微机原理与接口技术（第2版张颖超）第2章答案

练习题1
2.2-18086CPU在结构上由两个独立的处理单元和构成。

【解答】总线接口单元（BIU）执行单元（EU）
2.2-2将62A0H和4321H相加，则AF=，SF=，ZF=，CF=，OF=，PF=。

【解答】AF=0；SF=1；ZF=0；CF=0；OF=0⊕1=1，PF=0
2.2-3设某台微处理器有20根地址总线，16根数据总线，若存储器寻址空间和I/O地址的寻址空间是分开的，则存储器空间大小为，经数据线一次可传送的带符号数的范围是。

【解答】1MB，-215~+215-1
2.2-4已知CS=1800H,IP=1500H,则指令所处的物理地址为，给定一个数据的有效地址是2359H，且DS=49B0H，该数据在内存中的实际物理地址为H。

【解答】19500H，19500H
2.2-58086/8088段寄存器的功能是（）。

A.用于计算有效地址
B.执行各种数据传送操作
C.用于存放段起始地址及计算物理地址
【解答】C
2.2-6微机的地址总线功能是（）。

A.只用于选择存储器单元
B.只用于选择进行信息传输的设备
C.用于传送要访问的存储器单元或I/O端口的地址
D.只用于选择I/O端口
【解答】C
2.2-7在堆栈段中，存放栈顶地址的寄存器是（）。

A.IP
B.SP
C.BX
D.BP
【解答】B
练习题2
2.3-18086中地址/数据线分时复用，为保证总线周期内地址稳定，应配置___________，为提高总线驱动能力，应配置__________。

【解答】地址锁存器（如74LS373）、数据收发器（如74LS245）
2.3-28086最小组态下的总线控制信号由产生，最大组态下由产生。

【解答】CPU，总线控制器8288
2.3-38086有两种工作方式，当8086处于最小方式时，MN/MX接()。

A.+12V
B.-12V
C.+5V
D.地
【解答】C
2.3-48086/8088CPU上INTR信号为（）有效。

A．上升沿 B.下降沿 C.高电平 D.低电平
【解答】C
2.3-5下列说法中属于8086CPU最小工作模式特点的是（）。

A.CPU提供全部的控制信号
B.由编程进行模式设定
C.不需要地址锁存器
D.需要总线控制器8288
【解答】A
练习题3
2.4-1当存储器的读出时间大于CPU所要求的时间，为保证CPU与存储器的周期配合，就需要用
______信号，使CPU插入一个______状态。

【解答】READY、Tw
2.4-2判断：8086访问一个字节单元和访问一个字单元，只需要一个总线周期。

（）
【解答】错误
2.4-3对存储器访问时，地址线有效和数据线有效的时间关系应该是（）。

A.数据线较先有效
B.二者同时有效
C.地址线较先有效
D.同时高电平
【解答】C
2.4-48086CPU芯片的时序中，不加等待的一个总线周期需时钟周期数为（）。

A.1
B.2
C.3
D.4
【解答】D
2.4-58086执行一个总线周期最多可传送（）个字节。

A.1
B.2
C.3
D.4
【解答】B
2.4-6 2.4-6RESET信号有效后，CPU执行的第一条指令地址为（）。

A.00000H
B.FFFFFH
C.FFFF0H
D.0FFFFH
【解答】C
本章习题
2-1微型计算机的硬件主要由哪几部分组成？
【解答】微处器、存储器、输入/输出接口、总线。

2-28086微处理器由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？8086与8088的主要区别是什么？
【解答】8086微处理器由总线接口单元（BIU）和执行单元(EU)组成。

BIU负责在CPU与存储器、I/O端口之间传送数据，其主要功能是保持当前要执行的指令、分析指令、向执行部件提供稳定的指令特征状态；计算下条指令的地址，以便控制程序的走向，保证正确地执行程序；控制存储器、输入/输出设备之间的数据交换。

EU负责指令的执行，其主要任务是执行指令，进行全部算术逻辑运算，完成偏移地址的计算，向总线接口单元(BIU)提供指令执行结果的数据和偏移地址，并对通用寄存器和标志寄存器进行管理。

8086和8088的主要区别是：8086的外部数据总线为16位，而8088的外部数据总线为8位，因此，称8086为16位微处理器，而8088为准16位微处理器。

2-38086CPU预取指令队列有什么好处？8086CPU内部的并行操作体现在哪里?
【解答】8086在指令译码和执行指令的同时，总线接口部件从存储器中取下面一条或几条指令，取来的指令就放在指令队列中排队。

这样，CPU执行完一条指令就可以立即执行下一条指令，从而提高了CPU执行指令的速度。

在8086中，由于BIU和EU是分开的，所以，其并行操作体现在取指令和执行指令可以重叠进行，于是就大大减少了等待取指令所需的时间，提高了CPU的利用率。

2-48086CPU中有哪些寄存器?各有什么用途?
【解答】1．通用寄存器
(1)通用数据寄存器组
包括4个16位的寄存器：AX(累加器)、BX(基地址寄存器)、CX(计数器)和DX(数据寄存器)。

在指令执行的过程中，既可用来寄存操作数，也可用于寄存操作的结果。

它们中每一个又分成独立的两个8位寄存器，分别对应高8位(AH，BH，CH和DH)与低8位(AL，BL，CL和DL)。

8位寄存器只能用来存放数据；16位寄存器主要用来存放数据，也可用来存放地址。

(2)地址指针和变址寄存器
包括SP、BP、SI和DI，也是4个16位的寄存器，用于存放段内偏移地址的全部或一部分。

它们也可以用来存放一个16位数据，作为一般的16位寄存器使用。

但更多的是用它们提供段内寻址的偏移地址。

①堆栈指示器(SP)：主要用于指示堆栈的栈顶位置，与段寄存器SS一起形成堆栈的顶部地址，进行堆栈操作。

SP始终指向栈顶位置。

②基址指示器(BP)：用做堆栈的一个附加指针，与SS联用，确定堆栈中某一存储单元的物理地址，用于对栈区的数据进行操作。

它与SP的区别为，它不具有SP始终指向栈顶位置的功能，但它可以作为栈区内的一个偏移地址，访问栈区内任意位置的存储单元。

③源变址寄存器(SI)和目标变址寄存器(DI)：SI和DI寄存器具有自动增量和自动减量的功能，因此常与DS、ES联用，用于数据区中的数据块或字符串传送操作。

在这类操作指令中，SI指示源地址，而DI指示目标地址。

2．段寄存器
①代码段寄存器(CS)：用于存放程序段的地址，在取指令时用此寄存器的内容左移4位以后的值加上指令计数器(指令指针IP)中的偏移值，结果就是当前要取的指令的物理地址。

②数据段寄存器(DS)：它存放当前数据段地址。

执行指令时，根据指令寻址方式中段的指定，在执行部件中获得偏移地址，这一地址加上数据段寄存器左移4位后的值，结果就是实际要用的操作数的物理地址。

③堆栈段寄存器(SS)：栈操作时堆栈指示器(SP)提供偏移地址，将堆栈段寄存器的内容左移4位后和偏移地址相加，即获得堆栈操作的物理地址。

④附加段寄存器(ES)：用于字符串操作。

当进行字符串操作时，附加段作为目的区地址使用，ES存放附加段的段地址，DI存放目的区的偏移地址。

3．标志寄存器
8086/8088内部有一个16位的标志寄存器FLAGS，设置了9位标志。

其中3位是控制标志，它是用专门的置1或清除指令人为设置的，以此来控制CPU的操作；6位是状态标志，它们反映了执行操作后算术或逻辑运算结果的特征，8086/8088可以根据这些标志位的状态决定其后续动作。

2-5标志寄存器中有哪些标志位?各在什么情况下置位?
【解答】标志寄存器中的标志位包括6位状态标志位：CF、PF、AF、ZF、SF、OF和3个控制标志位：DF、IF、TF。

①CF：进位标志。

在进行算术运算时，最高位产生进位或借位时使CF置1；否则CF置0。

移位指令也影响这一标志。

还可用有关指令置位、清零或取反。

②PF：奇偶标志。

若操作结果中低8位“1”的个数为偶数，PF=1；否则PF=0。

③AF：辅助进位标志。

在进行字节运算时，由低半字节向高半字节产生进位或借位时，AF=1；否则为0。

AF与CF一起，用来对BCD码运算的结果进行十进制调整。

④ZF：零标志。

当前运算结果为零时，ZF=l；否则ZF=0。

⑤SF：符号标志。

与运算结果的最高位相同，结果为负数SF=1；否则SF=0。

⑥OF：溢出标志。

所谓溢出是指在算术运算中，带符号数的运算结果超出了所能表达的范围。

例如，字节的运算结果超出了-128～127范围，或字的运算结果超出了-32768～32767的范围。

溢出时OF=1，否则OF=0。

⑦DF：方向标志，用于在字符串操作中规定数据处理的方向。

在DF=1时，字符串操作指令修改地址
指针用减法，此时字符串处理从高地址向低地址进行。

若DF=0，则相反，字符串操作指令修改地址指针用加法，即字符串处理从低地址向高地址进行。

⑧IF：中断允许标志。

IF=1时允许CPU响应可屏蔽中断；若IF=0，禁止CPU接受外界的可屏蔽中断请求。

该标志可用有关指令置位或清零，从而控制CPU是否响应可屏蔽中断。

⑨TF：跟踪标志。

当TF=1时为单步操作，CPU每执行一条指令后进入内部中断，以便对指令的执行情况进行检查；若TF=0，则CPU处于正常的连续执行指令状态。

2-68086/8088微处理器的外部引脚是怎样的？请将地址信号线、数据信号线、控制信号线及电源信号线分类，思考为什么要设置这些信号线？
【解答】8086微处理器采用双列直插式封装结构，共有40个引脚
1．地址信号线：AD19～AD0
2.数据信号线：AD15～AD0
3.控制信号线：
BHE/S(输出，三态)—高8位数据总线允许/状态复用引脚，低电平有效。

(1)7
(2)MN/MX—最大/最小模式控制引脚。

(3)RD(输出，三态)—读选通信号，低电平有效。

(4)READY(输入)—准备就绪信号。

(5)INTR(输入)—可屏蔽中断请求信号。

(6)TEST(输入)—等待测试控制信号，低电平有效。

(7)NMI(输入)—非屏蔽中断信号。

(8)RESET(输入)—复位请求信号。

(9)CLK(输入)—时钟输入信号。

4．电源线和地线
电源线V CC接入电压为5V 10%。

地线GND接地。

2-7
特点
MN/MX引脚处理器个数总线控制信号的产生
方式
最小模式
最大模式
【解答】当MN/MX引脚接+5V时，CPU处于最小工作模式，微处理器系统中只有一个CPU，所有的控制信号由CPU产生。

当MN/MX引脚接地时，8086/8088微处理器处于最大组态工作方式下，最大工作模式系统中会出现两个以上的微处理器，由总线控制器发出控制信号。

特点
MN/MX引脚处理器个数总线控制信号的产生
方式
最小模式+5V1CPU
最大模式接地多个总线控制器
2-8在
思考BIOS执行ROM的首地址是多少？
【解答】
复位后寄存器的状态
CPU中的部分内容
标志位清除指令指针IP 0000H CS FFFFH DS 0000H SS 0000H ES 0000H 指令队列
空
计算机开机后，系统处于复位（Reset ）状态，指令指针IP 为初始值，指向ROM 区，因此，BIOS 执行ROM 的首地址应为FFFF0H 。

2-9试说明在图2.3-1中部件8284、74LS245、74LS373的作用；在该电路中能否不用锁存器？为什么？【解答】8284为微机系统提供时钟信号，还有复位信号RESET 和准备好信号READY 。

74LS373是8位三态输出锁存器，其输入使能端G 是锁存控制信号，连接到CPU 的地址锁存信号ALE 上，由ALE 信号对其进行锁存控制，当ALE 信号有效时，表示在地址锁存时段，数据/地址复用信号线AD 15～AD 0用做地址线，地址被锁存在74LS373的输出端，该锁存着的地址就是访问存储器单元地址或操作输入/输出端口地址。

当ALE 为低时，表示进入数据交换时段，数据/地址复用信号线AD 15～AD 0用做数据线。

74LS245是8位三态双向数据缓冲器，DIR 信号线控制输入/输出的方向。

该电路中必须使用锁存器，因为地址和数据总线是分时复用的，CPU 在T 1时刻输出地址后，如果不锁存，则总线在传输数据时将会丢失地址信息。

8086复位时的总线状态
信
号
状态AD 15～AD 0、A 19/S 6～A 16/S 3、7BHE /S 、M /IO 、
DT /R 、DEN 、WR 、RD 、INTA
高阻、三态ALE 、HLDA 、0RQ /GT 、1RQ /GT 、QS 0、QS 1
无效。