現(xiàn)代微型計算機與接口習題解答1

1、上海市教育委員會高等學?！笆濉敝攸c規(guī)劃教材現(xiàn)代微型計算機與接口教程（習題解答）主 編：楊文顯副主編：壽慶余編 著：楊晶鑫 黃春華 胡建人清 華 大 學 出 版 社習 題 解 答清 華 大 學 出 版 社1說 明2習 題 一3習 題 二7習 題 三13習 題 四20習 題 五26習 題 六37習 題 七40習 題 八44習 題 九49習 題 十54習 題 十 一59說 明為了方便購買本書的讀者和使用本教材進行教學的教師使用本書，我們制作了本書的習題參考答案。為了維持正常的教學秩序，我們不向使用本教材的學生提供本習題答案。鑒于它的用途，若干答案的內容并未局限于對題目的解答，而是闡述了與該習題有關

2、的知識。因此，許多習題的答案可以看作是本書內容的延續(xù)。換個角度來說，它不是可供學生參考的“標準答案”。本書在2003年9月出版后，很快就收到了不少讀者的來信，索要本書的習題答案，這使得原本想“松口氣”的我們猝不及防，不得不在完成大量教學、科研的同時編寫這本“習題答案”。在各位編者完成之后，主編對全文進行了整理。雖然我們盡了自己的努力，但是，錯誤和不足恐難避免。歡迎各位同行和讀者來信指正和交流。編者 2003-12-03 E_Mail: 習 題 一1. 8086CPU由哪幾個部件構成？它們的主要功能各是什么？8086 CPU由指令執(zhí)行部件EU和總線接口部件BIU兩個部份組成。指令執(zhí)行部件主要功能

3、是執(zhí)行指令?？偩€接口部件的主要功能是完成訪問存儲器或I/O端口的操作： 形成訪問存儲器的物理地址； 訪問存儲器取得指令并暫存到指令隊列中等待執(zhí)行； 訪問存儲器或I/O端口以讀取操作數(shù)參與EU運算，或存放運算結果。2. 什么是邏輯地址？什么是物理地址？它們各自如何表示？如何轉換？程序中使用的存儲器地址稱為邏輯地址，由16位“段基址”和16位“偏移地址”（段內地址）組成。段基址表示一個段的起始地址的高16位。偏移地址表示段內的一個單元距離段開始位置的距離。訪問存儲器的實際地址稱為物理地址，用20位二進制表示。將兩個16位二進制表示的邏輯地址錯位相加，可以得到20位的物理地址：物理地址段基址

4、5;16 + 偏移地址在32位CPU的保護模式下，“邏輯地址”的表示產生了一些變化，請參考第8章的相關內容。3. 什么是“堆棧”？它有什么用處？在使用上有什么特點？堆棧是內存中的一塊存儲區(qū)，用來存放專用數(shù)據(jù)。例如，調用子程序時的入口參數(shù)、返回地址等，這些數(shù)據(jù)都按照“先進后出”的規(guī)則進行存取。SS存放堆棧段的段基址，SP存放當前堆棧棧頂?shù)钠频刂?。?shù)據(jù)進出堆棧要使用專門的堆棧操作指令，SP的值在執(zhí)行堆棧操作指令時根據(jù)規(guī)則自動地進行修改。X=36H=00110110BY=78H=01111000B (= 10111110BCF=1, SF=1, OF=0, PF=1, ZF=0, AF=14. 設

5、X=36H，Y=78H，進行X+Y和XY運算后FLAGS寄存器各狀態(tài)標志位各是什么？X=36H=00110110BY=78H=01111000B (+= 10101110BCF=0, SF=1, OF=1, PF=0, ZF=0, AF=05. 按照傳輸方向和電氣特性劃分，CPU引腳信號有幾種類型？各適用于什么場合？CPU引腳傳輸?shù)男盘柊凑諅鬏敺较騽澐?，有以下幾種類型：輸出：信號從CPU向外部傳送；輸入：信號從外部送入CPU；雙向：信號有時從外部送入CPU，有時從CPU向外部傳送。雙向信號主要用于數(shù)據(jù)信號的傳輸；輸出信號用于傳輸?shù)刂沸盘柡鸵恍┛刂菩盘?；輸入信號主要用于傳輸外部的狀態(tài)信號（例如R

6、EADY）和請求（中斷、DMA）信號。按照信號的電器特性劃分，有以下幾種類型：一般信號：用來傳輸數(shù)據(jù)/地址信號時，高電平表示“1”，低電平表示“0”；用來表示正邏輯的控制/狀態(tài)信號時，“1”表示有效，“0”表示信號無效；用來表示負邏輯的控制/狀態(tài)信號時，“0”表示有效，“1”表示信號無效。三態(tài)信號：除了高電平、低電平兩種狀態(tài)之外，CPU內部還可以通過一個大的電阻阻斷內外信號的傳送，CPU內部的狀態(tài)與外部相互隔離，也稱為“懸浮態(tài)”。CPU放棄總線控制權，允許其他設備使用總線時，將相關信號置為“懸浮態(tài)”。6. 8086CPU以最小模式工作，現(xiàn)需要讀取內存中首地址為20031H的一個字，如何執(zhí)行總線

7、讀周期？請具體分析。為了讀取內存中首地址為20031H的一個字，需要執(zhí)行二個總線讀周期。第一個總線周期讀取20031H字節(jié)內容，進行的操作如下。T1狀態(tài)： = 1，指出CPU是從內存讀取數(shù)據(jù)。隨后CPU從地址/狀態(tài)復用線（A19/S6A16/S3）和地址/數(shù)據(jù)復用線（AD15AD0）上發(fā)出讀取存儲器的20位地址20031H。為了鎖存地址，CPU在T1狀態(tài)從ALE引腳輸出一個正脈沖作為地址鎖存信號。由于需要讀取高8位數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)（奇地址），= 0。為了控制總線收發(fā)器8286接受數(shù)據(jù)， = 0。T2狀態(tài)： 地址信息撤消，地址/數(shù)據(jù)線AD15AD0進入高阻態(tài)，讀信號開始變?yōu)榈碗娖剑ㄓ行В?0，用

8、來開放總線收發(fā)器8286。T3狀態(tài): CPU檢測READY引腳信號。若READY為高電平（有效）時，表示存儲器或I/O端口已經準備好數(shù)據(jù)，CPU在T3狀態(tài)結束時讀取該數(shù)據(jù)。若READY為低電平，則表示系統(tǒng)中掛接的存儲器或外設不能如期送出數(shù)據(jù)，要求CPU在T3和T4狀態(tài)之間插入1個或幾個等待狀態(tài)Tw。TW狀態(tài)：進入TW狀態(tài)后，CPU在每個TW狀態(tài)的前沿（下降沿）采樣READY信號，若為低電平，則繼續(xù)插入等待狀態(tài)TW 。若READY信號變?yōu)楦唠娖?，表示?shù)據(jù)已出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上，CPU從AD15AD0讀取數(shù)據(jù)。T4狀態(tài)：在T3（TW）和T4狀態(tài)交界的下降沿處，CPU對數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)進行采樣，完成讀取

9、數(shù)據(jù)的操作。第二個總線周期讀取地址為20032H字節(jié)的內容。CPU發(fā)出的信號與第一個周期類似，區(qū)別在于T1狀態(tài)CPU發(fā)出存儲器地址為20032H，由于只需要讀取低8位數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)（偶地址），=1。在CPU內部，從20031H讀入的低位字節(jié)和從20032H讀入的高位字節(jié)被拼裝成一個字。7. 8086CPU有幾種工作方式？各有什么特點？8086/8088 CPU有兩種工作模式：最大工作模式和最小工作模式。所謂最小工作模式，是指系統(tǒng)中只有一個8086/8088處理器，所有的總線控制信號都由8086/8088 CPU直接產生，構成系統(tǒng)所需的總線控制邏輯部件最少，最小工作模式因此得名。最小模式也稱單處

10、理器模式。最大模式下，系統(tǒng)內可以有一個以上的處理器，除了8086/8088作為“中央處理器”之外，還可以配置用于數(shù)值計算的8087“數(shù)值協(xié)處理器”、用于I/O管理的“I/O協(xié)處理器”8089。各個處理器發(fā)往總線的命令統(tǒng)一送往“總線控制器”，由它“仲裁”后發(fā)出。CPU兩種工作模式由引腳決定，接高電平，CPU工作在最小模式；將接地，CPU工作在最大模式。8. 分析8086CPU兩個中斷輸入引腳的區(qū)別，以及各自的使用場合。INTR用于輸入可屏蔽中斷請求信號，電平觸發(fā)，高電平有效。中斷允許標志IF= 1時才能響應INTR上的中斷請求。NMI用于輸入不可屏蔽中斷請求信號，上升沿觸發(fā)，不受中斷允許標志的限

11、制。CPU一旦測試到NMI請求有效，當前指令執(zhí)行完后自動轉去執(zhí)行類型2的中斷服務程序。NMI引腳用于連接CPU外部的緊急中斷請求，例如內存校驗錯，電源掉電報警等。INTR引腳用于連接一般外部設備的中斷請求。9. 什么是時鐘周期、總線周期、指令周期？它們的時間長短取決于哪些因素？時鐘周期：CPU連接的系統(tǒng)主時鐘CLK一個周期的時間。CLK信號頻率越高，時鐘周期越短。總線周期：CPU通過外部總線對存儲器或I/O端口進行一次讀/寫操作的過程稱為總線周期。8086CPU總線周期一般由四個時鐘周期組成，存儲器/IO設備（接口）速度不能滿足CPU要求時，可以增加一個或多個時鐘周期。指令周期： CPU執(zhí)行一

12、條指令的時間（包括取指令和執(zhí)行該指令所需的全部時間）稱為指令周期。指令周期的時間主要取決于主時鐘的頻率和指令的復雜程度，它也受到存儲器或IO設備接口工作速度的影響。10. 在一次最小模式總線讀周期中，8086CPU先后發(fā)出了哪些信號？各有什么用處？T1狀態(tài)： 指出CPU是從內存（1）還是從IO端口（0）讀取數(shù)據(jù)。隨后CPU從地址/狀態(tài)復用線（A19/S6A16/S3）和地址/數(shù)據(jù)復用線（AD15AD0）上發(fā)出讀取存儲器的20位地址，對IO端口訪問時從AD15AD0上發(fā)出16位地址。為了鎖存地址，CPU在T1狀態(tài)從ALE引腳輸出一個正脈沖作為地址鎖存信號。如果需要讀取高8位數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)（奇地址

13、/讀取一個字），= 0。為了控制總線收發(fā)器8286數(shù)據(jù)傳輸方向， = 0。T2狀態(tài)： 讀信號開始變?yōu)榈碗娖剑ㄓ行В?0，用來開放總線收發(fā)器8286。T3狀態(tài): CPU檢測READY引腳信號。若READY為高電平（有效），表示存儲器或I/O端口已經準備好數(shù)據(jù)，進入T4狀態(tài)；若READY為低電平（無效），表示存儲器或I/O端口尚未準備好數(shù)據(jù)，插入一個或多個TW狀態(tài)，直到READY變?yōu)楦唠娖健4狀態(tài)：在T3（TW）和T4狀態(tài)交界的下降沿處，CPU對數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)進行采樣，完成讀取數(shù)據(jù)的操作。11. 結合指令“OUT 21H, AL”，具體敘述最大模式“總線寫周期”總線上的相關信號。T1狀態(tài)：地

14、址/數(shù)據(jù)復用線（AD15AD0）上出現(xiàn)訪問IO端口的16位地址21H。由于地址為奇數(shù)，需要通過高8位數(shù)據(jù)線訪問端口，= 0。T2狀態(tài)： = 0，表示本周期對IO端口進行寫操作。地址/數(shù)據(jù)復用線（AD15AD0）上出現(xiàn)來自AL的8位數(shù)據(jù)。T3狀態(tài)：若READY為高電平（有效），表示I/O端口已經準備好接收數(shù)據(jù)。反之，表示I/O端口尚未準備好接收數(shù)據(jù)，需要CPU插入TW 周期進行等待，直到READY出現(xiàn)高電平（有效）。T4狀態(tài)：CPU結束本周期。習 題 二1. 內存儲器主要分為哪兩類？ 它們的主要區(qū)別是什么？內存儲器分為隨機存取存儲器RAM（Radom Access Memory）和只讀存儲器RO

15、M（Read Only Memory）兩類。RAM中信息可以按地址讀出，也可以按地址寫入。RAM具有易失性，掉電后原來存儲的信息全部丟失，不能恢復。ROM 中的信息可以按地址讀出，但是在普通狀態(tài)下不能寫入，它的內容一般不能被改變。ROM具有“非易失性”，電源關閉后，其中的信息仍然保持。2. 說明SRAM、DRAM、MROM、PROM和EPROM的特點和用途。SRAM：靜態(tài)RAM，讀寫速度快，但是集成度低，容量小，主要用作Cache或小系統(tǒng)的內存儲器。DRAM：動態(tài)RAM，讀寫速度慢于靜態(tài)RAM，但是它的集成度高，單片容量大，現(xiàn)代微型計算機的“主存”均由DRAM構成。MROM：掩膜ROM，由芯片

16、制作商在生產、制作時寫入其中數(shù)據(jù)，成本低，適合于批量較大、程序和數(shù)據(jù)已經成熟、不需要修改的場合。PROM：可編程ROM，允許用戶自行寫入芯片內容。芯片出廠時，所有位均處于全“0”或全“1”狀態(tài)，數(shù)據(jù)寫入后不能恢復。因此，PROM只能寫入一次。EPROM：可擦除可編程只讀存儲器，可根據(jù)用戶的需求，多次寫入和擦除，重復使用。用于系統(tǒng)開發(fā)，需要反復修改的場合。3. 已知一個SRAM芯片的容量為8K×8，該芯片有一個片選信號引腳和一個讀/寫控制引腳，問該芯片至少有多少個引腳？地址線多少條？數(shù)據(jù)線多少條？還有什么信號線？根據(jù)存儲芯片地址線數(shù)量計算公式，klog2（1024*8）= log2（2

17、13）=13，即總計有13根地址線。另有8根數(shù)據(jù)線、2根電源線。所以該芯片至少有25（=13+8+1+1+2）根引腳。4. 巳知一個DRAM芯片外部引腳信號中有4根數(shù)據(jù)線，7根地址線，計算它的容量。根據(jù)存儲容量計算公式S2k×I，可得該芯片的存儲容量為：214*4=16K×4bit（位），也可表示為64Kb=8KB（字節(jié)）。5. 32M×8的DRAM芯片，其外部數(shù)據(jù)線和地址線為多少條?根據(jù)存儲芯片地址線數(shù)量計算公式，klog2（1024*1024*32）= log2（225）=25，即需要25根地址線。但是，由于DRAM芯片的地址采用分時輸入的方法，所以實際需要的

18、地址線只有理論值的一半，此處為13根。數(shù)據(jù)線8根是內部的還是外部的？6. DRAM為什么需要定時刷新?DRAM靠MOS管極間電容存儲電荷的有無決定所存信息是0還是1，由于漏電流的存在，它存儲的信息不能長時間保存，需要定時重新寫入，稱為“刷新”。7. 74LS138譯碼器的接線如圖2.28所示，寫出、所決定的內存地址范圍。圖2.28 譯碼電路電路從圖看出，該存儲系統(tǒng)的片內地址線有13根（A12-A0），是一個由8KB存儲芯片組成的存儲系統(tǒng)，A17地址線不確定。它的地址分布為：00?0, CBA?, ?, ?, ?其中，CBA作為譯碼輸入，與輸出選擇有關；“?”表示可以為“0”，也可以為“1”。于

19、是：對應的內存地址范圍是：00000H01FFFH；或20000H21FFFH。對應的內存地址范圍是：04000H05FFFH；或24000H25FFFH。對應的內存地址范圍是：08000H09FFFH；或28000H29FFFH。對應的內存地址范圍是：0C000H0DFFFH；或2C000H2DFFFH。8. 敘述EPROM的編程過程，并說明EPROM和EEPROM的不同點。EPROM的編程過程標準編程方式：Vpp上加編程電壓，地址線、數(shù)據(jù)線上給出要編程單元的地址及其數(shù)據(jù)，并使0、1。上述信號穩(wěn)定后，在端加上寬度為50±5ms的負脈沖，就可將一個字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入相應的地址單元中。不斷

20、重復這個過程，將數(shù)據(jù)逐一寫入?？焖倬幊谭绞剑菏褂?00µs的編程脈沖依次寫完所有要編程的單元，然后從頭開始校驗每個寫入的字節(jié)。若寫得不正確，則重寫這個單元。寫完后再校驗，不正確還可再寫，直到全部正確。EPROM和EEPROM的不同點：EPROM芯片用紫外線光照射擦除芯片的內容，擦除時需要把芯片從電路板上拔下，擦除操作對整個芯片進行。EPROM芯片編程需要外加“高電壓”，所以需要專用的“編程器”才能實現(xiàn)。EPROM的編程一般情況下對整個芯片進行。EEPROM芯片的擦除用電信號實現(xiàn)，無需把芯片從電路板上拔下，可以進行“在系統(tǒng)編程”。EEPROM以字節(jié)為單位重寫，EEPROM沒有單獨的擦除

21、操作，寫入就意味著擦除了原來的內容，所以使用比EPROM快速方便。相比較而言，EEPROM芯片的編程比較接近RAM的寫入，它們之間的區(qū)別主要體現(xiàn)在速度上：RAM寫入與讀出的速度相近，不需要其他的聯(lián)絡信號；EEPROM的寫入比起讀出明顯要慢，為了掌握寫入時間，EEPROM通常設置了一根“狀態(tài)”引腳，供聯(lián)絡使用。9. 下列容量的ROM芯片除電源和地線，還有多少個輸入引腳和輸出引腳？寫出信號名稱。（1）64×4 （2）512×8 （3）128K×8 （4）16K×8 （5）1M×16根據(jù)存儲容量計算公式可得以上各芯片的地址、數(shù)據(jù)引腳分別為：64

22、15;4： 地址線k= log2（64）= log2（26）= 6根，數(shù)據(jù)線=4根；512×8： 地址線k= log2（512）= log2（29）= 9根，數(shù)據(jù)線=8根；128k×8：地址線k= log2（128*1024）= log2（217）= 17根，數(shù)據(jù)線=8根；16k×8： 地址線k= log2（16*1024）= log2（214）= 14根，數(shù)據(jù)線=8根；1M×16： 地址線k= log2（1024*1024）= log2（220）= 20根，數(shù)據(jù)線=16根。此外，所有ROM芯片都需要一根片選信號引腳；對于PROM，EPROM通常還需要“

23、輸出允許”和“編程脈沖”輸入引腳。EEPROM芯片除了有“片選”、“輸出允許”和“寫允許”外，通常還有表示“寫入完成”的狀態(tài)信號引腳。10. 已知RAM芯片的容量為（1）16K×8 （2）32K×8 （3）64K×8 （4）2K×8 如果RAM的起始地址為3400H、則各RAM對應的末地址為多少?存儲器的末地址=首地址+芯片內字節(jié)數(shù)（容量）1上述各芯片對應RAM的末地址為：16K×8：末地址是3400H+4000H1= 73FFH32K×8：末地址是3400H+8000H1= B3FFH64K×8：末地址是3400H+100

24、00H1= 133FFH2K×8： 末地址是3400H+800H1= 3BFFH11. 如果存儲器起始地址為1800H，末地址為1FFFH，求該存儲器的容量。該存儲器的容量為：（1FFFH1800H+1）×8 = 800H×8，該存儲器有2048×8個位，也可以寫作2KB。12. 有一個存儲體，其地址線15條，數(shù)據(jù)線8條，則1）該存儲體能夠存儲多少個漢字？2）如果該存儲體由2K×4位的芯片組成，需要多少片？3）采用什么方法擴展？分析各位地址線的使用。該存儲體容量為215×8=32KB，存儲一個漢字需要二個字節(jié)，因此，它能夠存儲1638

25、4（16K）個漢字。需要2K×4位的芯片32片，（32K×8）/（2K×4）=32 ?？刹捎米治蝗珨U展方法，由2片4位的芯片組成1組8位的存儲單元，16組擴展成32K的8位存儲體。芯片直接使用的地址線（片內地址）11根（A0-A10），另外需要4根高位地址，連接到4-16譯碼器輸入端，產生16個譯碼信號用作16個芯片組的片選信號。剩余的地址線用來確定該存儲體的首地址。13. 試說明Flash Memory芯片的特點及28F040的編程過程。Flash Memory也稱為“閃速存儲器”，有時直接稱之為“Flash”。Flash既有ROM非易失性的特點，又能夠在線擦除

26、和重寫，既可讀又可寫，同時有很高的存取速度，具有集成度高，價格低，耗電少等優(yōu)點。目前存取速度已突破了30ns，掉電后信息可以保持10年。Flash的編程方法與E2PROM相同，28F040的編程寫入過程采用字節(jié)編程方式。首先，向28F040狀態(tài)寄存器寫入命令10H，再在指定的地址單元寫入相應數(shù)據(jù)。接著查詢狀態(tài)，判斷這個字節(jié)是否寫好，若寫好則重復上面過程寫入下一個字節(jié)，直到全部字節(jié)寫入。28F040的編程速度很快，一個字節(jié)的寫入時間僅為8.6µs。14. 利用全地址譯碼將6264芯片接到8088系統(tǒng)總線上，地址范圍為30000H31FFFH，畫出邏輯圖。全地址譯碼連接圖全地址譯碼可以保

27、證存儲器芯片上的每一個單元在整個內存空間中具有唯一的、獨占的一個地址。參考教材相關內容，6264芯片有13根地址線，剩余的高位7根地址線通過譯碼組合確定該芯片的起始地址（30000H）。由30000H地址得出對應的地址線狀態(tài)為：0011 000 0 0000 0000 0000 可以看出A13A19地址線為0011 000，所以譯碼組合應邏輯為：= ···A16·A17·· =（····）·（A16·A17）= A13+A14+A15+A18+A19+ A16·A1

28、7具體邏輯如右圖所示。15. 若用2164芯片構成容量為128KB的存儲器，需多少片2164？ 至少需多少根地址線？其中多少根用于片內尋址？多少根用于片選譯碼？ 2164A是容量為64K×1位的動態(tài)隨機存儲器芯片，構成128KB的存儲器需要2164A芯片16片 128K×8/（64K×1）=16 。由于地址空間為128K，需要的地址線總數(shù)為17根（217=128K）。其中，片內地址線16根（216 =64K），片選地址線1根（1716=1，）。每8個2164芯片構成一組，進行位擴展，得到64KB存儲器。兩個這樣的“組”進行地址擴展，構成128KB的存儲器。16.

29、某8088系統(tǒng)用2764 ROM芯片和6264 SRAM芯片構成16KB的內存。其中，RAM的地址范圍為FC000H-FDFFFH，ROM的地址范圍為FE000H-FFFFFH。試利用74LS138譯碼，畫出存儲器與CPU的連接圖，并標出總線信號名稱。2764和6264均為8KB的存儲芯片，需要13根地址線（A0A12）用于片內尋址。8088系統(tǒng)的其他地址線（A13A19）用于產生片選信號。FC000H的地址線狀態(tài)為：1111 110 0 0000 0000 0000 FE000H的地址線狀態(tài)為：1111 111 0 0000 0000 0000將A13A15用作譯碼輸入，其他地址（A16A1

30、9=1111）用作譯碼控制，可以得到如下譯碼控制電路，連接如下圖所示。17. 存儲周期指的是（ A ）。A存儲器進行連續(xù)讀或寫操作所允許的最短時間間隔 B存儲器的讀出周期C存儲器進行連續(xù)寫操作所允許的最短時間間隔 D存儲器的寫入周期存儲周期是指連續(xù)兩次訪問存儲器之間所需的最小時間。存取時間是CPU訪問一次存儲器（寫入和讀出）所需的時間。存儲周期等于存取時間加上存儲器的恢復時間。所以應選擇A。18. 某一EPROM芯片，其容量為32K×8，除電源和地線外，最小的輸入引腳和輸出引腳分別為（ C ）。A. 15和8; B32和8; C17和8; D18和10;容量為32K×8的E

31、PROM芯片，其數(shù)據(jù)線為8根，地址線為15根，片選線1根，讀寫控制線1根。其中地址線、片選線、讀寫控制線均為EPROM的輸入信號，共17根。數(shù)據(jù)線在正常工作狀態(tài)下用于EPROM輸出，計8根。所以應選擇C。19. 掩膜ROM在制造時通過光刻是否連接MOS管來確定0和1，如果對應的某存儲單元位沒有連接MOS管，則該位信息為（ C ）。A不確定; B. 0; C1; D可能為0，也可能為1;掩膜ROM芯片內每一個二進制位對應于一個MOS管，該位上存儲的信息取決于這個MOS管的柵極是否被連接到字線上。柵極被連接，該單元被選中時，漏極與“地”相通，輸出低電平，該位存儲的信息就是0。柵極未連接時，盡管字線

32、被選中，輸出端與“地”仍然不能導通，輸出高電平，對應的信息為1。所以應選擇C。20. SRAM和DRAM存儲原理不同，它們分別靠（ A ）來存儲0和1的。A雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩個穩(wěn)態(tài)和極間是否有足夠的電荷B內部熔絲是否斷開和雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器C極間電荷和浮置柵是否積累足夠的電荷D極間是否有足夠的電荷和雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩個穩(wěn)態(tài)靜態(tài)隨機存儲器（SRAM）的每一個位存儲單元有一個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，由4個晶體管組成，它們的狀態(tài)確定了該存儲單元存儲的1位二進制信息。而動態(tài)隨機存儲器（DRAM）一般采用單管電路組成，它由一個MOS管T1和一個電容C構成。寫入時其信息通過位線（數(shù)據(jù)線）存人電容C中（寫入“1”對電容充電，寫

33、入“0”則對電容放電）；讀出時存儲在電容C上的電荷通過T1輸出到位線上。所以應選擇A。習 題 三1 接口電路與外部設備之間傳送的信號有哪幾種？傳輸方向怎樣？數(shù)據(jù)信號：對于輸入設備，數(shù)據(jù)信號從外設通過接口送往總線，對于輸出設備，數(shù)據(jù)信號從總線通過接口發(fā)往外部設備。狀態(tài)信號：狀態(tài)信號表明外部設備當前的工作狀態(tài)，用來協(xié)調CPU與外部設備之間的操作。狀態(tài)信號總是從外部設備通過接口發(fā)往總線?？刂菩盘?：控制信號是CPU向外設發(fā)出的命令，它指定設備的工作方式，啟動或停止設備?？刂菩盘枏腃PU通過接口發(fā)往外部設備。2 接口電路有哪些功能？哪些功能是必需的？接口電路可以具備：設備選擇功能、信息傳輸功能、數(shù)據(jù)格

34、式轉換功能、聯(lián)絡功能、中斷管理功能、復位功能、可編程功能和錯誤檢測等功能。其中設備選擇功能和信息傳輸功能是每一個接口電路所必備的。其他的功能是否需要則由設備的特點和工作方式決定。3 I/O端口的編址有哪幾種方法？各有什么利弊？80X86系列CPU采用哪種方法？I/O端口的編址有兩種不同的方式。I/O端口與內存統(tǒng)一編址：把內存的一部分地址分配給I/O端口，一個8位端口占用一個內存單元地址。已經用于I/O端口的地址，存儲器不能再使用。I/O端口與內存統(tǒng)一編址后，訪問內存儲器單元和I/O端口使用相同的指令，這有助于降低CPU電路的復雜性，并給使用者提供方便。但是，I/O端口占用內存地址，相對減少了內

35、存可用范圍。而且，由于難以區(qū)分訪問內存和I/O的指令，降低了程序的可讀性和可維護性。I/O端口與內存獨立編址：這種編址方法中，內存儲器和I/O端口各自有自己獨立的地址空間。訪問I/O端口需要專門的I/O指令。80x86 CPU采用I/O端口獨立編址方式。4 按照傳輸信號的種類，I/O端口有幾種？它們信號的傳輸方向怎樣？按照傳輸信號的種類，I/O端口有三種：數(shù)據(jù)端口：數(shù)據(jù)信息從端口輸入CPU（輸入設備接口），或者從CPU寫入端口（輸出設備接口）;狀態(tài)端口：外設狀態(tài)信息從端口輸入CPU；控制端口：命令信息從CPU寫入端口。5 I/O端口譯碼電路的作用是什么？在最小模式和最大模式下分別有哪些輸入信號

36、？I/O端口譯碼電路用于產生端口的讀寫選擇信號。在最小模式下，譯碼電路接受來自總線的地址信號（16位），（= 0），或者信號。最大模式下，譯碼電路接受地址信號（16位），或者信號。6 外部設備數(shù)據(jù)傳送有哪幾種控制方式？從外部設備的角度，比較不同方式對外部設備的響應速度。外部設備數(shù)據(jù)傳送有以下四種控制方式。直接傳送方式（也稱為無條件傳送方式、同步傳送方式）：這種情況下，外部端口完全被動地等待CPU的訪問，沒有確定的響應速度，響應時間取決于CPU忙碌的程度以及程序對外部設備控制采取的策略。查詢方式：如果CPU在某一時刻只對一個外設采用查詢方式進行數(shù)據(jù)傳輸，CPU的響應延遲約為310個指令周期。響應

37、速度快于中斷方式，慢于DMA方式。中斷方式：CPU的響應延遲平均為幾十個指令周期，慢于查詢方式，但是這種方式可以同時管理多個外部設備。DMA方式：外部端口的傳輸請求由DMA控制器響應，由于DMAC是一個專用于傳輸控制的電路，任務單一，不發(fā)生DMA傳輸競爭時，響應延遲僅為12個DMAC使用的時鐘周期，遠快于中斷方式和查詢方式。7 敘述一次查詢式輸出過程中，接口內各電路、信號的狀態(tài)變化過程。一個數(shù)據(jù)的查詢式輸出過程由二個階段組成：CPU從接口反復讀取狀態(tài)字：由地址譯碼電路產生狀態(tài)端口選擇信號，該信號不影響接口內部的狀態(tài)。外部設備輸出完成后，返回“確認”信號，該信號將狀態(tài)寄存器相關位（READY）置

38、位。如狀態(tài)字表明外設已處于“就緒”狀態(tài)，則向數(shù)據(jù)端口傳送數(shù)據(jù)。由地址譯碼電路產生的數(shù)據(jù)端口選通信號一方面將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)寄存器，同時清除狀態(tài)寄存器中的相關位（READY），向輸出設備發(fā)出輸出啟動信號。有的輸出接口設有控制端口，輸出啟動信號通過寫控制端口產生。8 比較程序中斷方式和查詢方式的區(qū)別，根據(jù)比較，指出中斷工作方式的優(yōu)缺點。中斷方式：外部設備工作完成后，通過“中斷請求”信號“主動”向CPU“報告”。查詢方式：外部設備工作完成后，狀態(tài)信號儲存在接口電路內，被動地等待CPU來讀取。根據(jù)上述比較，可以得到中斷工作方式的如下特點：優(yōu)點：1） CPU能夠及時了解外部設備的狀態(tài)，從而對外部

39、設備IO請求進行及時處理。2） 由于CPU“被動”地等待外部設備的“中斷請求”，外部設備進行輸入/輸出操作時，CPU可以同時執(zhí)行其他的程序，CPU和外部設備“并行”工作。3） 由于同樣的原因，在中斷方式下，CPU可以同時管理多臺外部設備，CPU的效率得到提高。缺點：1） 用中斷方式需要CPU增加相應的管理邏輯，增加了CPU電路的復雜性。2） 由于CPU“被動”地接收“中斷請求”信號，CPU必須通過與外部的一個聯(lián)絡過程才能知道是那一個設備在申請中斷，這增加了響應時間。為了從當前任務轉移到中斷服務，CPU必須保護原有的運行環(huán)境，進行“任務”的“切換”，這也會增加響應時間。3） 有較多的設備使用中斷

40、方式時，會產生“中斷申請”的“競爭”。這一方面降低了響應速度，另一方面增加了管理的復雜性。 9 比較DMA方式和程序中斷方式的區(qū)別，根據(jù)比較，指出DMA工作方式的優(yōu)缺點。中斷方式：外部設備每進行一個數(shù)據(jù)的輸入/輸出，都要通過“中斷申請”要求CPU進行處理。CPU通過執(zhí)行一段“中斷服務程序”完成數(shù)據(jù)的傳輸。DMA方式：CPU通過對DMAC的初始化，啟動一個數(shù)據(jù)塊的傳輸操作。之后的數(shù)據(jù)傳輸通過信號的聯(lián)絡，在外設接口和存儲器之間進行，CPU只需簡單地讓出總線，而無需其他操作。根據(jù)上述比較，可以得到DMA工作方式的如下特點：優(yōu)點：1） 對于CPU而言，它的任務僅僅是在一個數(shù)據(jù)塊傳輸之前對DMAC進行初

41、始化，CPU用于傳輸控制的操作達到最小（不考慮與通道/IO處理器方式的比較），CPU的效率最高。CPU與外設“并行”工作。2） 外部設備一個數(shù)據(jù)輸入/輸出完成后，向DMAC申請進行數(shù)據(jù)傳輸，響應時間僅為DMAC的13個時鐘周期。響應速度達到最快，可以滿足高速傳輸?shù)男枰Ｈ秉c：1） 實現(xiàn)DMA控制需要增加DMA控制器和總線控制邏輯，增加了系統(tǒng)的復雜性。2） DMA傳輸需要占用總線，并且具有較高的“優(yōu)先級”。這使得系統(tǒng)對其他設備的響應速度不能得到明確的保證。10 某輸入設備接口數(shù)據(jù)端口、狀態(tài)端口、控制端口地址分別為70H, 71H, 72H。狀態(tài)端口D5=1表示輸入完成，控制端口D7=1表示啟動設

42、備輸入（輸入完成后由設備清除該位）。從該設備輸入100個字節(jié)數(shù)據(jù)，存入以BUFFER為首地址的緩沖區(qū)。如果啟動該設備1秒后仍未完成一次輸入，則視為超時錯，顯示出錯信息后返回。分別用8086匯編語言和C語言編寫完成上述功能的I/O程序。匯編語言程序：DATASEGMENTBUFFERDB100 DUP(?)ERRORDB13, 10, “OVER TIME !”, 13, 10, “$”DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS: CODE, DS: DATASTART: MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVCX, 100LEABX, BUFFERONE:XORDX, DX

43、；DX用作響應計時器，每輸入一個數(shù)據(jù)之前，其初值都應為0MOVAL, 80HOUT72H, AL；啟動輸入W:INAL, 71H；從 71H 端口讀入狀態(tài)字INCDX；記錄延遲時間TESTAL, 00100000B；0010 0000B，測試完成位JNZREAD；輸入完成，轉READ讀取數(shù)據(jù)CMPDX, 50000；假設循環(huán)50000次時間為1秒JBW；未超時，繼續(xù)測試JMPOVERTIME；超過1秒，報告出錯READ:INAL, 70H；從 70H 端口讀入數(shù)據(jù)MOVBX, AL；數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū)INCBX；修改指針LOOPONE；100個數(shù)據(jù)尚未輸入完成，轉ONE繼續(xù)JMPDONE；100個

44、數(shù)據(jù)輸入完成，轉DONE結束程序OVERTIME:LEADX, ERRORMOVAH, 9INT21H；響應超時，顯示出錯信息DONE:MOVAX, 4C00HINT21H；返回OSCODEENDSENDSTARTC語言程序：main( ) int i, status, time, buffer100 ; for( i=0; i<100; i+ )outportb( 0x72, 0x80 );/* 啟動輸入 */ for( time = 0; time < 20000; time+ ) status = inportb( 0x71 );/* 讀狀態(tài) */ if ( status &

45、amp; 0x20) buffer i = inportb ( 0x70 ); exit; /* 讀數(shù)據(jù)，保存 */ if ( time >= 20000 ) printf( “n Over Time ! n”); exit ; /* 超時報錯 */ 11 某輸出設備數(shù)據(jù)端口、狀態(tài)端口地址分別為220H, 221H。狀態(tài)端口D0=1表示輸出完成。將數(shù)據(jù)段中以STRING為首地址的20個字符（用七位ASCII代碼存儲）添加水平和垂直校驗發(fā)送到該外部設備。用8086匯編語言編寫完成上述功能的I/O程序。匯編語言程序：DATASEGMENTSTRINGDB20 DUP ( ? )SUMDB0D

46、ATAENDSCODESEGMENTASSUMECS: CODE, DS: DATASTART: MOVAX, DATAMOVDS, AXMOVCX, 20LEABX, STRINGMOVSUM, 0; 垂直校驗碼初值為0ONE:MOVDX, 221H; DX置為狀態(tài)端口地址INAL, DXTESTAL, 00000001B；0000 0001B測試輸出完成位JZONE；未完成，轉ONE繼續(xù)讀取狀態(tài)MOVAL, BX；從字符串取出一個字符的ASCII代碼ANDAL, 07FH；清除最高位，準備置入校驗位JPEOUTPUT；判代碼奇偶屬性，ORAL, 80H；奇數(shù)個“1”，最高位置1（偶校驗）O

47、UTPUT:MOVDX, 220HOUTDX, AL；輸出添加了校驗位的代碼XORSUM, AL；生成垂直校驗位INCBX；修改指針LOOPONE；20個數(shù)據(jù)尚未輸出完成，轉ONE繼續(xù)MOVDX, 221H；輸出垂直校驗代碼LAST:INAL, DXTESTAL, 00000001B；0000 0001BJZLASTMOVAL, SUMMOVDX, 220HOUTDX, ALDONE:MOVAX, 4C00HINT21H；返回OSCODEENDSENDSTART12 試畫出矩陣式鍵盤查詢的程序流程圖。上述流程中假設鍵盤為8×8結構，如果有鍵按下，返回它的8位掃描碼。其中：最低3位為該

48、鍵所在列，次低3位為該鍵所在行，最高2位為0。如果沒有鍵按下，返回8位“1”。13 試畫出公用端口多位LED輸出的程序流程圖。習 題 四1 什么叫中斷？有哪幾種不同類型的中斷？由于某個事件的發(fā)生，CPU暫停當前正在執(zhí)行的程序，轉而執(zhí)行處理該事件的一個程序。該程序執(zhí)行完成后，CPU接著執(zhí)行被暫停的程序。這個過程稱為中斷。根據(jù)中斷源的位置，有兩種類型的中斷。有的中斷源在CPU的內部，稱為內部中斷。大多數(shù)的中斷源在CPU的外部，稱為外部中斷。根據(jù)中斷引腳的不同，或者CPU響應中斷的不同條件，也可以把中斷劃分為可屏蔽中斷和不可屏蔽中斷兩種。 2 什么是中斷類型？它有什么用處？用若干位二進制表示的中斷源

49、的編號，稱為中斷類型。中斷類型用來區(qū)分不同的中斷，使CPU能夠在中斷響應時調出對應的中斷服務程序進行中斷處理。3 有哪幾種確定中斷優(yōu)先級的方法？說明每一種方法各自的優(yōu)劣之處。確定中斷優(yōu)先權有四種可選的方法。(1) 軟件查詢法：采用程序查詢的方法確定中斷服務的順序。這種方法中斷邏輯最簡單（基本上不需要外部中斷邏輯），優(yōu)先級可以靈活設置，但中斷響應所需時間最長。(2) 分類申請法：CPU分設二個中斷申請信號的輸入引腳。這種方法需要CPU提供條件。(3) 鏈式優(yōu)先權排隊：菊花鏈法。這種方法需要的外部中斷邏輯比較簡單，容易實現(xiàn)，但是設備較多時信號延遲大，對設備故障敏感。(4) 可編程中斷控制器: “向

50、量”優(yōu)先權排隊專用電路。這種方法功能最全面，控制靈活，可以通過程序設定中斷優(yōu)先權為固定的或循環(huán)的，但需要增加專用的中斷控制器。4 什么是中斷嵌套？使用中斷嵌套有什么好處？對于可屏蔽中斷，實現(xiàn)中斷嵌套的條件是什么？CPU在處理級別較低的中斷過程中，出現(xiàn)了級別較高的中斷請求。CPU停止執(zhí)行低級別中斷的處理程序而去優(yōu)先處理高級別中斷，等高級別中斷處理完畢后，再接著執(zhí)行低級別的未處理完的中斷處理程序，這種中斷處理方式稱為多重（級）中斷或中斷嵌套。使用中斷嵌套可以使高優(yōu)先級別的中斷得到及時的響應和處理。對于可屏蔽中斷，由于CPU在響應中斷時已將IF清零，所以一定要在中斷處理程序中加入開中斷指令，才有可能

51、進行中斷嵌套。5 什么叫中斷屏蔽？如何設置I/O接口的中斷屏蔽？用程序的方法使某些中斷源的中斷請求不能夠發(fā)送到CPU，或者雖然能夠發(fā)送但是不能得到響應，這種方法稱為中斷屏蔽。在外設的接口內增設一個中斷屏蔽觸發(fā)器（可以用D觸發(fā)器實現(xiàn)），該觸發(fā)器的端與中斷請求信號相“與”后連接到INTR。當 = 0時，中斷請求不能發(fā)往INTR。通過設定中斷屏蔽觸發(fā)器的狀態(tài)，可以控制中斷請求信號是否能夠送到INTR端。置IF= 0, 可以使80x86CPU不響應來自INTR的可屏蔽中斷請求。6 什么是中斷向量？中斷類型為1FH的中斷向量為2345H：1234H，畫圖說明它在中斷向量表中的安置位置。中斷服務程序的入口

52、地址稱為中斷向量。中斷類型為1FH，它的中斷向量放置在1FH×4=0000: 7CH開始的位置上。如右圖。7 敘述一次可屏蔽中斷的全過程。（1） 中斷源請求中斷外部中斷源通過INTR引腳向CPU請求中斷。（2） 中斷響應 中斷源提出中斷請求后，如果CPU處于允許中斷狀態(tài)（IF=1）； 沒有不可屏蔽中斷請求和總線請求； 當前指令執(zhí)行結束。則轉入中斷響應周期。在中斷響應周期： CPU取得中斷源的中斷類型； 將標志寄存器FLAGS和CS、IP（斷點）先后壓入堆棧保存； 清除自陷標志位TF和中斷允許標志位IF； 讀中斷向量表，獲得相應的中斷服務程序入口地址，轉入中斷服務程序。（3）中斷服務

53、中斷服務程序的主要內容包括： 保護現(xiàn)場 開中斷 中斷處理 關中斷 恢復現(xiàn)場 （4）中斷返回 8 簡要敘述8259A內部IRR, IMR, ISR三個寄存器各自的作用。三個寄存器長度均為8位。IRR用來記錄引腳IR7IR0上由外部設備送來的中斷請求信號。當外部中斷請求線IRi變?yōu)橛行r，IRR中與之對應的第i位被置1。IMR用于設置對中斷請求的屏蔽信號。此寄存器的第i位被置1時，與之對應的外部中斷請求線IRi被屏蔽，不能向CPU發(fā)出INT信號?？赏ㄟ^軟件設置IMR內容，確定每一個中斷請求的屏蔽狀態(tài)。ISR用于記錄當前正在被服務的所有中斷級，包括尚未服務完而中途被更高優(yōu)先級打斷的中斷級。若CPU響

54、應了IRi中斷請求，則ISR中與之對應的第i位置1。ISR用于中斷優(yōu)先級管理。9 8259A是怎樣進行中斷優(yōu)先權管理的？8259A通過以下兩種途徑實現(xiàn)對中斷優(yōu)先權的管理：（1） 通過設置中斷屏蔽寄存器IMR，可以屏蔽某些中斷請求，從而動態(tài)地改變各請求端的優(yōu)先級別。（2） 8259A響應某個中斷請求之后，將ISR寄存器對應位置1。如果后續(xù)的中斷請求級別低于正在響應的中斷請求，則該中斷不能立即被響應。反之，如果新的中斷請求級別高于正在響應的中斷請求，則允許進行中斷嵌套。中斷服務結束時，應將ISR寄存器對應位清零。10 特殊全嵌套方式有什么特點？它的使用場合是什么？特殊全嵌套方式一般用于級聯(lián)方式下的8259A主片。如果8259A主片在一次中斷處理尚未結束時，收到了來自同一個引腳的第二次中斷請求，并且該8259A采用普通全嵌套方式，則它不會響應來自同一個引腳的第二次中斷請求。如果該8259A采用特殊全嵌套方式，就會響應該請求（中斷嵌套），從而可以及時響應連接在同一從片8259A上，并且相對有較高優(yōu)先級別的中斷請求。11 向8259A發(fā)送“中斷結束”命令有什么作用？8259A有哪幾種中斷結束方式？分析各自的利弊。中斷服務完成時，必須給8259A一個命令，使這個中斷級別在ISR中的相應位清“0”，表