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1、2019年8月3日,1,微型計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù) 習(xí)題解答,第1章 微型計(jì)算機(jī)概論 第2章 80X86微處理器 第3章 存儲(chǔ)器及其接口 第4章 輸入輸出與中斷 第5章 并行接口 第6章 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器電路 第7章 串行接口 第8章 模擬接口 第9章 人機(jī)接口 第10章 微機(jī)系統(tǒng)實(shí)用接口知識(shí),制作：高智 2005.10,2019年8月3日,習(xí)題解答,2/80,第1章 微型計(jì)算機(jī)概論,1解釋題： (1)微處理器 解：指由一片或幾片大規(guī)模集成電路組成的中央處理器。 (2)微型計(jì)算機(jī) 解：指以微處理器為基礎(chǔ)，配以內(nèi)存儲(chǔ)器以及輸入輸出接口電路和相應(yīng)的輔助電路構(gòu)成的裸機(jī)。 (3)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 解：指由微處

2、理器配以相應(yīng)的外圍設(shè)備及其它專用電路、電源、面板、機(jī)架以及足夠的軟件而構(gòu)成的系統(tǒng)。 (4)單片機(jī) 解：把構(gòu)成一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的一些功能部件集成在一塊芯片之中的計(jì)算機(jī)。 (5)單板機(jī) ： 解：把微處理器、RAM、ROM以及一些接口電路，加上相應(yīng)的外設(shè)(如鍵盤、7段顯示器等)以及監(jiān)控程序固件等安裝在一塊印刷電路板上所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。,習(xí)題解答,3/80,2請(qǐng)簡(jiǎn)述微機(jī)系統(tǒng)中三種總線的區(qū)別及聯(lián)系。,解：對(duì)個(gè)具有一定規(guī)模的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而言，有三類總線，一種是微型計(jì)算機(jī)中CPU芯片與內(nèi)存儲(chǔ)器和IO接口電路之間信息傳輸?shù)墓餐?，這是片總線； 一種是構(gòu)成 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各模塊之間信息傳輸?shù)墓餐?，這是

3、內(nèi)總線又稱系統(tǒng)總線、微機(jī)總線和板級(jí)總線； 第三種是一個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同另一個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間，或者一個(gè)微型計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)同儀器、儀表之間信息傳輸?shù)墓餐罚@是外總線，又稱通信總線。通常內(nèi)總線 是芯片總線經(jīng)緩沖后映射而得。,2019年8月3日,習(xí)題解答,4/80,第2章 80X86微處理器,1解釋題： (1)執(zhí)行部件EU 解：8086微處理器內(nèi)部的一個(gè)功能部件，由通用寄存器、標(biāo)志寄存器、運(yùn)算器和EU 控制系統(tǒng)等組成，負(fù)責(zé)全部指令的執(zhí)行，向BIU提供數(shù)據(jù)和所需訪問的內(nèi)容和IO端口的 地址，并對(duì)通用寄存器、標(biāo)志寄存器和指令操作數(shù)進(jìn)行管理。 (2)總線接口部件BIU 解：8086微處理器內(nèi)部的另一個(gè)

4、功能部件，由段寄存器、指令指針、地址形成邏輯、 總線控制邏輯和指令隊(duì)列等組成，BIU同外部總線連接為EU完成所有的總線操作，并計(jì)算形成20位的內(nèi)存物理地址：,2019年8月3日,習(xí)題解答,5/80,(3)最小方式 解：8086微處理器的種工作方式，在該方式下，由8086提供系統(tǒng)所需要的全部控制 信號(hào)，用以構(gòu)成一個(gè)單處理器系統(tǒng)。此時(shí)MNMX*線接VCC(高電平)。 (4)最大方式 解：8086微處理器的另一種工作方式，在該方式下，系統(tǒng)的總線控制信號(hào)由專用的總 線控制器8288提供，構(gòu)成一個(gè)多處理機(jī)或協(xié)處理機(jī)系統(tǒng)。此時(shí)MNMX*線接地。 (5)指令周期 解：執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間稱為指令周期包括

5、取指令、譯碼和執(zhí)行等操作所需的 時(shí)間。,2019年8月3日,習(xí)題解答,6/80,(6)總線周期 解：CPU通過總線操作完成同內(nèi)存儲(chǔ)器或I/O接口之間一次數(shù)據(jù)傳送所需要的叫間。 (7)時(shí)鐘周期 解：CPUJ時(shí)鐘脈沖的重復(fù)周期稱為時(shí)鐘周期，時(shí)鐘周期是CPU的時(shí)間基準(zhǔn) (8)等待周期 解：在CPU對(duì)內(nèi)存或外設(shè)接口進(jìn)行讀寫操作時(shí)，當(dāng)被選中進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的內(nèi)存或外設(shè) 接口無法在3個(gè)T(時(shí)鐘周期)內(nèi)完成數(shù)據(jù)讀寫時(shí)，就由該內(nèi)存或外設(shè)接口發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求延 長(zhǎng)總線周期的信號(hào)，CPU在接收到該請(qǐng)求情號(hào)后，就在T3與T4之間插入個(gè)時(shí)鐘周期 一稱為等待周期Tw，在Tw期間，總線信號(hào)保持不變。,2019年8月3日,習(xí)題解答

6、,7/80,(9)指令的尋址方式 解：所謂指令的尋址方式是指“指令中操作數(shù)的表示形式”，操作數(shù)用一個(gè)數(shù)據(jù)直接給出的稱為“立即尋址”，例如MOV AL,80H中的80H。操作數(shù)是一個(gè)寄存器的符號(hào)，例如上條指令中的AL，稱為寄存器尋址。操作數(shù)是一個(gè)內(nèi)存地址，則稱為“存儲(chǔ)器尋址”，存儲(chǔ)器尋址中，根據(jù)內(nèi)存地址給出的方式又分為直接尋址、寄存器間接尋址、基址 尋址和變址尋址等。 (10)MMX 解：MMXMulti Media Extension，多媒體擴(kuò)展。這是為提高PC機(jī)處理多媒體信息和增強(qiáng)通信能力而推出的新一代處理器技術(shù)，通過增加4種新的數(shù)據(jù)類型，8個(gè)64位寄存 器和57條新指令來實(shí)現(xiàn)的。,2019

7、年8月3日,習(xí)題解答,8/80,(11)SEC 解：SECSingle Edge Contact，單邊接觸。這是Pmntiium II微處理器所采用的新的封 裝技術(shù)。先將芯片固定在基板上，然后用塑料和金屬將其完全封裝起來，形成一個(gè)SEC插 盒封裝的處理器，這一SEC插盒通過Slot1插槽同主板相連。 (12)SSE 解：SSEStreaming SIMD Extensions，數(shù)據(jù)流單指令多數(shù)據(jù)擴(kuò)展技術(shù)。采用SSE技 術(shù)的指令集稱為SSE指令集， Pentium III微處理器增加了70條SSE指令，使Pentium III微處理器在音頻、視頻和3D圖形領(lǐng)域的處理能力大為增強(qiáng)。,2019年8月

8、3日,習(xí)題解答,9/80,(13)亂序執(zhí)行 解：指不完全按程序規(guī)定的指令順序依次執(zhí)行，它同推測(cè)執(zhí)行結(jié)合，使指令流能最有效 地利用內(nèi)部資源。這是Pentium Pro微處理器為進(jìn)一步提高性能而采用的新技術(shù)。 (14)推測(cè)執(zhí)行 解：是指遇到轉(zhuǎn)移指令時(shí)，不等結(jié)果出來便先推測(cè)可能往哪里轉(zhuǎn)移而提前執(zhí)行。 由于推測(cè)不一定全對(duì)，帶有一定的風(fēng)險(xiǎn)，又稱為“風(fēng)險(xiǎn)執(zhí)行”。,2019年8月3日,習(xí)題解答,10/80,2.簡(jiǎn)述8086中邏輯地址與物理地址的關(guān)系。,解；邏輯地址是允許在程序中編排的地址，8086的邏輯地址有段基值和段內(nèi)偏移量?jī)?部分。段基值存放在對(duì)應(yīng)的段寄存器中，段內(nèi)偏移量由指令給出。物理地址是信息在存儲(chǔ)

9、器 中實(shí)際存放的地址。在8086系統(tǒng)中，物理地址形成過程為：將段寄存器中存放的段基值 (16位)左移4次再加偏移量，得20位的物理地址。,2019年8月3日,習(xí)題解答,11/80,3簡(jiǎn)述80386中邏輯地址、線性地址與物理地址的關(guān)系。,解：80386系統(tǒng)中有3種存儲(chǔ)器地址空間邏輯地址、線性地址和物理地址。 80386芯片內(nèi)的分段部件將邏輯地址空間轉(zhuǎn)換為32位的線性地址空間，80386芯片內(nèi)的 分頁部件將線性地址空間轉(zhuǎn)換為物理地址空間。若不允許分頁部件操作，則經(jīng)分段部件操作 后即為物理地址。,2019年8月3日,習(xí)題解答,12/80,4說明標(biāo)志位中溢出位與進(jìn)位位的區(qū)別。,解：進(jìn)位位CF是指兩個(gè)操

10、作數(shù)在進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算后，最高位(8位操作為D7位，16位操作為D15位)是否出現(xiàn)進(jìn)位或借位的情況，有進(jìn)位或借位，CF置“1”，否則置“0”。 溢出位OF是反映帶符號(hào)數(shù)(以二進(jìn)制補(bǔ)碼表示)運(yùn)算結(jié)果是否超過機(jī)器所能表示的數(shù)值范圍酌情況。對(duì)8值運(yùn)算，數(shù)值范圍為-128+127，對(duì)16位運(yùn)算，數(shù)值范圍為-32768 +32767。若超過上述范圍，稱為“溢出”，OF置“1”。 溢出和進(jìn)位是兩個(gè)不同的概念，某些運(yùn)算結(jié)果，有“溢出”不一定有“進(jìn)位”，反之，有“進(jìn)位”也不一定有“溢出”。,2019年8月3日,習(xí)題解答,13/80,5說明8086中段寄存器的作用。,解：8086微處理器中的16位寄存器，用來存放對(duì)

11、應(yīng)的存儲(chǔ)段的段基值段起始地址的高16 位。通過段寄存器值和指令中給出的16位段內(nèi)偏移量可得出存儲(chǔ)器操作數(shù)的物理地址(20位)。,2019年8月3日,習(xí)題解答,14/80,6寫出寄存器AX、BX、CX、DX、SI和DI的隱含用法。,解：上述通用寄存器的隱合用法如下： AX在字乘/字除指令中用作累加器； 在字I/O操作時(shí)作為數(shù)據(jù)寄存器。 BX間接尋址時(shí)，作為地址寄存器和基址寄存器； 在XLAT指令中用作基址寄存器； CX串操作時(shí)的循環(huán)次數(shù)計(jì)數(shù)器； 循環(huán)操作時(shí)的循環(huán)次數(shù)計(jì)數(shù)器； DX字乘/字除指令中用作輔助寄存器； IO指令間接尋址時(shí)作端口地址寄存器； SI間接尋址時(shí)，作為地址寄存器和變址寄存器；

12、串操作時(shí)的源變址寄存器； DI間接尋址時(shí)，作為地址寄存器和變址寄存器； 串操作時(shí)的目的變址寄存器。,2019年8月3日,習(xí)題解答,15/80,7執(zhí)行如下令后，標(biāo)志寄存器中各狀態(tài)位之值。,(1)MOV AX,34C5H ADD AX,546AH (2)MOV AX,E453H ADD AX,C572H,2019年8月3日,習(xí)題解答,16/80,8.有一雙字87654321H在內(nèi)存中的地址為30101H，畫出其在8086系統(tǒng)的內(nèi)存中存放的情況。,解：在8086系統(tǒng)中，雙字在內(nèi)存中占連續(xù)4個(gè)字節(jié)，其中低位字節(jié)存于低地址，字節(jié)存于高地址。如圖示。 圖29,2019年8月3日,習(xí)題解答,17/80,9.

13、說明8086引腳信號(hào)AD0AD15雙重總線的特點(diǎn)。,解：AD0AD15這16條總線傳送32個(gè)信號(hào)，A0A15，D0D15，在一個(gè)讀寫總線周期的4個(gè)T周期中，T1時(shí)刻傳送地址信號(hào)A0A15，T2以后傳送數(shù)據(jù)信號(hào)D0D15。 可見這16條雙重總線的特點(diǎn)是分時(shí)復(fù)用。,2019年8月3日,習(xí)題解答,18/80,10根據(jù)8086存儲(chǔ)器讀寫時(shí)序圖，回答如下問題： (1)地址信號(hào)在哪段時(shí)間內(nèi)有效? (2)讀操作與寫操作的區(qū)別? (3)存儲(chǔ)器讀寫時(shí)序同I/O讀寫時(shí)序的區(qū)別? (4)什么情況下需要插入等待周期TW?,解：時(shí)序圖見2.1節(jié)的圖2-1和2-2。 (1)在T1周期，雙重總線AD0AD15，A16/S3

14、A19/S6上輸出要訪問的內(nèi)存單元的地 址信號(hào)A0A19。,2019年8月3日,習(xí)題解答,19/80,(2)讀操作與寫操作的主要區(qū)別為： DT/R*控制信號(hào)在讀周期中為低電平，在寫周期中為高電平； 在讀周期中，RD*控制信號(hào)在T2T3周期為低電平(有效電平)；在寫周期中WR*控 制信號(hào)在T2T3周期為低電平(有效電平) ，而在讀周期WR*信號(hào)始終為高電平(無效電 平)，在寫周期RD*信號(hào)始終為高電平(無效電平)。 在讀周期中，數(shù)據(jù)信息一般出現(xiàn)在T2周期以后，雙重總線AD0AD15上的地址信息有效和數(shù)據(jù)信息有效之間有一段高阻態(tài)，因?yàn)锳D0AD15上的數(shù)據(jù)必須在存儲(chǔ)芯片(或IO 接口)的存取時(shí)間后

15、才能山現(xiàn)。而在寫周期中，數(shù)據(jù)信息在雙重總線上是緊跟在地址總線有 效之后立即由CPU送上，兩者之間無一段高阻態(tài)。,2019年8月3日,習(xí)題解答,20/80,(3)存儲(chǔ)器操作同IO操作的區(qū)別是： 在存儲(chǔ)器操作周期中，控制信號(hào)M/IO*始終為高電平；而在IO操作周期中，M/IO*始終為低電平。 (4)在讀周期中，如果在T3周期內(nèi)，被訪問的內(nèi)存單元或IO端口還不能把數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，則必須在T3之后插入等待周期Tw，這時(shí)RD*控制信號(hào)仍為有效低電平。 在寫周期中，如果在T3周期內(nèi)，被訪問的內(nèi)存單元或IO端口還不能把數(shù)據(jù)總線上的 數(shù)據(jù)取走，則必須在T3之后插入等待周期Tw，這時(shí)WR*控制信號(hào)仍為有效低電

16、平。,2019年8月3日,習(xí)題解答,21/80,11扼要說明80286同8086的主要區(qū)別。,解：(1)8086只有20條地址線，可直接尋址的內(nèi)存空間為220=1MB；而80286有24 條地址線，可直接尋址的內(nèi)存空間為22416MB。 (2)8086只有實(shí)地址方式，支持單任務(wù)、單用戶系統(tǒng)；80286有實(shí)地址方式(實(shí)方式) 和保護(hù)方式(保護(hù)虛地址方式)兩種，片內(nèi)集成有存儲(chǔ)管理和保護(hù)機(jī)構(gòu)，支持任務(wù)中的程序 和數(shù)據(jù)的保密，能可靠地支持多用戶和多任務(wù)系統(tǒng)。 (3)在保護(hù)方式下，存儲(chǔ)器的分段部件把整 個(gè)存儲(chǔ)空間分成可變長(zhǎng)度的各段，段的長(zhǎng)度64KB。每個(gè)任務(wù)的虛擬存儲(chǔ)空間最大由16K 個(gè)64KB的段組成

17、，即1024MB1GB，該虛地址空間被映射到最大容量為16MB的物理存 儲(chǔ)器中。 (4)在保護(hù)方式下，80286采用“描述子”和“選擇子”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)內(nèi)存單元的 尋址。,2019年8月3日,習(xí)題解答,22/80,12扼要說明80386同80286的主要區(qū)別。,解： (1)80286是16位微處理器，有24條地址線，可直接尋址的內(nèi)存空間為224 16MB，而80386是32位微處理器，有32條數(shù)據(jù)線，32條地址線，可直接尋址的內(nèi)存空間 為2324GB。 (2)80286是16位微處理器，它的寄存器結(jié)構(gòu)基本上同8086，也是16位的；而80386 是32位微處理器，其寄存器結(jié)構(gòu)除段寄存器外都是

18、32位寄存器，分別在16位寄存器的助 記符前加上E， 即EAX、EBX、ECX、EDX、ESP、EBP、ESI、EDI、EIP以及EFLAG。另外再增加了兩個(gè)16位段寄存器FS和GS。此 外，80386還有系統(tǒng)地址寄存器、控制寄存器、測(cè)試寄存器和調(diào)試寄存器： (3)80386有三種存儲(chǔ)器地址空間邏輯地址、線性地址和物理地址。80386的分段 部件將邏輯地址轉(zhuǎn)換為32位的線性地址；80386的分頁部件將線性地址轉(zhuǎn)換為物理地址。 (4)80286有兩種工作方式實(shí)方式和保護(hù)方式；80386有三種工作方式實(shí)方式、 保護(hù)方式和虛擬8086方式。,2019年8月3日,習(xí)題解答,23/80,13扼要說明80

19、486同80386的主要區(qū)別。,解：80486同80386的主要區(qū)別是： (1)芯片內(nèi)集成有一個(gè)指令和數(shù)據(jù)共用的8KB的4路組相連的高速緩沖存儲(chǔ)器 (Cache)，由于訪問片內(nèi)Cache的速度遠(yuǎn)高于訪問內(nèi)存的速度，從而提高了系統(tǒng)的性能； (2)芯片內(nèi)集成含數(shù)學(xué)協(xié)處理器(FPU)一性能增強(qiáng)的80387，F(xiàn)PU同CPU之間， 以及Cache與CPU之間采用64位數(shù)據(jù)傳輸，大大加快了處理器的運(yùn)行速度； (3)在x86系列芯片中首次采用了RISC技術(shù)降低了執(zhí)行每條指令所需的時(shí)鐘數(shù)可 達(dá)到1.2條指令/時(shí)鐘周期； (4)采用一種稱為猝發(fā)式總線的總線技術(shù)，使CPU與內(nèi)存在進(jìn)行成組傳送時(shí)實(shí)現(xiàn)高速 數(shù)據(jù)交換。

20、,2019年8月3日,習(xí)題解答,24/80,14扼要說明Pentium同Pentium Pro的主要區(qū)別。,解：Pentium處理器是Intel公司開發(fā)的融CISC(Complex Instruction Set Computer，復(fù) 雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī))技術(shù)與RISC技術(shù)為一體的微處理器，稱為CRIP(CISC-ROSC Processor)，其主要特點(diǎn)是: (1)片內(nèi)集成有三個(gè)指令處理部件：RISC體系結(jié)構(gòu)的整數(shù)處理部件，采用超標(biāo)量技 術(shù)，設(shè)計(jì)了兩條流水線(U流水線和V流水線)，使Pentium在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可以并行執(zhí)行兩條整數(shù)型指令；CISC結(jié)構(gòu)的同80386兼容的處理部件，采用微碼處理

21、指令技術(shù)，負(fù) 責(zé)處理不能在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成的復(fù)雜指令；浮點(diǎn)處理部件，采用8級(jí)流水的超流水線 技術(shù)，使每個(gè)時(shí)鐘周期能完成一個(gè)(或兩個(gè))浮點(diǎn)操作； (2)片內(nèi)集成了兩個(gè)獨(dú)立的8KB指令Cache和8KB數(shù)據(jù)Cache，增加了緩存的帶寬， 減少了緩存的沖突： (3)采用分支預(yù)測(cè)技術(shù)，提高了流水線執(zhí)行的效率； (4)同80386、80486保持兼容； (5)采用64位外部數(shù)據(jù)總線，使CPU同內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)528MB/s。,2019年8月3日,習(xí)題解答,25/80,Pentium，Pentium Pro的主要區(qū)別是： (1)一個(gè)封裝內(nèi)安裝兩個(gè)芯片，一個(gè)是CPU內(nèi)核，包括兩個(gè)8KB的L1 Cac

22、he，另一個(gè) 是256KB的L2 Cache。這一L2 Cache由全速總線同CPU內(nèi)核相連，提高了程序的運(yùn)行速 度； (2)把CISC結(jié)構(gòu)的指令分解為若干像RISC指令那樣的微操作，能在流水線上并行地 執(zhí)行，這樣既保持了同以前的x86微處理器的兼容性，又提高了指令的運(yùn)行速度； (3)采用亂序執(zhí)行和推測(cè)執(zhí)行技術(shù)，使指令流能最有效地利用內(nèi)部資源； (4)采用超級(jí)流水線和超標(biāo)量技術(shù)。具有3種超標(biāo)量結(jié)構(gòu)和14級(jí)超級(jí)流水線結(jié)構(gòu)，大大提高了處理器的并行處理能力。,2019年8月3日,習(xí)題解答,26/80,l 5扼要說明Pentium MMX的特點(diǎn)。,解：Pentium MMX處理器是具有多媒體擴(kuò)展功能的

23、奔騰芯片，MMX即多媒體擴(kuò)展， 是為提高PC機(jī)處理多媒體和通信能力而推出的新技術(shù)。Pentium MMX的主要特點(diǎn)是： (1)引入了4種新的數(shù)據(jù)類型和8個(gè)64位寄存器，使一條指令就能并行執(zhí)行8個(gè)8位 數(shù)據(jù)，4個(gè)16位數(shù)據(jù)或2個(gè)32位數(shù)據(jù)的運(yùn)算； (2)采用飽和運(yùn)算，把溢出值作為定值處理。結(jié)果大于最大值時(shí)當(dāng)作最大值，結(jié)果小于 最小值時(shí)當(dāng)作最小值，無需進(jìn)行溢出處理； (3)具有積和運(yùn)算能力，MMX微處理器的PMADDWD指令(緊縮字相乘并加結(jié)果)即 “積和運(yùn)算”，可大大提高向量運(yùn)算和矩陣運(yùn)算的速度，在音頻和視頻圖像的壓縮和解壓縮中經(jīng)常用到。,2019年8月3日,習(xí)題解答,27/80,16扼要說明P

24、entium II同Pentium III的特點(diǎn)。,解：Pentium II處理器把多媒體擴(kuò)展技術(shù)(MMX技術(shù))融合入Pentium Pro芯片之中， 使Pentium II微處理器既保持了Pentium Pro原有的強(qiáng)大的處理功能，又增強(qiáng)了PC機(jī)在三維 圖形、圖像和多媒體方面的可視化計(jì)算功能相交互功能。 Pentium II的主要特點(diǎn)為： (1)采用了一系列多媒體擴(kuò)展技術(shù)，包括：?jiǎn)沃噶疃鄶?shù)據(jù)流技術(shù)，使一條指令能完成 多重?cái)?shù)據(jù)的工作，減少了芯片在視頻、聲音、圖像和動(dòng)畫中計(jì)算密集的循環(huán)；為針對(duì)多媒 體操作中經(jīng)常出現(xiàn)的大量并行、重復(fù)運(yùn)算，增加了57條指令，以更有效地處理聲音，圖像 和視頻數(shù)據(jù)； (

25、2)動(dòng)態(tài)執(zhí)行技術(shù)，這是為更有效地處理多重?cái)?shù)據(jù)，提升軟件速度而采用的新技術(shù)，由三種技巧組成：多分支跳轉(zhuǎn)預(yù)測(cè)；數(shù)據(jù)流分析：推測(cè)執(zhí)行。,2019年8月3日,習(xí)題解答,28/80,(3)雙重獨(dú)立總線結(jié)構(gòu)。由兩條總線組成雙重獨(dú)立總線體系結(jié)構(gòu)， 一條是二級(jí)Cache總 線，另一條是處理器至主存儲(chǔ)器的系統(tǒng)總線，使Pentium II處理器的數(shù)據(jù)吞吐能力是單一總 線結(jié)構(gòu)處理器的2倍，而且二級(jí)Cache的運(yùn)行速度也比Pentium處理器高2倍； (4)采用新的封裝技術(shù)SEC，同主板連接采用Slot1. Pentium III處理器的基本結(jié)構(gòu)同Pentium II處理器，采用Pentium Pro的微結(jié)構(gòu)，具有數(shù)

26、 據(jù)Cache與指令Cache分開的L1 Cache共32KB，以及512KB的L2 Cache，最主要的特點(diǎn)是 增加了70條SSE指令集(SSEStreaming SIMD Extrnsion)，又稱“MMX2指令集”(第 二代多媒體擴(kuò)展指令集)。內(nèi)部增加了8個(gè)新的128位單精度寄存器(432位)，能同時(shí)處 理4個(gè)單精度浮點(diǎn)變量，可達(dá)20億次/秒的浮點(diǎn)運(yùn)算速度。,2019年8月3日,習(xí)題解答,29/80,第3章 存儲(chǔ)器及其接口,1解釋題： (1)存儲(chǔ)器芯片的存儲(chǔ)容量 解：指存儲(chǔ)器芯片可以容納的二進(jìn)制信息量，以存儲(chǔ)器地址寄存器的編址數(shù)與存儲(chǔ)字位 數(shù)的乘積表示，例如6116芯片的存儲(chǔ)器芯片的存儲(chǔ)

27、容量為2K 8位，表示其地址線為12 條，存儲(chǔ)字位數(shù)為8位。 (2)存儲(chǔ)器芯片的存取時(shí)間 解：定義為從啟動(dòng)一次存儲(chǔ)器操作，到完成該操作所需要的時(shí)間。 (3)“對(duì)準(zhǔn)好”的字 解：在8086系統(tǒng)中要訪問的16值字的低8位字節(jié)存放在偶存儲(chǔ)體中，稱為 “對(duì)準(zhǔn)好”的字，對(duì)于對(duì)準(zhǔn)好的字，8086 CPU只要一個(gè)總線周期就能完成對(duì)該字的訪問：,2019年8月3日,習(xí)題解答,30/80,(4)奇偶分體 解：8086系統(tǒng)中1M字節(jié)的存儲(chǔ)器地址空間實(shí)際上分成兩個(gè)512K字節(jié)的存儲(chǔ)體 “偶存儲(chǔ)體”和“奇存儲(chǔ)體”，偶存儲(chǔ)體同8086的低8位數(shù)據(jù)總線D0D7相連，奇存儲(chǔ)體同 8086的高8位數(shù)據(jù)線D8D15相連，地址總

28、線的A1A19同兩個(gè)存儲(chǔ)體中的地址線A0A18 相連，最低位地址線A0和“總線高允許”BHE*用來分別選擇偶存儲(chǔ)體和奇存儲(chǔ)體。這種連 接方法稱為“奇偶分體”。,2019年8月3日,習(xí)題解答,31/80,2寫出下列容量的RAM芯片片內(nèi)的地址線和數(shù)據(jù)線的條數(shù)。,解：(1)4K 8位：地址線12條，數(shù)據(jù)線8條； (2)512K4位：地址線19條，數(shù)據(jù)線4條； (3)1M 1位：地址線20條，數(shù)據(jù)線1條； (4)2K 8位：地址線11條，數(shù)據(jù)線8條。,2019年8月3日,習(xí)題解答,32/80,3試說明6116芯片各引腳的功能。,解：6116是一種20488位的靜態(tài)RAM芯片，有11條地址線，用來接受C

29、PU送來的 地址信號(hào)，以選中CPU要訪問的存儲(chǔ)單元。6116有8條數(shù)據(jù)線，用于存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)的讀出 與寫入。控制信號(hào)線有3條片選信號(hào)CE*用來選中所要訪問的存儲(chǔ)器芯片，CE*引腳通常 同地址譯碼器的輸出相連，而該地址譯碼器的輸入即CPU要讀寫的內(nèi)存單元的高位地址線。例如，CPU的地址線為20位，而內(nèi)存芯片的地址線為11位，則地址譯碼器的輸入可以是 高9位地址線(A19A11)；寫允許信號(hào)WE*和輸出允許信號(hào)OE*，這兩個(gè)信號(hào)是對(duì)存儲(chǔ)芯片 的寫和讀的控制信號(hào)，通常同CPU的WR*和RD*引腳相連。,2019年8月3日,習(xí)題解答,33/80,4試說明2164芯片各引腳的功能。,解：2164是一種64

30、K1位的動(dòng)態(tài)RAM芯片，有8條地址線，可接受16位地址信號(hào)，因此 必須采用地址多路器，使16位地址信號(hào)分成8位行地址和8位列地址分時(shí)送入2164的地址線。數(shù)據(jù)線有2條，即DIN(輸入數(shù)據(jù))和DOUT(輸出數(shù)據(jù))，用來寫入或讀出一位數(shù)據(jù)信息。還有三 條控制信號(hào)線：RAS*行地址選通信號(hào)。用來鎖定8位行地址；CAS*列地址選通信號(hào)，用 來鎖定8位列地址；WRITE*讀寫控制信號(hào)，用來控制對(duì)2164芯片的讀與寫。,2019年8月3日,習(xí)題解答,34/80,5試說明2732芯片各引腳的功能。,解：2732是一種4K8位的可擦除可編程序只讀存儲(chǔ)器芯片。有12條地址線，可接受 來自CPU的12位地址信號(hào)，

31、以選中CPU要訪問的存儲(chǔ)單元。2732有8條數(shù)據(jù)線，用于存 儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)的讀出與寫入(在編程工作時(shí))，有兩條控制信號(hào)線：芯片允許線CE*用來選擇 該芯片，使其工作，輸出允許線OE*用來把輸出數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)線，只有當(dāng)這兩條控制線同時(shí) 有效時(shí)，才能從輸出端得到讀出的數(shù)據(jù)，此為讀出時(shí)的條件；在編程工作時(shí)，要求OE*線連 接編程電源VPP21V，CE*接一個(gè)50ms低電平有效的TTL編程脈沖，每加一個(gè)這樣的負(fù) 脈沖，控制向一個(gè)地址寫入個(gè)8位的數(shù)據(jù)。,2019年8月3日,習(xí)題解答,35/80,6用下列芯片構(gòu)成存儲(chǔ)系統(tǒng)，各需要多少個(gè)RAM芯片?需要多少位地址作為片外地址譯碼?設(shè)系統(tǒng)為20位地址線，采用全譯碼方

32、式。,解：(1)5124位RAM構(gòu)成16KB的存儲(chǔ)系統(tǒng)： 需要16KB512464片；片外地址譯碼需11位地址線。 (2)10241位RAM構(gòu)成128KB的存儲(chǔ)系統(tǒng)： 需要128KBlK 81024片；片外地址譯碼需10位地址線； (3)2K 4位RAM構(gòu)成64KB的存儲(chǔ)系統(tǒng)： 需要64KB/2K 264片；片外地址譯碼需9位地址線。 (4)64Kl位RAM構(gòu)成256KB的存儲(chǔ)系統(tǒng)： 需要256KB64K8位32片，片外地址譯碼需4位地址線。,2019年8月3日,習(xí)題解答,36/80,7圖習(xí)31為一存儲(chǔ)器同8086的連接圖，試計(jì)算該存儲(chǔ)器的地址范圍，并說明該電路的特點(diǎn)。,解:(1)電路分析：譯

33、碼器的控制端G1接M/IO*，當(dāng)CPU執(zhí)行存儲(chǔ)器操作時(shí)，MIO “H”，滿足G1有效的條件。G2A*同“與門1”的輸出端相連，與門1的輸入為RD*和WR*、 當(dāng)RD*為有效低電平或WR*為有效低電平時(shí)，G2A*有效(低電平)，也就是說無論是“讀 或“寫”都能使G2A*有效。G2B*同“與非門2”的輸出端相連，“與非門2”的輸入為A17 與A18，只有當(dāng)A18和A17都為高電平時(shí)，G2B*為有效低電平，也就是A18，A17為11時(shí)， G2B*才有效。,2019年8月3日,習(xí)題解答,37/80,存儲(chǔ)器芯片的片選信號(hào)CS*同“與門3”的輸出端相連。 “與門3”的輸入同譯碼器輸出Y2*、Y3*相連，當(dāng)

34、Y2*為低電平，或Y3*為低電平時(shí)，CS*為有效低電平，存儲(chǔ)器芯 片被選中。Y2*為低電平A18A14為“11010”，Y3*為低電平時(shí)A18A14為“11011”，因 此該存儲(chǔ)器的地址范圍為1101000000000000000011011111111111111111，即68000H6FFFFH。地址范圍為32K，但該存儲(chǔ)芯片只有14條地址線A0A13，為16KB的容量， 因此一個(gè)存儲(chǔ)單元有兩個(gè)地址對(duì)應(yīng)，這是由于Y2*同Y3*都可選中該存儲(chǔ)芯片，A14為“0” 或?yàn)椤?”，都能選中同一單元，只要A18A151101即可。相當(dāng)于A14末參加譯碼，因 此存在地址重疊。另一方面，上述連接中CPU

35、的A19未參加譯碼，A19為“0”或?yàn)?都可。而上面求出的地址范圍68000H6FFFFH是A19為0的情況，顯然當(dāng)A19為 1時(shí)，只要A18A14為“11011”和“11010”也可選中該存儲(chǔ)芯片，此時(shí)地址范圍為 “E8000HEFFFFH”。因此本題的存儲(chǔ)器譯碼中，A19和A14未參加譯碼，有地址更疊， 實(shí)質(zhì)上一個(gè)存儲(chǔ)單元有4個(gè)地址對(duì)應(yīng)。 (2)由此可得該存儲(chǔ)器的地址范圍為： 68000H6BFFFH， 6C000H6FFFFH或E8000HEFFFFH，EC000HEFFFFH,2019年8月3日,習(xí)題解答,38/80,8使用2732、6116和74LS138構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)容量為12KB

36、ROM(00000H 02FFFH)、8KB RAM(03000H04FFFH)的存儲(chǔ)系統(tǒng)。系統(tǒng)地址總線為20位、數(shù)據(jù)總線為8位。,解：(1)譯碼地址線安排： 12KB ROM需采用3片2732，8KB RAM需采用4片6116。2732的容量為4K 8位， 有12條地址線，片外譯碼的地址線為8條，6116的容量為2K 8位，有11條地址線，片 外譯碼的地址線為9條。采用74LS138譯碼，每個(gè)輸出端對(duì)應(yīng)4KB地址范圍，對(duì)6116，A11 還需進(jìn)行二次譯碼。,2019年8月3日,習(xí)題解答,39/80,(2)列出地址范圍,2019年8月3日,習(xí)題解答,40/80,EPROM1EPROM3的CE*

37、分別接74LS148,SRAM的CE*同Y3*，A11經(jīng)或門后的輸出相連 ，SRAM2的CE*同Y3*，A11經(jīng)或門后的輸出相連，SRAM3的CE*同Y4*，A11經(jīng)或門后的輸出相連，SRAM4的CE*同Y3*，A11*經(jīng)或門后的輸出相連，則可畫出如圖所示的系統(tǒng)連接圖。,2019年8月3日,習(xí)題解答,41/80,98086CPU執(zhí)行MOV 2003H，AX指令，從取指到執(zhí)行指令最少需要多少時(shí)間？設(shè)時(shí)鐘頻率為5MHz，該指令的機(jī)器碼為4個(gè)字節(jié)，存放在1000H:2000H開始的代碼段中。,解：(1)該條指令的機(jī)器碼為4個(gè)字節(jié)存放在1000H:2000H開始的4個(gè)單元中。取指 令需兩個(gè)總線周期，第

38、一次取出1000H：20O0H與1000H：2001H兩個(gè)單元中16位數(shù)據(jù)；第 二次取出1000H：2002H與1000H：2003H兩個(gè)單元中的16位數(shù)據(jù)；接著為執(zhí)行指令，將AX中16位數(shù)傳送到DS：2003H與DS：2004H兩個(gè)存儲(chǔ)單元中。因是奇地址字，需兩個(gè)總線周 期才能完成。這樣，從取指到執(zhí)行共需4個(gè)總線周期。 (2)在無等待周期的情況下，從取指到執(zhí)行共需：4 41/5MHz3.2s(一個(gè)總線周期 在無等待周期的情況下由4個(gè)時(shí)鐘周期T組成)。,2019年8月3日,習(xí)題解答,42/80,10什么是內(nèi)存條?用內(nèi)存條有何優(yōu)點(diǎn)?,解：內(nèi)存條是一種以小型板卡形式出現(xiàn)的內(nèi)存儲(chǔ)器產(chǎn)品，在一個(gè)長(zhǎng)條的

39、印刷電路板上安 裝有若干存儲(chǔ)器芯片，印刷板長(zhǎng)邊上有30、72或168條引腳，內(nèi)存條可插在主板上的內(nèi)存 條插槽中。 采用內(nèi)存條的優(yōu)點(diǎn)是，安裝容易，便于更換和易于增加或擴(kuò)充內(nèi)存容量。,2019年8月3日,習(xí)題解答,43/80,第4章 輸入輸出與中斷,1解釋題： (1)I/O接口：IO接口是把微處理器同外圍設(shè)備(外設(shè)) 連接起來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的控制電路，又稱為外設(shè)接口”。各種IO卡都是I/O接口，如“打印卡”、“顯卡”和“聲 ”等。 (2)IO端口：I/O接口同外設(shè)之間傳送三種信息一數(shù)據(jù)信息、控制信息和狀態(tài)信息，這三種信息實(shí)際上是CPU通過接口同外設(shè)之間傳送的信息，因此，在接口中必須有存放并傳送這三種

40、信息的 寄存器。這些可以由CPU用IN和OUT指令來讀寫的寄存器稱為“I/O端口”。 (3)周期挪用：周期挪用是指利用CPU不訪問存儲(chǔ)器的那些周期來實(shí)現(xiàn)DMA操作，DMAC可以使用總線而不用通知CPU，也不會(huì)妨礙CPU的工作。周期挪用并不減慢CPU的操作，但可能需要復(fù)雜的時(shí)序電路，而且數(shù)據(jù)傳送過程是不連續(xù)的和不規(guī)則的。,2019年8月3日,習(xí)題解答,44/80,(4)中斷向量 ：所謂中斷向量是指中斷服務(wù)程序的入口地址。入口地址由兩部分組成，即中斷服務(wù)程序第一條指令第一個(gè)字節(jié)的“段基值”和“偏移量” ，是兩個(gè)16位的邏輯地址，所以將入口地址稱為“向量”。 (5)正常EOI方式： 這是8259A三

41、種中斷結(jié)束方式中的一種，屬于EOI命令方式：EOI命令方式是指當(dāng)中斷服務(wù)程序結(jié)束之前向8259A發(fā)出EOI命令，將正在執(zhí)行的中斷服務(wù)寄存器ISR中的對(duì)應(yīng)位清零；正常EOI方式采用普通EOI命令將ISR中所有已置位的位中優(yōu)先級(jí)最高的位清零。它適用于完全嵌套方式的中斷結(jié)束。 (6)自動(dòng)EOI方式 ：8259A的三種中斷結(jié)束方式中的一種。這種EOI方式在第2個(gè)INTA*響應(yīng)信號(hào)的后沿(上升沿)時(shí)，由8259A自動(dòng)清除ISR中己置位的中斷優(yōu)先級(jí)最高的位，不必在中斷服務(wù)程序結(jié)束前由CPU向8259A發(fā)出EOI命令。,2019年8月3日,習(xí)題解答,45/80,(7)持殊EOI方式 ：這也是8259A的三種

42、中斷結(jié)束方式中的種，也屬于EOI命令方式。持殊EOI方 式是采用持殊EOI命令在中斷服務(wù)程序結(jié)束前向8259A發(fā)出結(jié)束命令，用來清除正在服務(wù) 的中斷服務(wù)寄存器中的相應(yīng)位(此時(shí)正在服務(wù)的中斷優(yōu)先級(jí)不一定是已置位中的最高位)、 特殊EOI命令中帶有用于指定ISR中相應(yīng)位清零的三位編碼信息。特殊EOI命令可以作為任何優(yōu)先級(jí)管理方式的中斷結(jié)束命令。 (8)溢出中斷：8086內(nèi)部中斷中的一種；當(dāng)程序中遇到INTO指令，而且當(dāng)前的溢出標(biāo)志OF=1時(shí)， 產(chǎn)生的中斷為溢出中斷。產(chǎn)生溢出中斷時(shí)，INTO指令和OF=1兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足。,2019年8月3日,習(xí)題解答,46/80,2請(qǐng)說明外設(shè)接口同外設(shè)之間的三

43、種信息數(shù)據(jù)信息、控制信息和狀態(tài)信息的作用 及傳送過程。,解：數(shù)據(jù)信息是CPU同外設(shè)進(jìn)行輸入輸出的主要信息，CPU用OUT指令通過“數(shù)據(jù) 總線”由接口中的“數(shù)據(jù)端口”向外設(shè)輸出“數(shù)據(jù)信息”，用IN指令通過“數(shù)據(jù)總線”讀 入從外設(shè)經(jīng)接口中的“數(shù)據(jù)端口”送來的“數(shù)據(jù)信息”。 控制信息是CPU用OUT指令通過“數(shù)據(jù)總線”經(jīng)接口中的控制端口向外設(shè)輸出的信息，用來控制外設(shè)的啟動(dòng)與停止，選擇接口的工作方式以及把數(shù)據(jù)信息打入外設(shè)數(shù)據(jù)緩 沖器的選通信號(hào)。 狀態(tài)信息是CPU用IN指令通過“數(shù)據(jù)總線”讀入的從外設(shè)經(jīng)接口中的“狀態(tài)端口” 輸入的信息，該信息反映外設(shè)當(dāng)前所處的工作狀態(tài)，用來實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)之間信息傳輸

44、的“同步”。 數(shù)據(jù)信息、控制信息和狀態(tài)信息都是由CPU的數(shù)據(jù)總線來傳送的。,2019年8月3日,習(xí)題解答,47/80,3簡(jiǎn)述查詢式數(shù)據(jù)傳送的工作過程。,解：查詢式數(shù)據(jù)傳送又稱“異步傳送方式”或“條件傳送方式”，其工作過程如下： 在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送前必須首先讀取外設(shè)的當(dāng)前狀態(tài)，檢查外設(shè)是否已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)行數(shù)據(jù)傳 送，如果外設(shè)尚未準(zhǔn)備就緒(通常由狀態(tài)信息BUSY(忙)有效或READY(就緒)無效表示)， 則CPU繼續(xù)查詢外設(shè)狀態(tài)；如果外設(shè)已準(zhǔn)備就緒(通常由狀態(tài)信息BUSY無效或READY有效表示，則CPU可通過數(shù)據(jù)端口進(jìn)行輸入或輸出操作，以實(shí)現(xiàn)同外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送。,2019年8月3日,習(xí)題解答,48/80

45、,4.簡(jiǎn)述中斷傳送方式的工作過程。,解：采用中斷方式傳送數(shù)據(jù)，在硬件方面，在外設(shè)與CPU之間必須有一個(gè)具有中斷控 制邏輯的接口電路，用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的控制，也可以是一般的接口電路(無中斷控制邏 輯)加上一個(gè)專用的中斷控制器(例如8259A可編程中斷控制器)，在軟件方面，必須編制 一段“中斷服務(wù)程序”，以完成CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送。 在中斷傳送方式中，通常在一個(gè)主程序中安排好在某一時(shí)刻啟動(dòng)某一外設(shè)后，CPU繼 續(xù)執(zhí)行主程序。此時(shí)外設(shè)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的準(zhǔn)備工作。當(dāng)外設(shè)完成數(shù)據(jù)傳送的準(zhǔn)備時(shí)， 通過中斷控制邏輯向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，在CPU可以響應(yīng)中斷的條件下(IF=1，在完成當(dāng)前指今后)，現(xiàn)行主

46、程序被“中斷”，通過中斷控制邏輯提供的“中斷 類型碼”，從“中斷向量表”中讀入“中斷向量”轉(zhuǎn)去執(zhí)行“中斷服務(wù)程序”，在中斷服務(wù)程 序中完成次CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送，傳送完成后仍返回被中斷的主程序，從斷點(diǎn)處 繼續(xù)執(zhí)行，并等待外設(shè)的下一次中斷請(qǐng)求。,2019年8月3日,習(xí)題解答,49/80,5簡(jiǎn)述DMA控制器的特點(diǎn)及功能。,解：DMA控制器是內(nèi)存儲(chǔ)器同外設(shè)之間進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳送時(shí)的硬件控制電路，是一種 實(shí)現(xiàn)直接數(shù)據(jù)傳送的專用處理器，它必須能取代在程序控制傳送中由CPU和軟件所完成的 各項(xiàng)功能；它的主要功能是： (1)MAC同外設(shè)之間有一對(duì)聯(lián)絡(luò)信號(hào)線外設(shè)的DMA請(qǐng)求信號(hào)DREQ以及 DMAC向外設(shè)

47、發(fā)出的DMA響應(yīng)信號(hào)DACK； (2)DMAC在接收到DREQ后，同CPU之間也有一對(duì)聯(lián)絡(luò)信號(hào)線DMAC向CPU 發(fā)出總線請(qǐng)求信號(hào)(HOLD或BUSRQ)，CPU在當(dāng)前總線周期結(jié)束后向DMAC發(fā)出總線響 應(yīng)信號(hào)(HLDA或BUSAK，DMAC接管對(duì)總線的控制權(quán)，進(jìn)入DMA操作方式 。 (3)能發(fā)出地址信息，對(duì)存儲(chǔ)器尋址，并修改地址指針， DMAC內(nèi)部必須有能自動(dòng)加1或減1的地址寄存器。,2019年8月3日,習(xí)題解答,50/80,(4)能決定傳送的字節(jié)數(shù)，并能判斷DMA傳送是否結(jié)束 。DMA內(nèi)部必須有能自動(dòng)減1的字計(jì)數(shù)寄存器，計(jì)數(shù)結(jié)束產(chǎn)生終止計(jì)數(shù)信號(hào)； (5)能發(fā)出DMA結(jié)束信號(hào)，釋放總線，使C

48、PU恢復(fù)總線控制權(quán)； (6)能發(fā)出讀、寫控制信號(hào)，包括存儲(chǔ)器訪問信號(hào)和IO訪問信號(hào)。DMAC內(nèi)部必須 有時(shí)序和讀寫控制邏輯。,2019年8月3日,習(xí)題解答,51/80,6圖習(xí)4-l為一LED接口電路，寫出使8個(gè)LED管自上至下依次發(fā)亮2秒的程序， 并說明該接口屬于何種輸入輸出控制方式?為什么?,解：控制程序?yàn)椋?MOV AL，7FH LOP：0UT 10H,AL ；調(diào)用延時(shí)2秒子程序 ROR AL，1 JMP LOP 該接口屬無條件傳送方式，CPU同LED之間無聯(lián)絡(luò)信號(hào)，LED總是已準(zhǔn)備好可以接收來自CPU的信息。,2019年8月3日,習(xí)題解答,52/80,7簡(jiǎn)要說明8086中斷的特點(diǎn)。,解：

49、8086的中斷系統(tǒng)是一個(gè)簡(jiǎn)單而靈活的中斷系統(tǒng)，每個(gè)中斷都有一個(gè)中斷類型碼供CPU進(jìn)行識(shí)別，并據(jù)此從中斷向量表中查取中斷向量，轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的中斷服務(wù)程序。8086最 多能處理256種不同的中斷類型。 8086的中斷可以由CPU外的硬設(shè)備驅(qū)動(dòng)硬件中斷(外部中斷)，也可由軟件中斷 指令啟動(dòng)，或內(nèi)CPU自身啟動(dòng)(在執(zhí)行指令過程中發(fā)生異常現(xiàn)象)軟件中斷(內(nèi)部中 斷)。,2019年8月3日,習(xí)題解答,53/80,8.8086內(nèi)部中斷的特點(diǎn)是什么？,解：內(nèi)部中斷(軟件中斷)的特點(diǎn)是： (1)中斷類型碼或者由指令給出或者是預(yù)先規(guī)定的： (2)不執(zhí)行INTA*(中斷應(yīng)答)總線周期； (3)除單步中斷外，任何內(nèi)部中斷

50、都無法禁止； (4)除單步中斷外，任何內(nèi)部中斷的優(yōu)先級(jí)都比外部中斷高。,2019年8月3日,習(xí)題解答,54/80,9簡(jiǎn)要說明8259A中斷控制器中IRR、ISR和IMR三個(gè)寄存器的功能。,解：中斷請(qǐng)求寄存器IRR用來存放從外設(shè)來的中斷請(qǐng)求信號(hào)IR0IR7。 中斷服務(wù)寄存器ISR用來記憶正在處理的中斷級(jí)別； 中斷屏蔽寄存器IMR用來存放CPU送來的屏蔽信號(hào)，IMR中的某一位或某幾位為 “1”時(shí)，對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求被屏蔽。,2019年8月3日,習(xí)題解答,55/80,10教材中圖4.5的查詢方式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，若ADC的READY信號(hào)出02H端口D7 輸出到CPU數(shù)據(jù)總線，由04H端口輸出D5信息控制A

51、DC的啟動(dòng)(“1”為啟動(dòng))，程序應(yīng) 作哪些改變？,解：只需改動(dòng)兩處： (1)第4條指令A(yù)ND AL，0EFH改為 AND AL，ODFH (2)第10條指令SHR AL，1改為 SHL AL，1。,2019年8月3日,習(xí)題解答,56/80,第5章 并行接口,1解釋題 (1)片選 解：片選信號(hào)以CE*(或CE)表示，只有當(dāng)該信號(hào)有效時(shí)才能使接口芯片進(jìn)入電路工作狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出。片選端通常同1O地址譯碼器的輸出端相連。因此，片選是由指定的I/O地址選中接口芯片以使其進(jìn)入電路工作狀態(tài)的過程。 (2)可編程 解：通過編制相應(yīng)的程序段，用軟件來選擇IO接口芯片按不同的工作方式完成不同的接口任務(wù)

52、；也可在工作過程中用軟件對(duì)IO接口芯片進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)操作，改變工作方式，發(fā)送操作命令、讀取接口芯片的內(nèi)部狀態(tài)等。,2019年8月3日,習(xí)題解答,57/80,(3)聯(lián)絡(luò)信號(hào) 解：并行接口通常要為每個(gè)數(shù)據(jù)端口提供兩條控制線，一條是接口送往外設(shè)的控制線， 另一條是外設(shè)送給接口的狀態(tài)線，這一對(duì)信號(hào)線的有序配合，使CPU通過接口能實(shí)現(xiàn)同外 設(shè)之間正確的數(shù)據(jù)傳送。這一對(duì)保證數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)男盘?hào)線稱為“聯(lián)絡(luò)信號(hào)”或“握手信 號(hào)”。 (4)INTE 解：8255A用于中斷傳送時(shí)的中斷允許信號(hào)，是一個(gè)無外部引出端的位于8255A內(nèi)部 的中斷允許觸發(fā)器的狀態(tài)位。通過軟件對(duì)8255A中PCi的位操作來設(shè)定INTE是“

53、0”還是 “1”，以確定相應(yīng)數(shù)據(jù)口能否用于中斷傳輸，INTE=“1”，允許中斷，INTE“0”，禁止中斷。,2019年8月3日,習(xí)題解答,58/80,(5)OBF* 解：輸出緩沖器滿，8255A工作于方式1輸出時(shí)發(fā)出的數(shù)據(jù)選通信號(hào)。OBF*“0”(有效電平)時(shí)，表示CPU已將數(shù)據(jù)送到8255A的PA 口或PB口，并被鎖存在相應(yīng)端口上。當(dāng)外 設(shè)向8255A返回響應(yīng)信號(hào)ACK*時(shí)，OBF*被置為“1”(無效)。 (6)IBF 解：輸入緩沖器滿，8255A 工作于方式1輸入時(shí)由8255A給外設(shè)的回答信號(hào)，表示外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)已寫入輸入緩沖器，通知外設(shè)暫不送新數(shù)。IBF內(nèi)外設(shè)給8255A的選通信號(hào) ST

54、B*變低后置為“1”(有效)，由CPU的讀信號(hào)RD*清為“0”。,2019年8月3日,習(xí)題解答,59/80,(7)STB* 解：選通信號(hào)。8255A工作于方式1輸入時(shí)，外設(shè)給8255A的選通信號(hào)。STB*有效時(shí)，把輸入數(shù)據(jù)鎖存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)口(PA口或PB 口)。 (8)ACK* 解：應(yīng)答信號(hào)。8255A工作于方式1輸出時(shí)，外設(shè)給8255A的響應(yīng)信號(hào)。ACK*有效時(shí)， 表示外設(shè)已從8255A的相應(yīng)端口接收到CPU輸出的數(shù)據(jù)。,2019年8月3日,習(xí)題解答,60/80,2扼要說明簡(jiǎn)單的IO接口芯片與可編程接口芯片的異同處?,解：相同處：簡(jiǎn)單的I/O接口芯片與可編程接口芯片都能實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)之間進(jìn)

55、行數(shù) 據(jù)傳送的控制，都具有暫存信息的數(shù)據(jù)緩沖器或鎖存器。 不同處：簡(jiǎn)單的IO接口芯片的接口功能比較單一，接口芯片在同CPU與外設(shè)的硬件 連接固定后，接口電路的工作方式以及接口功能就固定了，無法用軟件來改變。而可編程接 口芯片是多功能接口芯片，具有多種工作方式，用戶可通過編制相應(yīng)的程序段，使一塊通用 的IO接口芯片能按不同的工作方式完成不同功能的接口任務(wù)，也可在工作過程中，通過編程對(duì)IO接口芯片進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)操作，改變工作方式，發(fā)送操作命令讀取接口芯片內(nèi)部有關(guān)端口的狀態(tài)信息等。,2019年8月3日,習(xí)題解答,61/80,3根據(jù)接口電路的功能，簡(jiǎn)要說明IO接口電路應(yīng)包括哪些電路單元。,解：接口電路

56、必須實(shí)現(xiàn)如下功能： (1)實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)鎖存器和三態(tài)緩沖器組成的數(shù)據(jù)端口； (2)在程序查詢的I/O方式中，便于CPU與接口電路或外設(shè)之間用應(yīng)答方式來交換信 息控制命令寄存器和狀態(tài)寄存器； (3)在中斷傳送的I/O方式中，必須提供各種中斷控制功能中斷控制邏輯； (4)具有選擇接口電路中不同端口(寄存器)的功能地址譯碼器； (5)能對(duì)地址譯碼器選中的端口實(shí)現(xiàn)讀寫操作讀寫控制邏輯。,2019年8月3日,習(xí)題解答,62/80,4扼要說明8255A工作于方式0和方式1時(shí)的區(qū)別。,解：方式0可以工作于無條件傳送方式，也可工作于查詢傳送(條件傳送)方式，可由 用戶選擇PCL和PCH中各

57、一條線作為PA口和PB口的聯(lián)絡(luò)信號(hào)線，方式0不能工作于中斷 傳送方式； 方式1可以工作于查詢傳送方式和中斷傳送方式，芯片規(guī)定了PC口中6條線作為PA 口和PB口同外設(shè)之間的聯(lián)絡(luò)信號(hào)線以及同CPU之間的中斷請(qǐng)求線。,2019年8月3日,習(xí)題解答,63/80,5試說明8255A在方式1輸入時(shí)的工作過程。(P108),解：方式1輸入時(shí)的時(shí)序圖如圖示：當(dāng)外設(shè)檢查到IBF為低電平，表示輸入緩沖器已空時(shí)，可向PA口或PB口輸入8位數(shù)據(jù)，同時(shí)送出一個(gè)選通信號(hào)STB*，8255A的PA口或PB口數(shù)據(jù)鎖存器在STB*下降沿控制下將數(shù)據(jù)鎖存。8255A向外設(shè)送出高電平的IBF，表示鎖存器中已有數(shù)據(jù)，通知外設(shè) 暫時(shí)

58、不要送新數(shù)。當(dāng)IBF為高電平，STB*也為高電平(在選通脈沖STB*的上升沿后)，如果 此時(shí)PC41(INTEA=1)或PC21(INTEB=1)，這時(shí)PA口或PB口會(huì)向CPU發(fā)出中斷 請(qǐng)求(INTR變?yōu)楦唠娖?，若CPU的IF1，則當(dāng)前指令周期結(jié)束，響應(yīng)中斷，在轉(zhuǎn)入中斷 服務(wù)程序后，在中斷服務(wù)程序中，執(zhí)行IN指令，產(chǎn)生讀信號(hào)RD*、在RD*信號(hào)的前沿(下降 沿)清除INTRRD*的后沿(上升沿)使IBF復(fù)位為零，表示輸入緩沖器中數(shù)據(jù)已被CPU取走，通知外設(shè)可以開始下一輪數(shù)據(jù)傳送。,2019年8月3日,習(xí)題解答,64/80,6試說明8255A在方式1輸出時(shí)的工作過程。,解：方式1輸出時(shí)的時(shí)序圖

59、如圖示。8255A在方式1工作時(shí)的輸出過程是由CPU響應(yīng)中斷開始。當(dāng)輸出設(shè)備接收CPU上次 發(fā)出的數(shù)據(jù)后，發(fā)出ACK*回答信號(hào)，使OBF*“1”(無效)，若8255A在該端口初始化時(shí)已 “開中斷”INTE“1”，則8255A向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，若CPU的IFl，CPU在執(zhí) 行當(dāng)前指令后響應(yīng)中斷，在中斷服務(wù)程序中用OUT指令通過8255A向外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，發(fā)出 WR*信號(hào)；WR*信號(hào)的后沿(上升沿)清除INTR中斷請(qǐng)求信號(hào)，且使OBF*=“0“(有效)， 通知外設(shè)取數(shù)；當(dāng)外設(shè)接收效據(jù)后，發(fā)出ACK*回答信號(hào)，一方面使OBF*“1”(無效)，另 一方面在ACK*信號(hào)的上升沿使INTR“1”(有效)

60、，以此向CPU發(fā)出新的中斷請(qǐng)求，開始 下一輪的輸出。,2019年8月3日,習(xí)題解答,65/80,78255A用作查詢式打印接口時(shí)的電路連接和打印機(jī)各信號(hào)的時(shí)序如圖55所示， 8255A的端口地址為80H一83H、工作于方式0，試編寫一段程序，將數(shù)據(jù)區(qū)中變量DATA 的8位數(shù)據(jù)送打印機(jī)打印，程序以RET指令結(jié)束，并寫上注釋。,解：打印程序?yàn)椋?MOV AL,0BH；置STB*=1 0UT 83H,AL PULL:IN AL,82H；查詢BUSY信號(hào) TEST AL,08H JNZ PULL MOV AL,DATA；將DATA送PA口 OUT 80H,AL NOV AL,0AH；置STB*=0 O

61、UT 83H,AL MOV AL,0BH；置STB*=1 OUT 83H，AL；產(chǎn)生負(fù)脈沖選通信號(hào) RET,2019年8月3日,習(xí)題解答,66/80,8簡(jiǎn)述16位系統(tǒng)中并行接口的特點(diǎn)。,解：用兩片8255A芯片來構(gòu)成一個(gè)16位微機(jī)系統(tǒng)的輸入與輸出接口，一片為偶地址端 口，一片為奇地址端口，偶地址端口的8255A芯片由CPU的地址線A0參與片選譯碼，其8 位數(shù)據(jù)線同CPU的低8位數(shù)據(jù)線D0D7相連；奇地址端口的8255A由CPU的“總線高允許BHE*”參與片選譯碼，其8位數(shù)據(jù)線同CPU的高8位數(shù)據(jù)線D8D15相連。8086CPU可 以對(duì)某一個(gè)8255A的各端口進(jìn)行8位字節(jié)信息傳送，也可以對(duì)兩個(gè)8

62、255A的對(duì)應(yīng)兩個(gè)端口 (兩個(gè)PA口，或兩個(gè)PB口，或兩個(gè)PC口)用一個(gè)總線周期實(shí)現(xiàn)偶地址字的傳送 。,2019年8月3日,習(xí)題解答,67/80,第6章 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器電路,1請(qǐng)說明82535各個(gè)計(jì)數(shù)通道中3個(gè)引腳信號(hào)CLK、OUT和GATE的功能 解：CLK：輸入信號(hào)，用于計(jì)數(shù)工作時(shí)，作為計(jì)數(shù)脈沖輸入；用于定時(shí)工作時(shí)， 作為定時(shí)基準(zhǔn)脈沖輸入。 OUT：輸出信號(hào)，用于計(jì)數(shù)工作時(shí)，指示計(jì)數(shù)滿的輸出信號(hào)；用于定時(shí)工作時(shí)，指示 定時(shí)時(shí)間到的輸出信號(hào)。 GATE：輸入信號(hào)，用于啟動(dòng)或禁止“減1計(jì)數(shù)器”的計(jì)數(shù)操作。,2019年8月3日,習(xí)題解答,68/80,2.簡(jiǎn)述82535的方式2與方式3的工作特點(diǎn)。

63、,解：82535的方式2與方式3的工作特點(diǎn)是： (1)寫入一次計(jì)數(shù)初值后，輸出連續(xù)波形。其實(shí)質(zhì)是，當(dāng)減1計(jì)數(shù)器減為0時(shí)，計(jì)數(shù)初值寄存器立即將原寫入的計(jì)數(shù)初值再次送入減1計(jì)數(shù)器，開始下一輪的計(jì)數(shù)。 (2)減1計(jì)數(shù)器可重新寫入計(jì)數(shù)值，用軟件啟動(dòng)(此時(shí)GATE上必須為高電平)，也可由GATE引腳上低到高的跳變，用硬件觸發(fā)啟動(dòng)。,2019年8月3日,習(xí)題解答,69/80,3.簡(jiǎn)述82535的方式1與方式5的工作特點(diǎn)。,解：82535的方式1與方式5的工作特點(diǎn)是： (1)輸出單一波形，方式1輸出nTCLK寬度的負(fù)脈沖，方式5輸出1TCLK寬度的窄負(fù)脈 ； (2)只能在寫入計(jì)數(shù)初值后，由GATE引腳上低到

64、高的跳變，用硬件觸發(fā)啟動(dòng)減1計(jì)數(shù)器。,2019年8月3日,習(xí)題解答,70/80,482535在寫入計(jì)數(shù)初值時(shí)，二進(jìn)制計(jì)數(shù)和十進(jìn)制計(jì)數(shù)有無區(qū)別?若有，有何區(qū)別?,解：采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)，如果計(jì)數(shù)初值n為8位二進(jìn)制數(shù)(十進(jìn)制數(shù)255)，則在用 MOV AL，n寫入AL時(shí)，n可以寫成任何進(jìn)制數(shù)。如果計(jì)數(shù)初值n為16位二進(jìn)制數(shù)(十進(jìn) 制數(shù)65535)，則可有兩種方式寫入，一種是把十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成4位十六進(jìn)制數(shù)，分兩次寫入 對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)通道(光低后高)；另一種是把十進(jìn)制數(shù)直接寫入AX，即： MOV AX,n O MOV PORT,AL ;PORT為通道地址 MOV AL,AH OUT PORT,AL,2019

65、年8月3日,習(xí)題解答,71/80,采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)，必須把計(jì)算得到的計(jì)數(shù)初佰的十進(jìn)制數(shù)后加上H，變?yōu)锽CD碼表示形式。例如n50，則寫為： MOV Al,50H O)UT PORT,AL 如果n1250，則寫為 MOV AL,50H OUT PORT,AL MOV AL,12H OUT PORT,AL,2019年8月3日,習(xí)題解答,72/80,582535的通道0按方式3工作，時(shí)鐘CLK0的頻率為1MHz，要求輸出方波的重復(fù) 頻率為40KHz，此時(shí)應(yīng)如何寫入計(jì)數(shù)初值。,解：首先計(jì)算計(jì)數(shù)初值 若采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)，則寫入方式為 MOV AI，25 OUT PORT0,AL ； PORT0為通道0的端口地址 若采用十進(jìn)制計(jì)數(shù)，則寫入方式為 MOV AL，25H OUT PORT0,AL,2019年8月3日,習(xí)題解答,73/80,6教材中圖69的82535應(yīng)用實(shí)例中，若通道0和1都采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)，揚(yáng)聲器的發(fā)聲頻率為500Hz，問程序應(yīng)如何改動(dòng)?,解：由于發(fā)聲頻率改為500Hz，則OUT1連續(xù)輸出500Hz方波5秒后停止輸出。通道1的計(jì)數(shù)初值應(yīng)為n12.5x1065005000，因采用二