第五章微机原理课后习题参考答案_2012

习题五
一.思考题
⒈半导体存储器主要分为哪几类？简述它们的用途和区别。

答：按照存取方式分，半导体存储器主要分为随机存取存储器RAM （包括静态 RAM 和动态 RAM ）和只读存储器ROM （包括掩膜只读存储器，可编程只读存储器，可擦除只读存
储器和电可擦除只读存储器）。

RAM 在程序执行过程中，能够通过指令随机地对其中每个存储单元进行读写操作。

一般来说，RAM 中存储的信息在断电后会丢失，是一种易失性存储器；但目前也有一些RAM 芯片，由于内部带有电池，断电后信息不会丢失，具有非易失性。

RAM 的用途主要是用来存放原始数据，中间结果或程序，与CPU或外部设备交换信息。

而 ROM 在微机系统运行过程中，只能对其进行读操作，不能随机地进行写操作。

断电
后 ROM 中的信息不会消失，具有非易失性。

ROM 通常用来存放相对固定不变的程序、汉字
字型库、字符及图形符号等。

根据制造工艺的不同，随机读写存储器RAM 主要有双极型和MOS 型两类。

双极型存储
器具有存取速度快、集成度较低、功耗较大、成本较高等特点，适用于对速度要求较高的高速
缓冲存储器； MOS 型存储器具有集成度高、功耗低、价格便宜等特点，适用于内存储器。

⒉ 存储芯片结构由哪几部分组成？简述各部分的主要功能。

答：存储芯片通常由存储体、地址寄存器、地址译码器、数据寄存器、读写驱动电路及控制电路等部分组成。

存储体是存储器芯片的核心，它由多个基本存储单元组成，每个基本存储单元可存储一
位二进制信息，具有0和 1两种状态。

每个存储单元有一个唯一的地址，供CPU访问。

地址寄存器用来存放 CPU访问的存储单元地址，该地址经地址译码器译码后选中芯片内
某个指定的存储单元。

通常在微机中，访问地址由地址锁存器提供，存储单元地址由地址锁
存器输出后，经地址总线送到存储器芯片内直接进行译码。

地址译码器的作用就是用来接收CPU送来的地址信号并对它进行存储芯片内部的“译码”，选择与此地址相对应的存储单元，以便对该单元进行读写操作。

读写控制电路产生并提供片选和读写控制逻辑信号，用来完成对被选中单元中各数据
位的读写操作。

数据寄存器用于暂时存放从存储单元读出的数据，或暂时存放从CPU送来的要写入存储
器的数据。

暂存的目的是为了协调CPU和存储器之间在速度上的差异。

⒊简述 SRAM 和DRAM 的应用特点。

答： SRAM 具有鲜明的应用特点：
a、由电路结构的特点，可以保证存储的数据信息只要不断电，就不会丢失；不需要定
时刷新，简化了外部电路。

b、相对动态 RAM ，存取速度更快。

c、内部电路结构复杂，集成度较低；制造价格成本较高。

d、双稳态触发电路总有一个处于导通状态，使得静态RAM 的电功耗较大。

e、一般用作高速缓冲存储器（cache）。

DRAM 的应用特点主要有：
a、集成度高、功耗小，制作成本低，适合制作大规模和超大规模集成电路，微机内存
储器几乎都是由DRAM 组成。

b、由于电容存在漏电现象，存储的数据不能长久保存，因此需要专门的动态刷新电路，
定期给电容补充电荷，以避免存储数据的丢失或歧变。

⒋8086/8088CPU 与存储器连接时，三总线应如何实现连接？
答： 1)、存储器与 CPU数据总线的连接
CPU的数据总线和存储器的数据线直接连接。

当需要进行位扩充时，各芯片的数据线分别连接到数据总线的不同位线上，CPU需一次选中多片并从多片芯片上读写一个字节的数据。

当需要进行字扩充时，各存储芯片的数据线均连接到数据总线上，CPU 只能选中其中的一个芯片，并从该片中读写一个字节数据。

2)、存储器与 CPU控制总线的连接
存储器与 CPU控制总线的连接的控制信号主要有：地址锁存允许信号、读写对象选择信号、读写选通信号、准备就绪信号等。

存储器的控制信号将与CPU 上述的对应信号线连接。

3)、存储器与CPU地址总线的连接
存储器与CPU地址总线的连接涉及译码和寻址问题。

通过全译码或部分译码，可以规划设计微机系统中存储器的地址空间分配，将整个地址空间合理地分配到ROM 和 RAM 等不同类型的存储器上。

将构成存储器的各个存储芯片的地址信号线与CPU地址总线中低位相连接； CPU 地址总线的高位地址线连接译码器，产生并送出片选信号，连接到对应芯片的片选
信号引脚；或将高位地址线直接连接到芯片的选引脚。

⒌ 简述线选、部分译码和全译码的应用特点。

答：线选的应用特点是不需要地址译码设备，线路简单，适用于连接存储芯片数量较少
的场合；部分译码方式由于一定有一些未参与实际译码的地址线，他们的取值具有“无关性”，既可以为 1，也可以为 0，因此采用部分译码法虽然可以简化译码电路，但每个存储单元必将
对应多个地址，出现“地址重叠”的现象，一部分地址空间将被浪费。

因此在系统存储容量要
求不大的情况下，适合采用该译码方式；在全译码译码方式下，全部20位地址总线信号都参
加译码，存储器芯片上的每一个单元在整个内存空间中具有唯一的一个地址，不会出现“地址重叠”的问题。

⒍ 简述存储器芯片中存储单元数量、存储位数与所连接的总线数量的对应关系。

答：存储单元数= 2M；（ M 为地址线数量）；
数据线数 =存储单元的存储位数。

⒎简述 CPU与Cache、主存、外（辅）存之间的关系。

答： CPU可直接用指令对内存储器进行读/ 写访问。

为了解决和协调容量、速度、价格
之间的矛盾，在主存和CPU之间增加速度更高、但容量较小的高速缓冲存储器（cache）来提高 CPU的存取速度。

外存的容量最大，每单位存储容量的相对价格最低，但访问速度也是
较慢的。

⒏ 简述存储芯片的位扩充和字扩充的意义。

答：位扩充指的是对存储单元的位数不足8位的芯片，通过多片“并联”的连接方式，扩
充为 8位的存储位数。

字扩充是对存储器容量的扩充，或称对存储单元数量的扩充。

二. 综合题
⒈已知一个 SRAM 芯片的容量为 16K×4位，该芯片的地址线为多少条？数据线为多少
条？
答：芯片容量为213B=8KB ，所以该芯片的地址线为14条，数据线为 4条。

⒉巳知一个 DRAM芯片外部引脚信号中有4条数据线， 7条地址线，计算其存储容量。

答： 427128 4 位。

3.某存储芯片上有1024个存储单元，每个存储单元可存放4位二进制数值，则该存储芯
片的存储容量是多少字节。

答： 512B。

4.某 RAM 芯片的存储容量为 1024 ×8 位，该芯片的外部引脚最少应有几条？其中几
条地址线？几条数据线？若已知某 RAM 芯片引脚中有 13 条地址线， 8 条数据线，那么该芯片的存
储容量是多少？（本题表述的不够清楚）
答：该芯片外部引脚最少应有18条；其中 10条地址线， 8条数据线。

芯片的存储容量是8KB 。

5.在部分译码电路中，若 CPU的地址线 A 15、 A 14和 A 13未参加译码，则存储单元的重复
地址有多少个。

答： 238个。

6.假设选用一片 6264芯片（ 8K*8 位）和一片 2764芯片（ 8K*8 位）构成内存储系统。

采
用线选法控制片选端，至少需要多少条片选地址线？若采用部分译码法控制片选端，至少需
要多少条片选地址线？采用全部译码法控制片选端，则需要多少条的片选地址线？
答：用线选法控制片选端，至少需要 1 条片选地址线；若采用部分译码法控制片选端，
至少需要 1条片选地址线；采用全部译码法控制片选端，则需要全部的高位片选地（对于该题
为 7条）址线。

7.设某微型机的内存 RAM 区的容量为 128KB ，若用 2164(64K*1 位 ) 芯片构成这样的存储器，
需多少片 2164？至少需多少根地址线？其中多少根用于片内寻址？多少根用于片选译码？
答：需 16片 2164；至少需 17根地址线；其中16根用于片内寻址； 1根用于片选译码。

8.设有一个存储器系统，由 2个 8KB 的 6264SRAM 芯片构成。

其中 1#芯片的地址范围为
0A6000H~0A7FFFH ， 2#芯片的地址范围为0AA000H~0ABFFFH，下图画出了74LS138 译码器、存储器与8088CPU 的连接图，但只画出了连线图的一部分，请将电路连接图补充完整。

答：
9.选用 8088CPU 设计一个微处理器系统，要求存储器的容量为 8KB 的 EPROM ，采用 2764 芯片（ 8K×8位）； RAM 的容量为 16KB ，采用 6264芯片（ 8K×8位）。

连接电路如下图所示。

MR
IO/M
RD
A
19
A18
A17
& A16
A15
A
14
A13
A12～ A0 D7～ D0
MEMW
≥1
MEMR
≥1
74LS138
G1
Y0
G
2A
Y1
Y2
G2B
CE OE CE WE OE CE WE OE Y3
27641# 62642# 6264 C Y4
A12～ A0A12～A0A12～ A0
B Y5
D7～ D0D7～D0D7～D0 A
Y6
Y7
第9题 808CPU最小方式系统 8KBROM 、 16KBRAM 存储器电路连接图
假设工作在最小模式下。

试计算确定各个存储芯片的地址空间。

答： 2764的存储地址为 8E000H~8FFFFH;1#6264 的存储地址为82000H~83FFFH ；2#6264的存储地址为 80000H~81FFF H.
10.在第 8题的基础上，若仍选用 1 片 2764增加 8KB 的 ROM ，选用 1片 6264增加 8KB
的
RAM 。

试画出电路连接示意图，并确定扩充芯片的地址空间。

答： 2#2764地址空间为 8C000H~8D FFFH， 3#6264地址空间为 84000H~85 FFFH 。

应该是一个或门。