微机原理与接口技术》.docx
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微机原理与接口技术》
《微机原理与接口技术》
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—习题集
与戴梅萼编著的
《微型计算机技术及应用》
一书配套使用
喻其山
2008年10月18日
目录
第1章微型计算机概述1
第2章8086微处理器1
第3章8086的寻址方式和指令系统(略)3
第4章存储器和高速缓存技术3
第5章微型计算机和外设的数据传输3
第6章串并行通信和接口技术4
第7-9章8259A、DMA控制器和计数器/定时器6
第10章模/数和数/模转换10
第11章键盘和LED显示器12
第15章总线12
第1章微型计算机概述
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?
1.2CPU在内部结构上由哪几部分组成?
CPU应具备哪些主要功能?
1.3累加器和其他通用寄存器相比,有何不同?
1.4微处理器的控制信号有哪两类?
1.5微型计算机采用总线结构有什么优点?
1.6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或数据?
1.7控制总线传输的信号大致有哪几种?
第2章8086微处理器
2.1总线接口部件有哪些功能?
请逐一进行说明。
2.28086的总线接口部件由哪几部分组成?
2.3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?
2.48086的执行部件有什么功能?
由哪几部分组成?
2.5状态标志和控制标志有何不同?
程序中是怎样利用这两类标志的?
8086的状态标志和控制标志分别有哪些?
2.68086/8088和传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同?
这样的设计思想有什么优点?
2.7总线周期的含义是什么?
8086/8088的基本总线周期由几个时钟组成?
如一个CPU的时钟频率为24MHz,那么,它的一个时钟周期为多少?
一个基本总线周期为多少?
如主频为15MHz呢?
2.8在总线周期的T1、T2、T3、T4状态,CPU分别执行什么动作?
什么情况下需要插入等待状态TW?
TW在哪儿插入?
怎样插入?
2.9从引腿信号上看,8086和8088有什么区别?
2.10在对存储器和I/O设备读写时,要用到
、
、
、
信号,这些信号在最大模式和最小模式时分别可用怎样的电路得到?
请画出示意图。
2.11CPU启动时,有哪些特征?
如何寻找8086/8088系统的启动程序?
2.12CPU在8086的微机系统中,为什么常用AD0作为低8位数据的选通信号?
2.138086和8088在最大模式或最小模式时,引腿信号分别有什么不同?
2.148086和8088是怎样解决地址线和数据线的复用问题的?
ALE信号何时处于有效电平?
2.15
信号和A0信号是通过怎样的组合解决存储器和外设端口的读/写的?
这种组合决定了8086系统中存储器偶地址体及奇地址体之间应该用什么信号来区分?
怎样区分?
2.16RESET信号来到后,CPU的状态有哪些特点?
2.17在中断响应过程中,8086往8259A发的两个
信号分别起什么作用?
2.18总线保持过程是怎样产生和结束的?
画出时序图。
2.198086系统在最小模式时应该怎样配置?
请画出这种配置并标出主要信号的连接关系。
2.20时钟发生器的功能是什么?
画出它的线路图。
2.218086在最大模式下应当怎样配置?
最大模式时为什么一定要用总线控制器?
总线控制器的输入信号是什么?
输出信号是什么?
2.22在编写程序时,为什么通常总要用开放中断指令来设置中断允许标志?
2.23T1状态下,数据/地址复用总线上是什么信息?
用哪个信号将此信息锁存起来?
数据信息是在什么时候给出的?
用时序图表示出来。
2.24画出8086最小模式时的读周期时序。
2.258086最多可有多少个中断?
按照产生中断的方法分为哪两大类?
2.26非屏蔽中断有什么特点?
可屏蔽中断有什么特点?
分别用在什么场合?
2.27什么叫中断向量?
它放在那里?
对应于1CH的中断向量存放在哪里?
如果1CH的中断处理子程序从5110H:
2030H开始,则中断向量应怎样存放?
2.28从8086/8088的中断向量表中可以看到,如果一个用户想定义某个中断,应该选择在什么范围?
2.29非屏蔽中断处理程序的入口地址怎样寻找?
2.30叙述可屏蔽中断的响应过程,一个可屏蔽中断或者非屏蔽中断响应后,堆栈顶部四个单元中为什么内容?
2.31一个可屏蔽中断请求来到时,通常只要中断允许标志为1,便可在执行完当前指令后响应,在哪些情况下有例外?
2.32在对堆栈指针进行修改时,要特别注意什么问题?
为什么?
2.33在编写中断处理子程序时,为什么要在子程序中保护许多寄存器?
有些寄存器即使在中断处理子程序中并没有用到也需要保护,这又是为什么(联系串操作指令执行时遇到中断这种情况来回答)?
2.34一个可屏蔽中断响应时,CPU要执行哪些读/写周期?
对一个软件中断又如何?
2.35中断处理子程序在结构上一般是怎样一种模式?
2.36软件中断有哪些特点?
在中断处理子程序和主程序的关系上,软件中断和硬件中断有什么不同之处?
2.37系统中有多个总线模块时,在最大模式和最小模式下分别用什么方式来传递总线控制权?
2.388086存储空间最大为多少?
怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址?
2.39IBMPC/XT系统中,哪个区域为显示缓冲区?
哪个区域用来存放中断向量?
在FFFF0H到FFFFFH单元中存放什么内容?
第3章8086的寻址方式和指令系统(略)
第4章存储器和高速缓存技术
4.1计算机的内存有什么特点?
内存由哪两部分组成?
外存一般指哪些设备?
外存有什么特点?
4.2用存储器件组成内存时,为什么总是采用矩阵形式?
请用一个具体例子进行说明。
4.3为了节省存储器的地址译码电路,一般采用哪些方法?
4.4在选择存储器件时,最重要的考虑因素是什么?
此外还应考虑哪些因素?
4.5什么叫静态RAM?
静态RAM有什么特点?
4.6静态RAM芯片上为什么往往只有写信号而没有读信号?
什么情况下可以从芯片读得数据?
4.7在对静态存储器进行读/写时,地址信号要分为几个部分?
分别产生什么信号?
4.8动态RAM工作时有什么特点?
和静态RAM比较,动态RAM有什么长处?
有什么不足之处?
动态RAM一般用在什么场合?
4.9动态RAM为什么要进行刷新?
刷新过程和读操作比较有什么差别?
4.10动态RAM控制器完成什么功能?
Intel8203从功能上分为哪两部分?
叙述这两部分的工作原理。
4.11ROM、PROM、EPROM分别用在什么场合?
第5章微型计算机和外设的数据传输
5.1外部设备为什么要通过接口电路和主机系统相连?
存储器需要接口电路和总线相连吗?
为什么?
5.2是不是只有串行数据形式的外设需要接口电路和主机系统连接?
为什么?
5.3接口电路的作用是什么?
按功能可分为几类?
5.4数据信息有哪几类?
举例说明它们各自的含义。
5.5CPU和输入/输出设备之间传送的信息有哪几类?
5.6什么叫端口?
通常有哪几类端口?
计算机对I/O端口编址时通常采用哪两种方法?
在8086/8088系统中,用哪种方法对I/O端口进行编址?
5.7为什么有时候可以使两个端口对应一个地址?
5.8CPU和外设之间的数据传送方式有哪几种?
实际选择某种传输方式时,主要依据是什么?
5.9无条件传送方式用在哪些场合?
画出无条件传送方式的工作原理图并说明。
5.10条件传送方式的工作原理是怎样的?
主要用在什么场合?
画出条件传送(查询)方式输出过程的流程图。
5.11设一个接口的输入端口地址为0100H,而它的状态端口地址为0104H,状态口中第5位为1表示输入缓冲区中有一个字节准备好,可输入。
设计具体程序实现查询式输入。
5.12查询式传送方式有什么缺点?
中断方式为什么能弥补查询方式的缺点?
5.13画一个用中断方式进行输出传输的接口电路。
5.14叙述可屏蔽中断的响应和执行过程。
5.15通常解决中断优先级的方法有哪几种?
各有什么优缺点?
5.16和DMA比较,中断传输方式有什么不足之处?
5.17叙述用DMA方式传送单个数据的全过程。
5.18DMA控制器的地址线为什么是双向的?
什么时候往DMA控制器传输地址?
什么时候DMA控制器往地址总线传输地址?
5.19在设计DMA传输程序时,要有哪些必要的模块?
设计一个启动数据块输出的程序段。
5.20在查询方式、中断方式和DMA方式中,分别用什么方法启动数据传输过程?
第6章串并行通信和接口技术
6.1接口部件为什么需要有寻址功能?
设计一个用74LS138构成的译码电路,输入为A3、A4、A5、A8,输出8个信号以对8个接口部件进行选择。
想一想如果要进一步对接口中的寄存器进行寻址,应该怎样实现?
6.2接口部件的输入/输出操作具体对应哪些功能,举例说明。
6.3从广义上说接口部件有哪些功能?
6.4怎样进行奇/偶校验?
如果用偶校验,现在所传输的数据中1的个数为奇数,那么,校验位应为多少?
6.5什么叫覆盖错误?
接口部件如何反映覆盖错误?
6.6接口部件和总线之间一般有哪些部件?
它们分别完成什么功能?
6.7为什么串行接口部件中的4个寄存器可以只用1位地址线来进行区分?
6.8在数据通信系统中,什么情况下可以采用全双工方式,什么情况下可用半双工方式?
6.9什么叫同步通信方式?
什么叫异步通信方式?
它们各有什么优缺点?
6.10什么叫波特率因子?
什么叫波特率?
设波特率因子为64,波特率为1200,时钟频率为多少?
6.11标准波特率系列指什么?
6.12设异步传输时,每个字符对应1个起始位、7个信息位、1个奇/偶校验位和1个停止位,如果波特率为9600,则每秒钟能传输的最大字符数为多少?
6.13在RS–232–C标准中,信号电平与TTL电平不兼容,问RS–232–C标准的1和0分别对应什么电平?
RS–232–C的电平和TTL电平之间用什么器件进行转换?
6.14从8251A的编程结构中,可以看到8251A有几个寄存器与外部电路有关?
一共要几个端口地址?
为什么?
6.158251A内部有哪些功能模块?
其中读/写控制逻辑电路的主要功能是什么?
6.16什么叫异步工作方式?
画出异步工作方式时8251A的TxD和RxD线上的数据格式。
6.17什么叫同步工作方式?
什么叫双同步字符方式?
外同步和内同步有什么区别?
画出双同步工作方式时8251A的TxD线和RxD线上的数据格式。
6.188251A和CPU之间有哪些连接信号?
其中C/
和
、
如何结合起来完成对命令、数据的写入和状态、数据的读出?
6.198086/8088系统中,8251A的C/D端应当和哪个信号相连,以便实现状态端口、数据端口、控制端口的读/写?
6.208251A与外设之间有哪些连接信号?
6.21为什么8251A要提供
、
、
、
四个信号作为和外设的联络信号?
平常使用时是否可以只用其中两个或者全部不用?
要特别注意什么?
说明
端的连接方法。
6.228086系统中采取什么措施来实现8位接口芯片和低8位数据线的连接且满足对奇/偶端口的读/写?
这样做的道理是什么?
6.23对8251A进行编程时,必须遵守哪些约定?
6.248251A的模式字格式如何?
参照教材上给定格式编写如下模式字:
异步方式,1个停止位,偶校验,7个数据位,波特率因子为16。
6.258251A的控制字格式如何?
参照教材上列出的格式给出如下控制字:
发送允许,接收允许,
端输出低电平,TxD端发送空白字符,
端输出低电平,内部不复位,出错标志复位。
6.268251A的状态字格式如何?
哪几位和引腿信号有关?
状态位TxRDY和引腿信号TxRDY有什么区别?
它们在系统设计中有什么用处?
6.27参考初始化流程,用程序对8251A进行同步模式设置。
奇地址端口的地址为66H,规定用内同步方式,同步字符为2个,用奇校验,7个数据位。
6.28设计一个采用异步通信方式输出字符的程序段,规定波特率因子为64,7个数据位,1个停止位,用偶校验,端口地址为40H、42H,缓冲区首址为2000H:
3000H。
6.29并行通信和串行通信各有什么优缺点?
6.30在输入过程和输出过程中,并行接口分别起什么作用?
6.318255A的三个端口在使用时有什么差别?
6.32当数据从8255A的端口C往数据总线上读出时,8255A的几个控制信号
、A1、A0、
、
分别是什么电平?
6.338255A的方式选择控制字和置1/置0控制字都是写入控制端口的,那么,它们是由什么来区分的?
6.348255A有哪几种工作方式?
对这些工作方式有什么规定?
6.35对8255A设置工作方式,8255A的控制口地址为00C6H。
要求端口A工作在方式1,输入;端口B工作在方式0,输出;端口C的高4位配合端口A工作;低4位为输入。
6.36设8255A的4个端口地址为00C0H,00C2H,00C4H,00C6H,要求用置1/置0方式对PC6置1,对PC4置0。
6.378255A在方式0时,如进行读操作,CPU和8255A分别要发什么信号?
对这些信号有什么要求?
据此画出8255A方式0的输入时序。
6.388255A在方式0时,如进行写操作,CPU和8255A分别要发什么信号?
画出这些信号之间的时序关系。
6.398255A的方式0一般使用在什么场合?
在方式0时,如要使用应答信号进行联络,应该怎么办?
6.408255A的方式1有什么特点?
参考教材中的说明,用控制字设定8255A的A口工作于方式1,并作为输入口;B口工作于方式1,并作为输出口,用文字说明各个控制信号和时序关系。
假定8255A的端口地址为00C0H,00C2H,00C4H,00C6H
6.418255A的方式2用在什么场合?
说明端口A工作于方式2时各信号之间的时序关系。
第7-9章8259A、DMA控制器和计数器/定时器
7.18259A的初始化命令字和操作命令字有什么差别?
它们分别对应于编程结构中哪些内部寄存器?
7.28259A的中断屏蔽寄存器IMR和8086/8088CPU的中断允许标志IF有什么差别?
在中断响应过程中,它们怎样配合起来工作?
7.38259A的全嵌套方式和特殊全嵌套方式有什么差别?
各自用在什么场合?
7.48259A的优先级循环方式和优先级特殊循环方式有什么差别?
7.58259A的特殊屏蔽方式和普通屏蔽方式相比,有什么不同之处?
特殊屏蔽方式一般用在什么场合?
7.68259A有几种结束中断处理的方式?
各自应用在什么场合?
除了中断自动结束方式以外,其他情况下如果没有在中断处理程序中发中断结束命令,会出现什么问题?
7.78259A引入中断请求的方式有哪几种?
如果对8259A用查询方式引入中断请求,那会有什么特点?
中断查询方式用在什么场合?
7.88259A的初始化命令字有哪些?
它们各自有什么含义?
哪几个应写入奇地址?
哪几个应写入偶地址?
7.98259A的ICW2设置了中断类型码的哪几位?
说明对8259A分别设置ICW2为30H、38H、36H有什么差别?
7.108259A通过ICW4可以给出哪些重要信息?
什么情况下不需要ICW4?
什么情况下要设置ICW3?
7.11试按照如下要求对8259A设置初始化命令字:
系统中有1片8259A,中断请求信号用电平触发方式,下面要用ICW4,中断类型码为60H、61H……67H,用特殊全嵌套方式,不用缓冲方式,采用中断自动结束方式。
8259A的端口地址为90H、92H。
7.12怎样用8259A的屏蔽命令字来禁止IR3和IR5引腿上的请求?
又怎样撤销这一禁止命令?
设8259A的端口地址为90H、92H。
7.13试用OCW2对8259A设置中断结束命令,并使8259A按优先级自动循环方式工作。
7.14用流程图来表示特殊全嵌套方式的工作过程。
设主程序运行时先在IR2端有请求,接着IR2端又有请求,而此时前一个IR2还未结束,后来IR3端有请求,再后来IR1端有请求。
7.15说明特殊屏蔽方式的使用方法。
为什么要用“或”的方法来设置屏蔽字?
7.1680386系统中,8259A采用了级连方式,试说明在主从式中断系统中8259A的主片和从片的连接关系。
7.17试说明在DMA方式时内存往外设传输数据的过程。
7.18对一个DMA控制器的初始化工作包括哪些内容?
7.19DMA控制器8237A什么时候作为主模块工作?
什么时候作为从模块工作?
在这两种情况下,各控制信号处于什么状态,试作说明。
7.208237A有哪几种工作模式?
各自用在什么场合?
7.21什么叫DMA控制器的自动预置功能?
这种功能是用得很普遍的,举一个例子说明它的使用场合。
7.22用DMA控制器进行内存到内存的传输时,有什么特点?
7.23DMA控制器8237A是怎样进行优先级管理的?
7.24设计8237A的初始化程序。
8237A的端口地址为0000~000FH,设通道0工作在块传输模式,地址加1变化,自动预置功能;通道1工作于单字节读传输,地址减1变化,无自动预置功能;通道2、通道3和通道1工作于相同方式。
然后对8237A设控制命令,使DACK为高电平有效,DREQ为低电平有效,用固定优先级方式,并启动8237工作。
7.25概述怎样用软件方法和硬件方法来进行定时。
7.268253计数器/定时器中,时钟信号CLK、门脉冲信号GATE分别起什么作用?
7.27说明8253在6种工作方式下的特点,并举例说明使用场合。
7.288253工作于模式4和模式5时有什么不同?
7.29编程将8253计数器0设置为模式1,计数初值为3000H;计数器1设置为模式2,计数初值为2010H;计数器2设置为模式4,计数初值为4030H;地址设为0070H、0072H、0074H、0076H。
7.30CPU对应DMA控制器的总线请求响应要比中断请求响应快,请分析其原因。
7.31设8259A工作于优先级循环方式,当前最高优先级为IR4,现在要使优先级最低的为IR1,则应该再设置哪个操作命令字?
具体的值是多少?
7.32下面是一个对8259A进行初始化的程序段,请为下面程序段加上注释,并具体说明各初始化命令字的含义。
PORT0EQU40H;8259A的偶地址端口号
PORT1EQU41H;8259A的奇地址端口号
┆
MOVAL,13H;控制初始化命令字ICW1设为13H,中断请求为边沿触
;发方式,单片8259A,需写入ICW4
MOVDX,PORT0;取8259A的偶地址端口
OUTDX,AL;设置ICW1
INCDX;取8259A的奇地址端口
MOVAL,08H;中断类型码初始化命令字ICW2设为08H,对应于
;IR0~IR7的中断类型码为08H~0FH
OUTDX,AL;设置ICW2
MOVAL,06H;方式控制初始化命令字ICW4设为06H,非特殊全嵌套
;方式,非缓冲方式,中断自动结束方式,工作于8080/8085
;系统中
OUTDX,AL;设置ICW4
答:
初始化命令字的含义见注释。
7.33下面是一个对主从式8259A系统进行初始化的程序段,请对以下程序段加详细注释,并具体说明各初始化命令字的含义。
;主片初始化程序
M82590EQU40H;主片8259A的偶地址端口号
M82591EQU41H;主片8259A的奇地址端口号
┆
MOVAL,11H;控制初始化命令字ICW1设为11H,中断请求为边沿触
;发方式,多片8259A,需设置ICW4
MOVDX,M82590;取主片8259A的偶地址端口
OUTDX,AL;设置ICW1
MOVAL,08H;中断类型码初始化命令字ICW2设为08H,对应于
;IR0~IR7的中断类型码为08H~0FH
INCDX;取主片8259A的奇地址端口
OUTDX,AL;设置ICW2
MOVAL,04H;ICW3设为04H,只有IR2连有从片8259A
OUTDX,AL;设置ICW3
MOVAL,01H;方式控制初始化命令字ICW4设为01H,非特殊全嵌套
;方式,非缓冲方式,非中断自动结束方式,工作于
;8086/8088系统中
OUTDX,AL;设置ICW4
;从片初始化程序
S82590EQU90H;从片8259A的偶地址端口号
S82591EQU91H;从片8259A的奇地址端口号
┆
MOVDX,S82590;取从片8259A的偶地址端口
MOVAL,11H;控制初始化命令字ICW1设为11H,功能同上
OUTDX,AL;设置ICW1
MOVAL,70H;中断类型码初始化命令字ICW2设为70H,对应于
;IR0~IR7的中断类型码为70H~77H
INCDX;取从片8259A的奇地址端口
OUTDX,AL;设置ICW2
MOVAL,02H;ICW3设为02H,表示本从片与主片的IR2相连
OUTDX,AL;设置ICW3
MOVAL,01H;方式控制初始化命令字ICW4设为01H,非特殊全嵌套
;方式,非缓冲方式,非中断自动结束方式,工作于
;8086/8088系统中
OUTDX,AL;设置ICW4
答:
各初始化命令字的含义见注释。
7.348237A在进行单字节方式DMA传输和块方式DMA传输时,有什么区别?
7.35下面是一个常驻内存的中断服务程序框架和它的装配程序,请对此程序的注释进行补充,以便得到一个完整的注释清单。
STACKSEGMENT;设置堆栈段
DW256DUP(?
)
STACKENDS
DATASEGMENT;设置数据段
8259P0EQU40H;8259A的偶地址端口号
8259P1EQU41H;8259A的奇地址端口号
┆
DATAENDS
CODESEGMENT;设置代码段
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA,SS:
STACK;段说明
START1:
JMPSTART2;程序开始,直接转START2执行
INTSUBPROCFAR;定义一个远过程(段外子程序)INTSUB
STI;开中断
PUSHES;保护现场
PUSHDS
PUSHAX
PUSHBX
PUSHSI
PUSHDI
┆;中断处理内容
POPDI;恢复现场
POPSI
POPBX
POPAX
POPDS
POPES
MOVAL,20H;发一般的中断结束命令
MOVDX,8259P0;取8259A偶地址
OUTDX,AL
IRET
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