计算机原理-作业(01)

第1章计算机基础知识3填空2346875101000101011222B1651ABE1642787510110101011111261010101001112170437510AA7167将下列十进制数表示为8421BCD码8609100001100000100117如果某几种CPU的地址总线分别有8、16、20、32条，它们各自能寻址的存储器的容量是多少【解】28256B21664KB2201MB2324GB第2章8086微处理器及其系统8简述A0与在8086系统中的应用。BHE【解】8086系统中将1MB存储空间分成两个512KB的物理存储体。一个存储体由偶数地址组成，另一个存储体由奇数地址组成。用A0位来区分两个存储体。用和A0的组合来选择存储体，其组合关系及操作情况如下1从偶地址读写一个字节（A010）。AD15AD8上的数据被忽略，字BHE节内容通过AD7AD0传送。2从奇地址读写一个字节（A001）。在AD15AD8上传送的数据有效，AD7AD0上数据被忽略。3从偶地址开始读写一个字（A000）。在AD15AD0上传送的数据同BHE时有效。4从奇地址开始读写一个字。第一个总线周期A001，从奇地址读写BHE低字节，在AD15AD8上传送的数据有效。第二个总线周期A010，从偶地址读写高字节，在AD7AD0上传送的数据有效。118086系统中的存储器采用什么结构如何与地址、数据线连接【解】8086系统中将1MB存储空间分成两个512KB的物理存储体。一个存储体由偶数地址组成，另一个存储体由奇数地址组成。用A0位来区分两个存储体。128086的I/O端口寻址范围是多少什么是I/O端口与内存分别独立编址【解】8086的I/O端口使用16位地址A15A0，I/O端口地址范围为0000HFFFFH，可寻址空间为64KB。I/O端口与内存分别独立编址时，指令访问的是I/O端口还是内存，由地址信息无法区分，由M/信号区分是I/O端口的寻址与内存寻址。IO第4章指令系统1若DS3000H，BP2000H，SI1000H，32000H00H，32001H40H，SS3000H，31000H20H，31001H60H，33000H50H，33001H60H，说明下列各条指令执行后，AX中的内容是什么并说明各条指令中源操作数的寻址方式。1MOVAX，DS2MOVAX，2000H3MOVAX，SI4MOVAX，BP5MOVAX，BPSI【解】1AX3000H寄存器寻址2AX4000H直接寻址3AX6020H寄存器间接寻址4AX4000H寄存器间接寻址5AX6020H基址加变址寻址3若SP2000H，AX3355H，BX4466H，试指出下列指令或程序段执行后有关寄存器的内容。1PUSHAX执行后AX，SP2PUSHAXPUSHBXPOPDXPOPCX执行后AX，CX，DX，SP【解】1执行后AX3355H，SP1FFEH2执行后AX3355H，CX3355H，DX4466H，SP2000H4请按下面的要求写出相应的汇编指令或指令序列。1将1234H送入DS中【解】MOVAX，1234HMOVDS，AX2将5678H与AX中的数相加，结果放在AX中。【解】ADDAX，5678H3将DATAX和DATAY相加，其和放在DATAY中。【解】MOVAX，DATAXADDAX，DATAYMOVDATAY，AX4将AX中的高4位变为全0。【解】ANDAX，0FFFH5将BX中的低2位变为全1。【解】ORAX，0003H6将CX中的D3D7位取反。【解】XORCX，00F8H第5章汇编语言程序设计1下列语句在存储器中分别为变量分配多少字节VR1DW9VR2DW4DUPCONTEQU10VR3DDCONTDUPVR4DB2DUP，CONTDUP0VR5DBHOWAREYOU【解】VR12B；VR28B；CONT1B；VR340B；VR422B；VR512B【解】1AX12BX23CX1004SI2005DI44试定义一个完整的数据段，首先将10个压缩的BCD码29存放在ARRAY变量字节单元，紧接着把28，6，45，39，3存放在ALPHA数组变量的字单元中，最后从字节变量BUFFER单元开始预留100个空单元备用。【解】DATASEGMENTARRAYDB10DUP29HALPHADW28，6，45，39，3BUFFERDB100DUPDATAENDS第6章微机存储器系统4利用若干2114芯片和2716芯片采用74LS138译码，构成7K容量的存储器，要求有5KRAM及2KROM，请设计电路图。【解】2114芯片为1K4的存储芯片，所以每两片构成一个1K容量的存储器。5KRAM需要10个2114芯片。2KROM需要1个2716芯片。电路图如图65所示。其中ROM的地址范围是80000H807FFH，RAM的地址范围是80800H81BFFH。图65存储器连接示意图第7章输入/输出和中断1CPU与外设交换数据的方式有几种，各有什么特点【解】CPU与外设交换数据的方式有两种程序控制传递方式和DMA（直接存储器存取）传递方式，其中程序控制的数据传送分为无条件传送、查询传送和中断传送三种。程序控制传递方式的特点是，以CPU为中心，数据传送的控制来自CPU，通过预先编制好的输入或输出程序（传送指令和I/O指令）实现数据的传送。这种传送方式的数据传送速度较低，传送路径经过CPU内部的寄存器，同时数据的输入输出的响应比较慢。DMA（DIRECTMEMORYACCESS）传递方式是一种不需要CPU干预也不需要软件介入的高速数据传送方式。由于CPU只启动而不干预这一传送过程，同时整个传送过程只由硬件完成而不需要软件介入，所以其数据传送速率可以很高。2比较中断传送和DMA传送的区别。【解】在中断方式下，外设需要与主机传输数据时要请求主机给予中断服务，中断当前主程序的执行，自动转向对应的中断处理程序，控制数据的传输，过程始终在处理器所执行的指令控制之下进行。DMA传送方式下，系统中有一个DMA控制器，它是一个可驱动总线的主控部件。当外设与主存储器之间需要传输数据时，外设向DMA控制器发出DMA请求，DMA控制器向中央处理器发出总线请求；取得总线控制权后，DMA控制器按照总线时序控制外设与存储器间的数据传输，而不是通过指令来控制数据传输，传输速度高于中断方式。4什么叫中断，采用中断技术有哪些好处【解】中断是外设随机地（指主程序运行到任何一条指令时）或程序预先安排产生中断请求信号，暂停CPU正在运行的程序，转入执行称为中断服务的子程序，中断服务完毕后，返回到主程序被中断处继续执行的过程。CPU与外设采用中断技术交换数据，可以克服无条件传递和查询传送的缺点，即CPU和外设只能串行工作。这样可以提高系统的工作效率，充分发挥CPU的高速运算的能力。6CPU在什么情况下才响应中断，中断处理过程一般包括哪些步骤【解】CPU每执行完一条指令后，当查询到有中断请求且此时CPU允许中断（即中断允许标志位IF1，开中断），CPU才能响应中断。CPU中断处理的具体过程一般包括以下步骤中断请求、中断判优、中断响应、中断处理及中断返回。7何谓非屏蔽中断和可屏蔽中断【解】何谓非屏蔽中断和可屏蔽中断都是硬件中断（也称外部中断）。非屏蔽中断通过CPU的NMI端引入，它不受内部中断允许标志位IF的屏蔽，一般在一个系统中只允许有一个非屏蔽中断。可屏蔽中断是通过CPU的INTR引入，它受内部中断允许标志IF的控制。只有在IF1时，CPU才能响应中断源的请求。当IF0时，中断请求被屏蔽。通常在一个系统中，通过中断控制器（8259A）的配合，可屏蔽中断可以有一个或多个。10简述8086/8088CPU的中断结构及中断处理过程。【解】8086/8088CPU可以处理256种类型的中断源，这些中断源可分为硬件中断和软件中断两大类。CPU响应中断后，把正在执行程序的当前地址（CSIP）压入堆栈保存，将中断服务程序入口地址送入CSIP，由此开始执行中断服务程序。在8086系统中，允许引入256种类型中断源（类型码为0255），相应有256个中断服务程序首址。存放中断地址的一段内存空间称中断向量表。断类型码与中断向量所在位置（中断向量地址指针）之间的对应关系为中断向量地址指针4中断类型码内部中断的处理过程（1）CPU取得中断类型码，将类型码乘4作为向量表指针。（2）把CPU标志寄存器入栈，保护各个标志，此操作类似于PUSHF指令。（3）清除IF和TF标志，屏蔽新的INTR中断和单步中断。（4）保存断点，即把断点处IP和CS压栈，先压CS值后压IP值。（5）从中断向量表中取中断服务程序入口地址分别送入IP和CS中。（6）按新的地址执行中断服务程序。CPU执行中断服务程序的最后一条中断返回指令IRET后，返回到断点处继续执行原程序。118086/8088的中断系统分哪几类，其优先顺序如何【解】8086/8088CPU可以处理256种类型的中断源，这些中断源可分为硬件中断和软件中断两大类。硬件中断是由外部硬件产生的，它又可分为非屏蔽中断和可屏蔽中断。一般在一个系统中只允许有一个非屏蔽中断，可屏蔽中断可以有一个或多个。软件中断是CPU根据软件的某些指令或者软件对标志寄存器某个标志位的设置而产生的。8086/8088系统中，中断优先权排队次序从高到低为除法出错、指令中断、溢出中断、非屏蔽中断、可屏蔽中断、单步中断。12中断入口地址表的功能是什么已知中断类型码分别为84H和0FAH，它们的中断入口在中断入口地址表的什么位置上【解】CPU响应中断后，把正在执行程序的当前地址（CSIP）压入堆栈保存，将中断服务程序入口地址送入CSIP，由此开始执行中断服务程序。在8086系统中，允许引入256种类型中断源（类型码为0255），相应有256个中断服务程序首址。这些地址就存放在中断入口地址表中。中断类型码分别为84H的中断源所对应的中断服务程序首址存放在00000210H（484H210H）开始的4个单元中。中断类型码分别为0FAH的中断源所对应的中断服务程序首址存放在000003E8H（40FAH3E8H）开始的4个单元中。148086/8088CPU如何获得中断类型码【解】对于专用中断，中断类型码是自动形成的。几种类型码为类型0、1、3、4。对于INTN指令，其类型码为指令中给定的N。对于外部非屏蔽中断请求，CPU自动提供中断类型号2。对于外部可屏蔽中断请求，CPU从数据线中获取外部设备的中断类型码，17试编写出只有一片8259A的8086系统中8259A的初始化程序。8259A的地址为02C0H和02C1H，要求（1）中断请求采用电平触发。（2）IRQ请求的中断类型是16。（3）采用缓冲器方式。（4）采用普通的EOI命令。【解】ICW1的内容1BHA0D7D6D5D4D3D2D1D0000011011偶地址8086/8088系统无效，置0。识别位电平触发调用地址间隔为8单片8086/8088系统必须设ICW4。ICW2的内容10HA0D7D6D5D4D3D2D1D0100010000奇地址中断类型自动填入ICW4的内容0DHA0D7D6D5D4D3D2D1D0100001101奇地址未定义，置0。全嵌套方式缓冲方式/主正常EOI结束工作于8086/8088系统根据系统要求初始化编程如下MOVAL，1BH；设置ICW1为电平触发，单片8259A，需要ICW4。MOVDX，02C0HOUTDX，ALMOVAL，10H；设置ICW2，类型码为10H（IR0）。MOVDX，02C1HOUTDX，ALMOVAL，0DH；设置ICW4，全嵌套方式，缓冲方式，正常EIOOUTDX，AL第8章接口技术1填空题18255A内部包括两组控制电路，其中A组控制_的工作方式和读写操作，B组控制_的工作方式和读写操作。2当8255A的端口A和端口B均工作于方式1输出时，端口C的PC4和PC5可以作为_使用。38255A中，可以按位进行置位/复位的端口是_，其置位/复位操作是通过向_口地址写入_实现的。48251A工作在同步方式时，最大波特率为_；工作在异步方式时，最大波特率为_。58251A工作在异步方式时，每个字符的数据位长度可以是_，停止位长度可以是_。68251A从串行输入线接收到一个字符后，将信号_置为有效。78251A工作在同步方式时，同步检测引脚SYNDET可以作为输入或者输出信号使用。若工作在外同步方式，该引脚作为_；若工作在内同步方式，该引脚作为_。88253工作于方式0下，控制信号GATE变成低电平后，对计数器的影响是_。【解】1端口A、端口C高4位（PC7PC4）端口B、端口C低4位（PC3PC0）2（端口A的选通输入信号）、IBFA（输入缓冲器满信号）ST3端口C；控制；控制字464KBIT/S；192KBIT/S55、6、7、或8位；1个、15或2位6RXRDY7输入端；输出端8计数暂停2已知8255A的端口A、B、C和控制口地址分别为120H、122H、124H和126H，试按下列要求设计初始化程序1将端口A和端口B设置成方式0，端口A、端口C作为输出口，端口B作为输入口。2将端口A设置成方式2，端口B设置成方式1，端口B作为输出口。3将端口A和端口B均设置成方式1的输入状态，且PC6、PC7设置成输出位。【解】1方式选择控制字的内容82HD7D6D5D4D3D2D1D010000010控制字标志端口A设置成方式0端口A为输出口端口C（74）作为输出口端口B设置成方式0端口B为输入口端口C（30）作为输出口初始化程序MOVAL，82H；方式选择控制字送ALOUT126H，AL；方式选择控制字输出给8255A控制端口2方式选择控制字的内容0C4HD7D6D5D4D3D2D1D01110控制字标志端口A设置成方式2端口B设置成方式1端口B为输出口初始化程序MOVAL，0C4H；方式选择控制字送ALOUT126H，AL；方式选择控制字输出给8255A控制端口3方式选择控制字的内容0B6HD7D6D5D4D3D2D1D01011011控制字标志端口A设置成方式1端口A为输入口端口C（74）作为输出口端口B设置成方式1端口B为输入口初始化程序MOVAL，0B6H；方式选择控制字送ALOUT126H，AL；方式选择控制字输出给8255A控制端口3某一外部输入设备，当它准备好一个数据时，那个发出一个数据准备好的状态信号READY（高电平有效）。当CPU把数据取走后，要求CPU通过线向ACK外设发一负脉冲，以便外设清除READY信号。试用8255A作为接口芯片，分别用查询和中断方式从外设读入100个数据，将其存入从DAT_BEG开始的内存区。要求画出8255A与外设之间的连线，并进行编程。【解】1用查询方式从外设读入数据时，8255A与外设之间的连线如图830所示，使用端口C传送控制和状态信息。图8308255A与外设之间的连线方式选择控制字的内容91HD7D6D5D4D3D2D1D0100101控制字标志端口A设置成方式0端口A为输入口端口C（74）作为输出口端口B端口B端口C（30）作为输入口设在系统中8255A的端口地址为端口A00E0H端口B00E2H端口C00E4H控制口00E6H读入数据的程序DATASEGMENT；数据段开始DAT_BEGDB100DUPDATAENDS；数据段结束PA70PC4PC28255AACKREADY外设CODESEGMENT；代码段开始ASSUMECSCODE，DSDATASTARTMOVAX，DATAMOVDS，AX；装填数据段LEABX，DAT_BEG；传送变量的地址MOVAL，91H；方式控制字送ALOUT0E6H，AL；方式控制字写入8255A控制口MOVAL，09H；用置位方式使PC41OUT0E6H，AL；使为高ACKMOVCX，9RDLPINAL，0E4H；读入端口C的内容（READY信号）ANDAL，04HJZRDLP；未准备好，则等待INAL，0E0H；已准备好，则从端口A输入数据MOVBX，AL；将输入数据保存到内存中INCBXMOVAL，08H；用置位方式使PC40OUT0E6H，AL；使为低ACKCALLDELAY；一段定时程序，形成负脉冲MOVAL，09H；用置位方式使PC41OUT0E6H，AL；使为高LOOPRDLPMOVAH，4CHINT21H；返回DOSDELAYPROC；定义延时子程序MOVCX，100；向CX中送延时常数，决定延时的时间DELAY2NOPLOOPDELAY2RETDELAYENDP；定义延时子程序结束CODEENDS；代码段结束ENDSTART；源程序结束5图880（见教材）是一个检测开关状态并控制相应的继电器通断的电路。要求当开关S0S7之一闭合时，使相应的继电器K0K7之一吸合（即让驱动电流流过继电器线圈）；若开关处于断开状态，则使相应的继电器释放。系统每隔20MS应检测一遍开关状态，并对继电器做相应控制。图中8255A的4个端口地址分别为2C0H、2C2H、2C4H和2C6H。试完成18255A的初始化编程（初始状态所有继电器的线圈均无电流通过）。2设系统中具有一个2MHZ的时钟信号源，另由一片8253来实现20MS的定时，每当20MS到时自动向CPU申请中断。编写中断服务程序，并在其中完成开关的检测和继电器的控制。【解】18255A的初始化编程8255A的方式选择控制字的内容82HD7D6D5D4D3D2D1D0100001控制字标志端口A设置成方式0端口A为输出口端口C端口B设置成方式0端口B为输入口端口C初始化程序MOVAL，82H；方式选择控制字送ALOUT2C6H，AL；方式选择控制字输出给8255A控制端口MOVAL，00H；OUT2C0H，AL；8255APA端口输出0，使所有继电器的线圈均无电流通过2开关S0S7之一闭合时，相应的PB0PB7的输入为1；PA0PA7输出高电平（1）时，可以使相应的继电器K0K7吸合；中断服务程序PUSHAXINAL，2C2H；从端口B输入数据OUT2C0H，AL；从端口A输出数据POPAXSTIIRET；中断返回6设8086系统中有一片8251A芯片，其端口地址分别为130H和132H。请按以下要求分别编出8251A的初始化程序1全双工异步方式通信，波特率系数为16，每个字符数据为7位，偶校验，15个停止位，传送过程错误不复位，且不使用调制解调器。2全双工同步方式通信，每个字符数据为8位，不带校验，内同步，两个同步字符分别为EFH和FEH。【解】18251A的方式选择控制字的内容0BAHD7D6D5D4D3D2D1D01011101015个停止位偶校验每个字符数据为7位波特率系数为16初始化程序MOVAL，0BAH；方式选择控制字送ALOUT132H，AL；方式选择控制字输出给8255A控制端口28251A的方式选择控制字的内容0CHD7D6D5D4D3D2D1D00001100内同步，两个同步字符无校验每个字符数据为8位同步方式初始化程序MOVAL，40HOUT132H，AL；复位8251AMOVAL，0CH；方式选择控制字送ALOUT132H，AL；方式选择控制字输出给8255A控制端口MOVAL，0EFHOUT132H，AL；写入第一个同步字符MOVAL，0FEHOUT132H，AL；写入第二个同步字符8已知某系统中8253的口地址为1E0H、1E2H、1E4H、1E6H，系统时钟为2MHZ。试编写8253的初始化程序，使其通道0产生周期为1MS的方波输出。【解】通道0工作于方式3（方波发生器），计数值为2000（07D0H）初始化程序如下MOVAL，36H；控制字送ALOUT1E6H，AL；向控制口写入控制字MOVAL，0D0H；低8位计数值是0D0HMOVDX,1E0HOUTDX，AL；向通道0写入计数初值的低8位MOVAL，07H；高8位计数值为07HOUTDX，AL；向通道0写入计数初值的低8位9已知某时钟信号源频率为50KHZ，试利用8253设计一个实时钟系统。试画出硬件电路。并编程序。【解】硬件电路如图所示。分别利用CLK0、CLK1、CLK2输出秒、分钟和小时信号脉冲。三个计数器均工作在方式2下，计数器0的计数初值50000（0C350H），计数器1的计数初值60（3CH），计数器0的计数初值60（3CH），控制字如下CSGATE0GATE1GATE2825350KHZ秒脉冲输出分脉冲输出小时脉冲输出5V地址译码CLK0OUT0CLK1OUT1CLK2OUT2D7D6D5D4D3D2D1D00011100计数器0读写16位方式2二进制D7D6D5D4D3D2D1D00101100计数器1只读写低8位方式2二进制D7D6D5D4D3D2D1D01001100计数器2只读写低8位方式2二进制设8253的端口地址分配是通道0为120H，通道1为122H，通道2为124H，控制端口为126H。初始化程序如下MO