《微机原理与接口》习题及参考答案 周明德第五版.doc

学习资料收集于网络，仅供参考微机原理与接口课程习题及参考答案2012年秋季第一章 习题（教材P29） 作业11.1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同？【解】 把CPU（运算器和控制器）集成在一个芯片上，即为微处理器。微处理器加上部分存储器和外设（或外设接口）就构成了微型计算机。微型计算机与管理、维护计算机硬件以及支持应用的软件相结合就形成微型计算机系统。1.2 CPU在内部结构上由哪几部分组成？CPU应该具备哪些主要功能？【解】CPU主要由算术逻辑单元、指令寄存器、指令译码器、可编程逻辑阵列、寄存器组、标志寄存器等组成。CPU主要功能是进行算术逻辑运算，以及控制计算机按照程序的规定自动运行。1.3 微型计算机采用总线结构有什么优点？【解】采用总线结构，扩大了数据传送的灵活性，减少了连线；而且总线可以标准化，易于兼容和工业化生产。1.4 数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处？如果一个系统的数据和地址合用一组总线或者合用部分总线，那么要靠什么来区分地址和数据？【解】数据总线是双向的，地址总线是单向的。采用数据和地址线复用，主要靠信号的时序来区分。通常在读写数据时，在复用的总线上先输出地址信息，然后再传送数据。第二章 习题（教材P43） 作业22.9 8086的基本程序执行寄存器是由哪些寄存器组成的？【解】8086的基本程序执行寄存器组成如下： 8个通用寄存器：可用于存放操作数和指针。 4个段寄存器：保存段基值（或段选择子）。 1个标志寄存器：保存状态位和控制标志位。 1个指令指针寄存器：存放下一条要执行的指令的指针。2.13 如何形成指令中的各种条件码？【解】指令中的条件码，即标志寄存器中的状态标志。它们主要由算术和逻辑运算指令设置或清除。也有设置和清除某些状态标志位的专用指令。2.16 段寄存器CS1200H，指令指针寄存器IPFF00H，此时，指令的物理地址为多少？【解】指令的物理地址 = 1200H16 + FF00H = 21F00H 2.17 8086微处理器的执行部件有什么功能？由哪几部分组成？【解】8086微处理器的执行部件负责指令的执行。它主要由算术逻辑单元、标志寄存器和通用寄存器等部分组成。第三章 习题1（教材P87） 作业33.11 8086汇编语言指令的寻址方式有哪几类？哪一种寻址方式的指令执行速度最快？【解】寻址方式分为：立即数寻址、寄存器寻址和存储器寻址方式。其中，寄存器寻址方式的指令执行速度最快。3.12 在直接寻址方式中，一般只指出操作数的偏移地址，那么段地址如何确定？如果要用某个段寄存器指出段地址，在指令中应该如何表示？【解】默认的数据访问，操作数在DS段；堆栈操作数在SS段；串操作的源操作数（SI）在DS段，目的操作数（DI）在ES段。如果要显式地指定段地址，则在操作数中规定段寄存器（段超越）。例如：MOV AX，ES：1000H3.13在寄存器间接寻址方式中，如果指令中没有具体指明段寄存器，那么如何确定段地址？【解】根据所使用的寄存器，隐含地规定了默认的段寄存器。IP：默认CS段；SP、BP：默认SS段；AX、BX、CX、DX、SI、DI：默认DS段。允许段超越，例如：MOV ES:BX，AX第三章 习题2（教材P86P87） 作业43.1 分别指出下列指令中的源操作数和目的操作数的寻址方式。(1) MOV SI，300 (3) ADD AX，BXSI【解】(1) SOPD是立即数寻址，DOPD是寄存器寻址。 (3) SOPD是基址加变址寻址，DOPD是寄存器寻址。3.2 试述指令 MOV AX，2000H 和 MOV AX，DS:2000H 的区别。【解】前一条指令是立即数寻址，即将立即数2000H送至AX；后一条指令是存储器直接寻址，是将存储器DS：2000H单元中的内容送至AX。3.4 判断下列指令书写是否正确。 (1) MOV AL，BX (4) MOV 5，AL【解】(1) 不正确，AL与BX数据宽度不同 (4) 不正确，立即数不能作为目的操作数。3.5 设堆栈指针SP的初值为1000H，AX2000H，BX3000H，试问：(1) 执行指令 PUSH AX 后，SP的值是多少？(2) 再执行 PUSH BX 及 POP AX 后，SP、AX和BX的值是多少？【解】(1) SP=0FFEH (2) SP=0FFEH，AX=3000H，BX=3000H 3.8 用两种方法写出从80H端口读入信息的指令，再用两种方法写出从40H端口输出100H的指令。【解】从80H端口读入信息的两种分法： (1) IN AL，80H (2) MOV DX，80H IN AL，DX从40H端口输出100H的两种分法： (1) MOV AX，100H (2) MOV AX，100H OUT 40H，AX MOV DX，40H OUT DX，AX第三章 习题3（教材P88P89） 作业53.23 两种循环移位指令（带CF的和不带CF的）在执行操作时，有什么区别？在编制乘、除法程序时，为什么常用移位指令来代替乘、除法指令？试编写一个程序段，实现将BX中的数乘以10，结果仍放在BX中的操作。【解】两种指令的区别在于是否把标志位的值放入循环中。左移1位相当于乘2，右移1位除2。故左移和右移可实现乘2和除2的幂，且移位指令比乘除指令快得多。BX10BX2BX8BX2BX23SHL BX，1 MOV AX，BX ；AXBX2SHL BX，1 ；BX4SHL BX，1 ；BX8ADD BX，AX ；BXBX8BX2BX103.25 用串操作指令设计实现如下功能的程序段：首先将100H个数从2170H处转移到1000H处；然后，从中搜索出与AL中字符相等的单元，并将此单元的值换成空格符。【解】 MOV SI，2170H MOV DI，1000H MOV CX，100H CLD REP MOVSBMOV DI，1000H MOV CX，100H MOV AL，*NEXT：SCASB JZ N1 LOOP NEXT HLTN1： MOV DI-1，20H JMP NEXT HLT3.26 在使用条件转移指令时，特别要注意它们均为相对转移指令，请解释“相对转移”的含义。如果要向较远的地方进行条件转移，那么程序中应该怎样设置？【解】相对转移即为相对于指令指针的转移。通常，偏移量是8位数，是短转移；要向较远的地方进行条件转移，可以先转到附近，再无条件转向目的地。3.29 在执行中断返回指令IRET和普通子程序返回指令RET时，具体操作内容有什么不同？【解】IRET除了弹出中断要返回的地址（CS和IP）外，还要恢复中断前的标志寄存器。第四章 习题1（教材P142P143） 作业64.1 在下列程序运行后，给相应的寄存器及存储单元填入运行的结果：MOV AL，10H ；AL=01HMOV CX，1000H ；CX=1000HMOV BX，2000H ；BX=2000HMOV CX，AL ；(1000H)=10HXCHG CX，BX ；BX=1000H, CX=2000HMOV DH，BX ；DH=10HMOV DL，01H ；DL=01HXCHG CX，BX ；BX=2000H, CX=1000HMOV BX，DL ；(2000H)=01HHLT【解】AL10H；BX2000H；CX1000H；DX1001H；(1000H)=10H；(2000H)=01H4.4 利用变址寄存器，编写一段程序，把自1000H单元开始的100个数传送到自1070H开始的存储区中。【解】MOV SI, 1000HMOV DI, 1070HMOV CX, 100CLDREP MOVSBHLT4.10 把在题4.7中指定的数据块中的正数传送到自1000H开始的存储区；而把其中的负数传送到自1100H开始的存储区。分别统计正数和负数的个数，分别存入1200H和1201H单元中。【解】MOV SI, 0500HMOV DI, 1000HMOV BX, 1070HMOV CX, 100MOV DX, 0N1: MOV AL, SI TEST AL, 8000H ；测试符号位JNZ N2MOV DI, ALINC DL ；正数的个数计数INC SIINC DIJMP N3N2：MOV BX, ALINC DH ；负数的个数计数INC SIINC BXN3：LOOP N1MOV 1200H, DXHLT4.11 自0500H单元开始，有10个无符号数，编写一个程序，求这10个数的和（用8位数运算指令），把和放到050AH及050BH单元中（和用两个字节表示），且高位在050B单元。【解】MOV BX, 0500HMOV AX, 0MOV CL, 10N1: MOV DL, BXADD AL, DLADC AH, 0INC BXDEC CLJNZ N1MOV 050AH, AXHLT第四章 习题2（教材P143P144） 作业74.18 在0100H单元和010AH单元开始，存放两个各为10个字节的BCD数（地址最低处放的是最低字节），求它们的和，且把和存入0114H开始的存储单元中。【解】LEA SI，0100HLEA DI, 0114HCLCMOV CL, 10N1: MOV AL, SIMOV BL, SI+10ADC AL, BLDAAMOV DI, ALINC SIINC DIDEC CLJNZ N14.28 若从0200H单元开始有100个数，编写一个程序检查这些数，正数保持不变，负数都取补后送回。【解】LEA BX, 0200H MOV CX, 100CHE:MOV AL, BX AND AL，AL JS MINUS INC BX JMP L1MINUS：NEG AL MOV BX, ALINC BXL1: LOOP CHE HLT4.37 若自0500H单元开始有1000个带符号数，把它们的最小值找出来，并且放在1000H单元中。【解】LEA BX, 0500HMOV AX, BX INC BX INC BX MOV CX, 999AGAIN: CMP AX, BX JL NEXT MOV AX, BXNEXT:INC BX INC BXLOOP AGAIN MOV 1000H, AX HLT第五章 习题（教材P173） 作业85.1 总线周期的含义是什么？8086/8088CPU的基本总线周期由几个时钟周期组成？如果一个CPU的时钟频率为8MHz，那么，它的时钟周期是多少？一个基本总线周期是多少？如果主频为5MHz呢？【解】CPU访问总线（对内存单元或I/O端口读/写一个字节或字）所需的时间称为总线周期。8086/8088CPU的基本总线周期由4个时钟周期组成。主频为8MHz时，时钟周期为1/8MHz125ns，一个基本总线周期为500ns；主频为5MHz时，时钟周期为1/8MHz200ns，一个基本总线周期为800ns。5.2 在总线周期的T1、T2、T3、T4状态，CPU分别执行什么动作？什么情况下需要插入等待状态Tw？Tw在哪儿插入？怎样插入？【解】以存储器读为例说明：T1状态：输出地址、地址锁存、内存和I/O端口访问控制信号等；T2状态：CPU开始数据传送操作，将地址/数据复用线切换为传输数据状态，由总线控制器发出相应的读写控制信号及数据使能信号；同时将高端地址/状态复用线切换为状态线，输出状态信息，指示具体操作；T3状态：其时钟下降沿采样READY信号，若READY有效，则进入T4状态；若READY无效，则插入等待状态Tw，并在Tw的下降沿继续采样READY信号直到READY有效，转入T4状态；T4状态：CPU完成数据传输，状态信号变为无操作的过渡状态，结束总线周期。CPU访问慢速的内存或I/O端口时，不能在基本总线周期内完成数据传输，需要插入等待状态Tw，在T3状态对READY信号采样，READY无效时插入Tw。5.3 8086CPU和8088CPU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【解】8086/8088CPU利用分时时序信号解决地址线和数据线的复用问题。在总线周期的T1状态在复用线上输出地址信号及地址锁存信号ALE，供外部电路锁存地址信息；从T2状态开始将复用线切换为数据状态，用于传送数据。第六章 习题（教材P206208） 作业96.1 若有一单板机，具有用8片2114芯片构成的4KB RAM，连线如图61所示。若以每1KB RAM作为一组，则此4组RAM的基本地址是什么？地址有没有重叠区？每一组的地址范围为多少？【解】4组RAM的基本地址为：000H3FFH（1024个字节）地址有重叠区（每组16KB，实际占用1KB，重叠区有15KB）地址线A13A10不连接时（即A13A10XXXXB）：第一组的地址范围：0000H3FFFH第二组的地址范围：4000H7FFFH第三组的地址范围：8000HBFFFH第四组的地址范围：C000HFFFFH地址线A13A10译码为全0时（即A13A100000B）：第一组的地址范围：0000H03FFH第二组的地址范围：4000H43FFH第三组的地址范围：8000H83FFH第四组的地址范围：C000HC3FFH6.4 若要扩充1KB RAM（用2114芯片），规定地址为8000H83FFH，地址线应该如何连接？【解】扩充1KB RAM至规定的地址8000H83FFH，其地址线的低10位地址A9A0直接连接2114芯片，高6位地址A15A10置为100000B。第七章 习题（教材P235237） 作业107.1 外部设备为什么要通过接口电路和主机系统连接？【解】外设这类多，传输信息可能是数字量或模拟量，且传输速度、时序、电平、功率等与CPU不兼容，通常需要接口电路完成两者之间的转换与匹配。7.5 什么叫端口？通常有哪几类端口？计算机对I/O端口编址时通常采用哪两种方法？在8086/8088系统中，用哪种方法对I/O端口进行编址？【解】端口是信息输入或输出的通路；通常有数据端口、状态端口和控制端口等。在计算机中用地址来区分不同的端口，采用两种编址方法：存储器对应的（存储器映像方式）和端口寻址的输入输出方式（隔离I/O方式）。8086/8088系统中，采用隔离I/O方式。7.7 CPU和外设之间的数据传输方式有哪几种？实际选择某种传输方式时，主要依据是什么？【解】CPU与外设之间的数据传送方式主要有三种：查询传送方式、中断传送方式和直接数据通道（DMA）传送方式。具体采用哪种传送方式，主要依据数据传送的速度和数量。外设速度较慢或要求实时处理时，可采用中断传送方式；外设速度与CPU相当时，可采用查询传送方式；要求传送速度块且是批量传送时，采用DMA传送方式。7.10 查询方式有什么优缺点？中断传送方式为什么能弥补查询传送方式的缺点？【解】采用查询传送方式，CPU在外设有无数据时都要不断查询状态信息，判断是否可以传送数据，优点是简单、可靠；缺点是效率低、速度慢。中断传送方式只有在外设准备就绪后，需要传送数据时，才发出中断申请，CPU转入中断服务程序实现数据传送，CPU的工作效率高。7.17 试说明在DMA方式时由内存向外设传输数据的过程。【解】当CPU响应DMA请求发出HLDA信号后，DMA控制器获得总线控制权，向地址线发内存地址，同时发读写控制信号，把内存读出的数据输出至外设。然后判断是否已经传送完毕。若未完，修改内存地址，重复输出过程，直至输出完成，撤销DMA请求，交还总线控制权给CPU。第八章 习题（教材P263264） 作业11 8.1 在中断响应过程中，8086 CPU向8259A发出的两个INTA信号分别起什么作用？【解】8086发出的第一个INTA信号告知8259A中断申请已被响应，8259A接到信号后，把当前中断优先权最高的中断申请置入中断服务寄存器ISR，并将中断申请寄存器IRR中的对应为清零，同时准备好该中断的中断类型号；8259A在8086发出的第二个INTA信号期间将中断类型号放在数据总线上。8.4 什么叫中断向量？它如何产生？如果1CH的中断处理子程序从5110H：2030H开始，则中断向量表应如何存放？【解】中断向量就是中断服务程序的入口地址，所有的中断向量存放在内存空间的最低1KB区域（中断向量表）；通过CPU执行指令时（软件中断）和响应外部中断时获得的中断类型号，寻址中断向量表获得中断向量。中断类型号为1CH的中断向量表地址1CH470H，低字存放IP值，高字存放CS值，即：（0070H）30H，（0071H）20H，（0072H）10H，（0073H）51H。8.7 简述可屏蔽中断的响应过程，一个可屏蔽中断或者非屏蔽中断响应后，堆栈顶部6个单元中是什么内容？【解】CPU响应可屏蔽中断的过程如下：获取中断类型号N；标志寄存器入栈；清除IF、TF（关中断、禁止单步）；断点处IP入栈；断点处CS入栈；取内存单元(0:N4)字内容送IP；取内存单元(0:N42)字内容送CS，转去执行中断服务程序（保护现场开中断服务程序主体关中断恢复现场开中断IRET返回）。CPU响应可屏蔽中断后，堆栈顶部6个单元中的内容从高到低依次为：标志寄存器、断点IP值和CS值。8.21 8086 CPU有哪几种中断？哪些是硬件中断？哪些是软件中断？【解】8086 CPU有两类中断：1、软件中断（内部中断），由指令的执行所引起的（如：除法错、INT指令、INTO指令和单步执行等）；2、硬件中断（外部中断），由外部的事件所引起的（如：非屏蔽中断NMI、可屏蔽中断INTR）。8.24 8259A的中断屏蔽寄存器IMR和8086/8088 CPU的中断允许标志IF有什么差别？在中断响应过程中，它们怎样配合工作？【解】中断允许标志IF用于确定允许或禁止外部可屏蔽中断，是一个总的屏蔽位，管控所有的外部可屏蔽中断的请求。外部可屏蔽中断引脚INTR通过中断控制器8259A可接受多个外部中断源的请求，8259A针对8个中断源设置的中断屏蔽寄存器IMR均有单独对应的中断屏蔽位，增大了灵活性。只有当IF1且某中断源对应的屏蔽位为零时，中断源的申请才可能被响应。第九章 习题（教材P274） 作业129.2 计数器/定时器8253有哪几种工作方式？各有何特点？其用途如何？【解】计数器/定时器8253有以下6种工作方式：方式0：计数结束中断方式，计数结束时产生一个正跳变的中断请求信号，常用于事件计数功能，且只计数一次；方式1：硬件可重触发单脉冲方式，触发后可产生一个宽度为n个时钟周期的负脉冲，常用作门控信号；方式2：速率波发生器方式，产生n次分频的周期信号，且低电平时只有一个时钟周期宽度，可用作一般分频功能；方式3：方波速率发生器方式，产生n次分频的方波或近似方波的周期信号，可用作一般分频功能，常用于产生波特率时钟信号；方式4：软件触发选通方式，在门控信号有效时，写入一次计数初值，延迟n个时钟周期产生一个单周期负脉冲，仅一次有效；方式5：硬件件触发选通方式，在写入计数初值后，门控信号每产生一个上跳沿，延迟n个时钟周期产生一个单周期负脉冲，仅一次有效。9.4 若已有一频率发生器，其频率为1MHz，若要求通过计数器/定时器8253，产生每秒一次的信号，8253应如何连接？编写出初始化程序。【解】1MHz信号分频1000000次产生1Hz信号，一个计数通道最大的分频系数为65536，需采用两个通道级联进行分频，每个通道各分频1000次（计数初值100003E8H）。采用通道0和通道1级联，均工作在方式2，二进制计数，初始化程序段如下：MOV AL，34HOUT PORT3，AL ；PORT3为控制口地址MOV AL，0E8HOUT PORT0，AL ；PORT0为通道0端口地址MOV AL，03HOUT PORT0，ALMOV AL，74HOUT PORT3，AL ；PORT3为控制口地址MOV AL，0E8HOUT PORT1，AL ；PORT1为通道1端口地址MOV AL，03HOUT PORT1，AL第十章 习题（教材P293294） 作业1310.3 在输入过程和输出过程中，并行接口分别起什么作用？【解】在输入过程中：并行接口主要起输入数据的缓冲或锁存作用，并产生相应的应答控制信号；在输出过程中：并行接口主要起输出数据的锁存作用，并产生相应的应答控制信号10.6 可编程并行接口8255A的方式选择控制字和置1/置0控制字都是写入控制端口的，那么，它们又是由什么来区分的？【解】用控制字的最高位区分：D71时，写入的是方式控制字；D70时，写入的是按位置位/复位字。10.8 设置8255A工作方式，8255A的控制端口地址为00C6H。要求端口A工作在方式1，输入；端口B工作在方式0，输出；端口C的高4位配合端口A工作，低4位为输入。【解】根据题意，方式控制字为：10110001B，编程语句为：MOV AL， 0B1H ；MOV AL，0B9H 亦可OUT 0C6H，AL10.9 设可编程并行接口芯片8255A的4个端口地址为00C0H、00C2H、00C4H、00C6H，要求用置0/置1方式对PC6置1，PC4置0。【解】C口的置0/置1的功能是通过控制口实现的。PC6的置1控制字为：00001101B；PC4的置0控制字