山东理工大学通信工程微机原理作业.docx
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山东理工大学通信工程微机原理作业
CPU有几部分组成,说明每一部分的功能
标志寄存器的标志分类,每一个标志的含义。
有几种工作模式?
按照什么进行划分的
CPU的引脚图
引脚的特征及作用
引脚的分类
最小模式的典型配置和最大模式的典型配置的区别
时钟发生器、地址锁存器、数据收发器和总线控制器等部件的作用
请做出简单回答或提出问题,作为预习的依据。
CPU由两部分组成,总线接口部件和执行部件。
总线接口部件负责对全部引脚的操作,执行部件负责进行所有指令的解释和执行,同时管理那些寄存器(8个16位通用寄存器,一个16位标志寄存器FLAGS等等)。
标志寄存器是16位的寄存器,但实际上8086只用到9位,其中的6位是状态标识位,3位是控制标识位。
状态标志位分别是CF,PF,AF,ZF,SF,和OF。
CF:
进位标志位。
PF:
奇偶标志位。
AF:
辅助进位标志。
ZF:
零标志位。
SF:
符号标志位。
OF:
溢出标志位。
控制标志位包括DF,IF,TF。
DF:
方向标志位。
IF:
中断允许标志位。
TF:
单步标志位。
8086微处理器工作模式有最大模式和最小模式。
按照直接不直接提供控制信号进行划分。
cpu引脚图如下
引脚的特征及作用:
AD15~AD0(I/O,三态):
地址/数据复用引脚。
地址/数据总线。
A19/S6 ~ A16/S3(O,三态):
地址/状态复用引脚。
地址/状态总线。
BHE /S7 (O,三态):
数据线高8位允许/状态复用引脚。
总线高允许/状态。
NMI(In):
非屏蔽中断请求线,上升边触发。
不可屏蔽中断请求。
INTR (In) :
可屏蔽中断请求线,高电平有效。
可屏蔽中断请求。
RD (O,三态) :
读选通信号,低电平有效。
读控制。
CLK (In) :
时钟信号,处理器基本定时脉冲。
系统时钟。
RESET (In) :
复位信号,高电平有效。
系统复位。
READY (In):
准备好信号,高电平有效。
处理器与存储器及I/O接口速度同步的控制信号。
TEST (In):
测试信号,低电平有效。
处理器执行WAIT指令的控制信号。
MN/MX (In):
最大/最小工作模式选择信号。
硬件设计者用来决定8086工作模式,MN/MX =1 8086为最小模式, MN/MX =0 8086为最大模式。
Vcc (In):
处理器的电源引脚,接 +5V电源。
GND:
处理器的地线引脚,接系统地线。
8086微处理器引脚,在逻辑上可分为3类:
地址总线信号、数据总线信号、控制总线信号。
还有一些专用信号:
电源、地、时钟。
最小模式MN/ 端引脚接+5v,最大接地。
最大模式能对多个中断源进行中断优先级的管理,最小模式不能。
时钟发生器8284是用于提供系统所需的时钟信号,对准备信号及复位信号进行同步;地址锁存器锁存地址信号,使得在数据读/写期间,地址信号稳定。
总线控制器用来控制主板,数据收发器没找到。
总线收发器的作用是增加总线的负载驱动能力。
1、已知x和y,用补码计算x+y,同时指出运算结果是否溢出。
(1) x=+110110 y=+101010
[x]补=00110110[y]补=00101010
[x]补+[y]补=01100000无溢出
(2) x=+110110 y=-101101
[x]补=00110110[y]补=1101001
[x]补+[y]补=00001001无溢出
(3) x=-101100 y=-000001
[x]补=11010100[y]补=11111111
[x]补+[y]补=111010011无溢出
2、已知x和y,用补码计算x-y,同时指出运算结果是否溢出。
(1) x=+1001011 y=-1100001
[x]补=01001011[y]补=10011111
[x]补-[y]补=110101100有溢出
(2) x=-1010110 y=-1000111
[x]补=10101010[y]补=01000111
[x]补-[y]补=01100011有溢出
1、已知x和y,用补码计算x+y,同时指出运算结果是否溢出。
(1) x=+1110110 y=+1001010
[x]补=01110110[y]补=01001010
[x]补+[y]补=11000000有溢出
(2) x=+1100110 y=-1101101
[x]补=01100110[y]补=10010011
[x]补+[y]补=11111001无溢出
(3) x=-1001100 y=-0100001
[x]补=10110100[y]补=11011111
[x]补+[y]补=100010011有溢出
2、已知x和y,用补码计算x-y,同时指出运算结果是否溢出。
(1) x=+1101011 y=+1000001
[x]补=01101011[y]补=10111111
[x]补-[y]补=111101010有溢出
(2) x=-1000110 y=-1100111
[x]补=10111010[y]补=01100111
[x]补-[y]补=010101101有溢出
(3) x=-1011001 y=+1000011
[x]补=10100111[y]补=10111101
[x]补+[y]补=111101010有溢出
1、简单说明以下基本电路部件的作用。
触发器 :
是计算机的记忆装置的基本单元,一个触发器存储一位二进制数。
寄存器:
用于暂存数据,指令等
缓冲寄存器:
用于暂存某个数据或地址,以便在适当的时间节拍和给定的计算步骤将数据输入或输出到其他记忆元件中去。
移位寄存器:
数据寄存和移位
计数器:
当一个计数脉冲到达时,它会按二进制计数的规律累计脉冲数,使存储在其中的数字加1.
累加器:
输入,输出数据,完成移位
三态电路(三态门):
如果一条信号传输线既能与一个触发器接通,也可以与其断开而与另一个触发器接通,则一条信号传输线就可以传输任意多个触发器的信息。
三态缓冲器(三态寄存器):
三态门加到寄存器电路上。
2、简单说明以上基本电路部件之间的关系:
N个触发器可以组成一个N位寄存器,累加器有多个触发器组成,三态寄存器由三态门加到寄存器上组成。
3、常见的译码器有哪些?
简单说明这些译码器的工作原理。
2-4译码器,3-8译码器,4-16译码器
71LS138有三个附加的控制端。
当输出为高电平(S=1),译码器处于工作状态。
否则,译码器被禁止,所有的输出端被封锁在高电平。
这三个控制端也叫做“片选”输入端,利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。
带控制输入端的译码器又是一个完整的数据分配器。
如果把作为“数据”输入端(在同一个时间),而将作为“地址”输入端,那么从送来的数据只能通过所指定的一根输出线送出去。
这就不难理解为什么把叫做地址输入了。
例如当=101时,门的输入端除了接至输出端的一个以外全是高电平,因此的数据以反码的形式从输出,而不会被送到其他任何一个输出端上。
:
存储器是怎样组织的?
、理解存储单元、存储地址等基本知识
8086的存储器是以字节为单位组织的;存储单元一般应具有存储数据和读写数据的功能,以8位二进制作为一个存储单元,也就是一个字节;与存储单元一一对应的地址称为存储单元的物理地址。
存储器的结构是怎样的?
存储器采取分段管理,是分段结构。
存储器为什么采用分段管理?
分段结构可以实现在有限的地址线路条数的情况下可寻址更大的存储空间...
8086有20根地址线..其内部寄存器都是16位的,可寻址2的16次方字节,也就是64kb,这个大小完全不能满足使用,因此采用了分段技术,将内存空间划分为无数个逻辑段,逻辑段没有固定的位置,可以在内存中任意浮动。
写的程序中指令了只用到16位地址,缩短了指令长度,提高了程序执行速度。
存储器物理地址是怎样形成的?
当cpu寻址某个存储单元时,由专门的地址加法器将有关段寄存器的内容左移四位后,与16位偏移地址相加,从而形成20位的物理地址。
你是怎样理解复位与启动的?
当8086在RESET引脚上检测到一个脉冲的上升沿时,它将停止正在进行的所有操作,处于初始化状态,直到RESET信号变低。
8086CPU复位时,结束原有的操作和状态,维持在复位状态,各内部寄存器级指令队列被设置为初始值。
你是怎样理解时序的?
在一个周期内,各状态完成的顺序。
你是怎样理解读、写总线周期的?
读、写总线周期指CPU通过外部总线完成从存储器或外设端口读、写一次数据所需的时钟周期数。
:
1、试说明8086CPU工作在最大和最小模式下系统基本配置的差异。
最小工作模式用于单机系统,系统中所有总线控制信号由8086直接提供,因此系统中的总线控制电路可减少到最少;最大工作模式用于多处理机系统,8086作为主处理器,其他为协处理器,协助主要处理器工作。
在最大模式下,系统所需要的控制信号均由总线控制器提供。
2、8086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有哪些?
输出信号有哪些?
8086在最大模式下配置总线控制器8288、时钟发生器、总线锁存器和总线收发器,让最小模式下的HOLD和HLDA引脚成为其他作用,同协处理器或I/O处理器相连接。
因为最大模式下一般包含两个或多个处理器,这样就要解决住处理器和协处理器之间的协调工作,以及对系统总线的共享控制问题,而8288总线控制器就起了这个作用。
输入信号有IOB、
、CEN和CLK;输出信号有ALE、DEN、DT/
和MCE/
。
3、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申请、释放总线控制权?
在最小模式下,8086直接提供请求访问总线的逻辑信号HLDA。
当总线主设备请求控制权时,可以通过HOLD请求逻辑使输入到8086CPU的HOLD信号变成有效(高电平),如果8086响应HOLD请求,则8086CPU输出信号HLDA变为有效(高电平),以此作为对总线主设备请求的回答,同时使8086的地址总线、数据总线、
信号以及有关的总线控制信号和命令输出信号处于高阻状态。
此外,地址锁存器和数据收发器的输出也处于高阻状态。
这样,8086cpu不再控制总线,一直保持到HOLD信号变为无效(低电平),8086重新获得总线控制权为止。
在最大模式下,当IOB为0时,8288处于系统总线方式,总线仲裁逻辑通过向输入端
发送低电平表示总线可供使用;当IOB为1时,8288处于I/O总线工作方式,在该方式下,所有I/O命令线总是可以有效的,且与
状态无关,而对存储器访问的命令都无效。
一、汇编语言的特点
直观,容易理解,便于记忆和书写
二、汇编语言指令的格式
一般格式:
标号 :
操作码 操作数 ; 注释
三、机器指令与汇编语言指令的区别?
汇编语言指令,它将机器指令用易于理解和记忆的单词或单词缩写符号来描述,用它写出的程序需要翻译成机器语言程序后才能运行,不过翻译非常非常简单;机器指令,它直接用二进制指令格式编写或构造程序。
机器指令用一组二进制编码来表示,他是及其所能直接理解和执行的指令。
人们用助记符来代替这种二进制表示的指令,这就形成了汇编指令。
四、寻址方式:
1、寻找谁的地址?
2、有多少寻找方式?
3、为什么要有这么多寻找方式?
寻找数据或指令的地址;数据寻址方式3种,指令寻址方式也有3种;
(1)立即寻址;
(2)直接寻址;(3)寄存器寻址;(4)寄存器间接寻址;(5)基址寄存器加变址寄存器间接寻址; (6)相对寻址;(7)位寻址。
这是为了在效率和方便性上找一个平衡。
立即数寻址和寄存器寻址在效率上是最快的,但寄存器仅有几个非常宝贵不可能将操作数都存入其中等待使用,立即数的使用场合也非常有限,这样就需要将数据保存在内存中,然后使用直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址加变址寻址、相对基址加变址寻址这些寻址方式将内存中的数据移入寄存器中。
五、为什么要学习汇编语言?
①汇编语言将长期存在
如果基于存储(机器指令)程序式计算机的原理结构不变,汇编语言将一直存在,这是其他高级语言无法企及的;
②汇编语言是计算机原理的重要内容
通过汇编语言指令才能正确全面地了解计算机的基本功能和行为方式;任何其他编程语言都必须编译成机器语言(本质上也可以说是汇编语言)代码才能被计算机接受和执行,所以,汇编语言在计算机中居于顶(软件之)天立(硬件之)地的重要地位,是计算机原理的重要内容,是多门计算机专业课的重要基础。
③汇编语言适合初学者学习
汇编语言是一门功能基本完备、涉及面全、小巧玲珑的编程语言,且门槛不高,比较适合初学者学习。
通过学习汇编语言,能使我们从CPU的层面思考问题,可有效提高计算机科研及应用开发的思维深度。
④透析高级语言功能机理的有效工具
任何高级语言都必须翻译成机器(或汇编)语言才能执行,所以任何高级语言的功能和实现机理,最终都将以机器(或汇编)代码的形式————简明无二义性地表述出来:
这就是说,我们可以通过反汇编代码,透析和研究任何高级语言的功能和实现机理。
双操作数指令格式:
操作码 DST,SRC
单操作数指令格式:
操作码 DST
无操作数指令格式:
操作码
一、判断下列各题是否正确,若错误,请指出错误的地方。
1、MOVAX,6[BX}
2、MOVCX,[DX]
3、MOVIP,1000H
4、MOV56,BL
5、MOV[BX][SI],[1000H]
6、MOVBX,[DS]
7、MOVDS,2300H
8、MOVDX,AL
9、MOVAX,54
10、MOV[DI],89H
1 错误 “}”应该改为“]”
2 正确
3 错误 不能给指令指针寄存器赋值
4 错误 56所处位置为 目的,应该为某个地址
5 正确
6 正确
7 错误 不能给段寄存器直接赋值
8 错误 DX,十六位寄存器,AL,八位寄存器,不能把八位寄存器数据传给十六位寄存器
9 正确
10 正确
1、数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令的格式、功能。
数据传送指令:
格式操作码DST,SRC
功能是将数据,地址或立即数传送到寄存器或存储单元中;
算术运算指令:
格式操作码DST,SRC
功能是实现算术加、减、乘、除等运算。
逻辑运算指令:
格式操作码DST,SRC
功能是进行与或非逻辑运算
2、上述指令的使用
数据传送指令:
用于传送数据。
算术运算指令:
四则运算的实现。
逻辑运算指令:
逻辑运算的实现。
3、编写一段程序Z=(X+Y)*6/5
MOVAX,X
ADDAX,Y
IMUL6
IDIV5
4、使某个寄存器清0
XORAX,AX
ANDAX,0
5、使某个寄存器内容取反。
XORAx,0F0H
6、使寄存器的低8位为0
ANDCX,0FFF0H
7、使寄存器的高4位为1
XORAL,0FH
1、使BL寄存器的最高位置1
ORBL,80H
2、使AX寄存器的低4位清0,高位不变。
ANDAX,0FFF0H
3、使AX寄存器清0.
XORAX,AX
4、使AL寄存器高4位求反,低4位不变
XORAL,0F0H
1、编程计算S=X*6+(Y/20)-Z ,X、Y是字节型的,Z、S是字型的数据。
MOVAXX
IMUL6
IDIVY
SUBAXZ
DATASSEGMENT
;此处输入数据段代码
XDW1;自行设置
YDW2;自行设置
ZDW3;自行设置
SDW2DUP(?
)
DATASENDS
STACKSSEGMENT
STACKSENDS
CODESSEGMENT
ASSUMECS:
CODES,DS:
DATAS,SS:
STACKS
START:
MOVAL,Y
MOVBL,20
CBW
IDIVBL
MOVCL,AL
MOVAL,X
MOVBL,6
IMULBL
MOVDX,AX
MOVBX,Z
MOVAL,CL
CBW
ADCAX,DX
SBBBX,AX
MOVS,BX
INT21H
CODEENDS
ENDSTART
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- 山东 理工大学 通信工程 微机 原理 作业
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