《微机原理及接口技术》课后习题详细解答(期末复习)

第1章微型计算机系统概述

〔习题1.3〕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？

〔解答〕微机主要有存储器、I/O设备和I/O接口、CPU、系统总线、操作系统和应用软件

组成，各部分功能如下：

CPU：统一协调和控制系统中的各个部件

系统总线：传送信息

存储器：存放程序和数据

I/O设备：实现微机的输入输出功能

I/O接口：I/O设备与CPU的桥梁

操作系统：管理系统所有的软硬件资源

（习题1.10）简述计算机中“数”和“码”的区别，计算机中常用的数制和码制各有哪

些？

（解答）（1）数一用来直接表征量的大小，包括：定点数、浮点数。

（2）码一用来指代某个事物或事物的某种状态属性，包括：二进制、八进制、

十进制，十六进制

区别：使用场合不同，详见P16.

〔习题1.12〕请写出与数据+37和-37对应的8位机器数原码、反码、补码和移码，并

分别用二进制和十六进制表示出来。

〔解答〕

原码反码补码

+3700100101/25H00100101/25H00100101/25H

-3710100101/A5H11011010/DAH11011011/DBH

〔习题1.13赠将上题中+37和-37的8位补码机器数分别扩充为16位和32位的形式,

用十六进制表示出来。

〔解答〕

+37-37

16位32位16位32位

0025H00000025HFF5BHFFFFFF5BH

第2章微处理器指令系统

〔习题2.1〕微处理器内部具有哪3个基本部分？8088分为哪两大功能部件？其各自的

主要功能是什么？

〔解答〕算术逻辑单元ALU、寄存器组和控制器；

总线接口单元BIU：管理8088与系统总线的接口负责cpu对接口和外设进行访问

执行单元EU：负责指令译码、执行和数据运算；

8位CPU在指令译码前必须等待取指令操作的完成，8088中需要译码的指令己经

取到了指令队列，不需要等待取指令。而取指令是CPU最为频繁的操作，因此8088的结

构和操作方式节省了大量等待时间，比8位CPU节省了时间，提高了性能。

〔习题2.2〕说明8088的8个8位和8个16位通用寄存器各是什么？

〔解答〕8个8位寄存器：AH、AL、BHxBL、CH、CL、DH、DL；

8个16位寄存器：累加器AX、基址寄存器BX、计数器CX、数据寄存器DX、源地

址寄存器SI、目的地址寄存器DI、基址指针BP、堆栈指针SP。

〔习题2.3〕什么是标志？状态标志和控制标志有什么区别？画出标志寄存器FLAGS,说

明各个标志的位置和含义。

（解答）标志用于反映指令执行结果或者控制指令执行形式。

状态标志用于记录程序运行结果的状态信息；

控制标志用于控制指令执行的形式。

15121110987654321G

||OF|DF|IF|TF|SF|ZF||AF||PF|

OF--溢出标志，若算术运算的结果有溢出，则OF=1；否则OF=0

DF--方向标志

IF-中断允许标志

TF-陷阱标志

SF--符号标志

ZF-零标志，若运算结果为0,则ZF=1；否则ZF=0

AF--辅助进位标志

PF-奇偶标志

CF.•进位标志，当运算结果的最高有效位有进位（加法）或借位（减法）时，进位标志置

为1,即CF=1；否则CF=0o

(习题2.5)什么是8088中的逻辑地址和物理地址？逻辑地址如何转换成物理地址？1MB

最多能分成多少个逻辑段？请将如下逻辑地址用物理地址表达：

(1)FFFFH:0(2)40H:17H(3)2000H:4500H(4)B821H:4567H

〔解答〕

.物理地址：物理存储单元具有的一个唯一的20位编号

逻辑地址：在8()88内部和用户编程时，所采用的“段地址：偏移地址”形式

将逻辑地址中的段地址左移二进制4位(对应16进制是一位，即乘以16),加上偏移

地址就得到20位物理地址

1MB最多能分成1MB+16B=22O+24=216个逻辑段，因为每隔16个字节单元就可以

开始一个逻辑段

(1)FFFFH:0=FFFF0H

(2)40H:17H=00417H

⑶2000H:4500H=24500H

(4)B821H:4567H=BC777H

〔习题2.7〕什么是有效地址EA?8088的操作数如果在主存中，有哪些寻址方式可以存

取它？

(解答)8088的存储空间分段管理，程序设计时采用逻辑地址。由于段地址在默认的或指

定的段寄存器中，所以只需要偏移地址，称为有效地址EA.

操作数在主存中有以下几种寻址方式：直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基

址变址寻址、相对基址变址寻址。

(习题2.8)已知DS=2000H、BX=0100H、SI=0002H,存储单元[20100H]〜[20103H]

依次存放12H、34H、56H、78H,[21200H]〜[21203H]依次存放2AH、4cH、B7H、65H,

说明下列每条指令执行完后AX寄存器的内容，以及源操作数的寻址方式？

(1)movax,1200h

(2)movax,bx

⑶movax,[1200h]

(4)movax,[bx]

(5)movax,[bx+1100h]

(6)movax,[bx+si]

(7)movax,[bx][si+1100h]

〔解答〕

(1)movax,1200h；AX=1200H,立即数寻址

(2)movax,bx；AX=0100H,寄存器寻址

(3)movax,[1200h]；AX=4C2AH,直接寻址

(4)movax,[bx];AX=3412H,寄存器间接寻址

(5)movax,[bx+llOOh]；AX=4C2AH,寄存器相对寻址

(6)movax,[bx+si]；AX=7856H,基址变址寻址

(7)movaxJbxlfsi+UOOh]；AX=65B7H,相对基址变址寻址

〔习题2.11〕给出下列各条指令执行后AL值，以及CF、ZF、SF、OF和PF的状态:

moval,89h

addal,al

addal,9dh

cmpal,Obch

subal,al

decal

incal

〔解答〕

moval,89h；AL=89HCFZFSFOFPF

addal,al；AL=12H10011

addal,9dh；AL=0AFH00101

cmpal,Obch；AL=0AFH10101

subal,al；AL=00H01001

decal；AL=OFFH00101

incal；AL=OOH01001

〔习题2.13〕设X、Y、Z、V均为16位带符号数，分别装在X、Y、Z、V存储单元中，阅

读如下程序段，得出它的运算公式，并说明运算结果存于何处。

movax,X

imulY

movex,ax

moxbx,dx

movax,Z

cwd

addex,ax

adcbx,dx

subex,540

sbbbx,0

movax,V

cwd

subax,ex

sbbdx,bx

idivX

(解答)：[V—(X*Y+Z—540)]/X

〔习题2.18〕如下是一段软件延时程序，请问NOP指令执行了多少次?

xorcx.cx

delay：nop

loopdelay

（解答）：FFFFH-0001H=2,6-1=65535

（若将“xorex,ex”改为“movex,0”,则为0次）

第3章汇编语言程序设计

简化段定义格式的源程序框架完整段定义格式的源程序框架

.modelsmallstacksegmentstack

.stackdb1024dup(O)

.datastackends

•••••••••datasegment

.code...；在数据段定义数据

star：movax,@datadataends

movds,axcodesegment'code'

...........assumecs:code,ds:data,ss:stack

movax,4c00hstart:movax,data

int21hmovds,ax

..............;在代码段填入指令序列

endstartmovax,4c00h

int21h

...；子程序代码

codeends

endstart

〔习题3.13〕名字和标号有什么属性？

（解答）：包括逻辑地址一名字和标号对应存储单元的逻辑地址，含有段地址和偏移地址。

类型-标号、子程序名的类型可以是NEAR（近）和FAR（远），分别表示

段内或段间

变量名的类型可以是BYTE（字节）、WORD（字）和DWORD（双字）等。

第4章微处理器的外部特性

（习题4.1）8088一共有20根地址线。在访问内存时它所使用的地址线是比辿，可

直接寻址匪的内存空间；在访问外设时它所使用地址线是A0〜A15,共能寻址64K个

输入输出端口。实际上，PC/XT在寻址外设时，只使用地址线A0〜A9若A9=l,说明它要

寻址的I/O端口位于I/O通道。

〔习题4.2〕总线操作指的是发生在总线上的某些特定的操作，总线周期指的是CPU通

过总线操作与外界（存储器和I/O端口）进行一次数据交换的过程（时间）,对8088引

脚信号来说，其典型的总线周期由2个T状态组成。如果8088的CLK引脚接5MHz的时

钟信号，那么每个T状态的持续时间为200ns.

〔习题4.4〕在8088的工作过程中，什么情况下会产生T,?具体发生在什么时刻？

〔解答〕

■当8088进行读写存储器或I/O接口时，如果存储器或DO接口无法满足CPU的读

写时序（来不及提供或读取数据时），需要CPU插入等待状态Tw。

■在读写总线周期的T3和T4之间插入Two

〔习题4.9〕以最小组态下的I/O读为例，说明在T?〜期间，8088CPU和I/O端口的工

作表现。

（解答〕：P109-110

〔习题4.11〕在最小组态下，当8088在进行存储器读、存储器写、输入和输出操作时,

其引脚信号IO/丽、而和裱的有效状态各是什么情况？

（解答］：P1O1

第5章存储器系统

〔习题5.2〕在半导体存储器中，RAM指的是随机存取存储器,它可读可写，但断电后信

息一般会丢失；而ROM指的是只读存储器,正常工作时只能从中学取J言息，但断电

后信息不会丢失。以EPROM芯片2764为例，其存储容量为8KX8位，共有2条数据线、

13条地址线。用它组成64KB的ROM存储区共需8片芯片。

〔习题5.4〕一个容量为4KX4位的假想RAM存储芯片，它应该有多少个地址引脚和多少

个数据引脚？如果让你来进行设计，那么需要安排哪些控制引脚？这些引脚分别起什么样

的控制作用？

〔解答〕

■（非双译码设计，即单译码设计时）应该有12根地址线引脚，以及4根数据线引脚

■控制引脚：

-读取信号OE*：有效时，表示读取存储单元的数据

■写入信号WE*：有效时，表示将数据写入存储单元

-片选信号CS*：有效时，表示选中该芯片，可以进行读写操作

（习题5.7〕什么是存储芯片连接中的“位扩充”和“地址扩充”?采用静态RAM芯片2114

（1KX4位）或动态RAM芯片4116（16KX1位）来组成32KB的RAM存储区，请问各需要

多少芯片？在位方向和地址方向上各需要进行什么样的扩充？

〔解答〕

位扩充一存储器芯片数据位数小于主机数据线数时，利用多个存储器芯片在数据

“位”方向的扩充；

■地址扩充（字扩充）——当一个存储器芯片不能满足系统存储容量时，利用多个

存储器芯片在“地址”方向的扩充

■组成32KB存储空间，用SRAM2114（1KX4）需要64个芯片；

■组成32KB存储空间，用DRAM4116（16KX1）需要16个芯片；

■它们都需要进行位扩充和地址扩充

第6章输入输出及接口

〔习题6.1〕在80x86系统中，I/O口的地址采用I/O端口独立编址方式,访问端口时要

使用专门的使0（输入输出）指令,有Z种寻址方式，其具体形式是：直接寻址和通过

DX间接寻址。

〔习题6.2〕一般的I/O接口电路安排有哪三类寄存器？它们各自的作用是什么？

〔解答〕（1）数据寄存器

■保存外设给CPU和CPU发往外设的数据

（2）状态寄存器

■保存外设或接口电路的状态

（3）控制寄存器

■保存CPU给外设或接口电路的命令

（习题6.3）简述CPU与外设进行数据交换的几种常用方式。

（解答）：P159

（习题6.8）什么是中断源？为什么要安排中断优先级？什么是中断嵌套？什么情况下程

序会发生中断嵌套？

〔解答〕

•中断源：计算机系统中引起中断的事件或原因

•当多个中断源同时请求时，CPU需要利用中断优先权决定首先响应哪一个；当一

个中断正在服务时，又发生了新的中断请求，CPU需要利用中断优先权确定后者是否优

先权更高，以便实现中断嵌套

•中断嵌套：当一个中断服务时CPU又响应新的中断请求就形成中断嵌套

•CPU允许中断（开中断）、新的中断请求比正在服务的中断优先权更高，通常发

生中断嵌套

第8章中断控制接口

〔习题8.1〕8088CPU具有哪些中断类型？各种中断如何产生，如何得到中断向量号？

〔解答1〕：内（软）中断、外（硬）中断，具体如下：

-除法错中断：在执行除法指令时，除数为0或商超过了寄存器所能表达的范围产生

-指令中断：在执行中断指令INTn时产生

■溢出中断：在执行溢出中断指令INTO时，溢出标志OF为1产生

■单步中断：单步标志TF为1,在每条指令执行结束后产生

■非屏蔽中断：外部通过NMI请求信号向微处理器提出请求时产生

-可屏蔽中断：外部通过INTR请求信号向微处理器提出请求，并在允许可屏蔽中断

的条件下产生

（解答2）：

-除法错中断、溢出中断、单步中断、非屏蔽中断的向量号是8086微处理器内部已

经确定

-指令中断的操作数n就是向量号

■可屏蔽中断的向量号在响应中断时通过数据总线从外部获得

〔习题8.2〕8088中断向■表的作用是什么？

（解答）：中断向量表是一种表数据结构。是中断向量号与对应中断服务程序之间的连接

表。

〔习题8.5〕PC/XT机的ROM-BIOS对8259A的初始化程序如下：

movaU13h

out20h,al

moval,08h

out21h,al

moval,09h

out21h,al

请说明其设定的工作方式。

（解答）

moval,13h；13H=（）0010011,设定工作方式：单片，边沿触发，要写入ICW4

out20h,al；写入ICW1：主（单）片地址是20H（参见表8・1）

moval,08h；08H=00001000,设定主（单）片IRo的中断向量号为08H

out21h,al；写入ICW2：地址参见表8」

moval,09h；09H=00001001,设定为16位80x86CPU、非自动中断结束、

；该片8259A是从片（按教材是“从”片，个人认为应该是“主片”）、

;8259A数据线采用缓冲方式、8259A工作于普通全嵌套方式

out21h,al；写入ICW4：地址参见表8・1

〔习题8.8〕某一8086CPU系统中，采用一片8259A进行中断管理。设定8259A工作在普

通全嵌套方式，发送E0I命令结束中断，采用边沿触发方式请求中断，IRo对应的中断向

■号为90H。另外，8259A在系统中的1/0地址是FFDCH（Ao=0）和FFDEH（Ao=1）o请编写

8259A的初始化程序段。

〔解答〕

MOVDX,OFFDCH；地址参考教材表8・1

MOVAL,00010011；参见教材图8-7

OUTDX,AL

MOVDX,0FFDEH；地址参考教材表8-1

MOVAL,10001000；参见教材图8・7、204/205页例程

OUTDX,AL*

MOVAL,00000111；参见教材图8-7

OUTDX,AL*

第9章定时计数控制接口

〔习题9.3〕8253每个通道有一种工作方式可供选择。若设定某通道为方式0后，其输

出引脚为其电平；当写入计数初值(并进入减1计数器)后通道开始计数,CLK信

号端每来一个脉冲减1计数器就减1；当计数器减为0,则输出引脚输出注电平，

表示计数结束。8253的CLKo接1.5MHz的时钟，欲使OUT。产生频率为300KHz的方波信号,

则8253的计数值应为5(=1.5MHz+300KHz),应选用的工作方式是

〔习题9.4〕试按如下要求分别编写8253的初始化程序，已知8253的计数器。〜2和控

制字I/O地址依次为204H〜207H。

⑴使计数器1工作在方式0,仅用8位二进制计数，计数初值为128。

⑵使计数器0工作在方式L按BCD码计数，计数值为3000。

⑶使计数器2工作在方式2,计数值为02F0H。

［解答〕为便于理解，在语句后面加了注释。真正答题时不需要写注释

⑴；写入方式控制字

MOVAL,50H；50H=01010000,参考图9・9

MOVDX,207H;地址参考表9/

OUTDX,AL;写入方式控制字

;写入计数初值

MOVAL,128；80H：计数初值

MOVDX,205H;计数器1的地址参考表94

OUTDX,AL；向计数器1写入初值

⑵；写入方式控制字

MOVAL,33H；33H=00110011,先低后高写入十进制计数初值

MOVDX,207H；地址参考表9-1

OUTDX,AL;写入方式控制字。参考图9・9

;写入计数初值

MOVDX,204H;计数器0的地址参考表9-1

MOVAX,3000H；不是3000,而是BCD码形式的十进制数

OUTDX,AL;向计数器0写入计数初值的低字节

MOVAL,AH

OUTDX,AL;向计数器0写入计数初值的高字节

⑶；写入方式控制字

MOVAL,0B4H；B4H=10110100,先低后高写入二进制计数初值

MOVDX,207H；地址参考表9“

OUTDX,AL;写入方式控制字

;写入计数初值

MOVDX,206H;计数器2的地址参考表9-1

MOVAX,02F0H

OUTDX,AL;向计数器2写入计数初值的低字节

MOVAL,AH

OUTDX,AL;向计数器2写入计数初值的高字节

〔习题9.5〕设8253计数器。〜2和控制字的I/O地址依次为F8H〜FBH,说明如下程序的

作用。

moval,33h

outOfbh,al

moval,80h

out0f8h,al

moval,50h

out0f8h,al

（解答）

；设置计数器0采用工作方式1,先低后高写入计数值

;