微机原理与接口技术――基于8086和Proteus仿真(第2版) 习题参考答案

1第1章习题答案1.答：为了区别所使用的数制，一般用以下两种书写格式表示：①用括号将数字括起，后面加数制区分，数制用下标的形式给出；②用后缀区分，二进制数、十进制数、八进制数、十六进制数的后缀分别为字母B（或b）、D（或d）、O（或o）或Q（或q）、H（或h）。例如：十六进制数56.78可以表示成(56.78)16或56.78H；十进制数56.78可以表示成(56.78)10或56.78D。2.答：123D采用十进制，0AFH采用十六进制，77Q采用八进制，1001110B采用二进制。3.答：字长为8位的二进制数原码表示的最大值：127，最小值：-127；补码表示的最大值：127，最小值：-128。字长为16位的二进制数原码表示的最大值：32767，最小值：-32767；补码表示的最大值：32767，最小值：-32768。4.答：(1)125D=01111101B=7DH(2)255D=11111111B=FFH(3)72D=01001000B=48H(4)5090D=0001001111100010B=13E2H5.答：(1)11110000B=240D=F0H(2)10000000B=128D=80H(3)11111111B=255D=FFH(4)01010101B=85D=55H6.答：(1)FFH=255D=11111111B(2)ABCDH=43947D=1010101111001101B(3)123H=291D=0000000100100011B(4)FFFFH=65535D=1111111111111111B7.答：(1)8位时(16)原=00010000；(16)补=00010000；16位时(16)原=0000000000010000；(16)补=0000000000010000；(2)8位时(-16)原=10010000；(-16)补=11110000；16位时(-16)原=1000000000010000；(-16)补=1111111111110000；2(3)8位时(+0)原=00000000；(+0)补=00000000；16位时(+0)原=0000000000000000；(+0)补=0000000000000000；(4)8位时(-0)原=10000000；(-0)补=00000000；16位时(-0)原=1000000000000000；(-0)补=0000000000000000；(5)8位时(127)原=01111111；(127)补=01111111；16位时(127)原=0000000001111111；(127)补=0000000001111111；(6)8位时-128超过原码表示的范围；(-128)补=10000000；16位时(-128)原=1000000010000000；(-128)补=1111111110000000；(7)8位时(121)原=01111001；(121)补=01111001；16位时(121)原=0000000001111001；(121)补=0000000001111001；(8)8位时(-9)原=10001001；(-9)补=11110111；16位时(-9)原=1000000000001001；(-9)补=1111111111110111；8.答：（1）[x]补=11000010；（2）[-x]补=00001101；（3）[x]原=11000010；（4）[x]反=10111101。9.答：（1）A＞B；（2）A＜B10.答：（1）溢出；（2）13H；（3）溢出；（4）EDH；（5）EDH。11.答：（1）10001000；（2）11101110；（3）01100110；（4）10101100；（5）00000000；（6）10101100；（7）=01010011。12.答：（1）30H=48，字符为‘0’；（2）39H=57，字符为‘9’；（3）42H=66，字符为‘B’；（4）62H=98，字符为‘b’；（5）20H=32，字符为空格；（6）7H=7，字符为报警符；13、答：十进制49123762压缩BCD码01001001B000100100011B00000111B01100010B非压缩BCD码0000010000001001B000000010000001000000011B00000111B0000011000000010BASCII码3439H313233H37H3632H3第2章习题答案1.（1）答：物理地址：物理地址（PA）是20位无符号二进制数，是CPU访问存储器的实际地址。每个存储单元对应一个物理地址。8086存储空间的物理地址范围是：00000H～FFFFFH。逻辑地址：采用分段结构的存储器中，把通过段地址和偏移地址来表示的存储单元的地址称为逻辑地址，记为：段地址：偏移地址。段地址：8086规定各逻辑段从节的整数边界开始，即段首地址二进制值的低4位是0000，把段首地址的高16位称为段基址或段地址。偏移地址：把某一存储单元相对于段地址的段内偏移量称为偏移地址（也称有效地址EA）。段地址和偏移地址都是是16位无符号二进制数。（2）答：时钟周期：计算机的“时钟”是由振荡源产生的、幅度和周期不变的节拍脉冲，每个脉冲周期称为时钟周期，又称为T状态或T周期，时钟周期是微机系统工作的最小时间单元。总线周期：当CPU访问存储器或输入/输出端口时，需要通过总线进行读或写操作，这个过程称为总线周期（BusCycle）。总线周期是利用总线完成一次读/写所需要的时间。指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期（InstructionCycle）。指令周期由1个或多个总线周期组成。（3）答：最小模式：也称为单处理器模式，是指系统中只有一片8086微处理器，所连接的存储器容量不大、片子不多，所要连接的I/O端口也不多，系统的控制总线就直接由CPU的控制线供给，从而使得系统中的总线控制电路减到最少。最小模式适用于较小规模的系统。最大模式：相对于最小模式而言，适用于中、大型规模的系统。系统中有多个微处理器，其中一个是主处理器8086，其他的处理器称为协处理器，承担某方面专门的工作。需要增加一片8288来对8086CPU发出的控制信号进行变换和组合，以得到对存储器或I/O端口的读/写信号和对锁存器、总线收发器的控制信号。2.答：EU：负责指令的执行，即从总线接口部件BIU的指令队列取指令，指令执行后向BIU送回运算结果，同时把运算结果的状态特征保存到标志寄存器中。BIU：负责CPU与存储器、I/O设备之间的数据传送。BIU完成以下操作：取指令送给指令队列、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。8086的BIU和EU在很多时候可以并行工作，使得取指令、指令译码和执行指令这些操作构成操作流水线。①当指令队列中有两个空字节，且EU没有访问存储器和I/O接口的要求时，BIU会自动把指令取到指令队列中。②当EU准备执行一条指令时，它会从指令队列前部取出指令执行。在执行指令的过程中，如果需要访问存储器或者I/O设备，那么EU会向BIU发出访问总线的请求，以完成访问存储器或者I/O接口的操作。如果此时BIU正好处于空闲状态，那么，会立即响应EU的总线请求；但如果BIU正在将某个指令字节取到指令队列中，那么，BIU将首先完成这个取指令操作，然后再去响应EU发出的访问总线的请求。③当指令队列已满，而且EU又没有总线访问时，BIU便进入空闲状态。4④在执行转移指令、调用指令和返回指令时，下面要执行的指令就不是在程序中紧接着的那条指令了，而BIU往指令队列装入指令时，总是按顺序进行的。在这种情况下，指令队列中已经装入的指令就没有用了，会被自动消除。随后，BIU会往指令队列中装入另一个程序段中的指令。3.答：地址信号是CPU发送给内存或I/O设备的，所以地址线是单向的；数据信号可以从CPU发送给内存或I/O设备，也可以从内存或I/O设备发送给CPU，故而数据线是双向的。4.答：8086CPU中有14个寄存器。它们是：4个16位的通用寄存器：AX、BX、CX、DX和8个8位的通用寄存器：AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL；指针和变址寄存器SP、BP、SI、DI；4个16位的段寄存器CS、DS、SS和ES；标志寄存器FR；指令指针寄存器IP。功能略。5.答：（1）加法运算的结果为：CEACH；CF=0，PF=1，AF=0，ZF=0，SF=1，OF=1；（2）加法运算的结果为：68ACH；CF=0，PF=1，AF=0，ZF=0，SF=0，OF=0；（3）加法运算的结果为：DDDDH；CF=0，PF=1，AF=0，ZF=0，SF=1，OF=0。6.答：8086CPU可寻址的存储器地址范围是00000H~FFFFFH；可寻址的I/O端口地址范围是0000H~FFFFH。7.答：由于8086CPU提供20位地址，但8086中可用来存放地址的寄存器，如IP、SP、BX、SI等都是16位的，只能直接寻址64KB。为了寻址1MB存储空间，8086CPU采用了典型的存储器分段技术，即将整个存储器空间分为许多逻辑段，每个逻辑段的容量小于或等于64KB。分段后，对存储器的寻址操作不再直接用20位的物理地址，而是采用段地址加段内偏移地址的二级寻址方式。8.答：将AH的内容送存储单元的操作过程中：/1,0,1,/1MIOWRRDDTR；将I/O端口的内容送AL的操作过程中：/0,1,0,/0MIOWRRDDTR。9.答：BHEA0有效的数据引脚操作00AD15～AD0（一个总线周期同时访问奇体和偶体，从奇地址单元读/写字数据的高8位，从偶地址单元读/写字数据的低8位）从偶地址读/写一个字510AD7～AD0从偶地址读/写一个字节01AD15～AD8从奇地址读/写一个字节0110AD15～AD8（第一个总线周期从奇字数据的低8位）AD7～AD0（第二个总线周期从偶地址单元读/写字数据的高8位）从奇地址读/写一个字10.答：8086系统复位后，指令指针（IP）为0000H；CS寄存器为FFFFH，其他寄存器为0000H；指令队列清空。11.答：8086的A19/S6～A16/S3和AD15～AD0是复用信号，需要地址锁存器将地址信息保存起来，为外接存储器或外设提供地址信息。需要锁存的信号是：地址信号及BHE信号。12.答：8086CPU一个基本的总线周期包含4个时钟周期：T1、T2、T3和T4。在T1状态，IO/M有效，指示CPU访问的是存储器还是外设，之后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外设端口的地址。在T1状态，CPU还必须在ALE引脚上输出一个正脉冲作为地址锁存信号。BHE信号也在T1状态送出，它用来表示数据传送的字宽。在T2状态，CPU从总线上撤销地址，使总线的低16位浮空，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的状态信息。读信号RD或写信号WR在T2状态变为有效，指示CPU将进行哪种操作（读或写）。在T3状态，多路总线的高4位继续提供状态信息，而多路总线的低16位上出现由CPU读出的数据或者CPU从存储器或端口写入的数据。在T4状态和前一个状态的交界处，CPU对数据总线进行采样，获得数据，总线周期结束。13.答：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”信号线在T3状态启动之前向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。取决与外设或存储器速度。14.答：两种操作时序的不同之处发生在T1和T2状态。①在T1状态，读周期：R/DT应输出低电平；写周期：R/DT应输出高电平。②在T2状态，读周期：RD有效，而WR无效，AD15～AD0为高阻态；写周期：RD变为无效，而写信号WR变为有效，AD