接口的基本技术存储器接口的基本技术存储器接口的基本技术存储器接口的基本技术基本知识基本知识基本知识基本知识A19A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A01111111111111111111132K16K8K4K2K1K512256128643216842151
11、2K5 5、存储器设计时确定存储芯片数的一般方法:存储器设计时确定存储芯片数的一般方法:存储器设计时确定存储芯片数的一般方法:存储器设计时确定存储芯片数的一般方法:若已有存储芯片的容量为若已有存储芯片的容量为若已有存储芯片的容量为若已有存储芯片的容量为LJ bitLJ bitLJ bitLJ bit,要构成容量,要构成容量,要构成容量,要构成容量为为为为M N bitM N bitM N bitM N bit的存储器,需要的芯片数的存储器,需要的芯片数的存储器,需要的芯片数的存储器,需要的芯片数S S S S为:为:为:为:S=S=S=S=(M/LM/LM/LM/L)(N/JN/JN/JN/J
12、)6 6、8 8位微机应用系统中的存储器设计要点:位微机应用系统中的存储器设计要点:位微机应用系统中的存储器设计要点:位微机应用系统中的存储器设计要点:(1)(1)(1)(1)按给定要求选择主要芯片按给定要求选择主要芯片按给定要求选择主要芯片按给定要求选择主要芯片;(2)(2)(2)(2)给存储芯片分配地址给存储芯片分配地址给存储芯片分配地址给存储芯片分配地址;(3)(3)(3)(3)每个存储芯片的地址线、数据线、控制线并联每个存储芯片的地址线、数据线、控制线并联每个存储芯片的地址线、数据线、控制线并联每个存储芯片的地址线、数据线、控制线并联,接在接在接在接在CPUCPUCPUCPU的相应总线
13、上;的相应总线上;的相应总线上;的相应总线上;(4)(4)(4)(4)按存储芯片分配的地址按存储芯片分配的地址按存储芯片分配的地址按存储芯片分配的地址,将将将将CPUCPUCPUCPU未接的高位地址未接的高位地址未接的高位地址未接的高位地址,通过相应译码器产生各个芯片的片选信号,以通过相应译码器产生各个芯片的片选信号,以通过相应译码器产生各个芯片的片选信号,以通过相应译码器产生各个芯片的片选信号,以 实现各个芯片占据不同的地址段。实现各个芯片占据不同的地址段。实现各个芯片占据不同的地址段。实现各个芯片占据不同的地址段。4 4、存储、存储、存储、存储芯片芯片芯片芯片在存储器的地址范围在存储器的地
14、址范围在存储器的地址范围在存储器的地址范围由其片内寻址范围和高端地址决定由其片内寻址范围和高端地址决定由其片内寻址范围和高端地址决定由其片内寻址范围和高端地址决定:高端地址高端地址高端地址高端地址+片内寻址范围片内寻址范围片内寻址范围片内寻址范围“+”:连接之意。:连接之意。:连接之意。:连接之意。7 7、1616位微机的奇偶存储体位微机的奇偶存储体将将1MB内存空间内存空间(00000HFFFFFH)分分为两部分:为两部分:偶存储体偶存储体偶存储体偶存储体同同CPU低低8位数据线位数据线D0D7相连,由相连,由A0作片选,作片选,A0=0时选中;时选中;奇存储体奇存储体奇存储体奇存储体同同C
15、PU高高8位数据线位数据线D8D15相连,相连,BHE作片选,当作片选,当BHE=0时时选中。选中。CPU的的A1A19与与奇奇奇奇偶存储体偶存储体偶存储体偶存储体的的A0A18对应对应相连,同时选通对应单元相连,同时选通对应单元;01CPUA0A18A0A18偶存储体偶存储体偶存储体偶存储体奇存储体奇存储体奇存储体奇存储体低低8位位高高8位位8 8、80868086与奇偶存储体连接图与奇偶存储体连接图高高8位数据位数据低低8位数据位数据A0低电位选中低电位选中偶存储体,偶存储体,偶存储体,偶存储体,输入输入/出出该字该字的的低低8位数据;位数据;CPU的的A1A19与与奇偶存储体奇偶存储体奇
16、偶存储体奇偶存储体的的A0A18对应对应相连,相连,同时同时选通选通某字某字对应的高、低字节存储单元对应的高、低字节存储单元;访问访问访问访问该该对准存储的字,仅需一个总线周期。对准存储的字,仅需一个总线周期。对准存储的字,仅需一个总线周期。对准存储的字,仅需一个总线周期。BHEBHE低电位选中低电位选中奇存储体奇存储体奇存储体奇存储体输入输入/出出该字该字的的高高8位数据。位数据。9 9 9 9、16161616位微机应用系统中的存储器设计要点位微机应用系统中的存储器设计要点位微机应用系统中的存储器设计要点位微机应用系统中的存储器设计要点(1)(1)(1)(1)按给定要求选择主要芯片。按给定
17、要求选择主要芯片。按给定要求选择主要芯片。按给定要求选择主要芯片。(2)(2)(2)(2)每个存储芯片的地址线、数据线、控制线并联每个存储芯片的地址线、数据线、控制线并联每个存储芯片的地址线、数据线、控制线并联每个存储芯片的地址线、数据线、控制线并联,接在接在接在接在CPUCPUCPUCPU的相应总线上:的相应总线上:的相应总线上:的相应总线上:偶存储片由偶存储片由偶存储片由偶存储片由A0A0A0A0选通,数据线接选通,数据线接选通,数据线接选通,数据线接CPUCPUCPUCPU的的的的D0D0D0D0D7 D7 D7 D7。奇存储片由奇存储片由奇存储片由奇存储片由BHE*BHE*BHE*BH
18、E*选通,数据线接选通,数据线接选通,数据线接选通,数据线接CPUCPUCPUCPU的的的的D8D8D8D8D15 D15 D15 D15。(3)(3)(3)(3)将存储芯片组成奇偶存储体、并分配地址。将存储芯片组成奇偶存储体、并分配地址。将存储芯片组成奇偶存储体、并分配地址。将存储芯片组成奇偶存储体、并分配地址。(4)(4)(4)(4)按存储芯片分配的地址按存储芯片分配的地址按存储芯片分配的地址按存储芯片分配的地址,将将将将CPUCPUCPUCPU未接的高位地址未接的高位地址未接的高位地址未接的高位地址,通过相应通过相应通过相应通过相应译码器译码器译码器译码器产生各个芯片的片选信号,以产生各
19、个芯片的片选信号,以产生各个芯片的片选信号,以产生各个芯片的片选信号,以 实现各个芯片实现各个芯片实现各个芯片实现各个芯片占据不同的地址段占据不同的地址段占据不同的地址段占据不同的地址段。习习习习 题题题题4.1 4.1 4.1 4.1 用下列芯片构成存储系统,各需要多少用下列芯片构成存储系统,各需要多少用下列芯片构成存储系统,各需要多少用下列芯片构成存储系统,各需要多少RAMRAMRAMRAM芯片?芯片?芯片?芯片?需要多少位地址作为片外地址译码?需要多少位地址作为片外地址译码?需要多少位地址作为片外地址译码?需要多少位地址作为片外地址译码?设系统为设系统为设系统为设系统为20202020位
20、地址线,并采取全译码方式。位地址线,并采取全译码方式。位地址线,并采取全译码方式。位地址线,并采取全译码方式。(1)5124bRAM(1)5124bRAM(1)5124bRAM(1)5124bRAM构成构成构成构成16KB16KB16KB16KB的存储系统。的存储系统。的存储系统。的存储系统。解:解:解:解:L=512L=512L=512L=512,J=4J=4J=4J=4,M=161024M=161024M=161024M=161024,N=8N=8N=8N=8 S=(161024/512)(8/4)=64 S=(161024/512)(8/4)=64 S=(161024/512)(8/4)
21、=64 S=(161024/512)(8/4)=64 故构成所要求的存储系统故构成所要求的存储系统故构成所要求的存储系统故构成所要求的存储系统,需要需要需要需要64646464片片片片RAMRAMRAMRAM芯片。芯片。芯片。芯片。512512512512位芯片应有位芯片应有位芯片应有位芯片应有9 9 9 9根地址线根地址线根地址线根地址线,用在用在用在用在20202020位地址线的系统位地址线的系统位地址线的系统位地址线的系统 中中中中,需要需要需要需要11111111位地址作为片外地址译码。位地址作为片外地址译码。位地址作为片外地址译码。位地址作为片外地址译码。(2)(2)(2)(2)10
22、241bRAM10241bRAM10241bRAM10241bRAM构成构成构成构成128KB128KB128KB128KB的存储系统。的存储系统。的存储系统。的存储系统。解:略。解:略。解:略。解:略。(3)(3)(3)(3)2K4bRAM2K4bRAM2K4bRAM2K4bRAM构成构成构成构成64KB64KB64KB64KB的存储系统。的存储系统。的存储系统。的存储系统。解:略。解:略。解:略。解:略。(4)(4)(4)(4)64K1bRAM64K1bRAM64K1bRAM64K1bRAM构成构成构成构成256KB256KB256KB256KB的存储系统。的存储系统。的存储系统。的存储系
23、统。解:略。解:略。解:略。解:略。4.24.24.24.2 现有一种存储芯片容量为现有一种存储芯片容量为现有一种存储芯片容量为现有一种存储芯片容量为5124b5124b5124b5124b,若用它实现,若用它实现,若用它实现,若用它实现4KB4KB4KB4KB的存储容的存储容的存储容的存储容量,需要多少这种芯片?每片需要多少根地址线?量,需要多少这种芯片?每片需要多少根地址线?量,需要多少这种芯片?每片需要多少根地址线?量,需要多少这种芯片?每片需要多少根地址线?4KB4KB4KB4KB的存储系统的存储系统的存储系统的存储系统最少需要多少根地址线?最少需要多少根地址线?最少需要多少根地址线?
24、最少需要多少根地址线?解:解:解:解:L=512L=512L=512L=512,J=4J=4J=4J=4,M=41024M=41024M=41024M=41024,N=8N=8N=8N=8 S=(41024/512)(8/4)=16 S=(41024/512)(8/4)=16 S=(41024/512)(8/4)=16 S=(41024/512)(8/4)=16 故构成所要求的存储系统故构成所要求的存储系统故构成所要求的存储系统故构成所要求的存储系统,需要需要需要需要16161616片片片片RAMRAMRAMRAM芯片。芯片。芯片。芯片。512 512 512 512位芯片应有位芯片应有位芯片
25、应有位芯片应有9 9 9 9根地址线。根地址线。根地址线。根地址线。4KB 4KB 4KB 4KB的存储系统最少需要的存储系统最少需要的存储系统最少需要的存储系统最少需要12121212根地址线。根地址线。根地址线。根地址线。4.34.34.34.3 有一个有一个有一个有一个2732EPROM2732EPROM2732EPROM2732EPROM芯片的译码电路,如习图芯片的译码电路,如习图芯片的译码电路,如习图芯片的译码电路,如习图4-14-14-14-1所示,所示,所示,所示,试计算该芯片的地址范围及存储容量。试计算该芯片的地址范围及存储容量。试计算该芯片的地址范围及存储容量。试计算该芯片的
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