第微机原理与接口技术清华大学-精选
微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案完整版
微机原理与接口技术（第二版）清华大学出版社习题 11.什么是汇编语言，汇编程序，和机器语言？答：机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。
汇编语言是面向及其的程序设计语言。
在汇编语言中，用助记符代替操作码，用地址符号或标号代替地址码。
这种用符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言编程了汇编语言。
使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序。
2.微型计算机系统有哪些特点？具有这些特点的根本原因是什么？答：微型计算机的特点：功能强，可靠性高，价格低廉，适应性强、系统设计灵活，周期短、见效快，体积小、重量轻、耗电省，维护方便。
这些特点是由于微型计算机广泛采用了集成度相当高的器件和部件，建立在微细加工工艺基础之上。
3.微型计算机系统由哪些功能部件组成？试说明“存储程序控制”的概念。
答：微型计算机系统的硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
“存储程序控制”的概念可简要地概括为以下几点：①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器和输入 /输出设备五大基本部件组成。
② 在计算机内部采用二进制来表示程序和数据。
③ 将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作，使计算机在不需要人工干预的情况下，自动、高速的从存储器中取出指令加以执行，这就是存储程序的基本含义。
④ 五大部件以运算器为中心进行组织。
4.请说明微型计算机系统的工作过程。
答：微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程，也就是CPU 自动从程序存放的第 1 个存储单元起，逐步取出指令、分析指令，并根据指令规定的操作类型和操作对象，执行指令规定的相关操作。
如此重复，周而复始，直至执行完程序的所有指令，从而实现程序的基本功能。
5.试说明微处理器字长的意义。
答：微型机的字长是指由微处理器内部一次可以并行处理二进制代码的位数。
它决定着计算机内部寄存器、 ALU 和数据总线的位数，反映了一台计算机的计算精度，直接影响着机器的硬件规模和造价。
08 常用接口芯片-微机原理与接口技术(第3版)-牟琦-清华大学出版社
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图8.2 8255内部结构
8.1 可编程并行接口8255
1) 面向CPU的接口电路 (1) 数据总线缓冲器：是一个三态双向的8位缓冲器，是8255与系统数据
总线的接口。接口的数据线D7～D0直接与CPU数据总线相连， 以实现CPU与8255接口之间的信息传递。CPU向8255写入控制 字或从8255中读状态信息以及所有数据的输入和输出，都需要 通过数据缓冲器来进行传递。
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8.1 可编程并行接口8255
(2) 此时接口也可向CPU发出一个中断请求信号，同上面的输入过程相 同，CPU可以用软件查询方式或中断的方式将CPU中的数据通过接 口输出到外设中。当输出数据送到接口的输出缓冲寄存器后，再输 出到外设。
(3) 与此同时，接口向外设发送一个启动信号，启动外设接收数据。外设 接收到数据后，向接口回送一个“输出回答”信号。
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8.1 可编程并行接口8255
并行接口中包括状态信息、控制信息和数据信息，这些信息分别存放 在状态寄存器、控制寄存器和数据缓冲寄存器中。 1) 状态寄存器：用来存放外设的信息，CPU通过访问这个寄存器来了解某
个外设的状态。 2) 控制寄存器：CPU对外设的操作命令都寄存在控制寄存器中。 3) 数据缓冲寄存器：缓冲器是用来暂存数据的。这是因为外设与CPU交换
(2) 外设接到回答信号后，将撤销“输入数据准备好”信号。在接口 收到数据后，它会在状态寄存器中设置“准备好输入”状态位，以 便CPU对其进行查询。
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8.1 可编程并行接口8255
(3) 接口向CPU发出一个中断请求信号，这样CPU可以用软件查询方 式或中断的方式将接口中的数据输入到CPU中。
第3章-微机原理与接口技术-陈波-清华大学出版社
8
3.1.2指令的寻址方式
立即 数寻 址
寄存 器寻 址
与数 据相 关的寻 址方式
直接 寻址
寄存 器间 接寻址
80
存储器寻址 寄存器相对寻址
86
寻
基址 加变 址寻址
址
方
相对 基址 加变址 寻址
式
段内 寻址
段内 直接 寻址
与地 址相 关的寻 址方式
段内 间接 寻址
10
3.1.2与数据有关的寻址方式
立即数寻址示意图:
代码段
低地址
MOV 28H
高地址
MOV 56H 34H
AX AH AL
AH AL
图3.2 立即数寻址
11
3.1.2与数据有关的寻址方式
说明： ①立即数可以是8位，也可以是16位。 ②立即数存放在存储器的代码段中，低字节在低地址，
高字节在高地址中。
21
3.1.2与数据有关的寻址方式
直接寻址指令可访问一个内存单元数据，也可以 访问两个内存单元数据。它的格式如下：
操作码 操作码
目的操作数寄存器，[立即数(有效地址)] [立即数(有效地址)]，源操作数寄存器
22
3.1.2与数据有关的寻址方式
例3-4 MOV AX，[1234H]
其 中 ， 1234H 立 即 数 为 内 存 中 数 据 段 的 有 效 地 址 。 假 设 (DS)=2000H，则操作数所在的段地址为2000H，有效地址 为1234H，其逻辑地址表示为2000H：1234H。 其 物 理 地 址 为 ： 2000H*10H+1234H=21234H 。 而 其 执 行过程是将内存中物理地址为21234H单元的字节数据取到 累加器AL中，将21235H地址单元内容送到AH中，即取出一 个字数据，低地址单元数据送低8位寄存器AL中，高地址单 元数据送高8位寄存器AH中。
微机原理与接口技术课程标准
微机原理与接口技术课程标准《微机原理与接口技术》课程标准课程编码：适用专业：电气自动化技术学时：56一、课程详述（一）课程性质和作用《微机原理与接口技术》就是自动化类各专业学生掌控微型计算机展开工业掌控技能的一门必修课。
通过本课程自学，使学生介绍微型计算机的基本共同组成与工作原理，并使学生逐步掌控微型机从硬件共同组成至软件编程的基本知识，掌控微机共同组成原理和微机USB控制技术，为自学时程有关课程和专门从事专业技术工作奠定一定的基础，同时并使学生提升分析问题解决问题的能力。
（二）课程基本理念1、注重素质教育，著重能力培育2、注重培养和激发学生学习的积极性和自信心3、著重提供更多切合现场实际，能够充分反映新技术的课程资源。
4、改变传统教学方式，运用现代教学技术（三）课程标准设计思路及依据教学以“少而精”为原则，优选教学内容，尽量结合实际。
在教学过程中还要展开适度的实验，以增进对有关内容的掌控，同时引导学生自学、精心安排对自学内容的回答及探讨，调动学生自学的积极性和能动性。
在具体实施过程中，根据课程特点和学院自身条件，以本校专业教师的教学和学生实验居多，通过教学的合作和互动，保证学生达至既定的技能目标。
二、课程目标本课程的培养目标本课程著重自学和动手能力的培育，着重于培育学生对计算机USB的基本应用领域能力和基本技能。
课程教学主要以课堂讲授和实验检验居多，并配上一定的课堂教学项目，进一步增强学生的动手能力和培育学生勤于思考的习惯。
（一）知识性目标学生通过本课程的自学，掌控微型计算机系统的基本共同组成及各个部件功能；掌控微处理器的内部编程结构、工作模式、插槽信号和cpu在总线上的操作方式时序；掌控cpu与外设传输的三种信息的内容和传输方法、cpu与外设传输数据的四种方式；掌控以太网、循序通信的基本详述、基本原理及应用领域；掌控中断控制器、计数器/定时器和dma控制器的工作原理及编程与应用领域；掌控a/d和d/a切换原理，a/d和d/a在系统中的相连接，编程和应用领域。
微机原理与接口技术课后习题参考答案
《微机原理与接口技术》李华贵主编课后习题参考答案第1章（1.6 习题）1．简述名词的概念：微处理器、微型计算机、微型计算机系统。
答：（1）微处理器：微处理器（Microprocessor）简称µP或MP，或CPU。
CPU 是采用大规模和超大规模集成电路技术将算术逻辑部件ALU（Arithmetic Logic Unit）、控制部件CU（Control Unit）和寄存器组R（Registers）等三个基本部分以及内部总线集成在一块半导体芯片上构成的电子器件。
（2）微型计算机：微型计算机（Microcomputer）是指以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制作的存储器、输入/输出接口电路及系统总线等所组成的计算机，简称微机。
（3）微型计算机系统：微型计算机系统由硬件与软件两大部分组成，分别称为硬件（Hardware）系统与软件（Software）系统。
其中，硬件（Hardware）系统由CPU、内存储器、各类I/O接口、相应的I/O设备以及连接各部件的地址总线、数据总线、控制总线等组成。
软件（Software）系统：计算机软件（Software）是指为运行、维护、管理、应用计算机所编制的程序及程序运行所需要的数据文档资料的总和。
一般把软件划分为系统软件和应用软件。
其中系统软件为计算机使用提供最基本的功能，但是并不针对某一特定应用领域。
而应用软件则恰好相反，不同的应用软件根据用户和所服务的领域提供不同的功能。
2．简述名词的概念：指令寄存器、地址寄存器、标志寄存器。
答：（1）指令寄存器：指令寄存器（Instruction Register，IR）用来保存计算机当前正在执行或即将执行的指令。
当一条指令被执行时，首先，CPU从内存取出指令的操作码，并存入IR中，以便指令译码器进行译码分析。
（2）地址寄存器：地址寄存器(Address Register，AR)被动地接受IP传送给它的地址值（二进制地址），AR的作用是保持IP送来的地址，并且以并行方式连接输出到CPU的地址引脚上，以便CPU访问指定的内存单元。
微机原理与接口技术课后习题答案_清华大学出版社
微机原理与接口技术课后部分习题参考答案第一章2. 第3项任务，状态标志位的状态决定转移方向。
3. 程序存储是将要执行的程序的全部指令存储到存储器中，程序控制指程序开始执行后，通过指令流控制数据或计算机，完成设定的任务。
4. 分BIU 总线接口部件和EI执行部件两大部件，其中总线接口部件BIU负责取指令和数据，执行部件EI负责执行指令及运算。
在执行一条指令的同时可以取下一条指令，重叠运行，速度快。
5. 有6个状态标志，分别为进位标志CF、溢出标志OF、零标志ZF、奇偶标志PF、负标志SF、辅助进位标志AF。
3个控制标志分别为中断允许标志IF、单步标志TF、方向标志DF。
标志位的内容可以通过标志位操作指令来操作，例如CLC指令清除进位位，即使CF=0，STC指令使CF=1，CLI指令使IF=0，禁止中断,STI指令使IF=1，允许中断。
还可以通过LAHF指令取来标识寄存器的内容修改后用SAHF指令送回去。
也可以用PUSHF/POPF指令来修改标志寄存器的内容。
6. 实模式下分段靠4个段寄存器实现。
段寄存器中的值就是段地址，当偏移地址为0时的段地址+偏移地址就是该段的起始地址。
物理地址是由段地址左移4位后与偏移地址相加形成的20位地址。
7. 说法不一定正确。
对顺序执行指令的计算机是对的。
对重叠或流水线的计算机就不对了。
例如对8086CPU，由于采用了取指令与执行指令的一次重叠，尽管执行一条指令的总时间并没有变化，但连续执行n条指令时，总的时间会大大缩短，可以简单的比喻成总时间为原时间的二分之一，快了一倍。
8. 引入流水线后，执行一条指令的总时间并没有变化。
9. 高速缓存的目的是提高存储器的速度，进而提高了CPU的速度。
虚拟存储器的目的是为了给程序员或程序一个大的存储或运行空间。
10。
8086采用总线接口部件BIU与执行部件EU分开提高了速度，286将8086的BIU进一步分成3个部件，提高了并行性。
386在286基础上进一步增加成6个逻辑部件，实现多条指令重叠，进一步提高了速度，486采用硬组合逻辑控制器，同时采用内嵌高速缓存，提高速度。
《微机原理与接口技术》参考答案完整版
《微机原理与接口技术》习题参考答案习题21.为何说8086CPU是16位CPU？答：16位指的是8086CPU的字长，而字长一般来说和运算器、寄存器、总线宽度一致。
因为8086CPU的内部寄存器、内部运算部件以及内部操作都是按16位设计的，这决定了它的字长为16位。
2.8086CPU由哪两个单元组成？其中，指令队列在哪个单元中，有何作用？答：总线接口单元（Bus Interface Unit，BIU）和执行单元（Execution Unit，EU）。
指令队列在BIU中。
它的作用是当EU在执行指令时，空闲的BIU可以从内存读取后续指令到指令队列，这样就可以将取指令工作和执行指令工作重叠进行，从而提高CPU的工作效率，加快指令的执行速度。
3.8086CPU中8位寄存器和16位寄存器是什么关系？答：8086的通用寄存器包括数据寄存器、指针寄存器和变址寄存器。
其中数据寄存器包含AX、BX、CX、DX四个16位寄存器，但他们每个都可以分开作为两个单独的8位寄存器使用。
8086的指针寄存器和变址寄存器不可分割为8位寄存器。
4.8086CPU中的IP寄存器有何用途？答：IP寄存器是指令指针寄存器，用来存放下一条要执行的指令在代码段中的偏移地址。
在程序运行过程中，IP寄存器始终指向下一条指令的首地址，与CS寄存器联合确定下一条指令的物理地址。
8086就是通过IP寄存器来控制指令序列的执行流程。
5.在标志寄存器中，用于反映运算结果属性的标志位有哪些？它们每一位所表示的含义是什么？答：有CF、PF、AF、ZF、SF、OF。
它们的含义如下：CF：进位标志。
它记录运算时从最高有效位产生的进位值或结果值。
最高有效位有进位或有借位时CF=1，否则CF=0。
PF：奇偶标志。
它记录运算结果的奇偶检验条件。
当结果操作数中“1”的个数为偶数时PF=1，否则PF=0。
AF：辅助进位标志。
在字节运算时，由低半字节（字节的低4位）向高半字节有进位或借位时，AF=1，否则AF=0。
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《微机原理与接口技术》习题参考答案习题21.为何说8086CPU是16位CPU？答：16位指的是8086CPU的字长，而字长一般来说和运算器、寄存器、总线宽度一致。
因为8086CPU的内部寄存器、内部运算部件以及内部操作都是按16位设计的，这决定了它的字长为16位。
2.8086CPU由哪两个单元组成？其中，指令队列在哪个单元中，有何作用？答：总线接口单元（Bus Interface Unit，BIU）和执行单元（Execution Unit，EU）。
指令队列在BIU中。
它的作用是当EU在执行指令时，空闲的BIU可以从内存读取后续指令到指令队列，这样就可以将取指令工作和执行指令工作重叠进行，从而提高CPU的工作效率，加快指令的执行速度。
3.8086CPU中8位寄存器和16位寄存器是什么关系？答：8086的通用寄存器包括数据寄存器、指针寄存器和变址寄存器。
其中数据寄存器包含AX、BX、CX、DX四个16位寄存器，但他们每个都可以分开作为两个单独的8位寄存器使用。
8086的指针寄存器和变址寄存器不可分割为8位寄存器。
4.8086CPU中的IP寄存器有何用途？答：IP寄存器是指令指针寄存器，用来存放下一条要执行的指令在代码段中的偏移地址。
在程序运行过程中，IP寄存器始终指向下一条指令的首地址，与CS寄存器联合确定下一条指令的物理地址。
8086就是通过IP寄存器来控制指令序列的执行流程。
5.在标志寄存器中，用于反映运算结果属性的标志位有哪些？它们每一位所表示的含义是什么？答：有CF、PF、AF、ZF、SF、OF。
它们的含义如下：CF：进位标志。
它记录运算时从最高有效位产生的进位值或结果值。
最高有效位有进位或有借位时CF=1，否则CF=0。
PF：奇偶标志。
它记录运算结果的奇偶检验条件。
当结果操作数中“1”的个数为偶数时PF=1，否则PF=0。
AF：辅助进位标志。
在字节运算时，由低半字节（字节的低4位）向高半字节有进位或借位时，AF=1，否则AF=0。
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RQ/GT）
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主要引线（最小模式下）
• 地址线和数据线：
–AD7--AD0：低8位地址和数据信号分时复用 。在传送地址信号时为单向，传送数据信 号时为双向。
–A19--A16：高4位地址信号，分时复用。 –A15--A8 ：输出8位地址信号。
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主要的控制和状态信号
• HLDA：总线保持响应信号输出端。CPU
对
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三、8088CPU的内部结构
• 8088内部由两部分组成：
执行单元（EU） 总线接口单元（BIU）
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执行单元包括
运算器 8个通用寄存器 1个标志寄存器 EU部分控制电路
教材第46页 图2-6图
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位，从指定的新地址取指令，并立即传给执 行单元执行。
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结论
• 指令预取队列的存在使EU和BIU两个部 分可同时进行工作，从而
• 提高了CPU的效率； • 降低了对存储器存取速度的要求
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8088的内部寄存器
• 含14个16位寄存器，按功能可分为三类
8个通用寄存器 4个段寄存器 2个控制寄存器
READY信号
Twait
T1
T2
T3
T4
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中断请求和响应信号
• INTR：可屏蔽中断请求输入端 • NMI：非屏蔽中断请求输入端 • INTA：中断响应输出端
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总线保持信号
• HOLD：总线保持请求信号输入端。当 CPU
以外的其他设备要求占用总线时 ，
通过该引脚向CPU发出请求。
深入理解：每个寄存器中数据的含义
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通用寄存器
数据寄存器（AX，BX，CX，DX） 地址指针寄存器（SP，BP） 变址寄存器（SI，DI）
• WR： 写信号；
• RD： 读信号；
• IO/M：为“0”表示访问内存，
为“1”表示访问接口；
• DEN： 低电平有效时，允许进行读/写 操作；
• RESET：复位信号。
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例：
• 当WR=1，RD=0，IO/M=0时， 表示CPU当前正在进行读存储器操作
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2. 指令执行的一般过程
取指令 指令译码 读取操作数
执行指令
存放结果
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3. 串行和并行方式的指令流水线
• 串行工作方式： 控制器和运算器交替工作，按顺序完成 上述指令执行过程。
• 并行工作方式： 运算器和控制器可同时工作。
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串行工作方式
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微处理器的功能
• 是计算机系统的核心 • 根据指令实现各种相应的运算 • 实现数据的暂存 • 实现与存储器和接口的信息通信 • …….
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微处理器的一般构成
• 运算器 • 控制器 • 内部寄存器组
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主要内容：
• 8088/8086CPU的特点 • 8088CPU外部引线及功能； • 8088CPU的内部结构和特点； • 各内部寄存器的功能； • 8088的工作时序。
• 8088以前的CPU采用串行工作方式：
CPU 取指令1
分析 指令1
BUS 忙碌
执行 指令1
取指令2分析 指令2来自忙碌执行 指令2
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并行工作方式
• 8088CPU采用并行工作方式
EUCPU
取指令1
分析 指令1
执行 指令1
取指令2
分析 指令2
取指令2
执行 指令2
分析 指令2
执行
工作模 式
15
8088CPU的两种工作模式
• 8088可工作于两种模式下
最小模式 最大模式
• 最小模式为单处理器模式，控制信号较 少，一般可不必接总线控制器。
• 最大模式为多处理器模式，控制信号较 多，须通过总线控制器与总线相连。
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最小模式下的连接示意图
时钟发 生器
ALE 8088 CPU
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二、8088CPU的引线及功能
• 引脚定义的方法可大致分为：
–每个引脚只传送一种信息（RD等）； –引脚电平的高低不同的信号（IO/M等）；
–CPU工作于不同方式有不同的名称和定义（ WR/LOCK 等）；
–分时复用引脚（AD7——AD0 等） ；
–引脚的输入和输出分别传送不同的信息（
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执行单元
• 功能 指令的执行
– 指令译码 – 指令执行 在ALU中完成
在通用寄存器中
– 暂存中间运算结果 在标志寄存器FLAGS中 – 保存运算结果特征
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总线接口单元
功能：
– 从内存中取指令到指令预取队列 – 负责与内存或输入/输出接口之间的数据传
送 – 在执行转移程序时，BIU使指令预取队列复
第2章
微处理器与总线
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主要内容：
• 微处理器的一般构成及工作原理； • 8088微处理器的特点、引线及结构； • 总线的一般概念； • *80386微处理器的特点及结构； • *Pentium 4微处理器中的新技术。
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了解：
• 微处理器的功能； • 微处理器的基本组成。
指令2
BIU
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忙碌
忙碌
忙碌
忙碌
忙碌
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4. 8088/8086 CPU的特点
• 采用并行流水线工作方式
—— 通过设置指令预取队列实现
CPU内 部结构
• 对内存空间实行分段管理
—— 将内存分为4个段并设置地址段寄存器，以实
现对1MB空间的寻址
• 支持多处理器系统
存储器 寻址部
分
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一、8088/8086CPU的特点
• 了解：
– 程序与指令 – 指令执行的一般过程 – 指令的串行执行与并行流水线执行 – 8088/8086CPU的主要特点
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1. 程序和指令
• 程序：
– 具有一定功能的指令的有序集合
• 指令：
– 由人向计算机发出的、能够为计算机所识别 的命令。
• •
地址 锁存
数据 收发
地址总线 数据总线 控制总线
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最大模式下的连接示意图
时钟发 生器
ALE
8088 CPU
地址 锁存
数据 收发
地址总线 数据总线
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总线 控制器
控制总线
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两种工作模式的选择方式
• 8088是工作在最小还是最大模式由MN/MX 端状态决定。MN/MX=0工作于最大模式， 反之工作于最小模式