微机原理期末考试试卷(有答案)

微机原理期末考试试卷(有答案)一、选择题（每题2分，共40分）1.8086/8088微处理器的内部寄存器中，用于堆栈操作的寄存器是（）。A.AXB.BXC.SPD.IP答案：C2.8086CPU工作在最小模式下，产生ALE（地址锁存允许）信号的芯片是（）。A.8086本身B.8284时钟发生器C.8288总线控制器D.8282地址锁存器答案：A3.8086系统中，一个基本的总线周期包含（）个时钟周期（T状态）。A.2B.4C.6D.8答案：B4.下列指令中，源操作数的寻址方式为立即寻址的是（）。A.MOVAX，BXB.MOVAX，[1234H]C.MOVAX，1234HD.MOVAX，[BX+SI]答案：C5.8086CPU复位后，CS和IP的初始值分别为（）。A.0000H，0000HB.FFFFH，0000HC.0000H，FFFFHD.FFFFH，FFFFH答案：B6.在8086系统中，若某存储单元的逻辑地址为2000H：1000H，则其物理地址为（）。A.21000HB.3000HC.20010HD.1000H答案：A7.下列芯片中，属于可编程并行接口芯片的是（）。A.8253B.8255AC.8259AD.8284答案：B8.8255A工作在方式0时，其端口A、B、C的输入输出可以有（）种组合。A.4B.8C.16D.32答案：C9.8253可编程定时/计数器有（）个独立的16位计数器。A.1B.2C.3D.4答案：C10.8259A可编程中断控制器中，用于存放当前正在服务的中断请求的寄存器是（）。A.中断请求寄存器IRRB.中断服务寄存器ISRC.中断屏蔽寄存器IMRD.优先级判别器PR答案：B11.（多选题）8086CPU的EU（执行单元）中包含的寄存器有（）。A.ALB.IPC.SPD.FLAGS答案：A，C，D12.（多选题）下列属于8086/8088系统总线的是（）。A.地址总线B.数据总线C.控制总线D.电源线答案：A，B，C13.（多选题）关于8086中断系统，以下描述正确的是（）。A.中断向量表位于内存的00000H~003FFH区域B.每个中断类型号对应4个字节的中断向量C.可屏蔽中断INTR的优先级高于非屏蔽中断NMID.中断返回指令是IRET答案：A，B，D14.（多选题）8255A的端口C可以按位进行置位/复位操作，其前提条件是（）。A.8255A必须工作在方式0B.控制字的位必须为0C.控制字的位必须为1D.对控制端口写入相应的命令字答案：B，D15.（多选题）关于DMA传送方式，以下说法正确的是（）。A.DMA传送期间，CPU放弃对系统总线的控制B.DMA控制器8237A有4个独立的通道C.DMA传送数据的效率低于程序查询方式D.数据块传送结束时，由EOP信号通知DMA结束答案：A，B，D16.某存储芯片的容量为8K×8bit，其地址线引脚数量至少为（）。A.10B.11C.12D.13答案：D17.8086CPU执行指令“PUSHAX”后，堆栈指针SP的值将（）。A.加2B.减2C.加1D.减1答案：B18.在串行通信中，每秒传送的二进制位数称为（）。A.波特率B.比特率C.帧率D.带宽答案：A19.8086CPU的NMI引脚上出现正跳变脉冲时，将引发（）。A.类型1中断B.类型2中断C.类型3中断D.类型4中断答案：B20.8253计数器工作在方式2（速率发生器）时，其特点是（）。A.单次负脉冲输出B.连续方波输出C.软件触发单拍脉冲D.分频器，周期性负脉冲输出答案：D二、填空题（每空1分，共20分）1.8086CPU从功能上可分为______单元和______单元两部分。答案：总线接口（BIU），执行（EU）2.8086CPU有______根地址线，可直接寻址的物理地址空间为______。答案：20，1MB3.8086CPU中，用于计算20位物理地址的部件是______，其计算公式为______。答案：地址加法器，物理地址=段基址×16+偏移地址4.若（AL）=85H，（BL）=27H，执行指令“ADDAL，BL”后，（AL）=______，CF=______，OF=______。答案：ACH，0，15.指令“MOVAX，[BP+SI+10H]”中，源操作数的物理地址是由段寄存器______的内容左移4位后，加上偏移地址______形成的。答案：SS，(BP)+(SI)+10H6.中断过程包括中断请求、______、中断响应、______和中断返回五个步骤。答案：中断判优，中断服务7.8255A的控制字分为两类：______控制字和______控制字。答案：方式选择，端口C置位/复位8.8253的CLK引脚输入频率为2MHz，若要产生1KHz的方波，应选用方式______工作，计数初值应设置为______（十进制）。答案：3，20009.若8259A的ICW2初始化为08H，则IR0对应的中断类型号为______。答案：08H10.在存储器扩展中，全地址译码方式是指存储器芯片的每一个存储单元只对应系统地址总线的一个______地址，而部分地址译码方式则对应______个地址。答案：唯一，多三、简答题（每题5分，共30分）1.简述8086CPU最小模式与最大模式的主要区别。答案：主要区别在于系统总线的控制权产生方式不同。最小模式：MN/MX引脚接高电平。系统总线控制信号（如ALE、M/IO、RD、WR等）直接由8086CPU本身产生。适用于单处理器系统。最大模式：MN/MX引脚接地。系统总线控制信号由外接的总线控制器8288产生。8086CPU输出状态信号S2、S1、S0给8288，由8288译码生成相应的总线命令和控制信号。适用于多处理器或协处理器系统。2.什么是“流水线”技术？8086CPU是如何实现指令流水线的？答案：流水线技术是一种将指令执行过程分解为多个子过程（如取指、译码、执行），并使各子过程并行操作，从而提高处理器工作效率的技术。8086CPU通过其内部独立的BIU和EU实现指令流水线。BIU负责从内存预取指令到指令队列（6字节），EU则从指令队列中取指令并执行。当EU执行一条不需要访问内存的指令时，BIU可以同时进行下一条指令的取指操作，实现了取指与执行的并行。3.简述8086系统中，可屏蔽中断INTR的响应过程。答案：（1）外部设备通过8259A向CPU的INTR引脚发送中断请求信号。（2）若CPU内部标志寄存器IF=1（开中断），则CPU在当前指令执行结束后，进入中断响应周期。（3）CPU连续发出两个INTA负脉冲。（4）第一个INTA通知8259A中断请求已被响应；第二个INTA期间，8259A将对应的中断类型号送上数据总线。（5）CPU读取中断类型号，保护现场（FLAGS、CS、IP入栈），关中断（IF=0，TF=0）。（6）根据中断类型号，在中断向量表中找到中断服务程序入口地址，装入CS和IP，从而转向中断服务程序执行。4.8255A有哪几种基本工作方式？简述方式1输入的基本工作过程。答案：8255A有三种基本工作方式：方式0（基本输入/输出）、方式1（选通输入/输出）、方式2（双向总线）。方式1输入工作过程：（1）外设准备好数据，发出选通信号STB给8255A。（2）STB的下降沿将数据锁存到端口A或B的输入锁存器中，并使输入缓冲器满信号IBF变为高电平，通知外设暂停发送新数据。（3）STB上升沿（或IBF为高且INTE=1时）使中断请求信号INTR变为高电平，向CPU申请中断。（4）CPU响应中断，执行IN指令读取数据。（5）RD信号的下降沿使INTR复位，上升沿使IBF复位，表示数据已被取走，一次输入过程结束。5.简述DMA控制器8237A在DMA传送前，CPU需要对其进行哪些初始化编程操作。答案：（1）写命令寄存器（8位），设置8237A的工作方式（如DACK和DREQ的有效电平、优先级方式等）。（2）写方式寄存器（6位），为所选通道设置传送类型（读、写、校验）、传送方式（单字节、块传送、请求传送、级联）和是否自动初始化。（3）写地址寄存器（16位），设置DMA传送的存储器起始地址。（4）写字节计数器（16位），设置DMA传送的字节数（通常写入计数值减1）。（5）写屏蔽寄存器，清除指定通道的屏蔽位，允许其响应DREQ请求。6.什么是存储器的存取时间、存取周期？它们之间有何关系？答案：存取时间（AccessTime）：指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。例如，从发出读命令到数据稳定出现在数据总线上所需的时间。存取周期（MemoryCycleTime）：指连续启动两次独立的存储器操作之间所需的最小时间间隔。它包括了存取时间和存储单元的恢复时间。关系：存取周期通常大于或等于存取时间。因为完成一次操作后，存储器电路需要一段恢复时间才能进行下一次操作。在系统设计时，必须根据存储器的存取周期来安排总线时序。四、应用题（共60分）1.计算与分析题（15分）设8086系统中，数据段寄存器DS=3000H，偏移地址寄存器BX=2000H，SI=1000H。连续执行下列指令：```assemblyMOVAX，[BX]ADDAX，[BX+SI]SUBAX，00FFH```已知内存单元内容如下：（32000H）=34H，（32001H）=12H（即地址32000H开始的字为1234H）（33000H）=78H，（33001H）=56H（即地址33000H开始的字为5678H）请计算：（1）指令“MOVAX，[BX]”源操作数的物理地址，并指出该指令执行后AX的内容。（2）指令“ADDAX，[BX+SI]”源操作数的物理地址，并指出该指令执行后AX的内容及标志位CF、ZF的状态（假设指令执行前CF=0）。（3）指令“SUBAX，00FFH”执行后AX的内容及标志位CF、ZF的状态。答案：（1）物理地址=DS×16+BX=3000H×10H+2000H=30000H+2000H=32000H执行后，（AX）=1234H（2）物理地址=DS×16+BX+SI=30000H+2000H+1000H=33000H执行加法：1234H+5678H=68ACH执行后，（AX）=68ACH由于加法无进位，CF=0。结果非零，ZF=0。（3）执行减法：68ACH-00FFH=67ADH执行后，（AX）=67ADH减法运算中，CF表示借位。68ACH>00FFH，无借位，CF=0。结果非零，ZF=0。2.综合设计题（20分）某8086最小模式系统，要求使用一片6264SRAM芯片（8K×8位）扩展8KB的数据存储器，采用74LS138译码器进行全地址译码。已知系统地址总线为A19~A0，数据总线为D7~D0。6264的引脚有：地址线A12~A0，数据线I/O8~I/O1，片选CS1、CS2，输出使能OE，写允许WE。要求扩展的存储器地址范围为F0000H~F1FFFH（连续8KB）。（1）画出该存储器扩展的地址译码电路连接图（需包含74LS138与CPU地址总线的连接，并给出使能端的接法）。（2）计算并写出该6264芯片的地址范围（用二进制或十六进制表示均可）。（3）将CPU的数据总线、控制总线（RD，WR）与6264的相应引脚进行连接。答案：（1）地址译码电路设计：地址范围F0000H~F1FFFH。物理地址高7位（A19~A13）确定片选：F0000H=11110000000000000000F1FFFH=11110001111111111111可见A19A18A17A16=1111，A15=0，A14=0/1（在范围内变化），A13=0/1（在范围内变化）。为了唯一选中这8KB，必须使A19A18A17A16A15=11110，即A19~A15=11110B。因此，用74LS138对A19~A15（或A18~A14，但必须包含A15=0）进行译码。一种可行方案：将A19、A18、A17、A16接入一个与非门，输出作为138的G2A或G2B（低有效）。但更简洁的是直接观察。更通用的方法：由于地址是连续的8K，用A19~A13参与片选译码。但本题范围是F0000~F1FFF，其A19A18A17A16A15A14A13=1111000~1111001。即A19~A13从1111000B到1111001B。要唯一选中，需使A19A18A17A16A15=11110，且A14A13=00（对应地址F0000~F07FF）或01（对应地址F0800~F0FFF）...这需要两片6264。但题目要求一片8K芯片。检查：8K芯片需要13根地址线A12~A0。地址范围必须保证A12~A0可以从全0变化到全1。F0000H:11110000000000000000F1FFFH:11110001111111111111比较发现，A12~A0确实可以从全0变到全1。但是高7位A19~A13并不是一个固定值，它在1111000B和1111001B之间变化。这意味着这片6268被映射到了两个8K的地址块上（F0000~F07FF和F0800~F0FFF），这是部分译码的结果。题目要求“全地址译码”，所以必须保证A19~A13固定。重新审视题目要求地址范围F0000H~F1FFFH。这恰好是8KB吗？计算：F1FFFH-F0000H+1=2000H=8192D=8KB。没错。但A19~A13：对于起始地址F0000H，A19~A13=111100000?等等F0000H二进制：11110000000000000000，A19~A13=1111000。对于结束地址F1FFFH：11110001111111111111，A19~A13=1111001。两者不同。这说明该8KB空间跨越了A13位的变化。一片8K芯片的A12~A0是片内寻址，A13是片外（译码）寻址的一部分。如果A13在变化，意味着这片芯片被两个不同的片选信号选中（当A13=0和A13=1时），这违反了“每一个存储单元只对应一个地址”的全地址译码原则，实际上是部分译码。题目可能隐含了允许使用部分译码，或者地址范围给错了？常见8K对齐的范围是F0000~F1FFF？不对，F0000~F1FFF长度是2000H=8K，但它不是从A13=0开始的8K，而是包含了A13从0到1的变化。标准8K对齐地址：A12~A0变化，A19~A13固定。例如F0000~F1FFF，A19~A13应为1111000。但F1FFF的A19~A13是1111001。所以F0000~F1FFF不是8K对齐的块。对齐的块是F0000~F1FFF？计算F1FFF-F0000=1FFF，只有8K-1字节。对齐的8K块是F0000~F1FFF或F0800~F1FFF。鉴于这是一个常见题型，我们假设题目意图是设计一个地址范围为F0000H~F1FFFH（8KB）的存储器，并采用一片6264。那么在实际连接中，必须忽略高位地址线A13的变化（即不参与译码），这属于部分译码。但题目要求“全地址译码”，这里存在矛盾。为了符合“全地址译码”要求，我们通常将地址范围设定为8K对齐的，例如F0000H~F1FFFH。但F1FFF-F0000=1FFFH，是8K-1。所以应该是F0000H~F1FFFH（含）共8K字节。F1FFFH的地址是11110001111111111111，A19~A13=1111001。F0000H的A19~A13=1111000。两者不同，无法用一个固定的片选信号覆盖。因此，可能题目给定的地址范围有误，或者允许部分译码。我们按部分译码思路解答，并说明。设采用部分译码，忽略A13。则片选信号应在A19A18A17A16A15A14=111100时有效。即：A19=1，A18=1，A17=1，A16=1，A15=0，A14=0。用74LS138译码：将A17，A16，A15（或A16，A15，A14）接至C，B，A输入端。G1接高电平，G2A和G2B接有效的使能条件。例如：令138的CBA=A16A15A14。则当A16A15A14=100时，Y4输出有效（低电平）。这对应A16=1，A15=0，A14=0。同时需要A19A18A17=111，可将它们经与非门后接G2A（低有效）。这样，当A19A18A17全为1时，G2A=0，满足条件。此时Y4输出低电平作为6264的片选之一（CS1）。6264的CS2接高电平。此时，地址范围是：A19A18A17A16A15A14=111100，A13任意（忽略），A12~A0从全0到全1。即：1111000XXXXXXXXXXXXX。当A13=0时，对应F0000~F07FF；当A13=1时，对应F0800~F0FFF。所以实际地址范围是F0000~F0FFF（重叠），共8K。但这与题目要求的F1FFF不符。为了覆盖到F1FFF，需要A14也能变化？A14在片选译码时已经固定为0了。所以无法覆盖到A14=1的区间（F0800~F0FFF已经A14=0）。F1000~F1FFF的A14=1。因此，题目给定的地址范围F0000~F1FFF无法用一片8K芯片通过简单的部分译码实现，除非使用更复杂的逻辑。鉴于这是一道经典题型，在大多数教材中，会给出一个8K对齐的地址，如F8000H~F9FFFH（A19~A13=1111100）。这里为了完成答题，我们假定题目地址为F0000H~F1FFFH（对齐），即F0000~F1FFF。那么A19~A13=1111000。按此假设进行解答：（1）译码电路：74LS138的G1接+5V，G2A和G2B接地（或接有效的低电平信号，确保始终使能，但通常G2A和G2B需要由高位地址控制）。更合理的接法：将A19，A18，A17接入一个与非门，输出接G1（高有效）。但G1要求高电平，所以当A19A18A17全为1时，输出为0，经反相器接G1？或者直接用与门。简单起见，常将A19~A15直接逻辑组合产生片选。这里我们用138。设138的C，B，A分别接A15，A14，A13。则当A15A14A13=000时，Y0输出低电平有效。同时，需要A19A18A17A16=1111，可将A19，A18，A17，A16接入一个4输入与门，输出接G2A（经反相？G2A低有效）。当A19~A16全1时，与门输出1，直接接G2A无效（需要低电平），所以需接一个非门。或者将G2B接与门输出（但G2B也是低有效）。更好的办法：将A19~A16的逻辑“与”结果接G1（高有效），而G2A和G2B接地。这样当A19~A16全为1时，G1=1，138使能。所以连接：A19，A18，A17，A16接一个4输入与门，输出接138的G1。G2A和G2B接地。C，B，A接A15，A14，A13。当A19~A13=1111000时，即A19~A16=1111（与门输出1），A15A14A13=000，Y0输出低电平，作为6264的CS1（低有效）。CS2接高电平。（2）地址范围：A19~A13固定为1111000，A12~A0从全0到全1。即11110000000000000000~11110001111111111111=F0000H~F1FFFH。（3）连接：CPU数据总线D7~D0接6264的I/O8~I/O1。CPU控制总线：RD接6264的OE（输出使能，低有效）。CPU控制总线：WR接6264的WE（写使能，低有效）。CPU地址总线A12~A0接6264的A12~A0。（注：由于原题地址范围可能非标准，以上解答基于调整为标准8K对齐地址F0000H~F1FFFH的假设。若按原地址F0000H~F1FFFH，则需采用部分译码并忽略A13，但地址会重叠，且无法覆盖全部范围，实践中应避免。）3.编程与接口分析题（25分）某8086系统采用一片8255A作为并行打印机接口，电路连接简化如下：8255A的端口A（PA7~PA0）输出8位打印数据，端口C的PC7作为打印机的数据选通信号STB（低电平有效），PC2接收打印机的忙状态信号BUSY（高电平表示忙）。8255A的端口地址为：A口-00C0H，B口-00C2H，C口-00C4H，控制口-00C6H。要求采用程序查询方式，将数据段中偏移地址为BUFFER开始的100个字节数据送打印机打印。（1）根据上述描述，确定8255A的工作方式控制字（写出二进制和十六进制形式），并说明理由。（2）编写完整的8086汇编语言程序片段，实现上述打印功能（需包含必要的初始化、数据传送、查询等待等部分）。答案：（1）确定控制字：端口A：输出数据→方式0，输出。端口B：未使用，可设为方式0输入（或输出，通常设为输入）。端口C：高4位（PC7~PC4）中，PC7用作输出（STB），其他位未用，可设为输出；低4位（PC3~PC0）中，PC2用作输入（BUSY），其他位未用，可设为输入。因此，方式选择控制字为：1000010B其中：D7=1（方式控制字标志）D6D5=00（A组方式0）D4=0（A口输出）D3=0（C口高4位输出）D2=0（B组方式0）D1=1（B口输入，因未用，设为输入更安全）D0=0（C口低4位输入）即：10000010B=82H。此外，需