文档介绍：全国高等学校“十 一五”重点规划教材
现代微型计算机原理
与接口技术教程
(习题解答)
主编:杨文显
副主编:杨晶鑫
编著: 黄春华胡建人宓双
清华大学出版社
习题一
8086CPU由哪几个部件构成?它们的主要功能各是什么?
8086 CPU由指令执行部件EU和总线接口部件BIU两个部份组成。指令执行部件主要功能是执行指令。总线接口部件的主要功能是完成访问存储器或I/O端口的操作:
形成访问存储器的物理地址;
访问存储器取得指令并暂存到指令队列中等待执行;
访问存储器或I/O端口以读取操作数参与EU运算,或存放运算结果。
什么是逻辑地址?什么是物理地址?它们各自如何表示?如何转换?
程序中使用的存储器地址称为逻辑地址,由16位“段基址”和16位“偏移地址”(段内地址)组成。段基址表示一个段的起始地址的高16位。偏移地址表示段内的一个单元距离段开始位置的距离。访问存储器的实际地址称为物理地址,用20位二进制表示。将两个16位二进制表示的逻辑地址错位相加,可以得到20位的物理地址:
物理地址=段基址×16 + 偏移地址
在32位CPU的保护模式下,“逻辑地址”的表示产生了一些变化,请参考第8章的相关内容。
什么是“堆栈”?它有什么用处?在使用上有什么特点?
堆栈是内存中的一块存储区,用来存放专用数据。例如,调用子程序时的入口参数、返回地址等,这些数据都按照“先进后出”的规则进行存取。SS存放堆栈段的段基址,SP存放当前堆栈栈顶的偏移地址。数据进出堆栈要使用专门的堆栈操作指令,SP的值在执行堆栈操作指令时根据规则自动地进行修改。
X=36H=00110110B
Y=78H=01111000B (-
Δ= 10111110B
CF=1, SF=1, OF=0, PF=1, ZF=0, AF=1
设X=36H,Y=78H,进行X+Y和X-Y运算后FLAGS寄存器各状态标志位各是什么?
X=36H=00110110B
Y=78H=01111000B (+
Σ= 10101110B
CF=0, SF=1, OF=1, PF=0, ZF=0, AF=0
按照传输方向和电气特性划分,CPU引脚信号有几种类型?各适用于什么场合?
CPU引脚传输的信号按照传输方向划分,有以下几种类型:
输出:信号从CPU向外部传送;
输入:信号从外部送入CPU;
双向:信号有时从外部送入CPU,有时从CPU向外部传送。
双向信号主要用于数据信号的传输;输出信号用于传输地址信号和一些控制信号;输入信号主要用于传输外部的状态信号(例如READY)和请求(中断、DMA)信号。
按照信号的电器特性划分,有以下几种类型:
一般信号:用来传输数据/地址信号时,高电平表示“1”,低电平表示“0”;用来表示正逻辑的控制/状态信号时,“1”表示有效,“0”表示信号无效;用来表示负逻辑的控制/状态信号时,“0”表示有效,“1”表示信号无效。
三态信号:除了高电平、低电平两种状态之外,CPU内部还可以通过一个大的电阻阻断内外信号的传送,CPU内部的状态与外部相互隔离,也称为“悬浮态”。CPU放弃总线控制权,允许其他设备使用总线时,将相关信号置为“悬浮态”。
8086CPU以最小模式工作,现需要读取内存中首地址为20031H的一个字,如何执行总线读周期?请具体分析。
为了读取内存中首地址为20031H的一个字,需要执行二个总线读周期。
第一个总线周期读取20031H字节内容,进行的操作如下。
T1状态: = 1,指出CPU是从内存读取数据。随后CPU从地址/状态复用线(A19/S6~A16/S3)和地址/数据复用线(AD15~AD0)上发出读取存储器的20位地址20031H。
为了锁存地址,CPU在T1状态从ALE引脚输出一个正脉冲作为地址锁存信号。
由于需要读取高8位数据线上的数据(奇地址),= 0。
为了控制总线收发器8286接受数据, = 0。
T2状态: 地址信息撤消,地址/数据线AD15~AD0进入高阻态,读信号开始变为低电平(有效),=0,用来开放总线收发器8286。
T3状态: CPU检测READY引脚信号。若READY为高电平(有效)时,表示存储器或I/O端口已经准备好数据,CPU在T3状态结束时读取该数据。若READY为低电平,则表示系统中挂接的存储器或外设不能如期送出数据,要求CPU在T3和T4状态之间插入1个或几个等待状态Tw。
TW状态:进入TW状态后,CPU在每个TW状态的前沿(下降沿)采样READY信号,若为低电平,则继续插入等待状态TW 。若READY信号变为高电平,表示数据已出现在数据总线上,CPU从AD15~AD0读取数据。
T4状态:在T3(TW)和T4状态