2025年微机原理课后习题参考答案

2025年微机原理课后习题参考答案一、8086微处理器结构相关习题解答1.简述8086微处理器中执行单元（EU）与总线接口单元（BIU）的功能划分及协同工作机制。EU由算术逻辑单元（ALU）、通用寄存器组、标志寄存器和EU控制电路组成，负责从指令队列中取出指令并执行，完成数据运算、逻辑操作及内存/IO访问的地址计算。BIU包含段寄存器、指令指针（IP）、指令队列缓冲器（6字节）和总线控制逻辑，负责与外部总线通信，包括取指令、读/写操作数及填充指令队列。两者通过指令队列实现并行工作：BIU预先从内存取指令存入队列，EU逐条取出执行；若EU执行需要操作数或结果需写回内存，BIU暂停取指令，优先完成数据传输；当队列空出2字节时，BIU自动取新指令填充。此机制消除了CPU等待总线的时间，提升了执行效率。2.8086标志寄存器FLAGS包含哪些状态标志和控制标志？各标志位的具体含义是什么？FLAGS共16位，其中9位有效：6个状态标志（反映运算结果特征）和3个控制标志（控制CPU操作模式）。状态标志：CF（进位标志，位0）：无符号数加减运算中最高位产生进位/借位时置1，否则置0；循环移位操作也会影响CF。PF（奇偶标志，位2）：运算结果低8位中“1”的个数为偶数时置1，奇数时置0（仅关注低8位）。AF（辅助进位标志，位4）：加减运算中低4位向高4位产生进位/借位时置1（用于BCD码运算调整）。ZF（零标志，位6）：运算结果为0时置1，否则置0。SF（符号标志，位7）：运算结果最高位（符号位）为1时置1（表示负数），否则置0（正数）。OF（溢出标志，位11）：有符号数运算结果超出8位（-128~+127）或16位（-32768~+32767）范围时置1，否则置0。控制标志：TF（陷阱标志，位8）：置1时CPU进入单步执行模式（每条指令后产生内部中断），用于调试；通常置0。IF（中断允许标志，位9）：置1时允许外部可屏蔽中断（INTR），置0时禁止；不影响非屏蔽中断（NMI）和内部中断。DF（方向标志，位10）：置1时串操作指令（如MOVS、SCAS）的地址指针自动递减（SI/DI减1或减2），置0时递增（加1或加2）。二、寻址方式与指令系统习题解答3.分析以下指令中源操作数的寻址方式：(1)MOVAX,1234H(2)MOVBX,[SI](3)MOVCX,[1000H](4)MOVDX,[BX+DI+20H]解答：(1)立即寻址：源操作数为1234H，直接包含在指令中。(2)寄存器间接寻址：源操作数地址存于SI寄存器，即操作数=([SI])，物理地址=DS×10H+SI（若SI为BP则段寄存器为SS）。(3)直接寻址：源操作数的有效地址（EA）为1000H，物理地址=DS×10H+1000H。(4)基址变址相对寻址：EA=BX（基址寄存器）+DI（变址寄存器）+20H（位移量），物理地址=DS×10H+BX+DI+20H（若BX替换为BP则段寄存器为SS）。4.已知(DS)=2000H，(BX)=1000H，(SI)=0200H，内存单元(21200H)=3456H，(21202H)=789AH。分别执行指令LEAAX,[BX+SI]和MOVAX,[BX+SI]后，AX的内容是什么？解答：LEA（LoadEffectiveAddress）指令的功能是将源操作数的有效地址（EA）送入目标寄存器。本题中EA=BX+SI=1000H+0200H=1200H，因此执行LEAAX,[BX+SI]后，AX=1200H。MOV指令的功能是将源操作数的内容送入目标寄存器。源操作数的物理地址=DS×10H+EA=2000H×10H+1200H=20000H+1200H=21200H。由于8086按“低地址存低字节”规则存储字数据，(21200H)=56H（低字节），(21201H)=34H（高字节），因此MOVAX,[BX+SI]后，AX=3456H（高字节34H在AX高8位，低字节56H在AX低8位）。三、汇编语言程序设计习题解答5.分析以下程序段的功能，说明执行后AL、CX的值及ZF标志的状态： MOVCX,5 MOVAL,0AGAIN:ADDAL,1 DECCX JNZAGAIN解答：程序功能：将AL从0开始递增，循环5次后停止，最终AL的值为5。执行过程：初始CX=5，AL=0。第一次循环：AL=0+1=1，CX=5-1=4，CX≠0跳转；第二次循环：AL=2，CX=3；第三次：AL=3，CX=2；第四次：AL=4，CX=1；第五次：AL=5，CX=0。DECCX后CX=0，JNZ（非零跳转）条件不满足，退出循环。最终状态：AL=05H（十进制5），CX=00H。最后一次DECCX操作使CX由1变为0，零标志ZF=1（因结果为0）。6.编写汇编程序，将BX寄存器中的16位无符号数转换为十进制数（不超过5位），结果以ASCII码形式存入内存缓冲区BUF。解答（含注释）：```asmDATASEGMENTBUFDB5DUP(0);预留5字节存储十进制ASCII码（含前导零）DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AX;初始化数据段寄存器MOVCX,0;计数器，记录余数个数MOVAX,BX;待转换数存入AX（16位）MOVDX,0;DX初始化为0（用于除法）;循环除以10取余（逆序存储）DIV_LOOP:MOVBX,10;除数10DIVBX;AX/DX÷10→AL=商,AH=余数（DX始终为0）PUSHAH;余数入栈（逆序保存）INCCX;余数个数+1CMPAL,0;商是否为0？JNEDIV_LOOP;不为0继续循环;将栈中余数转换为ASCII并存入BUF（正序）LEASI,BUF;SI指向BUF首地址POP_LOOP:POPDX;弹出余数（逆序→正序）ADDDL,30H;转换为ASCII码（0→'0'，9→'9'）MOV[SI],DL;存入缓冲区INCSI;缓冲区指针递增LOOPPOP_LOOP;CX减1，非零继续MOVAH,4CH;程序结束INT21HCODEENDSENDSTART```程序说明：通过连续除以10取余（每次余数为当前最低位），将余数压栈保存（逆序），最后弹出并转换为ASCII码存入BUF（正序）。若原始数不足5位，高位自动填充前导零（如BX=123时，BUF存储'0','0','1','2','3'）；若需去除前导零，可在POP_LOOP中增加判断（跳过DL=30H且SI未指向首地址的情况）。四、存储器系统习题解答7.某8086系统用6264（8K×8位）芯片构建32KB的RAM区，起始地址0A0000H。要求：(1)计算芯片数量；(2)确定每片6264的地址范围；(3)说明全译码方式下的片选逻辑。解答：(1)芯片数量计算：6264容量为8K×8位（8KB），系统需要32KB的RAM区，因此芯片数量=32KB/8KB=4片（每片负责8KB空间）。(2)每片地址范围：8086地址线A0~A19（20位），6264片内寻址需13位（2^13=8K），因此A0~A12用于片内寻址，A13~A19用于片选译码。起始地址0A0000H转换为二进制：000010100000000000000000（A19~A0）。每片占8KB（地址范围=起始地址+8K-1=起始地址+1FFFH），因此4片地址范围依次为：第1片：0A0000H~0A1FFFH（A13=0,A14=0,A15=0,A16=1,A17=0,A18=1,A19=0）第2片：0A2000H~0A3FFFH（A13=1,其余高位同第1片）第3片：0A4000H~0A5FFFH（A14=1,A13=0）第4片：0A6000H~0A7FFFH（A14=1,A13=1）验证：0A0000H+1FFFH=0A1FFFH（正确），后续每片地址递增2000H（8KB=2000H字节）。(3)全译码片选逻辑：全译码需将所有未被片内使用的地址线（A13~A19）接入译码器（如74LS138），确保每个存储单元仅对应一个芯片。A19~A16的固定值为00001010（即0A0000H的高7位：A19=0,A18=1,A17=0,A16=1），A15~A13作为译码输入（3位），产生4个片选信号（需138的8个输出中选4个）。例如，A15=0,A14=0时选第1片（A13=0）和第2片（A13=1）；A15=0,A14=1时选第3片（A13=0）和第4片（A13=1）。通过译码器输出分别连接4片6264的片选端（CE），实现地址唯一映射。五、输入输出与中断系统习题解答8.编写8086查询方式从端口300H读取100字节数据到INBUF的汇编程序段。解答（含必要伪指令）：```asmDATASEGMENTINBUFDB100DUP(?);数据缓冲区DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AX;初始化数据段LEASI,INBUF;SI指向缓冲区首地址MOVCX,100;读取100字节READ_LOOP:MOVDX,301H;状态端口（假设301H的D0位为“数据准备好”标志）INAL,DX;读取状态TESTAL,01H;检查D0位是否为1（准备好）JZREAD_LOOP;未准备好，循环查询MOVDX,300H;数据端口INAL,DX;读取数据MOV[SI],AL;存入缓冲区INCSI;缓冲区指针递增LOOPREAD_LOOP;CX减1，未读完继续MOVAH,4CH;程序结束INT21HCODEENDSENDSTART```程序说明：通过查询状态端口（301H）的D0位判断数据是否就绪，就绪后从数据端口（300H）读取数据存入INBUF，循环100次。因端口地址300H>255，需用DX寄存器间接寻址（IN指令支持DX=端口号）。9.中断类型号20H的服务程序入口为1234H:5678H，说明如何写入中断向量表并计算存储位置。解答：8086中断向量