微机原理及接口技术习题答案

第一章习题及答案1.微处理器内部包含哪三大部分？解：运算器、控制器和寄存器组。2.完成下列数制的转换①10101101B=（）D=（）H解：10101101B=173D=ADH。②0.11B=（）D解：0.11B=0.75D。③211.25=()B=()H解：211.25=11010011.01B=D3.4H。④10111.0101B=()H=()BCD解：10111.0101B=17.5H=23.3125D=（00100011.0011000100100101）BCD3.已知X=+1011010B，Y=–0011011B，设机器数为8位，分别写出X、Y的原码、反码和补码。解：01011010B01011010B01011010BXXX原反补10011011B11100100B11100101BYYY原反补4.已知X的真值为32，Y的真值为–19，求?YX补解：00001101BXY补5.已知X=51，Y=–86，用补码完成下列运算，并判断是否产生溢出（设字长为8位）。①X＋Y②X－Y③–X＋Y④–X－Y解：10100011B，因为67CC0，所以未产生溢出。[X]补=00110011B[Y]补=[Y]反+1=[11010110]反+1=10101001+1=10101010B[X+Y]补=[X]补+[Y]补=00110011B+10101010B=11011101BX+Y=[[X+Y]补]补=[11011101]补=10100010+1=10100011B②11110111B，因为67CC1，所以产生溢出。③01110111B，因为67CC1，所以产生溢出。④00100011B，因为67CC0，所以未产生溢出。6.若使与门的输出端输出高电平，则各输入端的状态是什么？解：各输入端为高电平。7.若使与非门的输出端输出低电平，则各输入端的状态是什么？解：各输入端为高电平。8.如果74LS138译码器的Y4端输出低电平，则C、B、A三个输入端的状态分别是什么？解：C、B、A三个输入端的状态分别是‘1’，‘0’，‘0’。第二章习题及答案1.8086/8088CPU由哪两大功能部分所组成？简述它们的主要功能?解：8086/8088CPU由EU和BIU两大功能部分组成。执行单元EU主要完成指令的译码和执行。执行单元通过EU控制电路从BIU中取出指令，经过指令译码形成各种定时控制信号，向EU内各功能部件发出相应的控制命令，以完成指令所规定的操作。总线接口单元BIU是8086/8088同外部联系的接口。它负责所有涉及外部总线的操作，包括取指令、读操作数、写操作数、地址转换和总线控制等。BIU内部设置指令预取队列，每当指令队列有两个或两个以上的字节空间，且执行单元未向BIU申请读/写存储器操作数时，BIU顺序地预取后续指令的代码，并填入指令队列中。当EU执行的是转移指令时，则BIU清除当前的指令预取队列的内容，从新的地址取回指令，并立即送到EU去执行，然后，从后续的指令序列中取回指令填满队列。2.什么是指令流水线？指令流水线需要哪些硬件支持？解：指令流水线是指8086/8088CPU内部的执行单元EU和总线接口单元BIU通过指令预取队列协同工作从而实现指令的并行执行。指令流水线最主要的硬件支持是BIU内部的指令预取队列。3.逻辑地址如何转换成物理地址？已知逻辑地址为2D1EH：35B8H，对应的物理地址是什么？解：逻辑地址是段基址和段内偏移地址形式的地址。物理地址＝段基址×16＋段内偏移已知逻辑地址为2D1EH：35B8H，则对应的物理地址2D1EH1635B8H30798H4.8088和8086的指令预取队列的长度分别是多少？解：8088的指令预取队列的长度为4字节；8086的指令预取队列的长度为6字节。5.简述8086/8088CPU内部的各寄存器的作用。解：AX、BX、CX和DX通用寄存器一般用于存放参与运算的数据或运算的结果。SP：用于存放堆栈栈顶的段内偏移量。BP：用于存放访问内存时的偏移地址。SP和BP也可以用来存放数据，它们的默认段寄存器都是SS。SI和DI通常在间接寻址方式中存放操作数的偏移地址。在串操作指令中，DI的默认段寄存器是ES。SI和DI也可以用来存放数据。CS：代码段寄存器，用于存放代码段的段基址。DS：数据段寄存器，用于存放数据段的段基址。SS：堆栈段寄存器，用于存放堆栈段的段基址。ES：附加段寄存器，用于存放附加段的段基址。IP：指令指针寄存器，用于存放CPU即将执行的下一条指令在代码段中的段内偏移地址。FLAGS：标志寄存器，用于存放指令执行结果的特征。6.8086/8088CPU内部的状态标志寄存器共有几位标志位？各位的含义是什么？解：状态标志寄存器共有9位标志位，其中包含6个状态标志位和3个控制标志位。状态标志位：CF（CarryFlag）：进位标志。当算术运算结果使最高位产生进位或借位时，则CF=1；否则CF=0。PF（ParityFlag）：奇偶标志。若运算结果中的低8位含有偶数个1，则PF=1；否则PF=0。AF（AuxiliarycarryFlag）：辅助进位标志。运算过程中若D3位向D4有进位或借位时，AF=1；否则AF=0。ZF（ZeroFlag）：零标志。若运算结果为0，则ZF=1；否则ZF=0。SF（SignFlag）：符号标志。若运算结果为负，则SF=1；否则SF=0。OF（OverflowFlag）：溢出标志。当带符号数的补码运算结果超出机器所能表达的范围时，就会产生溢出，这时OF=1；否则OF=0。控制标志位：DF（DirectionFlag）：方向标志。控制串操作指令的地址变化的方向。当DF=0时，串操作指令的地址指针按增量变化；当DF=1时，串操作指令的地址指针按减量变化。IF（InterruptFlag）：中断允许标志。控制微处理器是否允许响应可屏蔽中断请求。若IF=1，则允许响应；否则禁止响应。TF（TrapFlag）：单步标志。TF=1时，CPU工作在单步方式。7.8086/8088系统中存储器的分段原则是什么？解：分段原则是要求段的起始单元的物理地址是16的整数倍，每段的物理长度为64KB。8.当ALE有效时，8088的地址/数据总线上将出现什么信息？解：当ALE有效时，8088的地址/数据总线上将出现地址信息。9.READY管脚的作用是什么？解：READY用于微处理器时序中插入等待状态。若该引脚被置为低电平，则微处理器进入等待状态并保持空闲；若该引脚被置为高电平，则它对微处理器的操作不产生影响。CPU在读、写操作时序中的T3时钟周期开始处，通过检测READY管脚的状态来决定是否插入TW等待时钟周期，以解决CPU与存储器或I/O接口之间速度不匹配的矛盾。10.为什么在基于8086/8088的系统中经常需要使用缓冲器？解：由于基于8086/8088的系统驱动能力的不足，需要使用缓冲器。11.8088工作在最小模式下包含哪些控制信号？解：最小模式下包含的控制信号有：RD、WR、IO/M、ALE、DT/R、DEN和INTA等信号。12.若CS=4000H，则当前代码段可寻址的存储空间范围是多少？解：CS=4000H时，当前代码段可寻址的存储空间范围为40000H~4FFFFH。第三章习题及答案1.什么叫寻址方式？8086指令系统中有哪几种寻址方式？解：寻址方式，即获得地址的方法，主要指获得段内偏移地址的方法，段基址常采用默认方式获得。8086CPU指令系统的寻址方式有两类：获得指令中操作数地址的方法。获得要执行的下一条指令的地址的方法。8086指令系统中有8种操作数寻址方式，立即寻址。。。。。。。2.下列指令中BUFF为字节类型变量，DATA为常量，指出下列指令中源操作数的寻址方式：（1）MOVAX,1200（2）MOVAL,BUFF（3）SUBBX,[2000H]（4）MOVCX,[SI]（5）MOVDX,DATA[SI]（6）MOVBL,[SI][BX]（7）MOV[DI],AX（8）ADDAX,DATA[DI+BP]（9）PUSHF（10）MOVBX,ES:[SI]解：（1）MOVAX,1200;立即寻址（2）MOVAL,BUFF;直接寻址（3）SUBBX,[2000H];直接寻址（4）MOVCX,[SI];寄存器间接寻址（5）MOVDX,DATA[SI];寄存器相对寻址（6）MOVBL,[SI][BX];基址变址寻址（7）MOV[DI],AX;寄存器寻址（8）ADDAX,DATA[DI+BP];基址变址相对寻址（9）PUSHF;隐含寻址（10）MOVBX,ES:[SI];寄存器间接寻址3.指出下列指令的错误并改正。（1）MOVDS,1200（2）MOVAL,BX（3）SUB33H,AL（4）PUSHAL（5）MUL45H（6）MOV[BX],[SI]（7）MOVSBYTEPTRDS:[DI],BYTEPTRDS:[SI]（8）ADDDATA[DI+BP],ES:[CX]（9）JMPBYTEPTR[SI]（10）OUT3F8H,AL解：（1）MOVDS,1200;不能用立即数给段基址寄存器赋值（2）MOVAL,BX;操作数类型不一致（3）SUB33H,AL;立即数不能作为目的操作数（4）PUSHAL;压栈指令的操作数必须是字类型（5）MUL45H;乘法指令中的操作数不能是立即数（6）MOV[BX],[SI];源和目的操作数不能同时为内存操作数（7）MOVSBYTEPTRDS:[DI],BYTEPTRDS:[SI];目的操作数应该在ES段。（8）ADDDATA[DI+BP],ES:[CX];CX不能做间址寄存器使用（9）JMPBYTEPTR[SI];操作数必须是字类型（10）OUT3F8H,AL;16位的端口地址不能直接在输入输出指令中使用。4.根据要求写出一条（或几条）汇编语言指令。（1）将立即数4000H送入寄存器BX。（2）将立即数4000H送入段寄存器DS。（3）将变址寄存器DI的内容送入数据段中2000H的存储单元。（4）把数据段中2000H存储单元的内容送段寄存器ES。（5）将立即数3DH与AL相加，结果送回AL。（6）把BX与CX寄存器内容相加，结果送入BX。（7）寄存器BX中的低4位内容保持不变,其他位按位取反，结果仍在BX中。（8）实现AX与-128的乘积运算。（9）实现CX中高、低8位内容的交换。（10）将DX中D0、D4、D8位置1，其余位保持不变。解：（1）将立即数4000H送入寄存器BX。MOVBX,4000H（2）将立即数4000H送入段寄存器DS。MOVAX,4000HMOVDS,AX（3）将变址寄存器DI的内容送入数据段中2000H的存储单元。MOV[2000H],DI（4）把数据段中2000H存储单元的内容送段寄存器ES。MOVAX,[2000H]MOVES,AX（5）将立即数3DH与AL相加，结果送回AL。ADDAL,3DH（6）把BX与CX寄存器内容相加，结果送入BX。ADDBX,CX（7）寄存器BX中的低4位内容保持不变,其他位按位取反，结果仍在BX中。MOVAX,BX,NOTAXANDAX,0FFF0HANDBX,000FHORBX,AX（8）实现AX与-128的乘积运算。MOVBX,-128IMULBX（9）实现CX中高、低8位内容的交换。MOVAL,8ROLCXAL（10）将DX中D0、D4、D8位置1，其余位保持不变。0RDX,0111H5.设SS=2000H，SP=1000H，SI=2300，DI=7800，BX=9A00H。说明执行下面每条指令时，堆栈内容的变化和堆栈指针的值。PUSHSIPUSHDIPOPBX解：PUSHSI（0FFFH）=23H（0FFEH）=00HSP=0FFEHPUSHDI（0FFDH）=78H（0FFCH）=00HSP=0FFCHPOPBXBX=7800HSP=0FFEH6.内存中18FC0H、18FC1H