南航微机原理课后练习及答案

书后习题解答

第一章 计算机基础

一、选择题

1、 在计算机机内部，一切信息的存取、处理和传送都是以( D )形式进行的。

A）EBCDIC码 B）ASCII码 C）十六进制编码 D）二进制编码

2、 下列数据中，可能是八进制数的是( B )。

A）488 B）317 C）597 D）189

3、 与十进制数56等值的二进制数是( A )。

A）111000 B）111001 C）101111 D）110110

4、 十进制数36.875转换成二进制数是( B )。

A）110100.01 B)100100.111 C)100110.11 D)100101.101

5、 二进制数10101转换成十进制数是( C )。

A）25 B）23 C）21 D）22

6、 二进制数1101.01转换成十进制数是( C )。

A）17.256 B)13.5 C)13.25 D)17.5

7、 二进制数111010.11转换成十六进制数是( B )。

A）3ACH B）3A.CH C)3A3H D)3A.3H

8、 十进制正数43的八位二进制原码( B )。

A）00110101 B）00101011 C）10110101 D）10101011

9、 十进制负数-61的八位二进制原码是( B )。

A）10101111 B）10111101 C）10101011 D）00110101

10、 十进制正数38的八位二进制补码是( D )。

A）00011001 B）10100110 C）10011001 D）00100110

11、 十进制负数-38的八位二进制补码是( B )。

A）01011011 B）11011010 C）10011001 D）00100110

12、 有一个八位二进制数补码是11111101，其相应的十进制数是( A )。

A）-3 B）-2 C）509 D）253

13、 十进制数-75用二进制数10110101表示，其表示方式是( C )。

A）原码 B）补码 C）反码 D）ASCII码

14、 数字字符4的ASCII码为十进制数52，数字字符9的ASCII码为十进制数( A )。

A）57 B）58 C）59 D）60

15、 已知英文小写字母m的ASCII码为十进制数109，则英文小写字母g的ASCII码为十进制数( B )。

A）102 B）103 C）104 D）105

16、 通常所说汉字的两种编码是( B )。

A）简体字和繁体字 B）国标码和机内码

C）ASCII和EBCDIC D）二进制和八进制

17、 我国国家标准局于( C )年颁布了《中华人民共和国国家标准信息交换汉字编码字符集基本集》，即《信息交换用汉字编码字符集基本集》。

A）1979 B）1980 C）1981 D）1982

18、 《信息交换用汉字编码字符集基本集》的代号为( A )。

A）GB2312-80 B）GB2312-87

C）GB3122-80 D）GB2215-87

19、 在微机汉字系统中一个汉字的机内码占的字节数是( B )。

A）1 B）2 C）4 D）8

20、 在16×16点阵的汉字字库中,存储一个汉字的字模信息需要( C )个字节。

A）256 B）16 C）32 D）64

21、 下面几个不同进制的数中，最小的数是( C )。

A）1001001B B）75 C）37Q D）A7H

22、 十进制负数-61的八位二进制原码是( D )。

A）00101111 B）00111101 C）10101111 D）10111101

23、 计算机使用总线结构的优点是便于实现积木化，同时( C )。

A） 减少了信息传输量

B） 提高了信息传输速度

C） 减少了信息传输线的条数

D） 两种信息源代码在总线可同时出现

24、 运算器的主要功能是( C )。

A）算术运算 B）逻辑运算

C）算术运算与逻辑运算 D）函数运算

25、 在一般微处理器中，( A )包含在CPU中。

A）算术逻辑单元 B）主内存

C）输入/输出设备 D）磁盘驱动器

26、 计算机的外部设备是指( B )。

A）软盘、硬盘驱动器 B）输入输出设备

C）电源及机箱 D）RAM及ROM

27、 各外存相比，内存的特点是( A )。

A）容量小、速度快、成本高 B）容量小、速度快、成本低

C）容量大、速度快、成本高 D）容量大、速度快、成本低

28、 堆栈的工作方式是( C )。

A）先进后出 B）后进先出

C）先进先出 D）后进先出

二、简答题

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？

[解答] 微处理器一般也称为CPU，它本身具有运算能力和控制功能。微处理器是微处理器的核心。微型计算机是由CPU、存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成的裸机系统。微型计算机系统是以微型计算机为主机，配上系统软件和外设之后而构成的计算机系统。三者之间是有很大不同的，微处理器是微型计算机的一组成部分，而微型计算机又是微型计算机系统的一组成部分。

2、 CPU在内部结构上由那几部分组成?CPU应具备那些主要功能?

[解答] CPU在内部结构上由算术逻辑部件（ALU）；累加器和通用寄存器组；程序计数（指令指针）、指令寄存器和译码器；时序和控制部件几部分组成。不同CPU的性能指标一般不相同，但一般CPU应具有下列功能：可以进行算术和逻辑运算；可保存少量数据；能对指令进行译码并执行规定的动作；能和存储器、外设交换数据；提供整个系统所需要的定时和控制；可以响应其它部件发来的中断请求。

3、 微处理器的控制信号有那两类?

[解答] 微处理器的控制信号分为两类：一类是通过对指令的译码，由CPU内部产生的，这些信号由CPU送到存储器、输入/输出接口电路和其它部件；另一类是微型计系统的其它部件送到CPU的，通常用来向CPU发出请求，如中断请求、总线请求等。

4、 微型计算机采用总线结构有什么优点?

[解答] 微型计算机的总线结构是一个独特的结构。有了总线结构以后系统中各功能部件之间的相互关系变为了各功能部件面向总线的单一关系。一个部件只要符合总路线标准，就可以连接到采用这种总路线标准的系统中，使系统功能得到扩展。

5、 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套总线或者合用部分总线,那么要靠什么来区分地址和数据?

[解答] 从结构上看数据总线是双向的，而地址总线从结构上看却是单向的。如果一个系统的数据和地址合用一套总线或者合用部分总线，一般可靠时钟周期来

区分地址和数据，可在总线周期的若干个时钟周期，约定某周期传输地址、在另一周期传输数据。

6、 控制总线传输的信号大致有几种?

[解答] 控制总线用来传输控制信号：其中包括CPU送往存储器和输入/输出接口电路的控制信号，如读信号、写信号和中断响应信号等；还包括其它部件送到CPU的信号，比如，时钟信号、中断请求和准备就绪信号。

7、 微型计算机系统由哪几个部分组成？请举一个你见过的微机系统应用的例子。

[解答] 微型计算机系统由微型计算机、系统软件和外设几个部分组成。图书馆的图书检索系统是用微型机配上数据库管理软件及相关外设组成的微型计算机系统。

8、 什么是流水线结构？流水线操作有什么好处？试举一个例子说明流水线操作的过程。

[解答] 流水线结构是把处理执行部件分成几个功能不同的处理执行部件，不同的处理执行部件就可以同时并行工作，分别负责不同的任务。这样的好处是可以实现多任务重叠执行，以提高效率。例如：有一任务共可以分成N个子任务，每子任务需要时间T，则完成该个任务需要时间NT。若单独执行方式完成K个任务，则共需要时间K*NT。若采用流水线执行方式完成K个任务，则共需要时间NT+（K-1）T。当K较大时，很明显K*NT》NT+（K-1）

9、 累加器和其他通用寄存器相比有何不同?

[解答] 累加器是比较特殊的通用寄存器。它在某些指令执行前，它可以保存一源操作数，还在执行后又用来保存运算结果，另外它一般也用来完成输入/输出指令。而通用寄存器则一般只用来保存参加运算的数据、运算的中间的结果以及用来保存地址。

第二章 80X86/Pentium微处理器

一、 选择题

1、从8086CPU的内部结构上看，其是由( C )两部分组成。

A) 控制器和20位物理地址加法器

B) 运算器和总线接口

C) 执行单元和总线接口单元

D) 控制器和运算器

2、 8086/8088的状态标志有( D )个。

A）3 B）4

C）5 D）6

3、 8086/8088的控制标志有( C )个。

A）1 B）2

C）3 D）4

4、 8086/8088可用于间接寻址的寄存器有( B )个。

A）2 B）4

C）6 D）8

二、 简答题

1、8086是多少位的微处理器？为什么？

2、 EU与BIU各自的功能是什么？如何协同工作？

3、总线接口部件有哪些功能?请逐一说明。

[解答] 总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。具体讲，总线接口部件要从内存指令队列；CPU执行指令时，总线接口部件要配合执行部件从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送给执行部件，或者把执行部件的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。

4、8086的总线接口部件有那几部分组成?

[解答] 8086的总线接口部件有以下4部分组成：

（1）4个段地址寄存器，即：CS--16位的代码段寄存器，DS--16位的数据段寄存器，ES--16位的扩展段寄存器，SS--16位的堆栈段寄存器；（2）16位的指令指针寄存器IP；（3）20位的地址加法器；（4）6字节的指令队列。

5、段寄存器CS=1200H,指令指针寄存器IP=FF00H,此时,指令的物理地址为多少?指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗?

[解答] 此时，指令的物理地址为21F00H；这一物理地址的CS值和IP值不是唯一的，例如：CS=2100H，IP=0F00H。

6、8086的执行部件有什么功能?由那几部分组成?

[解答] 执行部件的功能是负责指令的执行。8086的执行部件有：（1）4个通用寄存器：AX，BX，CX，DX；（2）4个专用寄存器，即基数指针寄存器BP，堆栈指针寄存器SP，原变址寄存器SI，目的变址寄存器DI；（3）标志寄存器；（4）·算术逻辑单元。

7、状态标志和控制标志又何不同?程序中是怎样利用这两类标志的? 8086的状态标志和控制标志分别有哪些?

[解答] 状态标志表示前面的操作执行后，算术逻辑部件处在怎样一种状态，这种状态会像某种先决条件一样影响后面的操作。状态标志有6个，即SF、ZF、PF、CF、AF和OF。控制标志是人为设置的，指令系统中有专门的指令用于控制标志的设置和清除每个控制标志都对某一种特定的功能起控制作用。控制标志有3个，即DF、IF、TF。程序中用专门的指令对它们进行操作。

8、8086/8088和传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同?这样的设计思想有什么优点?

[解答] 传统的计算机在执行指令时，总是相继地进行提取指令和执行指令的动作，也就是说，指令的提取和执行是串行进行的。在8086/8088中，指令的提取和执行是分别有由总线接口部件完成的，总线控制逻辑和指令执行逻辑之间即互相独立又互相配合；使8086/8088可以在执行指令的同时进行提取指令的操作。8086/8088 CPU中，总线接口部件和执行部件的这种并行工作方式，有力地提高了工作效率。

9、总线周期的含义是什么?8086/8088的基本总线周期由几个时钟组成?如果一个CPU的时钟频率为24MHz,那么,它的一个时钟周期为多少?一个基本总线周期为多少?如主频为15MHz呢?

[解答] 总线周期的含义是计算机执行一条访问内存或端口的机器指令的时间；8086/8088的基本总线周期由4个时钟周期组成；如果CPU的时钟频率为24MHz，那么它的一个时钟周期为41.5ns，一个基本总线周期为166ns；如果CPU的时钟频率为15MHz，那么它的一个时钟周期为66.67ns，一个基本总线周期为266.67ns。

10、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？

[解答] 在总线周期的T1、T2、T3、T4状态,CPU分别执行的动作是:

(１) 在T1状态，CPU往多路复用总线上发出地址信息，以指出要寻址的存储单元或处设端口的地址；

(２) 在T2状态，CPU从总线上撤消地址，而使总线的低１６位浮置成高阻状态，为传输数据作准备。总线的最高４位(A19-A16)用来输出本总线周期状态信息，这些状态信息用来表示中断允许状态、当前正在使用的段寄存器名等；

(３) 在T3状态，多路总线的高位继续提供状态信息，而多路总线的低16位(8088则为低8位)上出现由CPU的数据或者CPU从存储器或者CPU从存储器或端口读入或端口读入的数据；

(４) 在T4状态，总线结束。在有些情况下，外设或存储器速度较慢，不能及时地配合CPU传送数据。这时，外设或存储器会通过"Ready"信号在T3状态启动前向CPU发一个"数据未准备好"信号，于是CPU会在T3之后插入１个或多个附加的时钟周期Tw

11、从引腿信号上看,8086和8088有什么不同?

[解答] (１) 由于8088只能传输8位数据，所以8088只有8个地址引腿兼为数据引腿；而8086是按16位传输数据的，所以有16个地址/数据复用引腿；(２) 另外8086和8088的控制线引腿定义中第28和34腿也不一样，在最小模式时，8088和8086的第28腿的控制信号相反，而8086的第34腿为BHE/S7，BHE用来区分是传送字节、还是字，8088的第34腿为SS0，用来指出状态信息，不能复用。

12、CPU启动时,有那些特征?如何寻找8086/8088系统的启动程序?

[解答] 在8088/8086系统中，CPU被启动后，处理器的标志寄存器、指令指针寄存器IP、段寄存器DS、SS、ES和指令队列都被清零，但是代码段寄存器CS

被设置为FFFFH。因为IP=0000，而CS=FFFFH，所以，8088/8086将从地址FFFF0H开始执行指令。通常，在安排内存区域时，将高地址区作为只读存储区，而且在FFFF0H单元开始的几个单元中入一条无条件转移指令，转到一个特定的程序中，这个程序往往实现系统初始化、引导监控程序或者引导操作系统等功能，这样的程序叫做引导和装配程序。

13、8086和8088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?

[解答] 8086/8088是通过利用ALE信号的是否有效来解决两线的复用问题的。ALE作为最小模式的地址锁存允许信号输出端，在任何总线周期的T1状态，ALE输出有效电平，以表示当前在地址/数据复用总线上输出的是地址信息。

14、RESET信号来到后,CPU的状态有那些特点?

[解答] RESET信号来到后，CPU便结束当前操作，并对处理器标志寄存器，IP，DS，SS，ES 及指令队列清零，而将CS设置为FFFFH，当复位信号变为低电平时，CPU从FFFF0H开始执行程序。

15、T1状态下，数据/地址线上是什么信息？用哪个信号将此信息锁存起来？数据信息是什么时候给出的？用时序表示出来。

[解答] 在Ｔ１状态下，数据／地址线上是地址信号。在Ｔ１状态从ＡＬＥ引腿上输出一个正脉冲作为地址锁存信号。数据信息是Ｔ３状态时给出的。

16、画出8086最小模式的读周期时序

17、系统中有多个总线模块时，在最大模式和最小模式下分别用什么方式来传递总线控制权？

[解答] 在最小模式下总线控制权是通过HOLD引脚来实现的，当系统中CPU之外的另一个模块要求占用总线时，通过此引腿向CPU发一个高电平的请求信号。这时，如果CPU允许让出总线，就在当前总线周期完成时，于T4状态从HOLD引腿发出一个回答信号，对刚才的HOLD 请求作出响应。同时，CPU使地址/数据总线和控制状态线处于浮空状态。总线请求部件收到HLDA信号后，就获得了总线控制权。在最大模式下总线控制权是通过LOCKT RQ/GT1，RQ/GT0引脚来实现的，首先，总线模块通过RQ/GT1向CPU发出一个请求信号，并通过RQ/GT0来接受CPU的响应，如果LOCK为低电平，则总线请求部件就获得了总线控制权。 18、8086的储存器空间最大可以为多少？怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址？

[解答] （1）8086有20根地址线，所以具有1M字节的存储空间，是按

00000--FFFFF来编址。（2）8086中因入分段概念来解决寻址问题，要计算一个存储单元的物理地址时，先要将它对应的段寄存器的16位值左移4位，得到一个20位的值，再加上16位的偏移量。

19、8086/8088微处理器内部有那些寄存器，它们的主要作用是什么？

[解答] 执行部件有8个16位寄存器，AX、BX、CX、DX、SP、BP、DI、SI。AX、BX、CX、DX一般作为通用数据寄存器。SP为堆栈指针存器，BP、DI、SI在间接

寻址时作为地址寄存器或变址寄存器。总线接口部件设有段寄存器CS、DS、SS、ES和指令指针寄存器IP。段寄存器存放段地址，与偏移地址共同形成存储器的物理地址。IP的内容为下一条将要执行指令的偏移地址，与CS共同形成下一条指令的物理地址。

20、在8086中，逻辑地址、偏移地址、物理地址分别指的是什么？具体说明。

[解答]逻辑地址是在程序中对存储器地址的一种表示方法，由段地址和段内偏移地址两部分组成，如1234H：0088H。偏移地址是指段内某个存储单元相对该段首地址的差值，是一个16位的二进制代码。物理地址是8086芯片引线送出的20位地址码，用来指出一个特定的存储单元。

21、8086/8088为什么采用地址/数据引线复用技术？

[解答]考虑到芯片成本，8086/8088采用40条引线的封装结构。40条引线引出8086/8088的所有信号是不够用的，采用地址/数据线复用引线方法可以解决这一矛盾，从逻辑角度，地址与数据信号不会同时出现，二者可以分时复用同一组引线。

22、8086与8088的主要区别是什么？

[解答]8086有16条数据信号引线，8088只有8条；8086片内指令预取缓冲器深度为6字节，8088只有4字节。

23、怎样确定8086的最大或最小工作模式？最大、最小模式产生控制信号的方法有何不同

[解答]引线MN/MX#的逻辑状态决定8086的工作模式，MN/MX#引线接高电平，8086被设定为最小模式，MN/MX#引线接低电平，8086被设定为最大模式。

最小模式下的控制信号由相关引线直接提供；最大模式下控制信号由8288专用芯片译码后提供，8288的输入为8086的S2#~S0#三条状态信号引线提供。 24、8086被复位以后，有关寄存器的状态是什么？微处理器从何处开始执行程序？

[解答] 标志寄存器、IP、DS、SS、ES和指令队列置0，CS置全1。处理器从FFFFOH存储单元取指令并开始执行。

25、8086基本总线周期是如何组成的？各状态中完成什么基本操作？

[解答]基本总线周期由4个时钟(CLK)周期组成，按时间顺序定义为T1、T2、T3、T4。在T1期间8086发出访问目的地的地址信号和地址锁存选通信号ALE；T2期间发出读写命令信号RD#、WR#及其它相关信号；T3期间完成数据的访问；T4结束该总线周期。

26、简述在最小工作模式下，8086如何响应一个总线请求？

[解答] 外部总线主控模块经HOLD引线向8086发出总线请求信号；8086在每个时钟周期的上升沿采样HOLD引线；若发现HOLD=1则在当前总线周期结束时(T4结束)发出总线请求的响应信号HLDA；8086使地址、数据及控制总线进入高阻状态，让出总线控制权，完成响应过程。

27、在基于8086的微计算机系统中，存储器是如何组织的？是如何与处理器总线连接的？BHE#信号起什么作用？

[解答] 8086为16位处理器，可访问1M字节的存储器空间；1M字节的存储器分为两个512K字节的存储体，命名为偶字节体和奇字节体；偶体的数据线连接D7~D0，"体选"信号接地址线A0；奇体的数据线连接D15~D8，"体选"信号接BHE#信号；BHE#信号有效时允许访问奇体中的高字节存储单元，实现8086的低字节访问、高字节访问及字访问。

28、根据8086CPU的存储器读写时序图，请说明：

(1)地址信号应在哪些时间内有效？

(2)读、写动作发生在什么时间内？

(3)为什么读与写数据的有效时间长短不一样？

(4)什么情况下才要插入Tw周期？它能否加在T1，T2之间？

[解答] 地址信号只在T1状态时有效，并被锁存起来。读动作发生在T3、T4状态，而写动作发生在T2、T3、T4状态。读与写数据的有效时间长短不一样是因为CPU的速度与外设的速度不相匹配所造成的。当CPU没有在T3状态的一开始就检测到READY信号时，需在T3和T4之间插入等待状态TW。它不能加在T1和T2之间。

29、什么是最小模式和最大模式？它们在用途上有什么不同？

[解答] 最小模式就是系统中只有8086或者8088一个处理器，最大模式中系统中总包含两个或多个处理器，其中一个为8086或者8088做主处理器，其它处理器为协处理器，它们协助主处理器工作。最小模式用于数值运算较少且I/O处理较少的简单8086/8088系统中，而最大模式由于有协处理器协助主处理器工作因而适用于数值运算较复杂且I/O处理较频繁的中大规模的8086/8088系统中。 30、8086CPU的形成三大总线时，为什么要对部分地址线进行锁存？用什么信号控制锁存？

[解答] 为了确保CPU对存储器和I/O端口的正常读/写操作，需要求地址和数据同时出现在地址总线和数据总线上。而在8086CPU中有AD0--AD15部分总线是地址/数据复用的，因此需在总线周期的前一部分传送出地址信息，并存于锁存器中，而用后一部分周期传送数据。8086CPU中是通过CPU送出的ALE高电平信号来控制锁存的。

31、段寄存器CS=1200H,指令指针寄存器IP=FF00H,此时,指令的物理地址为多少?指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗?

[解答] 此时，指令的物理地址为21F00H；这一物理地址的CS值和IP值不是唯一的，例如：CS=2100H，IP=0F00H。

32、8086系统在最小模式时应该怎样配置?请画出这种配置并标出主要信号的连接关系.

[解答] 8086在最小模式下的典型配置。

1， 有一片8284A，作这时钟发生器。

2， 有3片8282或74LL373，用来作为地址锁存器。

3， 当系统中所连的存储器和外设较多时，需要增加数据总线的驱动能力，这时，要用2片8286/8287作为总线收发器

33、8086在最大模式下应当怎样配置?最大模式时为什么一定要用总线控制器?总线控制器的输入信号是什么？输出信号是什么？

[解答] 8086在最大模式下的配置如右图所示：

最大模式时，用总线控制器的原因在于：在最大模式系统中，一般包含２个或多个处理器，这样就要解决主处理器和协处理器之间的协调要作问题和对总线的共享控制问题，为此，要从软件和硬件两方面去寻求解决措施。8288总线控制器就是出于这种考虑而加在最大模式系统中的。总线控制器的输入信号是：CLK、S0、S1、S2。其输出信号是：DT/R、DEN、INTA、MRDC、MWTC、IORC、IOWC、ALE 34、8086CPU的起始取指的地址是多少？怎样形成这个地址？这个地址对于系统设计有什么影响？

[解答] 8086CPU的起始取指的地址是FFFF0H.这个地址的形成过程为CPU被启动时指令指针寄存器被清除,而代码段寄存器CS被设为FFFFH.地址FFFF0H单元开始的几个单元中放一条无条件转移指令,转到一特殊的程序中.这个程序用来实现系统初始化、引导监控程序或者引导操作系统等功能，这样的程序叫引导和装配程序．

第五章 半导体存储器

一、简答题

1、存储器是如何分类的？内存和外存各有什么特点？

2、RAM和ROM 各有何特点？静态RAM和动态RAM 各有何特点？

3、如何判断有无地址重叠？有地址重叠时会出现什么问题？软件上应如何配合？

4、若存储空间的首地址为1000H，写出存储器容量分别为1K×8，2K×8，4K×8和8K×8位时所对应的末地址。试确定每一片存储器的寻址范围。

5、外部存储器和内部存储器各有什么特点？用途如何？

[解答] 微型计算机中存储器分为外部存储器和内部存储器。外存容量大，但存取速度慢，且cpu使用外存信息时需先把信息送到内存中。内存容量小，存取速度快，其信息cpu可直接使用，故外存存放相对来说不经常使用的程序和数据。另外，外存总是和某个外部设备有关。内存容纳当前正在使用的或者经常使用的程序和数据。

6、什么是直接寻址范围？地址线的多少与它有什么关系？

[解答] 直接寻址范围就是利用地址线可寻址的最大地址范围，以地址线的位数

为指数，以2为底数的幂为最大直接寻址范围。

7、根据你对CPU和各种存储器的了解，一个微型计算机是如何开始工作的？

[解答] 计算机工作时，一般先由ROM中的引导程序，启动系统，再从外存中读取系统程序和应用程序，送到内存的RAM中。在程序的运行过程中，中间结果一般放在内存RAM中，程序结束时，又将结果送到外存。

8、存储器的存取时间是什么意思？它在系统设计时有什么实际意义？

[解答] 存储器的存取时间是指存储器接收到稳定的地址输入到完成操作的时间，系统设计时可以据此考虑数据传输、总线的选择和时序安排。

9、动态RAM为什么要进行刷新？刷新过程和读操作比较有什么差别？

[解答] 不管是哪一种动态RAM，都是利用电容存储电荷的原理来保存信息的，由于电容会逐渐放电，所以，对动态RAM必须不断进行读出和再写入，以使泄放的电荷受到补充，也就是进行刷新。在温度上升时，电容的放电会加快，所以两次刷新间的间隔是随温度而变化的，一般为1---100ms.在70摄氏度情况下，典型的刷新时间间隔为2ms。虽然进行一次读写操作实际上也进行刷新，但是，由于读写操作本身具有随机性，所以，并不能保证所有的RAM单元都在2ms中通过正常的读写操作来刷新,由此,专门安排了存储刷新周期完成对动态RAM的刷新。

10、EPROM是写入和读出时所加的信号和电压有什么不同？

[解答] EPROM读出时，Vpp.Vcc接5v电压，芯片允许信号CE必须在地址稳定以后有效，才能保证读得所需单元的数据。写入即编程方式下，Vcc仍加5v电压，但Vpp按厂家要求加上21~25v的电压，必须在地址和数据稳定之后，才能加上编程脉冲。

11、计算机的内存有什么特点？内存由哪两部分组成？外存一般是指哪些设备？外存有什么特点？

[解答] 内存特点：快速存取，容量受限制。内存分为RAM和ROM。外存有软盘、硬盘、盒式磁带和光盘。外存特点：大容量，所存信息既可修改又可保存，但外存速度比较慢，要配置专用设备。

12、在选择存储器件时，最重要的考虑因素是什么？此外还应考虑那些因素？

[解答] 最重要的因素是位容量。此外，还应考虑易失性、只读性、速度、功耗、可靠性、价格等。

13、什么叫静态RAM？静态RAM有什么特点？

[解答] 不需要进行周期性刷新的既可读又可写的存储器。其特点如下：（1）优点：不需要进行刷新，简化了外部电路。（2）缺点：①静态RAM基本存储电路中包含的管子数目比较多，导致一个器件的位容量比采用类似设计方法的非静态RAM要少。②静态RAM基本存储电路中2个交叉耦合的管子总有1个处于导通状态，所以会持续地消耗功率，导致静态RAM的功耗比较大。

14、动态RAM工作时有什么特点？和静态RAM比较，动态RAM有什么长处？有什

么不足之处？动态RAM一般用什么场合？

[解答] ㈠动态RAM工作时，每隔一定的时间就要进行全面的刷新。㈡和静态RAM相比，动态RAM有以下长处：①高位密度；②低功耗特性；③价格低廉。㈢不足之处：在刷新周期中，内存模块不能启动读周期或写周期，即要等刷新周期完成之后，才能启动读 周期或写周期。㈣动态RAM一般用于内存模块。

15、8086在对存储器进行操作时，有什么特点？画出8086系统在读周期和写周期的工作时序。

[解答] 8086CPU和存储器是用分时方式通过20位的地址/状态/数据总线以及控制线互相联系的。CPU的总线周期由4个时钟周期组成。如果8086的主频采用5MHZ，则1个时钟周期为200NS。将每个时钟周期称为1个T状态，所以，最小的总线周期由T1~T4这4个状态组成。如果存储器速度比较慢，CPU就会根据存储器送来的"未准备好"信号，在T3状态后面插入等待状态TW，从而延长总线周期。

16、ROM、PROM、EPROM分别用在什么场合？

[解答] ROM适合于固化成熟的固定程序和数据。PROM适用于需要对存储器进行编程的地方。EPROM适用于需要用电信号对存储器中的内容进行在线清除和修改的地方。

三、分析题

1 设计一片容量为32K×8B的EPROM芯片与8088 CPU的连接。写出此EPROM芯片所占地址空间（设起始地址20000H）。

2 试设计62256（32K×8B）与8088 CPU相连接，绘出连线图，设起始地址为40000H。

3 存储器设计

已知RAM芯片结构如图所示，试回答如下问题：

（１）若要求构成一个８Kⅹ8的RAM阵列，则需几片这样的芯片？若RAM阵列组的起始地址为E100H，试写出每块RAM芯片的地址空间

（２）若采用全地址译码方式译码，试画出存储器系统电路连接图；

（３）试编程：将55H写满每个芯片，而后再逐个单元读出做比较，若有错，则使CL=FFH,若全部正确，则使CL=77H。

[解答] (1)需4片,分为2个芯片组, 芯片组1( #0、#2)的地址空间为：E1000H ～E1FFFH；芯片组2（ #1、#3）的地址空间为：E2000H～E2FFFH.

(3)填写内存的程序如下:

MOV AX, 0E100H

MOV DS, AX ;给数据段、附加数据段寄存器赋初值

MOV ES, AX

MOV DI, O

CLD

MOV CX, 2000H ;循环计数器赋初值

MOV AL, 55H

REP STOSB ;充填

MOV DI, 0

MOV CX, 2000H

REPZ SCASB ;扫描比较

JNZ NEXT

MOV CL, 77H ;正确

JMP EXIT

NEXT: MOV CL,FFH ;出错

EXIT: HLT

4 某微机系统有１６根地址线A15～A0和８根数据线D7～D0，其存储器由两片

ＳＲＡＭ芯片＃１和＃２组成如下图所示，为简化起见图中未画出全部控制信号线，本题中地址线Ａ１５和Ａ１４未用，按照它们均等于０来计算。写出芯片＃１和＃２各自的寻址范围（注意：两者的寻址范围不可重叠）以及系统的总存储容量。

第六章 输入输出和中断技术

一、简答题

1、从广义上说接口部件有哪些功能？

[解答] 从广义的角度概括出来的接口的功能如下: ① 寻址功能; ② 输入/输出功能; ③ 数据转换功能; ④ 联络功能; ⑤ 中断管理功能; ⑥ 复位功能; ⑦ 可编程功能; ⑧ 错误检测功能。

2、什么叫覆盖错误？接口部件如果反映覆盖错误？

[解答] 当计算机出入数据时,实际上是从接口的输入缓冲寄存器中取数.如果计算机还没有取走数据,输入缓冲寄存器由于某种原因又被装上了新的数据,那么,就会产生一个覆盖错误.在输出时,也会有类似的情况,即输出缓冲寄存器中的数据在被外设取走以前,如果计算机又往接口输出一个新的数据,那么,原来的数据就被覆盖了。

3、试说明一般中断系统的组成和功能。

[解答] 处理器内部应有中断请求信号的检测电路，输出中断响应信号，保存断点的逻辑，转向中断处理程序的逻辑，中断返回逻辑。系统中要有一中断控制器，管理多个中断源，提供处理机所需的中断处理信息。系统中请求中断处理的I/O接口电路要有提供中断请求信号及接收中断响应信号的逻辑。

4、什么是中断类型码、中断向量、中断向量表？在基于8086/8088的微机系统中，中断类型码和中断向量之间有什么关系？

[解答] 处理机可处理的每种中断的编号为中断类型码。中断向量是指中断处理程序的入口地址，由处理机自动寻址。中断向量表是存放所有类型中断处理程序入口地址的一个默认的内存区域。在8086系统中，中断类型码乘4得到向量表的入口，从此处读出4字节内容即为中断向量。

5、什么是硬件中断和软件中断？在PC机中两者的处理过程有什么不同？

[解答]硬件中断是通过中断请求线输入电信号来请求处理机进行中断服务；软件中断是处理机内部识别并进行处理的中断过程。硬件中断一般是由中断控制器提供中断类型码，处理机自动转向中断处理程序；软件中断完全由处理机内部形成中断处理程序的入口地址并转向中断处理程序，不需外部提供信息。

6、试叙述基于8086/8088的微机系统处理硬件中断的过程。

[解答] 以INTR请求为例。当8086收到INTR的高电平信号时，在当前指令执行完且IF=1的条件下，8086在两个总线周期中分别发出INTA#有效信号；在第二个INTA#期间，8086收到中断源发来的一字节中断类型码；8086完成保护现场的操作，CS、IP内容进入堆栈，清除IF、TF；8086将类型码乘4后得到中断向量入口地址，从此地址开始读取4字节的中断处理程序的入口地址，8086从此地址开始执行程序，完成了INTR中断请求的响应过程。

7、在PC机中如何使用"用户中断"入口请求中断和进行编程？

[解答] PC机中分配给用户使用的中断是IRQ9，经扩展插槽B4引出，故把用户的中断请求线连接到B4上。在应用程序中，利用25H号系统调用将中断服务程序的入口地址写入对应0AH类型中断对应的中断向量表中去。在应用程序中把主片8259A D2屏蔽位清0，把从片8259A D1屏蔽位清0，使主片的IR2、从片的IR1可以输入中断请求。中断服务程序结束前向主片8259A发中断结束命令。应用程序结束之前对主片的IR2和从片的IR1进行屏蔽，关闭用户中断请求。

8、8259A中断控制器的功能是什么？

[解答] 8259A中断控制器可以接受8个中断请求输入并将它们寄存。对8个请求输入进行优先级判断，裁决出最高优先级进行处理，它可以支持多种优先级处理方式。8259A可以对中断请求输入进行屏蔽，阻止对其进行处理。8259A支持多种中断结束方式。8259A与微处理器连接方便，可提供中断请求信号及发送中断类型码。8259A可以进行级连以便形成多于8级输入的中断控制系统。

9、比较中断与DMA两种传输方式的特点。

[解答] 中断方式下，外设需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，过程始终是在处理器所执行的指令控制之下。

直接存储器访问(DMA)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，取得总线控制权以后，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，传输速度大大高于中断方式。

10、DMA控制器应具有那些功能？

[解答] DMA控制器应有DMA请求输入线，接收I/O设备的DMA请求信号；DMA控制器应有向主机发出总线请求的信号线和接收主机响应的信号线；DMA控制器在取得总线控制权以后应能发出内存地址、I/O读写命令及存储器读写命令控制I/O与存储器间的数据传输过程

11、在中断响应过程中,8086往8259A发的两个INTA信号分别起什么作用?

[解答] 在中断响应过程中，CPU向8259A的INTR引腿发二个负脉冲，作用：第一个负脉冲通知CPU有中断请求，要送中断类型；第二个负脉冲传输中的类型。

12、非屏蔽中断有什么特点？可屏蔽中断有什么特点？分别在什么场合？

[解答] 非屏蔽中断的特点：不受中断允许标志ＩＦ的影响；中断处理子程序的入口地址放在０段的0008H,0009H, 000AH, 000ＢH这四个单元中；在整个系统中只能有一个非屏蔽中断。应用场合：用来处理系统的重大故障，如系统掉电处理。屏蔽中断的特点：受中断允许标志ＩＦ的影响；用中断先级来管理多个可屏蔽中断，且可实现中断与嵌套。应用场合：一般的外部设备，如请求中断等。

13、什么叫中断向量？它放在哪里？对应于1CH的中断向量在哪里？如1CH中断程序从5110H:2030H开始，则中断向量应怎样存放？

[解答] 中断向量是中断处理子程序的入口地址，它放在中断向量表中，由

1ch*4=70h知中断向量存放在0000：0070处。由于中断处理入口地址为5110：2030所以0070H，0071H，0072H,0073H这四个单元的值分别为30H,20H,10H,51H。

14、从8086/8088的中断向量表中可以看到，如果一个用户想定义某个中断，应该选择在什么范围？

[解答] 从8086/8088的中断向量表中可以看出，如果一个用户想定义一个中断，应该选择中断类型32-255，其中断向量在中断向量表的0080H-03ffH。

15、非屏蔽中断处理程序的入口地址怎样寻找？

[解答] 非屏蔽对应类型2，它位于中断向量表0000:0008H-0000:000BH处，4个单元的值即为非屏蔽中断处理程序的入口地址：08H、09H放偏移量，0AH、0BH放段地址。

16、叙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，堆栈顶部四个单元中是什么内容？

[解答] 当CPU在INTR引脚上接受一个高电平的中断请求信号并且当前的中断允许标志为1，CPU就会在当前指令执行完后开始响应外部的中断请求，具体如下"1。从数据总线上读取外设送来的中断类型码，将其存入内部暂存器中;2。将标志寄存器的值推入堆栈;3。将标志寄存器中IF 和TF清零;4。将断点保护到堆栈中;5。根据中断类型获取中断向量转入中断处理子程序;6。处理完后恢复现场。"响应后堆栈的顶部4个单元是IP,CS及标志。

17、软件中断有哪些特点？在中断处理子程序和主程序的关系上，软件中断和硬件中断有什么不同之处？

[解答] 有以下特点：①：用一条指令进入中断处理子程序，并且，中断类型码由指令提供。②：进入中断时，不需要执行中断响应总线周期，也不从数据总线读取中断类型码。③：不受中断允许标志IF的影响，也就是说，不管IF是1还是0任何一个软件中断均可执行。不过，软件中断的一号中断受标志寄存器中另外一个标志既TF的影响，只有TF为1时，才能执行单步中断。④：正在执行软件中断时，如果有外部硬件中断请求，并且是非屏蔽中断请求，那么，会在执行完当前指令后立即给予响应。如果在执行软件中断请求，并且这之前由于中断处理子程序中执行了开放中断指令，从而使中断允许标志IF为1，那么也会在当前指令执行后完响应可屏蔽中断请求。⑤：软中断没有随机性。实际上，由于中断处理子程序是定位装配的，用软件中断指令调用它们又非常方便，所以，有经验的程序员在8086系统上设计程序时，总把一些常用的较大型的子程序设计为中断处理子程序，再在程序中用软件中断的方法调用他们！

18、中断指令执行时，堆栈的内容有什么变化？中断处理子程序的人口地址是怎样得到的？

[答案] 中断指令执行时，堆栈内容变化如下：标志寄存器被推入堆栈，且SP减2，然后CPU将主程序的下一条指令地址即断点地址的段值和偏移量推入堆栈，且SP减4。

某中断处理子程序的入口地址即中断向量，由该中断类型号的4倍为内存地址，在该地址处的4个字节内容即该中断向量。

19、中断返回指令IRET和普通子程序返回指令RET 在执行时，具体操作内容什么不同？

[答案] IRET须弹出堆栈中标志寄存器的值，而RET则不需要。

20、断点中断是指怎样一种中断？在程序调试中有什么作用？ 断点中断指令有什么特点？设置断点过程对应了一种什么操作？这种操作会产生什么运行结果？

[答案] 断点中断即中断类型3，一般该中断处理程序进行程序调试，主要功能是显示一些寄存器的值，并给出一些重要的信息。

在程序调试中，断点中断就是从一个较长的程序中分离出一个较短的存在问题的程序段。

断点中断的特点是指令占一个字节。

设置断点过程对应int 3替换那条指令，在中断处理程序中再恢复该被替换的指令，并修改堆栈中的断点地址为中断处的地址而不是下一条指令地址。 这种操作使断点中断不会影响程序的功能。

21、主机和打印机用中断方式和查询方式时，具体分别用怎样的过程来实现字符输出？

[解答] 用中断方式时，每当打印机接收1个字符后，便用ACK信号向主机发出中断请求，主机收到信号后，如果中断允许IF 为1，则执行完本条指令以后，响应中断，从而往打印机发送下个字符；用查询方式时，主机不停的测试打印机

的"忙"信号，当"忙"信号处于有效电平时，说明当前打印机正在接收1个字符或正在打印，所以，主机必须等待，当"忙"信号消失时，主机便在打印机输出1个字符，并且发出选通信号STB。

22、CPU和输入/输出设备之间传送的信息有哪几类？

[答案] CPU和输入/输出设备之间传送的信息有以下几类：数据信息、状态信息、控制信息。

23、数据信息有哪几类？举例说明它们各自的含义。

[答案] 数据信息大致分为如下三种类型：1、数字量：这类是指由键盘、磁盘机、卡片机等读入的信息，或者主机送给打印机、磁盘机、显示器及绘图仪的信息，它们是二进制形式的数据或是以ASII码表示的数据及字符，通常是8位的。 2、模拟量：如果一个微型机系统是用于控制的，那么，多数情况下的输入信息就是现场的连续变化的物理量，如温度、湿度、位移、压力、流量等，这些物理量一般通过传感器先变成电压或电流，再经过放大。这样的电压和电流仍然是连续变化的模拟量，而计算机无法直接接收和处理模拟量，要经过模拟量往数字量（A/D）的转换，变成数字量，才能送入计算机。反过来，计算机输出的数字量要经过数字量往模拟量（D/A）的转换，变成模拟量，才能控制现场。 3、开关量：开关量可表示两个状态，如开关的闭全和断开、电机的运抟和停止、阀门的找开和关闭等，这样的量只要用1位二进制数表示就可以了。

24、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？

[答案] CPU和外设进行数据传输时，各类信息在接口中进入不同的寄存器，一般称这些寄存器为端口。 通常有：数据端口、状态端口、控制端口。对端口编址的两种方法为：计算机对内存和I/O端口统一编址；计算机对内存和I/O端口分别进行编址。在8086/8088系统中用计算机对内存和I/O端口统一编址。

25、无条件传送方式用在哪些场合？画出无条件传送方式的工作原理图并说明。

[解答] 无条件传送方式适用于对一些简单的外设的操作中，如：开关、七段显示管等。当CPU执行输入指令是，读信号RD有效，选择信号M/IO处于低电平，因而三态缓冲器被选通，使其中早已准备好的输入数据进入数据总线，再到达CPU。当CPU执行输入指令时，读信号RD有效，选择信号M/IO处于低电平，因而三态缓冲器被选通，使其中早已准备好的输入数据进入数据总线，再到达CPU。CPU执行输出指令时，M/IO和WR信号有效，于是接口中的输出锁存器被选中，CPU输出的信息经过数据总线打入输出锁存器，输出锁存器保持这个数据，直到外设取走。

26、条件传送方式的工作原理是怎样的？主要用在什么场合？画出条件传送（查询）方式输出过程的流程图。

[解答] 数据传送有三个环节：1、CPU从接口中读取状态字。2、CPU检测状态字的对应位是否满足"就绪"条件，如不满足，则回到前一步读取状态字。3、如状态字表明外设已处于就绪状态，则传送数据。主要用于非实时系统及单一外设系统。

27、查询式传送方式有什么优缺点？中断方式为什么能弥补查询方式的缺点？

[解答] 在查询方式下CPU不断地读取状态字，如果状态字表明外设没准备好，则CPU须等待。这些过程占用了CPU的大量工作时间，而CPU真正用于传输数据的时间却很少。另外，用查询方式工作时，如果一个系统有多个外设，那么CPU只能轮流对每个外设进行查询，而这些外设的速度往往并不同。这时CPU显然不能很好的满足各个外设随机性的对CPU提出的输入/输出服务要求，所以，不具备实时性。使用中断传方式时，CPU就不必花费大量时间去查询外设的工作状态了，因为当外设就绪时，就会主动向CPU发中断请求信号。而CPU本身具有这样的功能：在每条指令被执行完以后，会检查外部是否有中断请求，如果有中断请求，那么在中断允许标志为1的情况下，CPU保留下一条指令的地址和当前的标志，转到中断服务程序去执行。被外界中断时，程序中下一条指令所处称为断点。从中断服务程序返回时，CPU会恢复标志和断点地址。

28、叙述可屏蔽中断的响应和执行过程。

[解答] INTR引腿上进入的中断请求信号是可以被IF标志所屏蔽的，所以称为屏蔽中断。如果IF标志为0，则从INTR引腿进入的中断请求信号得不到响应，只有当IF为1时，CPU才会通过INTA引腿往接口电路送两个负脉冲作为回答信号。中断接口电路接收到INTA信号后，将中断向量发送到数据总线，同时清除中断请求触发起的请求信号。CPU根据中断处理子程序的入口地址，从而进入中断处理子程序。

29、叙述用DMA方式单个数据的全过程。

[答案] （1）接口准备就绪，向DMA控制器发DMA请求；（2）DMA控制器接到信号后，发总线请求；（3）接到信号后，总线允许，从而控制总线控制权；（4）DMA控制器中地址寄存器的内容送到地址总线上；（5）DMA请求得到确认；（6）内存把数据送数据总线；（7）接口锁存数据；（8）撤消总线请求；（9）8086收回总线控制权。

30、为什么有时候可以使两个端口对应一个地址？

[答案] 不管输入还是输出，所用到的地址总是对端口而言的，而不是对接口部件而言的。如果一个接口有两个端口，那么，在设计接口部件时，就已经考虑了它能接收两个端口地址。一个双向工作的接口芯片通常有4个端口，即数据输入端口、数据输出端口、状态端口和控制端口。因为数据输入端口和状态端口是"只读"的，数据输入端口和控制端口是"只写"的，所以，系统为了节省地址空间，往往将数据输入端口和数据输出端口对应一个端口地址，CPU用此地址进行读操作时，实际上是从数据输入端口读取数据，而当CPU用此地址进行写操作时，实际上是往数据输出端口写入数据。同样，状态端口和控制端口也用同一个端口地址。

31、CPU和外设之间的数据传送方式有哪几种？实际选择某种传输方式时，主要依据是什么？

[解答] CPU与外设之间的数据传输有以下三种方式：程序方式、中断方式、DMA

方式。其中程序方式又可分为无条件传送方式和条件传送方式两种方式。在CPU外设传送数据不太频繁的情况下一般采用无条件传送方式。在CPU用于传输数据的时间较长且外设数目不多时采用条件传送方式。在实时系统以及多个外设的系统中，为了提高CPU的效率和使系统具有实时性能，采用中断传送方式。如I/O设备的数据传输效率较高，那么CPU和这样的外设进行数据传输是，即使尽量压缩程序查询方式和中断方式中的非数据传输时间，也仍然不能满足要求。这是因为在这两种方式下，还存在另外一个影响速度的原因，即它们都是按字节或字来进行传输的。为了解决这个问题，实现按数据块传输，就需要改变传输方式，这就是直接存储器传输方式，即DMA方式。

32、在查询方式、中断方式和DMA方式中，分别用什么方法启动数据传输过程？

[答案] 在查询方式下，是通过程序来检测接口中状态寄存器中的"准备好"（READY）位，以确定当前是否可以进行数据传输的；在中断方式下，当接口中已经有数据要往CPU输入或者准备好接收数据时，接口会向CPU发一个外部中断请求，CPU在得到中断请求后，如果响应中断，便通过运行中断处理程序来实现输入/输出；在DMA方式下，外设要求传输数据时，接口会向DMA控制器发DMA请求信号，DMA控制器转而往CPU发送一个总线请求信号，以请求得到总线控制权，如果得到DMA允许，那么，就可以在没有CPU参预的情况下实现DMA传输。

33、接口部件为什么需要有寻址功能？设计一个用74LS138构成的译码电路，输入为A3、A4、A5、A8，输出8个信号以对8个接口部件进行选择。想一想如果要进一步对接口中的寄存器进行寻址，应该怎样实现？

[解答] 首先,接口要对选择存储器和I/O的信号能够做出解释;此外,要对送来的片选信号进行识别,以便判断当前接口是否被访问,如果受到访问,还要决定是接口中哪个寄存器受到访问。用A3-5译码可以选择访问8个接口部件，用A8和读、写信号配合可进一步寻址接口中的寄存器。

34、在编写中断处理子程序时，为什么要在子程序中保护许多寄存器？有些寄存器即使在中断子程序中并没有用到也需要保护，这又是为什么（联系串操作指令执行时遇到中断这种情况来回答）？

[解答] （1）因为只有保存了有关断点的寄存器的值，才能在中断处理子程序执行完了后，正确的返回到主程序继续执行！（2）当遇到等待指令或串操作指令时，允许在指令执行过程中进入中断，但必须有一个基本动作完成之后响应中断。中断处理程序执行完毕而返回程序时，会继续执行原来的等待指令或串操作指令。因此要为等待指令和串操作指令的执行中途可能被中断而保护好有关的寄存器，否则中断返回后继续执行这些指令时，会无法保护正确性！

35、中断处理子程序在结构上一般是怎样一种模式？

[解答] 中断处理子程序的功能是各种各样的，但是除去所处理的特定功能外，所有中断处理子程序都有着相同的结构模式，即：①：一开始必须通过一系列推入堆栈指令来进一步保护中断现场，既保护CPU各寄存器的值。②：在一般情况下，应该用指令设置中断允许标志IF来开放中断，以允许级别较高的中断请求进入。③：中断处理的具体内容，这是中断处理子程序的主要部分内容。④：中断处理模式之后，是一系列弹出推出堆栈指令，使得各寄存器恢复进入中断处理

时的值。⑤：作后是中断返回指令，中断指令的执行会使堆栈中保存的断点值和标志值分别装入IP，CS和标志寄存器。中断处理子程序在位置上也有特点，在8086系统中，都不是浮动装配的，而是固定装配的。装配的起始地址由于中断向量表给出。而且，中断处理子程序通常都常驻内存，既系统一启动，就完成中断处理子程序的装配。

36、外部设备为什么要通过接口电路和主机系统相连？存储器需要接口电路和总线相连吗？为什么？

[答案] 外部设备的功能是多种多样的。有些外设作为输入设备，有些外设作为输出设备，也有些外设既作为输入设备又作为输出设备，还有一些外设作为检测设备或控制设备，而每一类设备本身可能又包括了多种工作原理不同的具体设备。对于一个具体设备来说，它所使用的信息可能是数字式的，也可能是模拟式的，而非数字式信号必须经过转换，使其成为对应的数字信号才能送到计算机总线。这种将模拟信号变为数字信号、或者反过来将数字信号变为模拟信号的功能是A/D、D/A接口来完成的。 外设的工作速度通常比CPU的速度低得多，而且各种外设的工作速度互不相同，这就要求接口电路对输入/输出过程能起一个缓冲和联络的作用。 输入/输出接口电路是为了解决计算机和外部设备之间的信息变换问下题而提出来的，输入/输出接口是计算机和外设之间传送信息的部件，每个外设都要通过接口和主机系统相连。

不需要，因为所有存储器都是用来保存信息的，功能单一；传送方式也单一，一次必定是传送1个字节或者1个字；品种很有限，只有只读类型和可读/可写类型。此外，存储器的存取速度基本上可以和CPU的工作速度匹配。这些决定了存储器可以通过总线和CPU相连。

37、通常解决中断优先级的方法有哪几种？各有什么优缺点？

[答案] 通常解决中断优先级的方法有一下三种：（1）软件查询方式；（2）简单硬件方式--菊花链法；（3）专用硬件方式。利用软件查询方式来确定中断优先级的优点是省硬件，不需要有判断优先级的硬件排队电路，而是用程序的优先级来确定设备的优先级。当然，用软件查询方式也有缺点，这就是由设备发出中断请求信号到CPU转入相应的服务程序入口的时间较长，特别是在中断源比较多是情况下，必须有较长的查询程序段，这样，转入服务程序所花费的时间也较长。在简单硬件方式下，各个外设接口就不会竞争中断回答信号，菊花链已经从硬件的角度根据接口在链中的位置决定了它们的优先级，越靠近CPU的接口，优先级越高。在专用硬件方式下的整个过程中，优先级较低的请求都受到阻塞，直到通过程序中的指令或者由于中断处理程序执行完毕而引起当前中断服务寄存器的对应为清0，级别较低的中断请求才可能得到响应。

38、一个可屏蔽中断响应时，CPU要执行哪些读/写周期？对一个软件中断又如何？

[解答] 当一个可屏蔽中断被响应时，cpu实际执行的总线时序如下：第一步：执行2个中断响应总线周期，之间用2至3个空闲状态搁开。被响应的外设接口在第二个中断响应总线周期中通过低8位数据线送回一个单字的中断类型码。cpu接收中断类型码，将它左移两位后，成为中断向的起始地址，存人暂寄存器。第二步：执行一 个总线写周期，在这个周期中，把这个周期红，把标志寄存器

的值推入堆栈。第三步：将标志寄存器的中断允许标志IF 和单步标志tf置成0，这样禁止了中断响应过程中有其他可屏蔽中断进入，还禁止了中断处理过程中出现单步中断。第四步：执行1一总线写周期，在这个周期内，将cs的内容推入堆栈。第五步：执行1个总线写周期，在这个周期内，将IP的内容推入堆栈。第六步：执行1个总线读周期，在这个周期内，从中断向量所在的前两个字节中读得中断处理子程序入口地址的便移量送到IP寄存器中。第七步：执行一个总线读周期，在这个周期中，从中断向量所在的前两个字节中读得中断子程序入口地址的段值送到CS寄存器中。如果是给屏蔽中断或者软中断，则跳过第一步，而从第二步开始按次序执行到第七步。

二、分析题

1、下图为一开关输入接口电路,接口地址为300H

（1）指出图中的三处错误并说明其后果。

（2）画出正确的接口电路图

[解答] 1．三处错误为：（1）当开关处于断开状态时，输入端是悬空状态，悬空往往被当作高电平，且不稳定，因而得不到正确的开关状态，（2）用IOW参入译码，得到的是写端口，所以用输入指令读不到开关状态，（3）用或非门译码，除了端口地址300H外，其他时候三态门都是打开状态，会导致总线冲突。正确电路如下图所示。

2、已知一台打印机接口的数据端口为360H、状态端口为361H，其D7位为状态位，若D7=1则表示打印数据缓冲区空，CPU可以向它输出新的数据。编写一个完整的8086汇编语言程序，从存储器中以BUFFER为首地址的缓冲区送1K字节的数据给打印机，要求利用查询传送方式，一次传送一个字节数据。

3、以下是IBM PC/XT系统的打印机服务程序的一部分，其中省去了从打印缓冲区取数据的部分。378H为打印机数据口地址，37AH为打印机控制口地址，20H为8259A的偶地址端口地址。请为下列程序段加上注释。

PRI PROC FAR

STI

PUSH AX

PUSH DX

PUSH BX

... ; 从打印缓冲区取数送入AL

MOV DX, 378H ；打印机数据口

OUT DX, AL ；送打印字符

MOV DX, 37AH ；打印机控制口

MOV AL, 1DH ；P332格式：联机、选通

OUT DX, AL

MOV AL, 1CH ；不选通

... ; 修改缓冲区指针, 指向下一个单元

MOV AL, 20H ；OCW2：EOI=1

OUT 20H, AL

POP BX

POP DX

POP AX

RET

PRI ENDS

4、设一个接口的输入端口地址为0100H，而它的状态端口地址为0104H，状态端口中第5位为1表示输入缓冲区中有一个字节准备好，可输入。设计具体程序实现查询式输入。

第七章 微机接口技术

一、 选择题

1、RS－232C是一个( C )标准。

A) 片总线 B) 内总线 C) 串行通信 D) 电流环

2、8253定时/计数器中，某计数据的最大计数初值是( C )。

A) 65536 B) 7FFFH C) 0000H D) FFFFH

3、在8253某计数器工作在方式1时，在计数中途OUTi为( B )。

A) 高电平 B) 低电平 C) 由高变低 D) 由低变高

4、8255A中工作在方式1输入时，其中断允许控制位INTE的开/关是通过对( C )的按位置位/复位操作完成的。

A) PC0 B) PC2 C) PC4 D) PC6

5、某异步串行发送器，发具有8位数据位的字符，在系统中使用一个奇偶校验位和二个停止位。若每秒发送100个字符，则其波特率为( A )位/秒。

A) 1200 B) 1100 C) 1000 D) 800

6、当8255A的端口A、端口B均工作在方式0的输入方式时，端口C可以作为( A )用。

A) 两个4位I/O端口或1个8位I/O端口 B) 状态端口

C) 部分引脚作端口A、端口B的联络信号 D) 全部作联络信号

7、8255A的端口B设置为方式1输出，其/ACKB（ACKB非）收到一个负脉冲说明( C )。

A) CPU已将一个数据写到端口B B) 请求CPU送下一个数据

C) 外设已将数据由端口B取走 D) INTRB上的中断请求已被CPU响应

二、 简答题

1、已知异步串行通讯信息的帧信息为0110010101,其中包括起始位1位,停止位1位、7位ASCII码数据位和1位效验位。此时传送的字符是 'S' ，采用的是 __偶__校验，校验位是 __0__ 。

2、当数据从8255A的C端口读到CPU时，8255A的控制信号AO分别是什么电平？ 、、、A1、

[解答]当数据从8255A的C 端口读入CPU时，8255A的片选信号

才能选中芯片。A1，A0为10，即A1接高电

平，A0接低电平，才能选中C端口。

入CPU，为高电平。 应为低电平，应为低电平（负脉冲），数据读

3、8253定时/计数器有几种工作方式？请说明这些工作方式有些什么特点？ 4、8253的每个通道有一个GATE端，请说明它有什么作用.

5、怎样进行奇/偶校验？如果用偶校验，现在所传输的数据中1的个数为奇数，那么，校验位应是多少？

[解答]一般传输信息时,接口采用奇/偶校验位对传输错误进行检测.传输时,如果用奇校验,那么使信息中1的数目(包

括校验位)为奇数.也就是说,所传输的数据中如果1的个数为奇数时,则校验位为0,所传输的数据中如果1的个数

为偶数,则校验位为1,这样,在传输一个数据时,1的总数目总是为奇数.同样的道理,如果用偶校验,那么,信息中

1的数目(包括校验位)为偶数。

6、叙述行反转法的基本工作原理，画出行反转法的程序流程。

[解答]行反转法的基本工作原理：将行线接一个并行口，先让它工作在输出方式，将列线也接到一个并行口，先让它

工作在输入方式。程序使CPU通过输出端口往各行线上全部送底电平，然后读入列线的值。如果此时有某一键

被按下，则必定会使某一列线值为0。然后，程序再对两个并行端口进行方式设置，使接行线的并行端口工作

在输入方式，而使接列线的并行端口工作在输出方式，并且将刚才读得的列线值从所接的并行端口输出，再读

取行线的输入值，那么在闭合键所在的行线上的值必定为0。这样，当一个键被按下时，必定可读得一对唯一

的行值和列值。

7、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，它们是由什么来区分的？

[解答]当8255A接收到写入控制口的控制字时，就会对最高位即标志位进行测试。如为1，则将此字节作为方式选择控

制字写入控制寄存器；如为0，则此字节作为对端口C的置1/置0控制来处理。

8、标准波特率系列指什么？

[解答]标准波特率系列为110，300，600，1200，1800，2400，9600，19200

9、设异步传输时，每个字符对应1个超始位、7个信息位、1个奇/偶校验位和1个停止位，如果波特率为9600，刚每秒能传输的最大字符数为多少个？

[解答]即9600/10=960个

10、在RS-232-C标准中，信号电平与TTL电平不兼容，问RS-232-C标准的1和0分别对应什么电平？RS-232-C的电平和TTL电平之间通常用什么器件进行转换？

[解答]RS-232-C将-5V--15V规定为“1”，将+5V-+15V规定为“0”。将TTL电平转换成RS-232-C电平时，中间要用到

MC1488器件，反过来，用MC1489器件，将RS232-C电平转换成TTL电平。

11、在A/D、D/A转换器指标中，精度与分辨率有什么区别？

[解答]在D/A转换时，将最低位增 1 所引起的增量和最大输入量的比称为分辨率.而转换精度可分为绝对转换精度和

相对转换精度。所谓绝对转换精度是指每个 输出电压接近理想值的程度。相对转换精度是更加常用的描述输

出电压接近 理想值程度的物理量。在A/D转换时，转换精度反映了A/D转换器的实际输出接近理想输出的精确

程度。通常用数字量的最低有效位（LSB）来表示。而A/D转换器的分辨率表明了能够分辨的最小的量化信号能

力，通常用位数来表示。

12、利用行扫描法识别闭和键的工作原理是什么？为什么在识别一个键前，先快速检查键盘中是否有键按下？快速识别有无闭和键的方法是什么？

[解答]行扫描的工作原理:依次给行线低电平,当发现列线的输入中有一位为0时便在扫描中涂退出,而将输入值进行移

位,从而确定闭合键所在的列的位置,根据行线位置和列线位置,便能识别到底是哪一个键。先快速检查键盘中

是否有键按下后,才能有的放矢,不至于做太多的无用功,一般方法是:先使所有各行同时为低电平,再检查是否

有列线也处于低电平,如果列线上有一位为0,则说明有键按下。

13、全双工和半双工通信的区别是什么？在二线制电路上能否进行全双工通信？为什么？

[解答]全双工和半双工通信，双方都既是发送器又是接收器。两者的区别在于全双工可以同时发送和接收。半双工不

能同时双向传输，只能分时进行。在二线制电路上是不能进行全双工通信的，只能单端发送或接收。因为一根

信号线，一根地线，同一时刻只能单向传输。

14、在数据通信系统中，什么情况下可以采用全双工方式，什么情况下可用半双工方式？

[解答]如果一个数据通信系统中，对数据的两个传输方向采用不同的路这样的系统就可以工作在全双工方式。对于只

进行单方向数据传输的外部设备时，故用半双工就能满足。

15、并行通信和串行通信各有什么优缺点？

[解答]并行通信就是把一个字符的各数位用几条线同时进行传输。优点：与串行通信相比，在同样的传输率下，并行

通信的信息实际传输速度快，信息率高。缺点：并行通信的高速度是以通信线路复杂且成本高为代价，当通信

距离较远，位数又多时更是如此。串行通信就是指通信的发送方和接收方之间的数据在单根通信线上逐位顺序

传送。优点：线路简单（只需一对传输线），特别是可以利用已有的电话网，在任何两点通电话的设备之间配

置适当的通信接口便可实现计算机之间的远程通信。缺点：传输速度比并行通信慢得多。

16、什么叫同步通信方式？什么叫异步通信方式？它们各有什么优缺点？

[解答]同步通信，即交许多字符组成一个信息组，字符一个接一个地传输，每组信息的开始要加上同步字符，没有信

息传输出时，要填上空字符，同步通信不允许有间隙。异步通信，两个字符之间的传输间隔是任意的，每个字

符的前后都要用一些数位来作为分隔位。比较起来，在传输率相同时，同步通信方式下的住处有效率要比比方

式下的高，因为同步方式下的的非数据信息比例要较小。但是，在同步方式下，要求进行信息传输双方必须用

同一个时间进行协调，在传输数据的同时，还必须传输时钟信号。而在异步方式下，接收方的时钟频率和发送

方的时钟频率不必完全一样。

17、在远距离数据传输时，为什么要使用调制解调器？

[解答]在远距离传输时，通常使用电话线进行传输，电话线的频带比较窄，一般只有几KHz，因此传送音频的电话线

不适于传输数字信号，高频分量会衰减的很厉害，从而使信号严重失真，以致产生错码。使用调制解调器，在

发送端把将要传送的数字信号调制转换成适合在电话线上传输的音频模拟信号；在接收端通过解调，把模拟信

号还原成数字信号。

三、分析题

1、请把一个8253与8086CPU相连，地址为2FF0～2FF3H。

2、设一个8253的计数器0产生20ms的定时信号，试对它进行初始化编程。

3、让一个计数器3工作在单稳态方式，让它产生脉冲宽度为15ms（设输入频率为2MHz）。

4、设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，对PC4置0。

[解答]MOV AL，00H ；对PC6置1的控制字

MOV DX，00CCH ；控制地址DX

OUT DX，AL ；对PC6置1操作

MOV AL，08H ；对PC4置0的控制字

OUT DX，AL

5、 设8253三个计数器的端口地址为200H、201H、202H，控制寄存器端口地址203H。试编写程序片段，读出计数器2的内容(假设是16位计数)，并把读出的数据装入寄存器AX。

[解答]MOV AL，80H

OUT 203H，AL

IN AL，202H

MOV BL，AL

IN AL，202H，

MOV BH，AL

MOV AX，BX

6、设8255A的端口地址为60H-63H，试编写下列各种情况的初始化程序：

（1）将A组和B组设置为方式0，端口A和C作为输入口，端口B作为输出口。

（2）将A组设置为方式2，B组设计为方式1，端口B作为输出口。

（3）将A组设置为方式1，且端口A作为输入，PC6和PC7作为输出；B组设置为方式1且端口B为输入口。

7、 设计LED显示，为人眼可以看出的一个"E"字符在六个数码管上轮流点亮，画出程序流程图和连接图。(注意：不要同时看到六个E，而是依次从左到右看到一个E)

8、知12位A/D位变换器的引线及其工作时序如下图所示。利用START正脉冲可启动A/D变换器开始变换，启动脉冲后A/D变换器进入"忙"状态，待变换结束后"忙"变高，可通过OE脉冲从D0~D11读取变换好的数据。现用该A/D变换器、8255及8254构成的数据采集系统如下图所示。用8255A口、B口读转换结果，PC0输入转换结束信号"忙", PC0控制启动转换。PC5控制读出A/D转换结果，而PC7则控制一发光二极管显示。8254用于控制采样频率。

（1）写出8255、8254各端口地址；

（2）编制8255初始化程序；

（3）编制通过8255控制连续采样7次，取平均值作为一个数据存入BX，并与FF0H比较，如超限则点亮一发光二极管报警的采样程序；

（4）简述若用8254定时控制每10 秒完成上述采样一次，则还要做哪些工作？并编写8254初始化程序。

[解答](1)8255端口地址为：200H~203H;8254端口地址为:204H~207H。

(2)8255初始化程序

INI8255: MOV DC, 203H ;取8255控制口地址

MOV AL, 10010011B ;方式控制字

OUT DX, AL

MOV AL, 00001110B ;PC7复位，启动脉冲初态为低电平 OUT DX, AL

MOV AL, 00001010B ;PC5复位，OE脉冲初态为低电平 OUT DX, AL

(3)采集程序

AD: MOV CX, 7

MOV BX, 0 ;求和计数器清零

STARTAD: MOV DX, 203H ;取8255控制口地址

MOV AL, 00001101B

OUT DX, AL ;PC6=1,产生启动脉冲

MOV AL, 00001100B

OUT DX, AL ;PC6=0

MOV DX, 202H

WAIT: IN AL,DX ;读EOC状态

TEST AL, 01H

JZ WAIT ;PC0=0,继续查询等待

MOV DX, 203H ;取8255控制口地址

MOV AL, 00001011B

OUT DX, AL ;PC5=1,输出OE正脉冲

CALL DELAY

MOV AL, 00001010B

OUT DX, AL ;PC5=0

MOV DX, 20H

IN AL, DX ;读B口

MOV AH, AL

MOV DX, 200H

IN AL, DX ;读A口

ADD BX, AX

LOOP STARTAD

MOV DX, 0

MOV AX, BX

MOV BX, 7

DIV BX

CMP AX, 0FF0H

JA NEXT

EXIT: RET

NEXT: MOV DX, 203H ;PC7=1;发光二极管亮

MOV AL, 0FH

OUT DX, AL

JMP EXIT

(4)初始化8254以产生定时中断请求信号；编写定时采集中断处理程序；填写中断向量表，以保证能正确进入定时采集中断处理程序。

INI8254: MOV DX, 207H

MOV AX, 34H ;通道0方式2

OUT DX, AL

MOV DX, 204H

MOV AX, 10000 ;计数初始值，1ms定时

OUT DX, AL ;写计数初值低字节

MOV AL, AH

OUT DX, AL ;写计数初值高字节

MOV DX, 207H

MOV AL, 01110100H ;通道1方式2

OUT DX, AL

MOV DX, 205H

MOV AX, 1000 ;计数初值，1s定时

OUT DX, AL ;写计数初值低字节

MOV AL, AH

OUT DX, AL ;写计数初值高字节

MOV DX, 207H

MOV AL, 10010100H ;通道2方式2，只写低字节 OUT DX, AL

MOV DX, 206H

MOV AL, 10 ;计数初值，10s定时

OUT DX, AL

9、 下图所示的是一个模-数转换的电路图。

A/D转换器ADC0809的引脚START为转换启动，ALE为通道地址（ADDC、ADDB和ADDA）锁存使能，OE为输出使能，EOC为转换结束，这四个信号都是高电平有效。ADDC、ADDB和ADDA为8位路模拟输入IN7～ IN0 的地址选择线，其中，ADDC为最高位。端口地址可由图计算得出，要求完成下列功能：

(1) 写出“将工作方式控制字写入8255A”的指令序列。方式控制字中不用的位均置为0；

(2)“启动ADC0809，使采样模拟输入通道IN7进行A/D转换”写出相应指令序列：

(3) 写出“查询ADC0809的EOC端，等待A/D转换结束”的指令序列；

(4) 写出“读入已转换好的数字量”的指令序列。

[解答]8255的端口地址为：1DCH～1DFH。各模入口通道IN0～IN7启动地址分别

为：1C8H～1CFH。

(1)8255A初始化指令如下：

INIT8255： MOV DX, 1DFH ；取8255控制端口地址

MOV AL, 10010010B ；A口、B口方式0输入

(2)启动ADC0809模拟输入通道IN7 进行A/D转换的指令序列为： ADATA： MOV DX, 1CFH ；取IN7启动地址

OUT DX, AL

(3)查询ADC0809转换结束的指令序列为：

MOV DX, 1DDH ；取8255B口地址

WAIT： IN AL, DX ；读EOC状态

TEST AL, 80H ；PB7=1？

JZ WAIT ；未结束，继续查询等待

(4)读入已换好数字量的指令序列为：

MOV DX, 1DCH ；取8255A口地址

IN AL, DX ；读A口

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