微机原理与接口技术第8章 中断技术
北京交通大学《微机原理与接口技术》作业答案
目录《微机原理与接口技术》第一章作业 (2)一、书上P22作业题 2、3、7 (2)《微机原理与接口技术》第二章作业 (2)一、书上P59作业题 2、5、6、9、14 (2)《微机原理与接口技术》第三章作业 (3)一、书上P95作业题 4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、18、22、27 4《微机原理与接口技术》第四章作业 (8)一、课本P155 8、12、13、14 (8)《微机原理与接口技术》第五章作业 (10)一、作业P180 2、5、7、8、9、10 (11)《微机原理与接口技术》第六章作业 (13)一、P207: 1，3，5，10，14。
18，19，20 (13)《微机原理与接口技术》第七章作业(一) (17)一、P268: 3, 6 , 7, 10 , 11 , 12 (17)《微机原理与接口技术》第七章作业(二) (20)一、P268: 15 , 16 , 19， 21，25 (20)《微机原理与接口技术》第八章作业 (24)一、P292 6、7 (24)《微机原理与接口技术》第一章作业一、书上P22作业题 2、3、72.完成下列数制之间的转换。
（1）01011100B=92D（3）135D=10000111B（5）10110010B=262Q=B2H3.组合型BCD码和非组合型BCD码有什么区别？写出十进制数254的组合型BCD数和非组合型BCD数。
答：组合型BCD码的储存格式用一个字节存放2位BCD码，高4位表示十进制的十位数，低4位表示十进制的个位数，数值表示范围为0~99；非组合型的储存格式是用一个字节的低4位存放1位BCD码，高四位可以为0或任意数，数值表示范围为0~9。
254D的组合型BCD码：0254D的非组合型BCD码：007.计算机中为什么采用补码的形式储存数据？当计算机的字长n=16时，补码的数据表示范围是多少？答：是为了便于进行加减运算，简化机器硬件结构。
微机原理与接口技术：中断向量和中断向量表1
从类型32开始直到255作为用户中断类型，用户中断向量由用户填写 到中断向量表中，中断服务程序也由用户编写。
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5
8086/8088CPU的中断系统可以处理256种中断。每种中断都有对应 的中断服务程序。中断服务程序的入口地址称为中断向量。256种中断 向量存储在内存中构成一张表，称为中断向量表。 每个中断向量都包括两部分：段基址和偏移地址。因此，存放1个中断 向量需要4个内存单元，256种中断向量共需要1K个内存单元。
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中断向量在中断向量表中的存放 首地址称为向量地址，其值为： 中断类型码×4。 如DOS系统功能调用的中断类型号 为21H，向量地址为：n×4=84H。
7
当CPU调用中断类型码为n的中断服务程序时，首先把n乘以4，得到 它的向量地址4n，然后把4n+1:4n两个单元的内容取出并装入IP寄存 器；再把（4n+3：4n+2）两个单元的内容取出并装入CS寄存器， CPU就获得了n的中断服务程序的入口地址，进而转去执行中断服务程 序。
知识点 6.5
8086/8088中断系统
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2
知识点 6.5.1
中断向量和中断向量表
3
6.5.1 中断向量和中断向量表
8086/8088CPU的中断系统可以处理256种中断。每种中断都有对应 的中断服务程序。中断服务程序的入口地址称为中断向量。256种中断 向量存储在内存中构成一张表，称为中断向量表。 每个中断向量都包括两部分：段基址和偏移地址。因此，存放1个中断 向量需要4个内存单元，256种中断向量共需要1K个内存单元。
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中断向量表位于内存起始地址00000～003FFH的存储区
内。从地址00000H开始，每4个单元存放一个中断向量，
《微机原理与接口技术》教案
《微机原理与接口技术》教案第一章：微机系统概述1.1 教学目标1. 了解微机系统的概念和发展历程。
2. 掌握微机系统的组成和各部分功能。
3. 理解微机系统的工作原理。
1.2 教学内容1. 微机系统的概念和发展历程。
2. 微机系统的组成：微处理器、存储器、输入输出接口等。
3. 微机系统的工作原理：指令执行过程、数据传输等。
1.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解微机系统的概念和发展历程。
2. 采用案例分析法，分析微机系统的组成和各部分功能。
3. 采用实验演示法，展示微机系统的工作原理。
1.4 教学评价1. 课堂问答：了解学生对微机系统概念的掌握情况。
2. 课后作业：巩固学生对微机系统组成的理解。
3. 实验报告：评估学生对微机系统工作原理的掌握程度。
第二章：微处理器2.1 教学目标1. 了解微处理器的概念和结构。
2. 掌握微处理器的性能指标。
3. 理解微处理器的工作原理。
2.2 教学内容1. 微处理器的概念和结构：CPU、寄存器、运算器等。
2. 微处理器的性能指标：主频、缓存、指令集等。
3. 微处理器的工作原理：指令执行过程、数据运算等。
2.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解微处理器的概念和结构。
2. 采用案例分析法，分析微处理器的性能指标。
3. 采用实验演示法，展示微处理器的工作原理。
2.4 教学评价1. 课堂问答：了解学生对微处理器概念的掌握情况。
2. 课后作业：巩固学生对微处理器性能指标的理解。
3. 实验报告：评估学生对微处理器工作原理的掌握程度。
第三章：存储器3.1 教学目标1. 了解存储器的概念和分类。
2. 掌握存储器的性能指标。
3. 理解存储器的工作原理。
3.2 教学内容1. 存储器的概念和分类：随机存储器、只读存储器等。
2. 存储器的性能指标：容量、速度、功耗等。
3. 存储器的工作原理：数据读写过程、存储器组织结构等。
3.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解存储器的概念和分类。
2. 采用案例分析法，分析存储器的性能指标。
微机原理习题集答案
第1章 概述1．电子计算机主要由．电子计算机主要由 运算器运算器 、 控制器控制器 、 存储器存储器 、 输入设备输入设备 和 输出设备输出设备 等五部分组成。
等五部分组成。
等五部分组成。
2． 运算器运算器 和 控制器控制器 集成在一块芯片上，被称作CPU CPU。
3．总线按其功能可分．总线按其功能可分 数据总线数据总线 、 地址总线地址总线 和 控制总线控制总线 三种不同类型的总线。
三种不同类型的总线。
4．计算机系统与外部设备之间相互连接的总线称为．计算机系统与外部设备之间相互连接的总线称为 系统总线（或通信总线）系统总线（或通信总线） ；用于连接微型机系统内各插件板的总线称为系统内总线（板级总线） ； CPU 内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为 内部总线内部总线 。
5．迄今为止电子计算机所共同遵循的工作原理是迄今为止电子计算机所共同遵循的工作原理是 程序存储程序存储 和 程序控制程序控制 的工作原理。
的工作原理。
这种原理又称这种原理又称为 冯·诺依曼型冯·诺依曼型 原理。
原理。
第3章 微处理器及其结构1．8086/8088 CPU 执行指令中所需操作数地址由执行指令中所需操作数地址由 EU EU EU 计算出计算出计算出 16 16 16 位偏移量部分送位偏移量部分送位偏移量部分送 BIU BIU BIU ，由，由，由 BIU BIU BIU 最后最后形成一个形成一个 20 20 20 位的内存单元物理地址。
位的内存单元物理地址。
2．8086/8088 CPU CPU在总线周期的在总线周期的在总线周期的T1 T1 T1 时刻，用时刻，用时刻，用A19/S6A19/S6A19/S6～～A16/S3 A16/S3 输出输出输出 20 20 20 位地址信息的最高位地址信息的最高位地址信息的最高 4 4 4 位，而在位，而在其他时钟周期，则输出其他时钟周期，则输出 状态状态 信息。
微机原理与接口技术总复习
微机原理与接⼝技术总复习微机原理与接⼝技术总复习第⼀部分：填空题第⼀章微机的基本知识1.1基本知识结构微机的构成（包括硬件：主机+外设；软件：操作系统+编译程序+汇编程序+诊断程序+数据库等）微机的⼯作原理和⼯作过程①⼯作原理（冯.诺依曼原理）②⼯作过程（取指令、分析指令、执⾏指令）③控制器的两个主要功能了解微机的主要技术指标数的原码、反码、补码的表⽰⽅法及补码的运算⼆、⼋、⼗、⼗六进制数的表⽰及其相互转换ASCII码、BCD码的表⽰⽅法及其运算、修正原则⽆符号数与符号数的运算及其对标志位的影响1.2相关习题1.对于⼆进制数0110 1001B，⽤⼗进制数表⽰时为：105D；⽤⼗六进制数表⽰时为：69H。
BCD2.设机器字长为8位，最⾼位是符号位。
则⼗进制数–11所对应的原码为：10001011B。
3.已知某数的原码是10110110B，则其反码是11001001B ；补码是11001010B 。
4.⼀个8位⼆进制数⽤补码⽅式表⽰的有符号数的范围是-128~+127 。
第⼆章微处理器与系统结构2.1基本知识结构掌握8086CPU的内部结构与主要引脚信号功能1、内部结构（BIU与EU）组成与功能2、主要引脚信号AD0~AD15, A16/S3~A19/S6,（地址锁存的必要性）BHE, NMI, INTR, INTA, HOLD, HLDA, RESET,READY, ALE, DEN，LOCK，RD，WR，M/IO。
熟悉8086 CPU 内部寄存器阵列了解8086最⼤组态与最⼩组态的区别熟悉存储器物理地址的⽣成及存储器组织20位地址如何⽣成；存储器是如何组织的，字节、字、字符串在内存中是如何存放的。
熟悉CPU中的标志寄存器及堆栈6个状态标志+3个控制标志；堆栈定义、堆栈组成及操作，为什么要设置堆栈？熟悉系统的输⼊/输出结构和基本总线周期（会画读、写周期基本时序图）2.2相关习题1.8086 CPU从功能上分为EU 和BIU 两部分。
汇编语言、微机原理及接口技术(第3版)郑初华_课后题解答
第1章进制及码元1．进制转换129= 81H= 10000001B=201Q298= 12AH= 100101010B=452Q1000= 3E8H= 1111101000B= 1750Q5DH= 1011101 B= 135 Q= 93 D3E8H= 1111101000 B= 1750Q= 1000 D;357Q=11101111 B= 0EF H= 239 D3．数据表示范围：一字节的无符号数表示范围为0～255，有符号数(补码)表示范围为-l28—+127。
一个字的无符号数表示范围为0～65535，有符号数(补码)表示范围为—32768～+32767。
N位二进制数的无符号数表示范围为0～(2N-1)，有符号数(补码)表示范围为-2N-1～(2N-1-1).4．35H代表的ASCII字符为'5'，代表十六进制数时等价的十进制值为53 ，代表压缩8421BCD码等价的十进制值为35 ，代表非压缩8421BCD码等价的十进制值为5。
5．FFH代表无符号数时等价的十进制值为255 ，代表补码有符号数时等价的十进制值为一1 ，代表反码有符号数时等价的十进制值为一0 ，代表原码有符号数时等价的十进制值为一l27。
6．--20的8位二进制补码为ECH ，原码为94H ，反码为EBH 。
158的16位二进制补码为009EH，原码为009EH ，反码为009EH 。
第2章微机硬件基础1．计算机系统硬件的五大功能部件及其主要功能?答：硬件系统按功能模块分为运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。
运算器主要完成算术运算、逻辑运算及移位运算，其中主要包括算术逻辑运算单元Arithmetic Logic Unit，ALU)和暂存数据(原始、中间、结果)的寄存器(Register，R)。
控制器实现对计算机部件的协调调度完成指令的分析执行，其中主要有程序计数器Program Counter，PC)或叫指令指针(Instruction Pointer，IP)、指令寄存器(Instruction register，IR)、指令译码器(Instruction Decoder，ID)、微操作命令发生器、时序发生器等。
微机原理及接口技术课件第8章 常用可编程接口芯片
;执行锁存命令
MOV DX,CS+0
;计数器0端口地址
IN AL,DX 内容
;读计数输出锁存器中的低8位
MOV AH,AL
;保护
IN AL,DX 内容
;读计数疏忽锁存器中的高8位
XCHG AH,AL
;AX中是输出锁存命令瞬间，计数执行 单元中的计数值
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8.2.3 8253的工作方式
8253 的工作方式：
在计数期间CPU又送来新的计数初值，不影响当前计数过程。计数器计数到0， OUT端输出高电平。一直等到下一次GATE信号的触发，才会将新的计数初值装入， 并以新的计数初值开始计数过程，如图8-4(c)所示。8253方式1下三种情况的时序 波形图，如图8-4所示。
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8.2.3 8253的工作方式
8253方式1时序波形图
接口芯片的地址码经译码后接通芯片的片选端，对读操作而言，怎样使 输入端口的信息由数据总线进入CPU，数据何时读入CPU，这些都由读信号 控制。对于输出接口，当CPU对接口进行输出数据的操作时，发出写信号。 在PC系统中，对I/O接口的操作由IN、OUT指令完成。
3
8.1可编程接口芯片概述
3. 可编程 目前所用的接口芯片大部分是多通道、多功能的。所谓多通道就是指一
0:二进制计数 1:十进制计数
其中：D7 D6用于选择定时器；D5 D4用于确定时间常数的读/写格式；D3 D2用来 设定计数器的工作方式；D0用来设定计数方式。
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8.2 可编程定时/计数器接口芯片8253
例题8.1 8253控制字写入示例
MOV DX,CS+3
;8253控制寄存器端口地址，设置8253内部寄存
输入
微机原理与接口技术第1-11章作业答案
第一章：1.1 为什么需要半加器和全加器，它们之间的主要区别是什么?答：无论是全加器还是半加器均能实现两个一位的二进制数相加，得到相加的和和向高位的进位。
半加器不需要考虑来自低位的进位，而全家器需考虑来自低位的进位。
1.2 用补码法写出下列减法的步骤：(1) 1111(2)-1010(2)=?(2)=?(10)=00001111B+11110110B=00000101B=5D(2) 1100(2)-0011(2)=?(2)=?(10)=00001100B+11111101B=00001001B=9D第二章：2.1 ALU是什么部件?它能完成什么运算功能?试画出其符号。
答：ALU是算术逻辑运算单元的简称，该部件既能进行二进制数的四则运算，也能进行布尔代数的逻辑运算。
符号略！2.2 触发器、寄存器及存储器之间有什么关系?请画出这几种器件的符号。
答：触发器能存储一位的二进制信息，是计算机记忆装置的基本单元。
寄存器是由多个触发器构成的，能存储多位二进制信息。
存储器又是由多个寄存器构成的。
器件的符号略！2.4 累加器有何用处?画出其符号。
答：累加器是由多个触发器构成的多位寄存器，作为ALU运算过程的代数和的临时存储处。
累加器不仅能装入及输出数据外，还能使存储其中的数据实现左移或右移。
符号略！2.6 何谓L门及E门?它们在总线结构中有何用处?答：L门即LOAD控制端，是用以使寄存器接受数据输入的控制门；E门即ENABLE控制端，是三态输出门，用以控制寄存器中的数据输出至总线。
有了L门及E门，就可以利用总线结构，从而使信息传递的线路简单化。
2.10 除地线公用外，5根地址线和11根地址线各可选多少个地址?答：5根地址线可选25=32个地址；11根地址线可选211=2048个地址。
2.12 存储地址寄存器(MAR)和存储数据寄存器(MDR)各有何用处?答：MAR和MDR均是存储器的附件。
存储地址寄存器(MAR)是一个可控的缓冲寄存器，具有L门以控制地址的输入，它和存储器的联系是双态的，存储地址寄存器存放的是索要寻找的存储单元的地址。
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2.内部中断
(1)溢出中断 (2)除法出错中断 (3) INT n指令中断 (4)断点中断 (5)单步(陷阱)中断
部中断的特点是：
⑴ 中断类型码或者包含在指令中，或者是预先规定的； ⑵ 不执行总线周期； ⑶ 除单步中断外，任何内部中断都无法禁止，即都是非屏蔽中断； ⑷ 除单步中断外，任何内部中断的优先级都比外部中断的高。 8086/8088的中断优先级如表8-1所示
求。
解决中断优先级的方法有以下几种。
1. 软件查询法 软件查询确定中断优先级是最简单的方法，其基本思想是把 几个（通常是8个）外设的中断请求触发器组合起来，形成一 个中断请求寄存器，作为一个端口使用，然后把各个外设的 中断请求信号作为一个逻辑“或”电路的输入信号，“或” 电路的输出端INT连接到CPU的中断请求输入引脚，对8086的 可屏蔽中断而言连接到INTR引脚。
8.2.2 中断向量表 中断向量表又称中断服务程序地址指针表，是存放中断服务程序入口
地址的表格。由于8086的存储器采用20位物理地址，被分成段地址和段 内偏移地址（有效地址）两部分，所以每个中断服务程序入口地址都由 段地址和段内偏移地址组成。
图8-7 中断向量表
8.3 8086的中断处理过程
中断过程也应该把它要使用的任何寄存器的内容在修改前保 存起来，并在处理结束前再恢复。中断过程最好在程序中关 键部分以外的所有部分都开放外部中断。若在一个过程中禁 止外部中断的时间过长，就可能丢失INTR线上的中断请求信 号。
8.2 8086/8088 的中断系统
8.2.1 8086/8088中断分类
根据中断源所处的位置不同，8086/8088的中断源可分为两类，即外部中 断和内部中断。如图8-6所示。
图8-6 8086/8088中断源
1.外部中断 外部中断又可分为可屏蔽中断和非屏蔽中断。可屏蔽中断的 请求信号通过INTR引脚送CPU，非屏蔽中断的请求信号通过 NMI引脚送CPU。
能够向CPU发出中断请求引起中断的来源称为“中断源”。常见的中断源 有：
(1)一般的输入/输出设备。如键盘、CRT终端、打印机等； (2)数据通道。如磁带、磁盘等； (3)实时时钟。如计数器芯片8253等的定时输出作为定时中断请求信 号； (4)故障信号。如电源掉电等； (5)软件中断。如为调试程序而设置的断点。
图8-1用软件查询法找中断源
⑵ 向量中断(Vectored Interrupt)
又称矢量中断。在具有向量中断的微型计算机系统中，每个外设都预先 指定一个中断向量，当CPU识别出某个外设请求中断并予以响应时，控制 逻辑就将该外设的中断向量送入CPU以自动地提供相应的中断服务程序的 入口地址，转入中断服务程序。
第8章 中断技术
本章重点
◆了解中断的基础知识，包括中断和中断源、 中断处理过程、中断优先级和中断嵌套
◆了解8086/8088的中断系统 ◆重点掌握可编程中断控制器8259A的功能、
结构与编程应用
8．1 中断技术概述
8.1.1中断源与中断源识别
1．中断和中断源
中断是指CPU暂时中止正在执行的程序，转去执行请求中止的那个内、 外部事件的服务程序，待该服务程序处理完毕后又返回到被中止的程序处 继续执行程序的现象。计算机所具有的这种功能，称为中断功能。为了实 现中断功能而设置先级有中断链法和编码-比较法两种。图8-3给出了为 实现硬件查询的优先级中断链法的硬件电路(Daisy-chaining)。
图8-3 优先级中断链电路图
图8-4给出了中断优先级编码-比较器组成的中断优先级排队电路。
图8-4 编码器和比较器的优先级的优先级排队电路
3.中断的嵌套
当CPU执行优先级较低的 中断服务程序时，允许响 应优先级更高的中断源请 求的中断，而挂起正在处 理的中断，这就是中断嵌 套或称多重中断。
多个中断源单一中断请求 线的中断处理过程的流程 图如图8-5所示。
多重中断流程与单级中断流程相比，有以下几点不同：
(1)应加入屏蔽本级和较低级中断请求的环节。 (2)开始执行中断服务程序之前，要开放中断系统。 (3)中断服务程序结束之后，为了使恢复现场过程不受到任何中断请求 的干扰，必须安排关中断指令，中断关闭后才能恢复现场。 (4)恢复现场后应该安排开中断指令，重新开放中断，这样才能允许处 于等待状态的中断请求被CPU响应。
3.中断的用途
(1)并行操作。
(2)实现实时处理。
(3)故障处理。
8.1.2 中断处理过程
微型计算机系统的中断处理过程的流程如图8-2所示。中断处理过程包括 中断请求、中断判优、中断响应、中断处理和中断返回五个阶段。
图8-2 中断响应流程图
1. CPU响应中断的条件
(1)设置中断请求触发器 (2)设置中断屏蔽触发器 (3)设置中断允许触发器的状态 (4) CPU在现行指令结束后响应中断
2．中断源识别
CPU要对中断请求进行处理，就必须知道是哪个中断源引起了中断，读取 它的中断类型码，根据中断类型码查找中断向量表，获得对应的中断服 务程序的入口地址，这就是中断源的识别。识别中断源有两种方法，即 查询中断和向量中断。 ⑴ 查询中断 由图8-1可见，如果4次测试都未发现有中断请求，则表示中断输入线 的信号是由出错引起的，程序转向出错处理。
2. CPU对中断的响应
(1)关中断 (2)保护断点 (3)识别中断源 (4)保护现场 (5)执行中断服务程序 (6)恢复现场 (7) 开中断 ⑻ 中断返回
8.1.3中断优先级管理
中断优先级管理就是指中断控制系统实现中断源按优先权排队。在微型 计算机系统中存在着多个中断源，这些中断源在某一时刻可能同时向CPU 发出中断请求，而在任何时候CPU只能为一个中断源服务。CPU确定首先 为哪一个中断源服务以及服务的次序就称为中断优先级管理。解决的方 法是用中断优先级排队的处理方法。这就是根据中断源要求的轻重缓急， 事先排好中断处理的优先次序，即优先级，先响应优先级最高的中断请