16 32位微机原理、汇编语言及接口技术

微机原理及接口技术（第2版）习题1习题4习题5习题6习题7习题8习题9习题10习题11习题12习题13习题1——第页1.21.41.51.8问题：什么是微型计算机？什么是单片机和PC机？习题1.2解答：微型计算机：以大规模、超大规模集成电路为主要部件，以集成了计算机主要部件——控制器和运算器的微处理器为核心，所构造出的计算机系统PC机：PC（PersonalComputer）机就是面向个人单独使用的一类微机单片机：用于控制的微处理器芯片，内部除CPU外还集成了计算机的其他一些主要部件，如：ROM、RAM、定时器、并行接口、串行接口，有的芯片还集成了A/D、D/A转换电路等。数字信号处理器DSP：主要面向大流量数字信号的实时处理，在宿主系统中充当数据处理中心，在网络通信、多媒体应用等领域正得到越来越多的应用习题1.4问题：什么是微机的系统总线？微机的总线结构为他带来了哪些好处？一般将总线信号进一步分为哪三组？总线的使用特点是什么？解答：系统总线：传递信息的一组公用导线，CPU通过它们与存储器和I/O设备进行信息交换好处：组态灵活、扩展方便三组信号线：数据总线、地址总线和控制总线其使用特点是：在某一时刻，只能由一个总线主控设备来控制系统总线，只能有一个发送者向总线发送信号；但可以有多个设备从总线上同时获得信号。习题1.5问题：简述微型计算机的两个主要应用方向及其应用特点。解答：用于数值计算、数据处理及信息管理方向采用通用微机，要求有较快的工作速度、较高的运算精度、较大的内存容量和较完备的输入输出设备，为用户提供方便友好的操作界面和简便快捷的维护、扩充手段。用于过程控制及嵌人应用方向采用控制类微机，要求能抵抗各种干扰、适应现场的恶劣环境、确保长时间稳定地工作，要求其实时性要好、强调其体积要小、便携式应用强调其省电。习题1.8问题：所谓系统ROM-BIOS指的是什么？他的主要功能是什么？解答：BIOS：基本输入输出系统主要功能：用来驱动和管理诸如键盘、显示器、打印机、磁盘、时钟、串行通信接口等基本的输入输出设备习题4——第页4.14.24.44.64.74.84.13习题4.1解答：8088具有20根地址线。在访问内存时使用地址A0～A19，可直接寻址1MB容量的内存范围；在访问外设时使用地址线A0～A15，共能寻址64K个输入输出端口。实际上，PC/XT在寻址外设时，只使用地址线A0～A9；若A9＝1，说明它要寻址的I/O端口位于I/O通道。习题4.2解答：总线操作指的是指发生在总线上的某些特定的操作，而总线周期指的是CPU通过总线操作与外界（存储器和I/O端口）进行一次数据交换的过程（时间），8088典型的总线周期由4个T组成。如果8088的CLK引脚接5MHz的时钟信号，那么每个T状态的持续时间为200ns。习题4.4问题：何为引脚信号的三态能力？当具有三态能力的引脚输出高阻时究竟意味着什么？在最小组态下，8088的哪些引脚具有三态能力？解答：当8088进行读写存储器或I/O接口时，如果存储器或I/O接口无法满足CPU的读写时序（来不及提供或读取数据时），需要CPU插入等待状态Tw。在读写总线周期的T3和T4之间插入Tw。习题4.6问题：何为引脚信号的三态能力？当具有三态能力的引脚输出高阻时究竟意味着什么？在最小组态下，8088的哪些引脚具有三态能力？解答：三态：引脚除正常的高、低电平外，还能输出高阻状态。输出高阻状态时，表示芯片实际上已放弃了对该引脚的控制，使之“悬空”，这样他所连接的设备就可以接管对该引脚所连导线的控制。解答（续）：8088最小组态具有三态能力的引脚：A19/S6～A16/S3、A15～A8、AD7～AD0IO/M*、RD*、WR*、ALEDEN*、DT/R*习题4.6习题4.7问题：以下输入8088的引脚信号RESET、HOLD、NMI和INTR其含义各是什么？当他们有效时，8088CPU将做出何种反应？解答：RESET：复位请求。有效时，将使CPU回到其初始状态。HOLD：总线保持。有效时，表示总线请求设备向CPU申请占有总线。NMI：不可屏蔽中断请求。有效时，表示外界向CPU申请不可屏蔽中断。INTR：可屏蔽中断请求。有效时，表示请求设备向CPU申请可屏蔽中断。习题4.8问题：请解释8088（最小组态）以下引脚信号：CLK、A19/S6～A16/S3、A15～A8、AD7～AD0、IO/M*、RD*、WR*、ALE的含义，并画出它们在存储器写总线周期中的波形示意T4T3T2T1ALECLKA19/S6～A16/S3A15～A8AD7～AD0A15～A8A7～A0输出数据A19～A16S6～S3RD*、READY（高电平）IO/M*WR*习题4.13问题：以下输入8088的引脚信号RESET、HOLD、NMI和INTR其含义各是什么？当他们有效时，8088CPU将做出何种反应？解答：8088每个总线周期只能读写一个字节数据。所以读取指令长度为3B的指令“ADDAL,[2000H]”需要3个总线周期，执行时需要1个总线周期。读取指令是存储器读总线周期，执行时是2个存储器读总线周期,2个存储器写总线周期习题5——第页5.25.75.85.95.105.115.13习题5.2解答：在半导体存储器中，RAM指的是随机存取存储器，他可读可写，但断电后信息一般会丢失；而ROM指的是只读存储器，正常工作时只能从中读取信息，但断电后信息不会丢失。以EPROM芯片2764为例，其存储容量为8K×8位，共有8条数据线和13条地址线。用它组成64KB的ROM存储区共需8片2764芯片。习题5.7问题：什么是存储器连接中的“位扩充”和“地址扩充”？欲组成32KB的RAM存储区，在采用容量1K×4位的静态RAM芯片或容量16K×1位的静态RAM芯片的情况下，各需要多少芯片？在位方向和地址方向上各要进行什么样的扩充？请画出采用2114芯片时的连接示意图。习题5.7解答：位扩充——存储器芯片数据位数小于主机数据线数时，利用多个存储器芯片在数据“位”方向的扩充；地址扩充（字扩充）——当一个存储器芯片不能满足系统存储容量时，利用多个存储器芯片在“地址”方向的扩充习题5.7解答（续）：组成32KB存储空间，用SRAM2114（1K×4）需要64个芯片；组成32KB存储空间，用DRAM4116（16K×1）需要16个芯片；它们都需要进行位扩充和地址扩充习题5.72114（1）A9～A0I/O4～I/O1片选1D3～D0D7～D4A9～A0CE2114（2）2114（63）A9～A0I/O4～I/O1CE2114（64）…片选32…习题5.8问题：存储芯片为什么要设置片选信号？它与系统地址总线有哪些连接方式？采用何种连接方式可避免地址重复？采用哪些连接方式可节省用于译码的硬件？习题5.8解答：片选信号说明该存储器芯片是否被选中正常工作，设置它可以比较方便地实现多个存储器芯片组成大容量的存储空间存储器片选信号通常与CPU地址总线的高位地址线相关联，可以采用“全译码”、“部分译码”、“线选译码”方式采用全译码方式可以避免地址重复采用部分或线选译码可以节省译码硬件习题5.9题目：在一个针对存储器的译码系统中，如果有4个地址线未参与译码，那么每个存储单元会同时拥有几个地址？解答：24＝16习题5.10问题：请写出图5.33中4个存储芯片各自的可用地址范围，并指明其重复地址。解答1：A19～A16A15～A13A12～A0一个可用地址1234××00××00××00××00000001010010全0～全1全0～全10全0～全11全0～全100000H～01FFFH02000H～03FFFH04000H～04FFFH05000H～05FFFH习题5.10解答1：芯片一个可用地址重复地址（左）Y0*62640000～1FFFH40000～41FFFH80000～81FFFHC0000～C1FFFH习题5.10解答2：芯片一个可用地址重复地址（右）Y1*62642000～3FFFH42000～43FFFH82000～83FFFHC2000～C3FFFH习题5.10解答3：芯片一个可用地址重复地址（左）Y2*27324000～4FFFH44000～44FFFH84000～84FFFHC4000～C4FFFH习题5.10解答4：芯片一个可用地址重复地址（右）Y2*27325000～5FFFH45000～45FFFH85000～85FFFHC5000～C5FFFH习题5.11问题：利用6264芯片（容量8K×8位的SRAM），采用全译码方式，在8088系统的内存区段40000H～43FFFH扩充RAM区请画出这些芯片与8088最大组态下形成的系统总线的连接示意图。习题5.11解答:A19～A16A15～A13A12～A0地址1201000100000001全0～全1全0～全140000H～41FFFH42000H～43FFFHA12～A0138A18A15A14A13CBAE3E2E1Y0A19A17A16D7～D0(1)6264CS1WEOEMEMWMEMR(2)6264CS1WEOEY3Y2Y1习题5.11图A12～A0138A18A15A14A13CBAE3E2E1Y0A19A17A16D7～D0(1)6264CS1WEOEMEMWMEMR(2)6264CS1WEOEY3Y2Y1习题5.13问题：利用2764芯片（容量8K×8位的EPROM），采用74LS138进行全译码，在8088系统的最高地址区组成32KB的ROM区域请画出各2764芯片与8088最大组态下形成的系统总线的连接示意图习题5.13解答:A19～A16A15～A13A12～A0地址12341111111111111111100101110111全0～全1全0～全1全0～全1全0～全1F8000H～F9FFFHFA000H～FBFFFHFC000H～FDFFFHFE000H～FFFFFH习题5.13图A12～A0138A19A15A14A13CBAE3E2E1Y7A18A17A16D7～D02764(1)CEOEMEMRY4Y5Y62764(2)CEOE2764(3)CEOE2764(4)CEOE习题6——第页6.26.46.56.96.10习题6.2问题：•一般的I/O接口电路安排有哪三类寄存器？他们各自的作用是什么？习题6.2解答：⑴数据寄存器保存外设给CPU和CPU发往外设的数据⑵状态寄存器保存外设或接口电路的状态⑶控制寄存器保存CPU给外设或接口电路的命令习题6.4问题：•参看图6.4，编程实现以下操作：当K0键单独按下时，发光二极管LED0～LED7将依次点亮，每个维持200ms；当K1键单独按下时，发光二极管LED0～LED7将反向依次点亮，每个也维持200ms；其他情况下LED不点亮（设已有延时200ms的子程序DELAY可直接调用）习题6.4程序1again:movdx,8000hinal,dxcmpal,0feh;D7~D0＝11111110B？jznext1;单独按下K0，转移到next1cmpal,0fdh;D7~D0＝11111101B？jznext2;单独按下K1，转移到next2jmpagain;其它情况不点亮notalcmpal,01hjznext1cmpal,02h习题6.4程序2next1:movcx,8moval,1;从K0开始next11:outdx,al;某个LED电亮calldelay;延时200msshlal,1;rolal,1loopnext11jmpagain习题6.4程序3next2:movcx,8moval,80h;从K7开始next21:outdx,al;某个LED电亮calldelay;延时200msshral,1;roral,1loopnext21jmpagain