2022年微型计算机技术及应用习题解答.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 微型运算机技术及应用习题解答微型运算机技术及应用习题解答第一章 微型运算机概述1.1 微处理器、微型运算机和微型运算机系统三者之间有什么不同?答: 微处理器是微型运算机的核心,是微型运算机的一部分;它是集成在一块芯片上的 CPU,由运算器和掌握器组成; 微型运算机包括微处理器、 储备器、I/O 接口和系统总线, 是微型运算机系统的主体; 微型运算机系统包括微型运算机、外设及系统软件三部分;1.2CPU 在内部结构上由哪几部分组成?CPU 应具备哪些主要功能?答: 1.CPU 在内部结构上由以下几部分组成:算术规律部件ALU ;累加器和通用寄存器
2、组;程序计数器 指令指针 、指令寄存器和译码器;时序和掌握部件;2.CPU 应具备以下主要功能:1.31.41.5可以进行算术和规律运算;可储存少量数据;能对指令进行译码并执行规定的动作;能和储备器、外设交换数据;供应整个系统所需要的定时和掌握;可以响应其他部件发来的中断恳求;累加器和其他通用寄存器相比,有何不同?答:很多指令的执行过程以累加器为中心;输入/输出指令一般也以累加器来完成;微处理器的掌握信号有哪两类?答:一类是通过对指令的译码,由CPU 内部产生的;这些信号由CPU 送到储备器、I/O 接口电路和其他部件;另一类是微型机系统的其他部件送到CPU 的;通常用来向 CPU 发出恳求;
3、如中断恳求、总线恳求等;微型运算机采纳总线结构有什么优点?答:第一是系统中各功能部件之间的相互关系变为各个部件面对总线的单一关系;其次是一个部件只要符合总线标准,就可以连接到采纳这种总线标准的系统中,使系统功能得到扩充;1.6数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处?假如一个系统的数据和地址合用一 套总线或者合用部分总线,那么,要靠什么来区分地址或数据?答: 1.数据总线是双向三态;地址总线是单向输出三态;2.数据和地址复用时,是数据;必需有一个地址选通信号来区分该总线上输出的是地址仍1.7掌握总线传输的信号大致有哪几种?答:包括CPU 送往储备器和I/O 接口的掌握信号,如读信号、写信号、中
4、断响应信号、储备器和I/O 接口区分信号等;仍包括其他部件送到CPU 的信号,如时钟信号、中断恳求信号、预备就绪信号等;其次章 8086 微处理器1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 微型运算机技术及应用习题解答2.1总线接口部件有哪些功能?请逐一进行说明;答: 1.总线接口部件的功能是负责与储备器、I/O 端口传送数据;2.详细讲:总线接口部件要从内存取指令送到指令队列; CPU 执行指令时,总线接口部件要协作执行部件从指定的内存单元或者外设端口中取数据,将数据传送给执行部件,或者把执行部件的操作结果传送到指定的
5、内存单元或外设端口中;2.28086 的总线接口部件由哪几部分组成?IP; 20 位的地址答: 4 个段地址寄存器CS、DS、ES、SS;16 位的指令指针寄存器加法器; 6 字节的指令队列;2.3段寄存器CS=1200H,指令指针寄存器IP=FF00H,此时,指令的物理地址为多少?指向这一物理地址的CS 值和 IP 值是唯独的吗?答: 1.该指令的物理地址=CS 10H+IP=21F00H ;2.指向这一物理地址的CS 值和 IP 值不是唯独的;2.4 8086 的执行部件有什么功能?由哪几部分组成?答: 1.8086 的执行部件的功能是负责指令的执行;2.52.4 个通用寄存器AX 、BX
6、、CX 、DX ;4 个专用寄存器BP、 SP、SI、DI;标志寄存器 FLAGS 和算术规律单元ALU ;8086 的状态标志状态标志和掌握标志有何不同?程序中是怎样利用这两类标志的?和掌握标志分别有哪些?答:1.不同之处在于:状态标志由前面指令执行操作的结果对状态标志产生影响,即前面指令执行操作的结果打算状态标志的值;掌握标志是人为设置的;2.利用状态标志可进行运算和判定等操作;利用掌握标志可对某一种特定功能如单步操作、可屏蔽中断、串操作指令运行的方向 起掌握作用;3.8086 的状态标志有:SF、ZF、PF、CF、AF 和 OF 计 6 个;2.68086 的掌握标志有:DF、 IF、T
7、F 计 3 个;8086/8088 和传统的运算机相比在执行指令方面有什么不同?这样的设计思想有什么 优点?答:1.传统的运算机在执行指令时,指令的提取和执行是串行进行的;8086/8088 CPU的总线接口部件和执行部件在提取和执行指令时是并行同时工作的;2.8086/8088 CPU 的设计思想有力地提高了 胜利的缘由之一;CPU 的工作效率, 这也正是 8086/80882.7总线周期的含义是什么?8086/8088 的基本总线周期由几个时钟组成?如一个CPU的时钟频率为24MHz ,那么,它的一个时钟周期为多少?一个基本总线周期为多少?如主频为 15MHz 呢?答:1.总线周期的含义是
8、总线接口部件完成一个取指令或传送数据的完整操作所需的最 少时钟周期数;2.8086/8088 的基本总线周期由 4 个时钟周期组成;3.当主频为 24MHz 时, T=1/24MHz 41.7ns, T总=4T167ns;4.当主频为 15MHz 时, T=1/15MHz 66.7ns, T总=4T267ns;2.8在总线周期的T 1、T 2、T 3、T4 状态, CPU 分别执行什么动作?什么情形下需要插入等待状态 TW?T W 在哪儿插入?怎样插入?答: 1.在总线周期的T1、T 2、 T3、T4 状态, CPU 分别执行以下动作: T1 状态: CPU 往多路复用总线上发出地址信息,以指
9、出要查找的储备单元 或外设端口的地址; T2 状态: CPU 从总线上撤销地址,而使总线的低 16 位浮置成高阻状态,为传输数据做预备;总线的高 4 位A 19A 16用来输出本总线周期的状态信2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 微型运算机技术及应用习题解答息; T3 状态:多路总线的高 4 位连续供应状态信息;低 16 位8088 为低 8 位上显现由 CPU 写出的数据或者 CPU 从储备器或端口读入的数据; T4 状态:总线周期终止;2.当被写入数据或者被读取数据的外设或储备器不能准时地协作 CPU 传送数
10、据;这时,外设或储备器会通过“一个“ 数据未预备好的信号”时钟周期 T W;READY ” 信号线在 T3 状态启动之前向 CPU 发,于是 CPU 会在 T3 之后插入一个或多个附加的2.93.T W 插在 T3 状态之后,紧挨着T 3 状态;CPU 收4.插入的 TW 状态时的总线上的信息情形和T3 状态的信息情形一样;当到储备器或外设完成数据传送时发出的“ 预备好” 信号时,会自动脱离T W 状态而进入 T 4 状态;从引腿信号上看,8086 和 8088 有什么区分?答:8086 有 16 根数据 /地址复用总线,8088 只有 8 根,称 AD 7AD 0; 8086 的第 28 腿
11、为 M/ IO ,8088 的第 28 腿为 M/ IO 为兼容 8080 等;2.10 8086 的第 34 腿为 BHE /S7,8088 的第 34 腿为SS ;在对储备器和I/O 设备读写时,要用到IOR 、 IOW 、 MR 、 MW 信号,这些信号在M/IO IOR M/IO IOW M/IO MR M/IO MW 最大模式和最小模式时分别可用怎样的电路得到?请画出示意图;答: 1.最小模式 以 8086 为例 :2.112.最大模式:用8288 总线掌握器来实现;CPU 启动时,有哪些特点?如何查找8086/8088 系统的启动程序?答: 1.CPU 启动时,有以下特点: 内部寄
12、存器等置为初值; 禁止中断 可屏蔽中断 ; 从 FFFF0H 开头执行程序; 三态总线处于高阻状态;2.8086/8088 系统的启动程序从FFFF0H 单元开头的无条件转移指令转入执行;2.12CPU 在 8086 的微机系统中,为什么常用AD 0 作为低 8 位数据的选通信号?答:由于每当CPU 和偶地址单元或偶地址端口交换数据时,在T 1 状态, AD 0引腿传送的地址信号必定为低电平;而CPU 的传输特性打算了只要是和偶地址单元或偶地址端口交换数据,就 CPU 必定通过总线低8 位即 AD 7AD 0 传输数据; 可见AD 0 可以用来作为接于数据总线低8 位上的 8 位外设接口芯片的
13、选通信号;2.138086 和 8088 在最大模式或最小模式时,引腿信号分别有什么不同?30 131 0答:在此两种模式中,只有第2431 腿的信号不同;引 腿 号24 25 26 27 28 29 最 小 模INTAALE DENDT/ RM/ IOWRHLDA HOLD 式信号RQ /GTRQ /GT最 大 模QS1QS0S 0S 1S 2LOCK式信号3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 微型运算机技术及应用习题解答2.14另外 8088 的第 34 腿在最大模式时为高电平,最小模式时为SS0 状态信号;
14、8088的第 28 腿在最小模式时为M/IO信号;8086 和 8088 是怎样解决地址线和数据线的复用问题的?ALE 信号何时处于有效电平?答:1.在总线周期的 地址锁存器T1 状态,复用总线用来输出要拜访的储备器或 I/O 端口的地址给82823 片锁存;在其他状态为传送数据或作传送预备;地址锁存2.15器 8282 在收到 CPU 发出的地址锁存答应信号ALE 后,锁存地址;2.ALE 信号在每个总线周期的T 1 状态为有效高电平;BHE 信号和A 0 信号是通过怎样的组合解决储备器和外设端口的读/写的?这种组合打算了 8086 系统中储备器偶地址体及奇地址体之间应当用什么信号来区分?怎
15、样区分?答: 1.组合情形如下:BHEA 0操作所用的数据引腿0 0 从偶地址开头读/写一个字AD 15AD 01 0 从偶地址单元或端口读/写一个字节AD 7AD 00 1 从奇地址单元或端口读/写一个字节AD 15AD 80 1 从奇地址开头读/写一个字 在第一个总线AD 15AD 81 0 周期, 将低 8 位数送 AD 15AD 8, 在其次AD 7AD 0个总线周期,将高8 位数送 AD 7AD 0 2.用 A 0 信号来区分偶地址体和奇地址体;2.162.173.当 A 0=0 时选中偶地址体,A 0=1 时选中奇地址体;RESET 信号来到后, CPU 的状态有哪些特点?答:复位
16、信号来到后,CPU 便终止当前操作,并对处理器标志寄存器FR、IP、DS、SS、ES、其他寄存器及指令队列清0,而将 CS 设置为 FFFFH ;当复位信号变为低电平后, CPU 从 FFFF0H 单元开头执行程序;在中断响应过程中,8086 往 8259A 发的两个INTA 信号分别起什么作用?答:第一个负脉冲通知外部设备的接口,它发出的中断恳求已经得到答应;外设接口收到其次个负脉冲后,往数据总线上放中断类型码,从而CPU 得到了有关此中断恳求的详尽信息;2.18总线保持过程是怎样产生和终止的?画出时序图;HOLD 引腿向 CPU答:1.当系统中 CPU 之外的另一个主模块要求占用总线时,通
17、过发一个高电平的恳求信号;假如CPU 此时答应让出总线,就在当前总线周期完成时,于 T4 状态从 HLDA 引腿发出一个应答信号,对刚才的 HOLD 恳求做出响应;同时,CPU 使地址 /数据总线和掌握状态线处于浮空状态;总线恳求部件收到 HLDA 信号后,就获得了总线掌握权,在此后一段时间,HOLD 和HLDA 都保持高电平; 在总线占有部件用完总线之后,会把 HOLD 信号变为低电平,表示现在舍弃对总线的占有;8086/8088 收到低电平的 HOLD 信号后,也将 HLDA 变为低电平,这样,占有权;2.时序图为:CPU 又获得了地址 /数据总线和掌握状态线的4 名师归纳总结 - - -
18、 - - - -第 4 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 微型运算机技术及应用习题解答T4/TI 采样CLK HOLD 采样HLDA 2.19三态引腿高阻8086 系统在最小模式时应当怎样配置.请画出这种配置并标出主要信号的连接关系;答: 1.8086 系统在最小模式时的配置是:8086CPU 一片, 8284A 时钟发生器一片,8282 地址锁存器三片,8286 总线收发器二片;2.连接关系为:RESET 8284A 8282 BHE READY CLKRESET 3 片 READY ALE STB 地址总线BHEA 19A 16AD 15AD 082862
19、片 数据总线OE T 2.20DEN 掌握总线时钟发生器的功能是什么?画出它的线路图;答: 1.时钟发生器的功能是:供应频率恒定占空比符合标准的时钟信号,对预备好READY 和复位 RESET信号进行同步;2.212.线路图见书21 页图 2.7 所示;8086 在最大模式下应当怎样配置?最大模式时为什么肯定要用总线掌握器?总线控 制器的输入信号是什么?输出信号是什么?答: 1.8086 在最大模式下的配置是:8086CPU 一片, 8284A 时钟发生器一片,8282地址锁存器三片,8286 总线收发器二片,8288 总线掌握器一片,8259A 中断优先级治理部件一片;2.由于在最大模式下,
20、需要用外加电路来对CPU 发出的掌握信号进行变换和组合,以得到对储备器和I/O 端口的读 /写信号和对锁存器8282 及总线收发器8286 的掌握信号; 8288 总线掌握器就是完成上述这些功能的专用芯片;所以必需用总线掌握器;3.总线掌握器的输入信号是:来自 CPU 的 S 2、S 、S 状态信息,时钟 CLK 信号,及打算本身工作方式的信号 IOB 、 AEN 、CEN ;4.总线掌握器的输出信号是:用来作为 CPU 进行中断响应的信号 INTA ,两组读5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 微型运算机技术及应
21、用习题解答2.22/写掌握信号MRDC 、MWTC 、IORC 、IOWC ,两个提前的写掌握信号AMWC 、AIOWC ,送给地址锁存器的信号ALE ,送给数据收发器的信号DEN 和 DT/ R ;在编写程序时,为什么通常总要用开放中断指令来设置中断答应标志?答:由于在复位时,标志寄存器FR 被清 0,就 IF=0 ,禁止从 INTR 进入的可屏蔽中断,所以必需在编写程序时,用指令来设置中断答应标志;2.23 T1 状态下,数据 /地址复用总线上是什么信息?用哪个信号将此信息锁存起来?数据信息是在什么时候给出的?用时序图表示出来;答: 1.T 1 状态下,数据 /地址复用总线上是地址信息;2
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