微机原理期末考试题及答案

微机原理期末考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在8086/8088微处理器中，用于形成20位物理地址的段寄存器和偏移地址寄存器组合是（）。A.CS和IPB.DS和SIC.ES和DID.以上皆可答案：D。解析：8086/8088通过段地址左移4位（即乘以16）加上偏移地址来形成20位物理地址。CS:IP指向下一条指令，DS:[BX/SI/DI/立即数]指向数据，ES常用于附加数据段或目的串操作。2.8086CPU在最小模式下，用于区分CPU是进行存储器访问还是I/O端口访问的控制信号是（）。A.M/IB.RC.WD.ALE答案：A。解析：M/IO3.若某SRAM芯片的存储容量为16K×8位，则其地址线引脚和数据线引脚数目之和为（）。A.24B.28C.30D.32答案：B。解析：16K=，故地址线14根；数据线8根。总和为14+8=22，但需注意，题目问“引脚数目之和”，通常芯片还有控制引脚（如CS―、OE―、W4.在8086中断系统中，中断类型码为20H的中断向量存放在内存的（）。A.00080H~00083HB.00080H~00081HC.00020H~00023HD.00020H~00021H答案：A。解析：中断向量表存放在内存00000H~003FFH。每个中断向量占4字节，低字为偏移地址，高字为段地址。中断类型码n对应向量地址为4×n。20H=32，4×32=128=80H，故向量地址为00080H~00083H。5.可编程并行接口芯片8255A工作在方式1输入时，用于通知CPU已准备好数据的信号是（）。A.OB.AC.SD.IBF答案：D。解析：方式1输入时，ST6.若8253计数器0工作于方式3（方波发生器），CLK0输入频率为2MHz，OUT0输出频率为40KHz，则计数器0的计数初值应设置为（）。A.50B.40C.25D.20答案：A。解析：计数初值=输入时钟频率/输出频率=2MHz/40KHz=2000000/40000=50。7.8086CPU响应可屏蔽中断INTR的条件是（）。A.IF=1，当前指令执行结束B.IF=0，当前指令执行结束C.当前总线周期结束D.当前指令周期结束答案：A。解析：响应可屏蔽中断需满足：①中断允许标志IF=1；②当前指令执行完毕；③无更高优先级中断请求（如NMI）。8.在8086系统中，若（DS）=2000H，（SI）=1000H，则指令MOVAX，[SI+200H]的源操作数物理地址为（）。A.21000HB.21200HC.23000HD.23200H答案：B。解析：物理地址=(DS)×16+(SI)+偏移量=20000H+1000H+200H=21200H。9.下列指令中，执行后不会改变标志位的是（）。A.ADDAX，BXB.CMPAX，BXC.INCAXD.MOVAX，BX答案：D。解析：MOV指令为数据传送指令，不影响任何标志位。ADD、CMP、INC均会影响标志位。10.8259A中断控制器中，用于设置中断请求触发方式的寄存器是（）。A.ICW1B.ICW2C.ICW3D.ICW4答案：A。解析：初始化命令字ICW1的D3位（LTIM）用于设定中断请求触发方式：0为边沿触发，1为电平触发。二、多项选择题（每题3分，共15分，多选、少选、错选均不得分）1.8086CPU的内部结构主要包括（）。A.总线接口部件（BIU）B.执行部件（EU）C.指令队列D.通用寄存器组E.段寄存器组答案：A、B。解析：8086CPU从功能上分为总线接口部件（BIU）和执行部件（EU）两大部分。指令队列是BIU的一部分，通用寄存器和段寄存器是CPU内部的寄存器组，属于具体组成部分，但题目问“主要结构”，通常指BIU和EU两大模块。2.下列属于8086系统总线周期的有（）。A.存储器读周期B.指令执行周期C.中断响应周期D.I/O写周期E.总线空闲周期答案：A、C、D。解析：总线周期是CPU通过总线与外部（存储器或I/O端口）进行一次数据交换所需的时间，包括存储器读/写、I/O读/写、中断响应等。指令执行周期属于CPU内部操作，不一定占用总线。总线空闲周期（T）不属于一个完整的数据交换总线周期，它是总线状态的延续。3.下列芯片中，需要CPU提供刷新信号的有（）。A.SRAMB.DRAMC.EPROMD.FlashMemoryE.SDRAM答案：B、E。解析：DRAM（动态RAM）利用电容存储电荷，需要定期刷新以防数据丢失。SDRAM是同步DRAM，也需要刷新。SRAM（静态RAM）、EPROM（可擦除可编程只读存储器）、FlashMemory（闪存）均无需刷新。4.8255A的端口C可以（）。A.作为独立的8位数据端口B.在方式1和方式2下作为状态/控制口C.按位置位/复位D.作为两个独立的4位端口E.工作于双向传输方式答案：B、C、D。解析：8255A的端口C可以分成高4位（PC7~PC4）和低4位（PC3~PC0）两个独立的4位端口（A、B组控制）。在方式1和方式2下，端口C的部分引脚被固定用作状态/控制线。端口C的每一位都可以通过控制字单独置位或复位。端口C不能工作于方式2（双向），只有端口A可以。端口C作为独立8位数据端口仅在工作于方式0的基本输入输出时可行，但题目问“可以”，且通常强调其特性，B、C、D是其主要特性。5.关于DMA控制器8237A，下列说法正确的有（）。A.有4个独立的DMA通道B.每个通道的地址寄存器和字节计数器都是16位C.工作前需由CPU初始化D.传输结束时，EOE.可以管理系统总线答案：A、B、C、D、E。解析：8237A有4个独立通道；每个通道有一个16位基地址寄存器和一个16位基字节计数器；工作前需CPU对其编程初始化；传输结束时，EO三、填空题（每空1分，共20分）1.8086CPU有\_\_\_\_\_\_\_\_根地址线，可寻址的物理地址空间为\_\_\_\_\_\_\_\_。答案：20，1MB2.8086CPU复位后，CS的内容为\_\_\_\_\_\_\_\_，IP的内容为\_\_\_\_\_\_\_\_，故系统从物理地址\_\_\_\_\_\_\_\_开始执行指令。答案：FFFFH，0000H，FFFF0H3.若一个存储芯片的容量为64K×4位，则该芯片有\_\_\_\_\_\_\_\_个存储单元，每个存储单元存储\_\_\_\_\_\_\_\_位二进制信息。答案：65536（或64K），44.在中断处理过程中，保护断点是指将\_\_\_\_\_\_\_\_和\_\_\_\_\_\_\_\_的内容压入堆栈。答案：CS，IP（或段地址，偏移地址）5.8253有\_\_\_\_\_\_\_\_个独立的16位计数器，每个计数器有\_\_\_\_\_\_\_\_种工作方式。答案：3，66.串行通信按数据传送方向可分为\_\_\_\_\_\_\_\_、半双工和\_\_\_\_\_\_\_\_三种方式。答案：单工，全双工7.若8259A的ICW2初始化为28H，则其管理的中断类型码范围是\_\_\_\_\_\_\_\_到\_\_\_\_\_\_\_\_。答案：28H，2FH。解析：ICW2设置中断类型码的高5位，低3位由IR引脚编号决定。28H=00101000B，故IR0~IR7对应类型码为00101000B~00101111B，即28H~2FH。8.在8086系统中，设（SS）=3000H，（SP）=2000H，执行PUSHAX指令后，SP的值为\_\_\_\_\_\_\_\_。答案：1FFEH。解析：PUSH指令使SP先减2，再压入数据。原SP=2000H，减2后为1FFEH。9.已知AL=10110101B，执行指令ANDAL，0FH后，AL=\_\_\_\_\_\_\_\_。答案：00000101B（或05H）10.8255A的控制字最高位D7=1时，表示该控制字为\_\_\_\_\_\_\_\_控制字；D7=0时，表示该控制字为\_\_\_\_\_\_\_\_控制字。答案：方式选择，端口C置位/复位四、简答题（每题5分，共25分）1.简述8086系统中最小模式与最大模式的主要区别。答案：①构成系统不同：最小模式为单处理器系统，所有控制信号由CPU直接产生；最大模式为多处理器系统，需总线控制器8288产生大部分控制信号。②引脚定义不同：最小模式下，引脚MN/MX―接高电平，部分引脚（如HOLD、HLDA）用于总线控制；最大模式下，MN/MX―接低电平，部分引脚（如S2③总线控制权不同：最小模式下，总线控制权通过HOLD/HLDA协议交换；最大模式下，总线仲裁由总线控制器和仲裁器完成。2.什么是Cache？简述其在微机系统中的主要作用。答案：Cache即高速缓冲存储器，是位于CPU与主存之间的高速小容量存储器。主要作用：①解决CPU与主存之间速度不匹配的矛盾。②存放当前程序最活跃的部分（指令和数据），使CPU大部分时间能直接访问高速Cache，减少访问慢速主存的次数，从而显著提高系统整体性能。其原理基于程序访问的局部性原理（时间局部性和空间局部性）。3.简述中断向量表的概念及其在8086系统中的存放位置和作用。答案：中断向量表是存放中断服务程序入口地址（即中断向量）的内存区域。在8086系统中，中断向量表固定存放在内存最低端的1KB空间（物理地址00000H~003FFH）。每个中断向量占4字节，包含2字节的偏移地址（IP）和2字节的段地址（CS）。作用：当CPU响应中断时，根据中断类型码n，在向量表地址4×n处取出4字节内容，分别送入IP和CS，从而引导CPU转去执行相应的中断服务程序。4.简述DMA传送方式的主要特点及基本过程。答案：主要特点：数据传送不经过CPU，直接在存储器和I/O设备之间进行，由DMA控制器（DMAC）控制总线，传输速率高。基本过程：①预处理：CPU对DMAC初始化，设置传送参数（内存首地址、传送字节数、传送方向等），并启动I/O设备。②数据传送：I/O设备准备好后，向DMAC发DMA请求（DREQ）；DMAC向CPU发总线请求（HRQ）；CPU响应后释放总线，发总线响应（HLDA）；DMAC接管总线，发内存地址和读写控制信号，完成一次数据传送；修改地址和计数器。③后处理：字节计数器减到0时，DMAC发结束信号（EO5.8259A的中断结束方式有哪几种？简要说明。答案：①自动结束方式（AEOI）：在中断响应周期的第二个IN②非自动结束方式（EOI命令）：需在中断服务程序结束前，由CPU向8259A发EOI命令来清除ISR对应位。又分为：a.普通EOI命令：清除ISR中优先级最高的位。b.特殊EOI命令：在命令中指定要清除的ISR位。适用于全嵌套结构被破坏的情况。五、应用题（共70分）1.（12分）存储器扩展设计。现有存储芯片：SRAM8K×8位，ROM4K×8位。要求用这些芯片在8088最小模式系统中扩展一个32KB的RAM区（地址从00000H开始）和一个8KB的ROM区（地址从F8000H开始）。地址线A19~A0，数据线D7~D0。（1）分别计算所需RAM芯片和ROM芯片的数量。（2）画出地址译码电路逻辑图（可采用门电路或译码器），并说明各片选信号的有效地址范围。答案：（1）RAM区容量32KB，使用8K×8位SRAM芯片。所需芯片数=总容量/单片容量=32KB/8KB=4（片）。ROM区容量8KB，使用4K×8位ROM芯片。所需芯片数=8KB/4KB=2（片）。（2）8088系统地址线20根（A19~A0）。芯片地址线：SRAM芯片：8K=，需13根地址线（A12~A0）。ROM芯片：4K=，需12根地址线（A11~A0）。剩余高位地址用于片选译码。RAM区起始地址00000H，连续32KB，地址范围为00000H~07FFFH（=32768将32KBRAM分为4个8KB的块，由芯片内地址A12~A0寻址。高位地址A19~A13用于片选。地址范围分析：00000H~01FFFH：A19~A13=000000002000H~03FFFH：A19~A13=000000104000H~05FFFH：A19~A13=000001006000H~07FFFH：A19~A13=0000011因此，可用一个2-4线译码器（如74LS139）对A13、A12进行译码，但需保证A19~A14全为0。片选逻辑可设计为：CS0CS1CS2CS3为简化，常采用3-8译码器（如74LS138）对A19、A18、A17（或A15、A14、A13）译码，并配合门电路限定地址范围。更简明的方案：因RAM区从0开始，可令A19、A18、A17、A16、A15、A14全为0时选中RAM区，再用A13、A12通过2-4译码器选择4块中的一块。即：令G1=(A将A13、A12接入2-4译码器输入端，输出Y0―~ROM区起始地址F8000H，连续8KB，地址范围为F8000H~F9FFFH（F8000H+8K-1=F8000H+1FFFH=F9FFFH）。8KBROM由2片4K×8芯片组成，芯片内地址A11~A0。高位地址A19~A12用于片选。F8000H=11111000000000000000BF9FFFH=11111001111111111111B可见，A19~A12在F8H和F9H之间变化。由于是连续8K，A12在0和1之间变化，可用于选择两个4K芯片。因此，可设计片选逻辑为：当A19A18A17A16A15A14A13=1111100B（即F8H/F9H的高7位）时，选中ROM区。具体：CS逻辑式：CSCS逻辑式：CS地址译码电路逻辑图（略，需根据上述逻辑式用与非门、反相器及译码器画出）。2.（15分）汇编语言程序设计。在内存DATA单元开始存放了10个16位无符号数。编写完整的8086汇编语言程序，找出其中的最大值，并将其存入MAX单元。答案：```assemblyDATASEGMENTARRAYDW1234H，5678H，9ABCH，0DEF0H，1111H，2222H，3333H，4444H，5555H，6666H；示例数据COUNTEQU($-ARRAY)/2；计算数据个数MAXDW？DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE，DS:DATASTART:MOVAX，DATAMOVDS，AX；初始化DSLEASI，ARRAY；取数组偏移地址MOVCX，COUNT；设置循环计数器DECCX；比较次数为COUNT-1MOVAX，[SI]；取第一个数作为当前最大值NEXT:ADDSI，2；指向下一个数CMPAX，[SI]；与当前最大值比较JAENO_CHANGE；如果AX>=[SI]，则最大值不变MOVAX，[SI]；否则，更新最大值NO_CHANGE:LOOPNEXT；循环MOVMAX，AX；保存最大值MOVAH，4CHINT21H；返回DOSCODEENDSENDSTART```3.（18分）可编程接口芯片编程与设计。设8253的端口地址为40H~43H。要求其计数器0工作于方式3（方波发生器），输入时钟CLK0为1MHz，输出方波频率为2KHz；计数器1工作于方式2（分频器），用计数器0的输出OUT0作为计数器1的时钟CLK1，要求OUT1输出频率为100Hz的连续负脉冲。请写出8253的初始化程序片段，并计算两个计数器的计数初值。答案：（1）计算计数初值。计数器0：初值N0=CLK0频率/OUT0频率=1MHz/2KHz=1000000/2000=500。计数器1：时钟CLK1=OUT0=2KHz。要求OUT1频率为100Hz。初值N1=CLK1频率/OUT1频率=2KHz/100Hz=2000/100=20。（2）初始化程序。设控制字格式：SC1SC0RL1RL0M2M1M0BCD。计数器0控制字：00（选计数器0）11（先读/写低字节，后高字节）011（方式3）0（二进制计数）→00110110B=36H。计数器1控制字：01（选计数器1）11（先低后高）010（方式2）0（二进制）→01110100B=74H。程序片段：```assemblyMOVAL，36H；计数器0控制字OUT43H，AL；写入控制寄存器MOVAX，500；计数器0初值OUT40H，AL；先写低字节MOVAL，AHOUT40H，AL；后写高字节MOVAL，74H；计数器1控制字OUT43H，ALMOVAX，20；计数器1初值OUT41H，AL；先写低字节MOVAL，AHOUT41H，AL；后写高字节```4.（25分）综合系统设计分析。某8086最小模式系统通过8255A与一组开关和LED指示灯接口。已知8255A的端口地址为60H~63H。要求：端口A工作于方式0输入，连接8位拨码开关；端口B工作于方式0输出，连接8个LED指示灯（低电平点亮）；端口C的高4位（PC7~PC4）为输出，控制4个继电器（高电平吸合）；端口C的低4位（PC3~PC0）为输入，连接4个按键（按下为低电平）。系统功能为：循环读取开关状态，若低4位开关值大于等于8，则点亮B口对应的LED（即B口输出开关值的反码，使对应LED亮），同时读取按键状态，若S0键（接PC0）按下，则闭合继电器K1和K3（对应PC7和PC5），否则断开所有继电器。请完成以下问题：（1）写出8255A的方式选择控制字。（2）编写完整的汇编语言程序实现上述功能（包含必要的注释）。答案：（1）方式选择控制字。根据题意：端口A：方式0输入→D6D5=00，D4=1。端口B：方式0输出→D2=0，D1=1。端口C高4位：输出→D3=0。端口C低4位：输入→D0=1。控制字最高位D7=1。因此，控制字各位：D7=1，D6D5=00（A组方式0），D4=1（A口输入），D3=0（C口高4位输出），D2=0（B组方式0），D1=1（B口输出），D0=1（C口低4位输入）。即：10010001B=91H。（2）汇编语言程序。```assemblyCODESEGMENTASSUMECS:CODESTART:MOVAL，91H；8255A方式选择控制字OUT63H，AL；写入控制口MAIN_LOOP:INAL，60H；从A口读开关状态MOVBL，AL；保存开关值到BL；判断低4位是否>=8（即高半字节低4位>=8？实为判断AL低4位的值是否>=8）ANDAL，0FH；取低4位CMPAL，8JBNO_LIGHT；若低于8，则跳转；点亮B口LED：输出开关值（原BL）的反码MOVAL，BLNOTAL；取反OUT61H，AL；输出到B口；读取按键状态（C口低4位）INAL，62H；读C口ANDAL，01H；只取PC0（S0键）JZKEY_PRESSED；如果为0（低电平），表示按下；S0未按下：断开所有继电器（PC7~PC4输出0）INAL，62H；读C口当前值（或直接操作）ANDAL，0FH；清高4位OUT62H，AL；写回C口（高4位输出0），注意C口写操作影响输出位，输入位不受影响。更佳做法是单独设置输出位。；更好的方法是使用置位/复位控制字单独控制PC7~PC4。MOVAL，00001000B；复位PC4（对应K4？根据题意，K1对应PC7，K3对应PC5，这里需明确。假设继电器K1~K4分别接PC7~PC4，则闭合K1和K3即置位PC7和PC5，复位PC6和PC4。断开所有即复位PC7~PC4。OUT63H，AL；复位PC4（D3~D1=000，D0=0）MOVAL，00001010B；复位PC5OUT63H，ALMOVAL，00001100B；复位PC6OUT63H，ALMOVAL，00001110B；复位PC7OUT63H，ALJMPCONTINUEKEY_PRESSED:；S0按下：闭合继电器K1（PC7）和K3（PC5），断开K2（PC6）和K4（PC4）MOVAL，00001001B；置位PC