微机原理与接口技术
第一部分
课程设计任务书
课题名称微型计算机原理及接口技术课程设计——数据采集系统设计
学院(部) 信息工程学院
专业电子信息工程专业
班级24030302班
6月7日至6月18日共一周
2010年6月18日
一、设计内容（论文阐述的问题）
设计一个数据采集系统
基本要求：要求具有8路模拟输入
输入信号为0——500mV
采用数码管8位，显示十进制结果
输入量与显示误差<1%
发挥部分：1、速度上实现高精度采集
2、提高系统精度
3、设计抗干扰性
二、设计完成后提交的文件和图表
1. 计算说明书部分：
数据采集是指将压力、流量、温度、位移等模拟量转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示、或打印的过程，相应的系统就称为数据采集系统。
数据采集的任务，就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的计算和处理，取得所需的数据。同时，将计算机得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监控。
数据采集性能的好坏，主要取决于他的精度和速度。在保证精度的条件下，应有尽可能高的采样速度。
数据采集系统应具有功能：
（1）数据采集
计算机按照选定的采样周期，对输入到系统的模拟信号进行采样，称为数据采集。（2）模拟信号处理
模拟信号是指随时间连续变化的信号，模拟信号处理是指模拟信号经过采样和A/D转换输入计算机后，要进行数据的正确性判断、标度变换、线性化等处理。
（3）数字信号处理
数字信号处理是指数字信号输入计算机后，需要进行码制的转换处理，如BCD码转换成ASCII码，以便显示数字信号。
（4）屏幕显示
就是用各种显示装置如CRT、LED把各种数据以方便于操作者观察的方式显示出来。（5）数据存储
数据存储是就是将某些重要数据存储在外部存储器上。
在本次设计中，我们采用8259作为中断控制器，8255作为并行接口，ADC0809作为模数转换器。
2、图纸部分：
含有总体设计的功能框图、所用各种器件的引脚图、内部逻辑结构框图以及相应器件的真值表，还包括总设计的硬件连接图及软件设计流程图等。
三、课程设计进程安排
序号设计（论文）各阶段名称日期
1 获得设计题目及要求，查阅资料7月10日
2 形成初步设计思路及有针对性检索资料7月11日
3 设计方案论证及选用相应器件7月12日
4 设计硬件连接图及软件编程7月13日
5 形成整体设计报告并上交7月14日
四、主要参考资料
1、《微型计算机原理及接口技术》裘雪红、顾新西安电子科技大学出版社
2、《高性能模数与数模转换器件》刘书明、刘斌西安电子科技大学出版社
3、《微型计算机接口技术及应用》刘乐善华中理工大学出版社
4、《IBM-PC 汇编语言程序设计》沈美明、温冬婵清华大学出版社
5、《单片机典型外围器件及应用实例》是实科技编著人民邮电出版社
6、《智能仪器原理及应用》赵茂泰电子工业出版社
7、《微型计算机接口原理与技术》邹逢兴国防科技大学出版社
8、《汇编语言教程》朱慧真国防工业出版社
9、《微型计算机接口技术》吴延海重庆大学出版社
10、《数字电子技术基础》阎石高等教育出版社
第二部分
一、设计指标
设计一个数据采集系统
基本要求:微型计算机最小系统
具有8路模拟输入
输入信号为0——500mV
采用数码管8位，显示十进制结果
输入量与显示误差<1%
中断方式
二、设计方案论证
考虑本数据采集系统要求，该系统的功能框图如下：
图1 系统功能框图
（一）AD转换器的选择
根据AD转换器基本原理及特点，可以分为以下类型：积分型、逐次逼近型、并行比较型/串并行型、Σ-Δ调制型、电容阵列逐次比较型及压频变换型。
1）积分型（如TLC7135）
积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率)，然后由定时器/计数器获得数字值。其优点是用简单电路就能获得高分辨率，但缺点是由于转换精度依赖于积分时间，因此转换速率极低。初期的单片AD转换器大多采用积分型，现在逐次比较型已逐步成为主流。
2）逐次比较型（如ADC0809）
逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成，从MSB开始，顺序地对每
一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较，经n次比较而输出数字值。其电路规模属于中等。其优点是速度较高、功耗低，在低分辩率（<12位）时价格便宜，但高精度（>12位）时价格很高。
3）并行比较型/串并行比较型（如TLC5510）
并行比较型AD采用多个比较器，仅作一次比较而实行转换，又称FLash(快速)型。由于转换速率极高，n位的转换需要2n-1个比较器，因此电路规模也极大，价格也高，只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。
串行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间，最典型的是由2个n/2位的并行型AD 转换器配合DA转换器组成，用两次比较实行转换，所以称为Half flash(半快速)型。还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级（Multistep/Subrangling）型AD，而从转换时序角度又可称为流水线（Pipelined）型AD，现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。这类AD速度比逐次比较型高，电路规模比并行型小。
4）Σ-Δ(Sigma?/FONT>delta)调制型（如AD7705）
Σ-Δ型AD由积分器、比较器、1位DA转换器和数字滤波器等组成。原理上近似于积分型，将输入电压转换成时间(脉冲宽度)信号，用数字滤波器处理后得到数字值。电路的数字部分基本上容易单片化，因此容易做到高分辨率。主要用于音频和测量。
5）电容阵列逐次比较型
电容阵列逐次比较型AD在内置DA转换器中采用电容矩阵方式，也可称为电荷再分配型。一般的电阻阵列DA转换器中多数电阻的值必须一致，在单芯片上生成高精度的电阻并不容易。如果用电容阵列取代电阻阵列，可以用低廉成本制成高精度单片AD转换器。最近的逐次比较型AD转换器大多为电容阵列式的。
6）压频变换型（如AD650）
压频变换型（Voltage-Frequency Converter）是通过间接转换方式实现模数转换的。其原理是首先将输入的模拟信号转换成频率，然后用计数器将频率转换成数字量。从理论上讲这种AD的分辨率几乎可以无限增加，只要采样的时间能够满足输出频率分辨率要求的累积脉冲个数的宽度。其优点是分辩率高、功耗低、价格低，但是需要外部计数电路共同完成AD 转换。
考虑到设计指标要求8路模拟输入，可采用的A/D转换器有多种如：AD574、ADC0809、ADC0804等，但是ADC0809本身具有8路模拟输入端，不需要多路开关，考虑节省硬件开支故采用ADC0809作为模数转换器。
ADC0809的技术指标如下：
1．主要特性
1）8路8位A／D转换器，即分辨率8位。
2）具有转换起停控制端。
3）转换时间为100μs
4）单个＋5V电源供电
5）模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。
6）工作温度范围为-40～＋85摄氏度
7）低功耗，约15mW。
2．内部结构
ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A／D转换器，内部结构如图2所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8路开关树型D/A转换、逐次逼近型寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。输入输出与TTL兼容。
图2 ADC0809内部结构框图
图3 ADC0809管脚图
3．外部引脚功能
ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图3所示。下面说明各引脚功能。
◆IN0～IN7：8路模拟量输入端。
◆2-1～2-8：8位数字量输出端。
◆ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线用于选择8路模拟输入中的一路，如表1
表1 ADDA、ADDB、ADDC真值表
◆ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。
◆START： A／D转换启动信号，输入，高电平有效。
◆EOC： A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。
◆OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。
◆CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。
◆REF（+）、REF（-）：基准电压。
◆Vcc：电源，单一＋5V。
◆GND：地。
ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。
此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A／D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。（二）中断控制器的选择
1、中断系统功能与组成
1）中断系统应具有的功能
多中断源请求，软件可禁止与允许每个请求。
中断优先级判别功能，响应优先级别最高的请求。
中断嵌套功能，高级别中断可中断较低级别的中断。
响应中断后，能自动转向中断处理程序，处理结束后自动返回主程序。
2）中断系统的组成
微处理器应有处理中断请求的机制与相关硬件电路：接收请求，响应请求，保护现场，转向中断服务程序，处理完返回。
外围应有一个与处理器匹配的中断控制器：管理多个中断源，优先级裁决，中断源屏蔽等功能。
依处理器的结构编写中断处理程序，安排相关的系统初始化。
2、本次设计中断控制器选用8259
1）可编程中断控制器8259功能、内部结构及外部引脚定义
（1）可编程中断控制器8259功能和内部结构
◆中断请求寄存器（IRR）：8位寄存器，可寄存储 8 个请求输入（IR0-IR7）的状态。
◆优先权裁决器：对请求源与正在被服务的中断级进行比较，裁决出优先级最高者。
◆中断服务寄存器（ISR）：8位，与IRR对应，记录正被处理的请求。IR n被响应，ISR n
被置1；IR n处理结束， ISR n置0。
◆中断屏蔽寄存器（IMR）：8位，某位置1对应IRR位的请求被屏蔽。
◆控制逻辑：寄存8259的命令字，多种工作方式的控制，向处理器发INT，接收。
◆级联缓冲器/比较器：多片8259级联时，对从片的标识码进行寄存与比较。
图4 8259内部结构图
（2） 8259的外部引脚信号
图5 8259外部引脚图
8259的主要引脚信号说明
◆D7-D0：双向数据总线, 与系统数据总线连接。
◆:片选信号,低电平有效，确定芯片在系统I/O空间位置。
◆A0: 地址线,8259占相邻的2个I/O地址,与CS信号配合,A0=0选偶端口,A0=1选奇端口。
◆ CAS2-CAS0: 双向级联线。在主从级联结构中，主片输出，从片输入。主片发从片标识码，从片比较，符合时输出中断类型码。
◆：双向信号，低电平有效。输入时为SP，硬接线确定主从（主片SP接高电平）；输出时为EN，作为DB缓冲允许。
◆INT：中断请求，输出，与CPU的INTR脚相连，向CPU发出中断请求。
◆：中断响应，低电平有效，输入，与8086/88相连。
2) 8259A的工作方式
(1) 优先级方式选择
a)全嵌套方式：固定优先级,IR0最高,IR7最低。
b)特殊全嵌套:与a)基本相同,响应同级中断请求
c)优先级自动循环：某级被响应后，降为最低。如IR4被响应后，优先级顺序变为： IR5,IR6,IR7,IR0,IR1,IR2,IR3,IR4。
d)优先级特殊循环方式：编程指定最低优先级，其它同c)。
(2)屏蔽中断方式选择
a)普通屏蔽方式选择：对应IMR为1的位中断请求将被屏蔽。
例如：IMR=00001100，则IR2、IR3的中断请求被禁止。
b）特殊屏蔽方式: 执行中断程序时,动态改变优先级结构,屏蔽本级,允许较低级请求被服务。
被清0，中断结束。
(3)中断结束方式：ISR
n
a)自动结束方式：8259收到后自动把中断在服务寄存器ISR n位清0（适用于单片8259和中断无嵌套的情况）。
b)一般结束方式：8086发命令清除中断在服务寄存器ISR中的最高的置1位清0，结束中断（在全嵌套方式下使用）。
c)特殊结束方式：编程向8259发出一条特殊中断结束命令，将中断在服务寄存器ISR中指定位清0（在非全嵌套方式下使用）。
(4)中断请求信号触发方式选择
a）边沿触发方式。8259的IR0-IR7输入端出现低电平到高电平的正跳变信号，表示有中断请求。出现正跳变信号后，允许高电平保持。
b）电平触发信号。 8259的IR0-IR7输入端出现高电平信号时，表示有中断请求。该请求信号必须在中断服务程序中的中断结束命令执行前予以撤消，否则会引起不应有的第二次中断。
3） 8259的命令字
8259工作方式设定及运行中的控制，均由8086发来的命令字(1字节代码)决定。命令字分初始化命令字和操作命令字两种，系统向8259两个端口之一写入。8259根据接收命令字的
端口号，特征位及顺序决定命令字的属性。
(1)初始化命令字(Word,ICW)
ICW
1-ICW
4
四个初始化命令字,有接收顺序要求。 8259初始化流程如下：
（a）ICW
1
的格式与定义：芯片控制
LTIM=1中断请求电平触发, LTIM=0中断请求边沿触发。
SNGL=1单片8259系统，SNGL=0多片8259系统。
AD1在8088/8086系统中不起作用。
IC4在8088/8086系统中恒为1。
（b）ICW
2
的格式和定义：中断类型码设定
ICW2用来指定8259的8个中断请求IR7-IR0的中断类型码。其中T7-T3由程序写入，最低3位（D2-D0）根据当前正在响应的中断请求IR n的n值自动填入。
例如：若ICW2为40H，则IR0-IR7所对应的中断类型码为40H。41H，42H，43H，44H，45H，46H，47H。
（c）ICW
3
的格式和定义：在多片8259系统中，其格式和含义依主片、从片而定。主片的格式：
若主片的IR0-IR7的某个引脚上连接从片8259，则ICW3的该位为1。
从片的格式：
ID2-ID0的值取决于本从式的INT输出端连接到主片IR哪个输入端。例如，连接到IR7，则 ID2ID1ID0=111
从片的CAS2-CAS0接收从主片8259发来的编码，并与本身的ICW3中的ID2-ID0比较，若相等，则在中断响应过程中，将自己的中断类型码送CPU。
的格式和定义：工作方式设定
（d）ICW
4
SFNM=1特殊全嵌套、SFNM=0非特殊全嵌套。
AEOI=1中断自动结束、AEOI=0一般中断结束。
BUF=0，DB无缓冲，用作；BUF=1，DB有缓冲，主从片软件定。
（当BUF=1时），M/S=1为主片、M/B=0为从片。
μPM=1，8086系统；μPM=0，8085系统。
（三）并行接口选择
本次设计采用8255作为并行接口，8255外部引脚如图6
图6 8255外部引脚
1、8255的主要性能参数为
（1）共有4个端口：
A口连 8位并行PA口线
B口连 8位并行PB口线
C口连 8位并行PC口线
控制端口
（2）三种工作方式。
（3）可提供中断和查询数据传输方式。
（4）可直接与系统总线相连。
2、内部组成及引脚功能如图
图7 8255内部组成
（1）与CPU接口部分
缓冲器：8位双向三态缓冲器。
读写逻辑：对A口、B口、C口读/写控制，对控制口写控制字。
（2）与外设接口部分
A口：8位输出锁存、8位输入缓冲。
B口：8位输出锁存、8位输入缓冲。
C口：8位输出锁存、8位输入缓冲。
（3）引脚功能
①CPU与8255交换数据引脚
◆RESET:复位输入线，当该输入端外于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。
◆D0～D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现８位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。
◆CS:片选信号线，当这个输入引脚为低电平时，表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯。
◆RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时，允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。
◆WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时，允许CPU将数据或控制字写入8255。
A0、A1：内部寄存器寻址。
A1 A0
0 0 读写A口
0 1 读写B口
1 0 读写C口
1 1 写控制寄存器
②与I/O设备交换数据引脚
◆PA0~PA7：A口的8位输入/输出线。
◆PB0~PB7：B口的8位输入/输出线。
◆PC0~PC7：有如下用途：作为8位输入/输出线；作为两个4位输入/输出线：◆PC0~PC3、PC4~PC7;可对每一位实现按位“置位”或“复位”控制;作为8255的状态口;专用联络信号线。
3、工作方式控制字
8255有三种工作方式：方式0、方式1、方式2。两组端口可分别指定不同的工作方式。每组端口在某种工作方式下，并不要求各信号同为输入或同为输出，而是可以分别指定。方式选择控制字的格式如图8所示
图8 8255方式选择控制字
4、PC口控制字
PC口的各信号线常作为控制线来使用，因此，经常需要单独对每根信号线置1或置0。这种操作用向PC口控制字寄存器送出PC口控制字来实现。
PC口控制字格式如图9 所示。
图9 PC口控制字
（四）LED驱动器件选择
本次设计要求译码显示驱动LED数码管的器件有多种，考虑到数码管最后显示位数及软件编程的可行性，采用ICM7218驱动芯片。
ICM7218是MAXIM公司生产的7段共阴极LED数码管的驱动芯片,每一片ICM7218最多可以驱动8位LED数码管。它集BCD译码器、多路扫描器、段驱动和位驱动于一体,内含8X8位SRAM,可保存8位LED数据。还有一个控制逻辑单元,写入控制字协调整个芯片正常运作。并可多个ICM7218并联使用。外围接口电路简单,使用方便。ICM7218芯片管脚图如下：
图10 ICM7218芯片管脚图
1、ICM7218的主要性能
快速获取时间为200ns
低功耗CMOS设计
供电电源为6V
输出驱动电流为500mA
节驱动电流为100mA
工作温度为-20。C—— +85。C
存储温度为-20。C—— +60。C
2、ICM7218的工作原理
ICM7218芯片具有典型的8位并行数据接口,显示数据和控制字都是8位的字节。控制寄储器与8X8位SRAM之间与数据总线转换由MODE控制,MODE=“1”,选择控制寄储器;MODE=“0”,选择8X8位SRAM。当要更改显示数据时,一定先要写入控制字节,接着按顺序写入8个要显示的数据即可。控制非常方便,程序简单。要写入控制字,先将MODE信号置“1”,CPU将控制字送到数据线上,然后CPU送出一写入信号到ICM7218脚上,即可将控制字节写控制寄存器。写入显示数据一定要紧接着控制字后写入,将MODE信号置“0”,CPU将数据送到数据线上,然后CPU送出一写入信号到ICM7218的脚上,即可将第一个显示数据写入8X8位SRAM中。这样连续重复8次就完成SRAM中的显示数据。
ICM7218芯片有两种译码方式:十六进制译码和BCD译码。由控制字决定。ICM7218芯片管脚图、管脚说明及译码方法如下：
表2 ICM7218芯片的引脚说明
表3 ICM7218芯片译码方法
(五) LED（Light Emitting Diode）显示器（七段数码管）
LED显示器在许多的数字系统中作为显示输出设备，使用非常广泛。它的结构是由发光二极管构成如图12所示的a、b、c、d、e、f和g七段，另外每个LED还有一个发光段dp，一般用于表示小数点。
LED内部的所有发光二极管有共阴极接法和共阳极接法两种（如图11），即将LED内部所有二极管阴极或阳极接在一起并通过一个引脚引出，并将每一发光段的另一端分别引出到对应的引脚，LED的引脚排列一般如图12所示，使用时以具体型号的LED资料为依据。通过点亮不同的LED字段，可显示数字0，1,┅，9和A，B，C，D，E，F等不同的字符及自定义一些段发光代表简单符号。
图11 （a）共阳极（b）共阴极
图12 LED引脚图
使用时要根据LED正常发光需要的电流参数估算限流电阻取值。电阻取值越小，电流大，LED会更亮，但要注意长时间过热使用烧坏LED。
LED多数情况用于显示十进制数字，要将0～9的数字用7段显示，必须将数字转换为LED对应七段码的信息，比如，要显示“0”，就是让a、b、c、d、e和f段发光，显示“1”，让b和c段发光，等等。然后根据LED是共阴极还是共阳极接法确定LED各输入端应接逻辑1还是逻辑0，如果是共阳接法，要显示“0” 时，a、b、c、d、e和f段就要输入逻辑0，共阴极接法则恰巧相反。也就是说，对于共阴极和共阳极两种不同的接法，显示同一个字符时，对应的显示段码是不同的，互为反码。表4列出了这两种接法下的字形段码关系表。表中的段码数字是以LED的8段与二进制字节数以下列对应关系为前提得到的：
比如为了显示“0”，对应共阴极应该使D7D6D5D4D3D2D1D0 = 00111111B，即3FH；对共阳极应该使D7D6D5D4D3D2D1D0 = 11000000B，即C0H。由表中可以看出，对于同一个显示字符，共阴极和共阳极的七段码互为反码。
表4 7段LED显示器字符段码表
三、硬件电路连接
根据以上各功能部件的选择，按照各自的硬件连接要求及相互之间在本次设计中的关系，做出本次设计的硬件连接图如图13。
图13 硬件连接图
(完整版)微机原理及接口技术(习题答案)
范文范例学习指导 第1章微机运算基础 习题和思考题 1.请完成以下计算： 174．66D=(10101110.10101)B＝（AE. A8）H 10101110101.01011B＝（1397.344）D＝（575.58）H 4BCH＝（010*********）B＝（）BCD 2.设字长为8位，X＝（2A）16，当X分别为原码、补码、反码和无符号数的时候，其真值 是多少？ 答：当X表示原码时，其真值为：＋101010 当X表示补码时，其真值为：＋101010 当X表示反码时，其真值为：＋101010 当X表示无符号数数时，其真值为：00101010 3.设字长为8位，用补码形式完成下列计算，要求有运算结果并讨论是否发生溢出？ 120＋18 －33－37 －90－70 50＋84 答：120＋18 其补码形式分别为：（120）补＝01111000 （18）补＝00010010 01111000 ＋ 00010010 10001010 由于C s=0 ，C p=1，因此有溢出，结果错误 －33－37 其补码形式为：（－33）补＝11011111 （－37）补＝11011011 11011111 ＋11011011 10111010 由于C s=1， C p=1，所以没有溢出，结果正确 －90－70 其补码形式为：（－90）补＝10011100 （－70）补＝10111010 10011100 ＋10111010 01010110 由于C s=1， C p=0，所以有溢出，结果错误 50＋84
其补码形式为：（50）补＝00110010 （84）补＝01010100 00110010 ＋01010100 10000110 由于C s=0， C p=1，所以有溢出，结果错误 4.请写出下列字符串的ASCII码值。 My name is Zhang san. 4D 79 6E 61 6D 65 69 73 5A 68 61 6E 67 73 61 6E 2E 第2章 80X86微机系统 习题与思考题 1.微型计算机主要由哪些基本部件组成？各部件的主要功能是什么？ 答：微型计算机主要由输入设备、运算器、控制器、存储器和输出设备组成。 各部件的功能分别是：1、输入设备通过输入接口电路将程序和数据输入内存；2、运算器是进行算术运算和逻辑运算的部件，它是指令的执行部件；3、控制器是计算机的指挥中心，它负责对指令进行译码，产生出整个指令系统所需要的全部操作的控制信号，控制运算器、存储器、输入/输出接口等部件完成指令规定的操作；4、存储器用来存放程序、原始操作数、运算的中间结果数据和最终结果数据； 5、输出设备是CPU通过相应的输出接口电路将程序运行的结果及程序、数据送到的设备； 2.微处理器的发展过程是什么？ 答：微型计算机的发展过程是： 第一代（1946～1957）——采用电子管为逻辑部件，以超声波汞延迟线、阴极射线管、磁芯和磁鼓等为存储手段；软件上采用机器语言，后期采用汇编语言。 第二代（1957～1965）——采用晶体管为逻辑部件，用磁芯、磁盘作内存和外存；软件上广泛采用高级语言，并出现了早期的操作系统。 第三代（1965～1971）——采用中小规模集成电路为主要部件，以磁芯、磁盘作内存和外存；软件上广泛使用操作系统，产生了分时、实时等操作系统和计算机网络。 第四代（1971～至今）——采用大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）为主要部件，以半导体存储器和磁盘为内、外存储器；在软件方法上产生了结构化程序设计和面向对象程序设计的思想。 3.简述80486微处理器的基本结构。 书12页 4.80486微处理器的工作模式有几种？当CS内容为1000H，IP内容为7896H，求在实地址 模式下的物理地址为多少？ 答：实模式和保护模式及虚拟8086模式。当CS内容为1000H，IP内容为7896H，在实地
微机原理与接口技术(第二版) 清华大学出版社
习题1 1.什么是汇编语言，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。计算机的字长越大，其性能越优越。在完成同样精度的运算时，字长较长的微处理器比字长较短的微处理器运算速度快。 6.微机系统中采用的总线结构有几种类型？各有什么特点？ 答：微机主板常用总线有系统总线、I/O总线、ISA总线、IPCI总线、AGP总线、IEEE1394总线、USB总线等类型。 7.将下列十进制数转换成二进制数、八进制数、十六进制数。 ①（4.75）10=（0100.11）2=（4.6）8=（4.C）16 ②（2.25）10=（10.01）2=（2.2）8=（2.8）16 ③（1.875）10=（1.111）2=（1.7）8=（1.E）16 8.将下列二进制数转换成十进制数。 ①（1011.011）2=（11.375）10 ②（1101.01011）2=（13.58）10 ③（111.001）2=（7.2）10 9.将下列十进制数转换成8421BCD码。 ① 2006=（0010 0000 0000 0110）BCD ② 123.456=（0001 0010 0011.0100 0101 0110）BCD 10.求下列带符号十进制数的8位基2码补码。 ① [+127]补= 01111111
微机原理与接口技术(第二版)习题答案
第1章 1.1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同? 解： 把CPU(运算器和控制器)用大规模集成电路技术做在一个芯片上,即为微 处理器。微处理器加上一定数量的存储器和外部设备(或外部设备的接口)构成了 微型计算机。微型计算机与管理、维护计算机硬件以及支持应用的软件相结合就形成了微型计算机系统。 1.2 CPU在内部结构上由哪几部分组成?CPU应该具备哪些主要功能? 解： CPU主要由起运算器作用的算术逻辑单元、起控制器作用的指令寄存器、指令译码器、可编程逻辑阵列和标志寄存器等一些寄存器组成。其主要功能是进行算术和逻辑运算以及控制计算机按照程序的规定自动运行。 1.3微型计算机采用总线结构有什么优点? 解： 采用总线结构,扩大了数据传送的灵活性、减少了连线。而且总线可以标准化,易于兼容和工业化生产。 1.4数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处?如果一个系统的数据和地址合用 一套总线或者合用部分总线,那么要靠什么来区分地址和数据? 解： 数据总线是双向的(数据既可以读也可以写),而地址总线是单向的。 8086CPU为了减少芯片的引脚数量,采用数据与地址线复用,既作数据总线也作为 地址总线。它们主要靠信号的时序来区分。通常在读写数据时,总是先输出地址(指定要读或写数据的单元),过一段时间再读或写数据。 1.8在给定的模型中，写出用累加器的办法实现15×15的程序。 DEC H JP NZ，LOOP HALT
第2章作业答案 2.1 IA-32结构微处理器直至Pentillm4,有哪几种? 解： 80386、30486、Pentium、Pentium Pro、PeruiumII、PentiumIII、Pentium4。 2.6IA-32结构微处理器有哪几种操作模式? 解： IA一32结构支持3种操作模式:保护模式、实地址模式和系统管理模式。操作模式确定哪些指令和结构特性是可以访问的。 2.8IA-32结构微处理器的地址空间如何形成？ 解： 由段寄存器确定的段基地址与各种寻址方式确定的有效地址相加形成了线性地址。若末启用分页机制，线性地址即为物理地址；若启用分页机制，则它把线性地址转为物理地址。 2.15 8086微处理器的总线接口部件由哪几部分组成? 解： 8086微处理器中的总线接口单元(BIU)负责CPU与存储器之间的信息传 送。具体地说,BIU既负责从内存的指定部分取出指令,送至指令队列中排队(8086的指令队列有6个字节,而8088的指令队列只有4个字节);也负责传送执 行指令时所需的操作数。执行单元(EU)负责执行指令规定的操作。 2.16段寄存器CS=120OH,指令指针寄存器IP=FFOOH,此时,指令的物理地址为 多少? 解： 指令的物理地址=12000H+FFOOH=21FOOH 第3章作业答案 3.1分别指出下列指令中的源操作数和目的操作数的寻址方式。 (1)MOV SI, 30O (2)MOV CX, DATA[DI］ (3)ADD AX, [BX][SI] (4)AND AX, CX (5)MOV[BP], AX (6)PUSHF 解: (l)源操作数为立即寻址,目的操作数为寄存器寻址。
《微机原理与接口技术》参考答案
《微机原理与接口技术》参考答案 《微机原理与接口技术》习题参考答案习题 2 1. 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：总线接口单元和执行单元。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
微机原理与接口技术习题答案
《微机原理与接口技术》习题答案 一、单项选择题 1、80486CPU进行算术和逻辑运算时，可处理的信息的长度为( D )。 A、32位 B、16位 C、8位 D、都可以 2、在下面关于微处理器的叙述中，错误的是( C ) 。 A、微处理器是用超大规模集成电路制成的具有运算和控制功能的芯片 B、一台计算机的CPU含有1个或多个微处理器 C、寄存器由具有特殊用途的部分内存单元组成，是内存的一部分 D、不同型号的CPU可能具有不同的机器指令 3、若用MB作为PC机主存容量的计量单位，1MB等于( B )字节。 A、210个字节 B、220个字节 C、230个字节 D、240个字节 4、运算器在执行两个用补码表示的整数加法时，判断其是否溢出的规则为( D )。 A、两个整数相加，若最高位（符号位）有进位，则一定发生溢出 B、两个整数相加，若结果的符号位为0，则一定发生溢出 C、两个整数相加，若结果的符号位为1，则一定发生溢出 D、两个同号的整数相加，若结果的符号位与加数的符号位相反，则一定发生溢出 5、运算器的主要功能是( C )。 A、算术运算 B、逻辑运算 C、算术运算与逻辑运算 D、函数运算 6、指令ADD CX，55H[BP]的源操作数的寻址方式是(D )。 A、寄存器寻址 B、直接寻址 C、寄存器间接寻址 D、寄存器相对寻址 7、设(SS)=3300H，(SP)=1140H，在堆栈中压入5个字数据后，又弹出两个字数据，则(SP)=(A ) A、113AH B、114AH C、1144H D、1140H 8、若SI=0053H，BP=0054H，执行SUB SI，BP后，则( C)。 A、CF=0，OF=0 B、CF=0，OF=1 C、CF=1，OF=0 D、CF=1，OF=1 9、已知(BP)=0100H，(DS)=7000H，(SS)=8000H，(80100H)=24H，(80101H)=5AH，(70100H)=01H，(70101H)=02H，指令MOV BX，[BP]执行后，(BX)=(D ) 。 A、0102H B、0201H C、245AH D、5A24H 10、实模式下80486CPU对指令的寻址由(A )决定。 A、CS，IP B、DS，IP C、SS，IP D、ES，IP 11、使用80486汇编语言的伪操作指令定义: VAL DB 2 DUP(1，2，3 DUP(3)，2 DUP(1，0)) 则
微机原理与接口技术 试题与答案
微机原理与接口技术试题 微型计算机原理与接口技术综合测试题一 一、单项选择题(下面题只有一个答案是正确的，选择正确答案填入空白处) 1．8086CPU通过（1 ）控制线来区分是存储器访问，还是I/O 访问，当CPU执行IN AL,DX指令时，该信号线为（2 ）电平。 （1） A. M/ B. C. ALE D. N/ (2) A. 高 B. 低 C. ECL D. CMOS 2．n+1位有符号数x的补码表示范围为（）。 A. －2n < x < 2n B. －2n ≤ x ≤ 2n -1 C. －2n -1 ≤ x ≤ 2n-1 D. －2n < x ≤ 2n 3．若要使寄存器AL中的高4位不变，低4位为0，所用指令为（）。 A. AND AL, 0FH B. AND AL, 0FOH C. OR AL, 0FH D. OR AL 0FOH 4．下列MOV指令中，不正确的指令是（）。 A. MOV AX, BX B. MOV AX, [BX] C. MOV AX, CX D. MOV AX, [CX] 5．中断指令INT 17H的中断服务程序的入口地址放在中断向量表地址（）开始的4个存贮单元内。
A. 00017H B. 00068H C. 0005CH D. 0005EH 6．条件转移指令JNE的条件是（）。 A. CF=0 B. CF=1 C. ZF=0 D. ZF=1 7. 在8086/8088 CPU中，一个最基本的总线读写周期由（1 ）时钟周期(T状态)组成，在T1状态，CPU往总线上发（ 2 ）信息。 ⑴ A. 1个 B. 2个 C. 4个 D. 6个 ⑵ A. 数据 B . 地址 C. 状态 D. 其它 8. 8086有两种工作模式, 最小模式的特点是（1 ）,最大模式的特点是（ 2 ）。 ⑴ A. CPU提供全部控制信号 B. 由编程进行模式设定 C. 不需要8286收发器 D. 需要总线控制器8288 ⑵ A. M/ 引脚可直接引用 B. 由编程进行模式设定 C. 需要总线控制器8288 D. 适用于单一处理机系统 9.在8086微机系统的RAM 存储单元器0000H:002CH开始依次存放23H，0FFH，00H，和0F0H四个字节，该向量对应的中断号是( )。 A. 0AH B. 0BH C. 0CH D. 0DH 10.真值超出机器数表示范围称为溢出,,此时标志寄存器中的( )位被置位 A. OF B AF C PF D CF
(完整版)微机原理与接口技术知识点总结整理
《微机原理与接口技术》复习参考资料 第一章概述 一、计算机中的数制 1、无符号数的表示方法： （1）十进制计数的表示法 特点：以十为底，逢十进一； 共有0-9十个数字符号。 （2）二进制计数表示方法： 特点：以2为底，逢2进位； 只有0和1两个符号。 （3）十六进制数的表示法： 特点：以16为底，逢16进位； 有0--9及A—F（表示10~15）共16个数字符号。 2、各种数制之间的转换 （1）非十进制数到十进制数的转换 按相应进位计数制的权表达式展开，再按十进制求和。（见书本1.2.3，1.2.4）（2）十进制数制转换为二进制数制 ●十进制→二进制的转换： 整数部分：除2取余； 小数部分：乘2取整。 ●十进制→十六进制的转换： 整数部分：除16取余； 小数部分：乘16取整。 以小数点为起点求得整数和小数的各个位。 （3）二进制与十六进制数之间的转换 用4位二进制数表示1位十六进制数 3、无符号数二进制的运算（见教材P5） 4、二进制数的逻辑运算 特点：按位运算，无进借位 （1）与运算 只有A、B变量皆为1时，与运算的结果就是1 （2）或运算 A、B变量中，只要有一个为1，或运算的结果就是1 （3）非运算 （4）异或运算 A、B两个变量只要不同，异或运算的结果就是1 二、计算机中的码制 1、对于符号数，机器数常用的表示方法有原码、反码和补码三种。数X的原码记作[X]原，反码记作[X]反，补码记作[X]补。
注意：对正数，三种表示法均相同。 它们的差别在于对负数的表示。 （1）原码 定义： 符号位：0表示正，1表示负； 数值位：真值的绝对值。 注意：数0的原码不唯一 （2）反码 定义： 若X>0 ，则[X]反=[X]原 若X<0，则[X]反= 对应原码的符号位不变，数值部分按位求反 注意：数0的反码也不唯一 （3）补码 定义： 若X>0，则[X]补= [X]反= [X]原 若X<0，则[X]补= [X]反+1 注意：机器字长为8时，数0的补码唯一，同为00000000 2、8位二进制的表示范围： 原码：-127~+127 反码：-127~+127 补码：-128~+127 3、特殊数10000000 ●该数在原码中定义为：-0 ●在反码中定义为：-127 ●在补码中定义为：-128 ●对无符号数：(10000000)２= 128 三、信息的编码 1、十进制数的二进制数编码 用4位二进制数表示一位十进制数。有两种表示法：压缩BCD码和非压缩BCD码。（1）压缩BCD码的每一位用4位二进制表示，0000~1001表示0~9，一个字节表示两位十进制数。 （2）非压缩BCD码用一个字节表示一位十进制数，高4位总是0000，低4位的0000~1001表示0~9 2、字符的编码 计算机采用7位二进制代码对字符进行编码 （1）数字0~9的编码是0110000~0111001，它们的高3位均是011，后4位正好与其对应的二进制代码（BCD码）相符。
微机原理与接口技术期末考试试题及答案
微机原理与接口技术期末考试题库 1.微机系统的硬件由哪几部分组成？ 答：三部分：微型计算机（微处理器，存储器，I/0接口，系统总线），外围设备，电源。 2.什么是微机的总线，分为哪三组？ 答：是传递信息的一组公用导线。分三组：地址总线，数据总线，控制总线。 3.8086/8088CPU的内部结构分为哪两大模块，各自的主要功能是什 么？ 答：总线接口部件（BIU）功能：根据执行单元EU的请求完成CPU 与存储器或IO设备之间的数据传送。执行部件（EU），作用：从指令对列中取出指令，对指令进行译码，发出相应的传送数据或算术的控制信号接受由总线接口部件传送来的数据或把数据传送到总线接 口部件进行算术运算。 4.8086指令队列的作用是什么？ 答：作用是：在执行指令的同时从内存中取了一条指令或下几条指令，取来的指令放在指令队列中这样它就不需要象以往的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的工作，从而提高CPU的利用率。 5.8086的存储器空间最大可以为多少？怎样用16位寄存器实现对 20位地址的寻址？完成逻辑地址到物理地址转换的部件是什么？
答：8086的存储器空间最大可以为2^20（1MB）；8086计算机引入了分段管理机制，当CPU寻址某个存储单元时，先将段寄存器内的内容左移4位，然后加上指令中提供的16位偏移地址形成20位物理地址。 6.段寄存器CS＝1200H，指令指针寄存器IP=FF00H，此时，指令 的物理地址为多少?指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗? 答：指令的物理地址为21F00H；CS值和IP值不是唯一的，例如：CS=2100H，IP=0F00H。 7.设存储器的段地址是4ABFH，物理地址为50000H，其偏移地址 为多少？ 答：偏移地址为54100H。（物理地址=段地址*16+偏移地址） 8.8086/8088CPU有哪几个状态标志位，有哪几个控制标志位？其意 义各是什么？ 答：状态标志位有6个：ZF，SF，CF，OF，AF，PF。其意思是用来反映指令执行的特征，通常是由CPU根据指令执行结果自动设置的；控制标志位有3个：DF，IF，TF。它是由程序通过执行特定的指令来设置的，以控制指令的操作方式。 9.8086CPU的AD0~AD15是什么引脚？ 答：数据与地址引脚 10.INTR、INTA、NMI、ALE、HOLD、HLDA引脚的名称各是什么?
微机原理与接口技术试题库(含答案)汇总
一、问答题 1、下列字符表示成相应的ASCII码是多少？ （1）换行0AH （2）字母“Q”51H （3）空格20H 2、下列各机器数所表示数的范围是多少？ （1）8位二进制无符号定点整数； 0~255 （2）8位二进制无符号定点小数；0.996094 （3）16位二进制无符号定点整数；0~65535 （4）用补码表示的16位二进制有符号整数；-32768~32767 3、(111)X=273，基数X=？16 4、有一个二进制小数X=0.X1X2X3X4X5X6 (1)若使X≥1/2，则X1……X6应满足什么条件? X1=1 若使X＞1/8，则X1……X6应满足什么条件？X1∨X2 ∨X3=1 (2) 5、有两个二进制数X=01101010，Y=10001100，试比较它们的大小。 （1）X和Y两个数均为无符号数；X＞Y （2）X和Y两个数均为有符号的补码数。X 第二章 8086系统结构 一、 8086CPU 的内部结构 1.总线接口部件BIU （Bus Interface Unit ） 组成：20位地址加法器，专用寄存器组，6字节指令队列，总线控制电路。 作用：负责从内存指定单元中取出指令，送入指令流队列中排队；取出指令所需的操作 数送EU 单元去执行。 工作过程：由段寄存器与IP 形成20位物理地址送地址总线，由总线控制电路发出存储器“读”信号，按给定的地址从存储器中取出指令，送到指令队列中等待执行。 *当指令队列有2个或2个以上的字节空余时，BIU 自动将指令取到指令队列中。若遇到转移指令等，则将指令队列清空，BIU 重新取新地址中的指令代码，送入指令队列。 *指令指针IP 由BIU 自动修改，IP 总是指向下一条将要执行指令的地址。 2.指令执行部件EU （Exection Unit) 组成：算术逻辑单元（ALU ），标志寄存器（FR ），通用寄存器，EU 控制系统等。 作用：负责指令的执行，完成指令的操作。 工作过程：从队列中取得指令，进行译码，根据指令要求向EU 内部各部件发出控制命令，完成执行指令的功能。若执行指令需要访问存储器或I/O 端口，则EU 将操作数的偏移地址送给BIU ，由BIU 取得操作数送给EU 。 二、 8088/8086的寄存器结构 标志寄存器 ALU DI DH SP SI BP DL AL AH BL BH CL CH ES SS DS CS 内部暂存器输入 / 输出控制 电路1432EU 控制系 统20位16位8086总线指令 队列总线 接口单元执行 单元 6 516位 属第三代微处理器 运算能力： 数据总线：DB 第5章 总线及其形成 1. 微处理器的外部结构表现为 数量有限的输入输出引脚 ，它们构成了微处理器级总线。 2. 微处理器级总线经过形成电路之后形成了 系统级总线 。 3. 简述总线的定义及在计算机系统中采用标准化总线的优点。 答：总线是计算机系统中模块（或子系统）之间传输数据、地址和控制信号的公共通道， 它是一组公用导线，是计算机系统的重要组成部分。 采用标准化总线的优点是： 1) 简化软、硬件设计。 2) 简化系统结构。 3) 易于系统扩展。 4) 便于系统更新。 5) 便于调试和维修。 4. 在微型计算机应用系统中，按功能层次可以把总线分成哪几类。 答：在微型计算机应用系统中，按功能层次可以把总线分成：片内总线、元件级总线、 系统总线和通信总线。 5. 简述RESET 信号的有效形式和系统复位后的启动地址。 答：RESET 为系统复位信号，高电平有效，其有效信号至少要保持四个时钟周期，且复 位信号上升沿要与CLK 下降沿同步。 系统复位后的启动地址为0FFFF0H 。即：（CS ）=0FFFFH ，（IP ）=0000H 。 6. 8086 CPU 的IO M/信号在访问存储器时为 高 电平，访问I/O 端口时为 低 电平。 7. 在8086系统总线结构中，为什么要有地址锁存器？ 答：8086CPU 有20条地址线和16条数据线，为了减少引脚，采用了分时复用，共占了 20条引脚。这20条引脚在总线周期的T1状态输出地址。为了使地址信息在总线周期的其 他T 状态仍保持有效，总线控制逻辑必须有一个地址锁存器，把T1状态输出的20位地址信 息进行锁存。 8. 根据传送信息的种类不同，系统总线分为 数据总线 、 地址总线 和 控制总线 。 9. 三态逻辑电路输出信号的三个状态是 高电平 、 低电平 和 高阻态 。 10. 在8086的基本读总线周期中，在1T 状态开始输出有效的ALE 信号；在2T 状态开始输出 微机原理及接口技术 第一部分客观题 一、单项选择题（每小题2分，共10分） 1. 寄存器ECX勺低16位部分可以用 ____________ 达。 A EX B CX C CH D CL 2. 8086处理器执行“ OUT DX,AL指令时，AL的数据出现在_____________ 输出给外设。 A控制总线B地址总线C电源和地线D 数据总线 3. 与DRAM目比，SRAM勺特点是___________ 。 A集成度高、存取周期长B集成度低、存取周期长 C集成度高、存取周期短D集成度低、存取周期短 4. 使用语句“ var dword 3721 ”定义的变量var在主存占用___________ 字节存储空间。 A 1 B 2 C 4 D 8 5. 用8K>8结构SRAM芯片构成64000H H6FFFFH地址范围的存储器，需要使用__________ 。 A 4 B 6 C 8 D 10 二、对错判断题（每小题2分，共10分）（说明：正确的选“ A ,错误选“ B” 6. IA-32 处理器设置的中断标志IF = 0是关中断，表示禁止内部中断和外部中断的所有中断请求。X 7. 已知var是一个变量，语句“ add esi,byte ptr var ”没有语法错误。X 8. DMA传输由DMA控制器控制，无需处理器执行I/O指令。V 9. 高性能计算机中常使用Cache （高速缓冲存储器）提高主存性能。V 10. 向某个I/O端口写入一个数据，一定可以从该I/O端口读回这个数据。V 第二部分主观题 一、填空题（每空2分，共10分） 1. 8086处理器引脚有3个最基本的读写控制信号，它们是M/IO*，—RD* __________ 和____ /R* ______ 。 2. 逻辑地址由—段基地址_________ 口偏移地址两部分组成。代码段中下一条要执行的指令由CS和 _____ 指针IP ____ 寄存器指示，后者在实地址模型中起作用 的仅有_____ 指针 ____ 寄存器部分。 二、问答题（每小题6分，共30分） 1. 什么是JMP指令的近（near）转移和远（far ）转移？ jmp指令的近转移是指在同一个段里面的转移，也叫做段内近转移，用汇编编码就是这样的jmp near ptr标号 jmp指令的远转移是指段与段之间的转移，就是说不在同一个段的转移，用汇编编码就是这样的jmp far ptr 标号 2. 什么是存储访问的局部性原理，它分成哪两个方面的局部性？ 程序局部性原理：虚拟存储管理的效率与程序局部性程序有很大关系。根据统计，进程运行时，在一段时间内，其程序的执行往往呈现岀高度的局限性，包括时间局部性和空间局部性。 1、时间局部性：是指若一条指令被执行，则在不久的将来，它可能再被执行。 2、空间局部性：是指一旦一个存储单元被访问，那它附近的单元也将很快被访问。 习题5 5.1 什么叫总线？总线如何进行分类？各类总线的特点和应用场合是什么？ 【解答】总线是指计算机中多个部件之间公用的一组连线，由它构成系统插件间、插件的芯片间或系统间的标准信息通路。 （1）微处理器芯片总线：元件级总线，是在构成一块CPU插件或用微处理机芯片组成一个很小系统时常用的总线，常用于CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片等之间的信息传送。 （2）内总线：板极总线或系统总线，是微型计算机系统内连接各插件板的总线，用以实现微机系统与各种扩展插件板之间的相互连接，是微机系统所特有的总线，一般用于模板之间的连接。在微型计算机系统中，系统总线是主板上微处理器和外部设备之间进行通讯时所采用的数据通道。 （3）外部总线：通信总线，主要用于微机系统与微机系统之间或微机与外部设备、仪器仪表之间的通信，常用于设备级的互连。数据可以并行传输，也可以串行传输，数据传输速率低。 5.2 什么叫总线的裁决？总线分配的优先级技术有哪些？各自的特点是什么？ 【解答】当总线上的某个部件要与另一个部件进行通信时，首先应该发出请求信号，有时会发生同一时刻总线上有多个请求信号的情况，就要根据一定的原则来确定占用总线的先后次序，这就是总线裁决。 （1）并联优先权判别法 通过优先权裁决电路进行优先级别判断，每个部件一旦获得总线使用权后应立即发出一个“总线忙”的信号，表明总线正在被使用。当传送结束后释放总线。 （2）串联优先级判别法 采用链式结构，把共享总线的各个部件按规定的优先级别链接在链路的不同位置上，位置越前面的部件，优先级别越高。 （3）循环优先权判别法 类似于并联优先权判别法，只是动态分配优先权，原来的优先权编码器由一个更为复杂的电路代替，该电路把占用总线的优先权在发出总线请求的那些部件之间循环移动，从而使每个总线部件使用总线的机会相同。 5.3 总线数据的传送方式有哪些？各自有何特点？ 【解答】 （1）串行传送方式 只使用一条传输线，在传输线上按顺序传送信息的所有二进制位的脉冲信号，每次一位。适于长距离传输。 （2）并行传送方式 信息由多少个二进制位组成，机器就需要有多少条传输线，从而让二进制信息在不同的线上同时进行传送。 （3）并串行传送方式 是并行传送方式与串行传送方式的结合。传送信息时，如果一个数据字由两个字节组成，那么传送一个字节时采用并行方式，而字节之间采用串行方式。 第五章参考答案 1.简述SRAM芯片与DRAM芯片的共同点与不同点。 答：SRAM与DRAM的共同点：都属于随机存取存储器，具有易失性。 SRAM与DRAM的共同点：SRAM利用双稳态触发器电路保存信息，集成度比DRAM低，功耗比DRAM大；DRAM利用MOS管栅极和源极之间的极间电容C保存信息，需要刷新电路保证信息较长时间保存。 2.叙述ROM芯片的常见分类，各种ROM芯片的特点及其适用场合。 答：ROM的常用分类结果： 掩膜ROM：生产完成的芯片已保存了信息，保存的信息无法修改，适用于大批量的定型产品中。 PROM：PROM可以一次写入信息，一旦写入无法更改，适用于小批量的定型产品中。 EPROM：紫外线擦除可多次编程的存储器，适用于新产品的开发。 EEPROM：电擦除可多次编程的存储器，适用于需要在线修改的场合。 3.利用4片6116（2K×8位）芯片设计连续存储器，采用全地址译码。设起始地址为60000H，求存储器的最后一个单元地址。 答：存储器的最后一个单元地址为：61FFFH. 4．用6264 RAM（8K×8位）芯片构成256K字节存储器系统，需要多少片6264芯片20位地址总线中有多少位参与片内寻址有多少位可用作片选控制信号 答：需要32片6264芯片。 20位地址总线中有13位参与片内寻址；有7位可用作片选控制信号。 5.某微机系统中ROM区有首地址为9000H，末地址为FFFFH，求其ROM区域的存储容量。答：其ROM区域的存储容量为28K。 6．在8088CPU的系统中扩展32K字节的RAM，其扩充存储空间的起始地址为08000H。设系统的地址总线为A19~A0，数据总线为D7~D0，存储器芯片选用6264。利用74LS138译码器设计译码电路，并画出扩充的存储器系统的连线图。 解： 8088 BUS D0~D7 MEMW MEMR 《微机原理与接口技术》习题参考答案 习题2 1.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。 ZF：零标志。运算结果为零时ZF=1，否则ZF=0。 SF：符号标志。它记录运算结果的最高位，即由符号数的符号。 OF：溢出标志。在运算过程中，如果运算结果已经超出了机器能表示的数值范围（指有符号数）称为溢出，此时OF=1，否则OF=0。 6.分别完成下面的8位运算，并说明各主要标志位的状态，以及结果是否产生溢出（提 示：需要分为有符号数和无符号数两种情况）。 第五章练习题及答案 一、填空题 1、常见的片选控制方法有____________________________________。线选法,全译码法,部分译码法 2、磁带是______存储器。顺序存储 3、为保证动态RAM中的内容的不消失，需要进行__________操作。刷新 4、全部存储系统分为四级,即寄存器组,____________,内存,外存。高速缓冲存储器 5、DRAM靠_______存储信息，所以需要定期_____。电容刷新 6、虚拟存储器由__________两级存储器组成。主存-辅存 7、存储器是计算机系统的记忆设备，它主要用来______。存储数据和指令 8、8086CPU的物理地址是指实际的20位主存单元地址,每个存储单元对应唯一的物理地址,其范围是_________________。00000H～FFFFFH 二、选择题 1、RAM是随机存储器,它分为( )两种。 A、ROM和SRAM B、DRAM和SRAM C、ROM和DRAM D、ROM和CD-ROM B 2、从存储器中读出或向存储器中写入一个信息所需要的时间称为( )。 A、等待时间 B、存取周期 C、查找时间 D、寄存器 B 3、在计算机的专业用语中,ROM表示( )。 A、外存储器 B、内存储器 C、只读存储器 D、随机存储器 C 4、在下列存储器中，若按记录密度从低到高的顺序播列，应为( )。 A、软盘、硬盘、光盘、磁带 B、磁带、硬盘、软盘、光盘 C、磁带、软盎、硬盘、光盘 D、硬盘、软盘、磁带、光盘 C 5、某计算机字长32位，存储容量为4MB，若按半字编址，它的寻址范围是（）。 A、0-4MB B、0-2MB C、0-2M D、0-1MB C 6、下列因素中，与Cache命中率无关的是（）。 A、主存的存取时间 B、快的大小 C、Cache的组织方式 D、cache 的容量 A 7、计算机的存储器采用分级存储体系的主要目的是（）。 A、便于读写数据 B、减小机箱的体积 C、便于系统升级 D、解决存储容量、价格和存取速度之间的矛盾 D 8、磁盘存储器的数据存取速度与下列哪一组性能参数有关?( )。 A、平均等待时间，磁盘旋转速度，数据传输速串 B、平均寻道时间，平均等待时间，数据传输速串 C、数据传输速率，磁盘存储密度，平均等待时间 D、磁盘存储器容量，数据传输速率，平均等持时间 B 《微型计算机原理及接口技术》试题 （120分钟） 一. 单项选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确的 1. 8086CPU芯片的外部引线中，数据线的条数为（）。 A.6条 B.8条 C.16条 D.20条 2．8086CPU工作在总线请求方式时，会让出（）。 A.地址总线 B.数据总线 C.地址和数据总线 D.地址、数据和控制总线 3．8086在执行OUT DX,AL指令时，AL寄存器的内容输出到（）上。 A．地址总线 B．数据总线 C．存储器 D．寄存器 4．8086CPU的I/O地址空间为（）字节。 A．64KB B．1MB C．256B D．1024B 5. 当8086CPU读I／O接口时，信号M／IO和DT／R的状态必须是（）。 A.00 B.01 C.10 D.11 6. 在8088CPU中, 用于寄存器间接寻址输入输出指令的寄存器是（）。 A. AX B. BX C. CX D. DX 7．两片8259A级联后可管理（）级中断。 A．15 B.16 C.32 D.64 8．8086中断系统中优先级最低的的是（）。 A.可屏蔽中断 B.不可屏蔽中断 C.单步中断 D.除法出错 9．CPU在执行IN AL，DX指令时，其（）。 A． IO/M为高， RD为低 B． IO/M为高， WR为低 C． IO/M为低， RD为低 D． IO/M为低， WR为低 10. 内存从A4000H到CBFFFH，共有（） A.124K B.160K C.180K D.224K 11. 8088CPU中的CS寄存器是一个多少位的寄存器？（）。 A.8位 B.16位 C.24位 D.32位 12．地址译码器的输出一般可为接口的（）信号。 A．片选 B．数据输入 C．地址 D．控制 13. 8255工作在方式0时，下面哪种说法正确（） A. A、B、C三个口输入均有锁存能力 B. 只有A口输入有锁存能力 C. 只有C口输入有锁存能力 D. A、B、C三个口输入均无锁存能力 14. 实现DMA传送，需要（） A.CPU通过执行指令来完成 B.CPU利用中断方式来完成 C.CPU利用查询方式来完成 D.不需要CPU参与即可完成 15．CPU在执行OUT DX，AL指令时，（）寄存器的内容送到地址总线上。 A．AL B．DX C．AX D． DL 二、填空题 1. 分析与设计接口电路的基本方法有和。 2． DMA可以工作在状态和状态下，区分当前DMA工作在什么状态下。 3． 8086/8088的引脚用于决定其工作模式。 4．在译码过程中，如果有一根地址线没有用到，会有个重叠地址。 5．在总线上要完成一次数据传输一般要经历如下阶段：、 、和。 6． 8255A是芯片，有种工作方式； 7． 8253是芯片，内部有个端口地址，其中的每个计数器可作为进制和进制计数器使用。 8．从8253计数器中读出的计数值读出的减一计数器当前值。（是、不是） 9．串行通信包括和两种方式。 10. 158的16位二进制补码为，原码为，反码为。 11．-20的8位二进制补码为，原码为，反码为。 12．操作数寻址方式主要有、、和 4类。 13．中断过程包括、、和 4个阶段。 14． I/O端口地址的编制方式是和。 三．简答题 1．微型计算机接口一般应具有哪些功能？ 2．8086有哪两种工作模式？其主要区别是什么？ 3．什么是中断、中断向量和中断向量表？微机原理与接口技术
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