微机原理知识点

1.1 CPU在内部结构上由哪几部分组成？CPU应具备哪些主要功能？
答：1.CPU在内部结构上由以下几部分组成：
① 算术逻辑部件(ALU)；
② 累加器和通用寄存器组；
③ 程序计数器(指令指针)、指令寄存器和译码器；
④ 时序和控制部件。
2.CPU应具备以下主要功能：
① 可以进行算术和逻辑运算；
② 可保存少量数据；
③ 能对指令进行译码并执行规定的动作；
④ 能和存储器、外设交换数据；
⑤ 提供整个系统所需要的定时和控制；
可以响应其他部件发来的中断请求。
1.2 数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处？如果一个系统的数据和地址合用一套总线或者合用部分总线，那么，要靠什么来区分地址或数据？
答：1.数据总线是双向三态；地址总线是单向输出三态。
          2 数据和地址复用时，必须有一个地址选通信号来区分该总线上输出的是地址还是数据
2.1 状态标志和控制标志有何不同？程序中是怎样利用这两类标志的？8086的状态标志和控制标志分别有哪些？
答：1.不同之处在于：状态标志由前面指令执行操作的结果对状态标志产生影响，即前面指令执行操作的结果决定状态标志的值。控制标志是人为设置的。
2.利用状态标志可进行计算和判断等操作。利用控制标志可对某一种特定功能(如单步操作、可屏蔽中断、串操作指令运行的方向)起控制作用。
3.8086的状态标志有：SF、ZF、PF、CF、AF和OF计6个。
8086的控制标志有：DF、IF、TF计3个。
2.2 总线周期的含义是什么？8086/8088的基本总线周期由几个时钟组成？如一个CPU的时钟频率为24MHz，那么，它的一个时钟周期为多少？一个基本总线周期为多少？如主频为15MHz呢？
答：1.总线周期的含义是总线接口部件完成一个取指令或传送数据的完整操作所需的最少时钟周期数。
2.8086/8088的基本总线周期由4个时钟周期组成。
3.当主频为24MHz时，Tφ=1/24MHz≈41.7ns，T总=4Tφ≈167ns。
4.当主频为15MHz时，Tφ=1/15MHz≈66.7ns，T总=4Tφ≈267ns。
2.3 8086最多可有多少个中断？按照产生中断的方法分为哪两大类？
答：1.8086最多可有256个中断。
2.按照产生中断的方法分为硬件中断和软件中断两大类。
2.4 非屏蔽中断处理程序的入口地址怎样寻找？
答：CPU在响应NMI引腿的中断请求时，CPU并不需要从中断类型码计算中断向量的地址，而是直接从中断向量表中读取00008~0000BH这4个单元对应于中断类型2的中断向量就行了。CPU将00008H、00009H两个单元的内容装入IP，而将0000AH、0000BH两个单元的内容装入CS，于是就转入了对非屏蔽中断处理程序的执行。
2.5 什么叫中断向量？它放在那里？对应于1CH的中断向量存放在哪里？如果1CH的中断处理子程序从5110H:2030H开始，则中断向量应怎样存放？
答：1.中断处理子程序的入口地址就是中断向量。
2.中断向量放在0段的0~3FFH区域的中断向量表中。
3.对应于类型号为1CH的中断向量应放在00070~00073H的4个单元中。
4.若1CH的中断向量为5110H:2030H，则中断向量的存放方法为：00070H存放30H，00071H存放20H (IP)；00072H存放10H，00073H存放51H (CS)。
2.6 非屏蔽中断有什么特点？可屏蔽中断有什么特点？分别用在什么场合？
答：1.非屏蔽中断的特点有：中断请求从NMI引腿进入，不受中断允许标志IF的影响。非屏蔽中断只有一个，其中断类型码为2。
2.可屏蔽中断的特点有：中断请求从INTR引腿进入，只有在IF=1时CPU才响应该中断。可屏蔽中断有若干个，其中断类型码可以是5~255。
3.非屏蔽中断用来处理系统的重大故障，如掉电等。可屏蔽中断用在一般外部设备申请的中断中。
2.7 8086存储空间最大为多少？怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址？
答：1.8086存储空间最大为220=1MB。
2.采用分段的方法实现16位寄存器实现对20位地址的寻址。
物理地址=段基址×10H+偏移地址
4.1 计算机的内存有什么特点？内存由哪两部分组成？外存一般指哪些设备？外存有什么特点？
答：1.内存可被CPU直接访问，内存的存取速度快，内存的空间大小受到地址总线位数的限制。
2.内存由ROM和RAM两部分组成。
3.外存一般指软盘、硬盘、磁带机上的磁带及光盘。
4.外存的特点是大容量，所存信息即可修改，又可长期保存。但外存速度慢，要配置专用设备。

5.1 外部设备为什么要通过接口电路和主机系统相连？存储器需要接口电路和总线相连吗？为什么？
答：1.因为外设的功能多种多样，对于模拟量信息的外设必须要进行A/D和D/A转换，而对于串行信息的外设则必须转换为并行的信息，对于并行信息的外设还要选通。而且外设的速度比CPU慢的多，必须增加缓冲功能。只有这样计算机才能使用这些外设。而所有这些信息转换和缓冲功能均由接口电路才能完成。
2.存储器不需要接口电路和总线相连。
3.因为存储器功能单一，且速度与CPU相当。因此可直接挂在CPU总线上。
5.2 什么叫端口？通常有哪几类端口？计算机对I/O端口编址时通常采用哪两种方法？在8086/8088系统中，用哪种方法对I/O端口进行编址？
答：1.CPU和外设进行数据传输时，各类信息在接口中进入不同的寄存器，一般称这些寄存器为I/O端口。
2.有数据端口、控制端口、状态端口三类。
3.在微型计算机中通常用两种I/O端口编址方式：存储器映象寻址和I/O端口单独寻址。
4.在8086/8088系统中，用I/O端口单独寻址方式编址。
5.3 CPU和外设之间的数据传送方式有哪几种？实际选择某种传输方式时，主要依据是什么？
答：1.CPU和外设之间的数据传送方式有三种：程序方式、中断方式、DMA方式。
2.主要依据是外设的情况(外设的速度和外设提供信息的方式)。
5.4 设一个接口的输入端口地址为0100H，而它的状态端口地址为0104H，状态口中第5位为1表示输入缓冲区中有一个字节准备好，可输入。设计具体程序实现查询式输入。
答：DATA  SEGMENT
BUFFER DB  20 DUP(?)   ;接收数据缓冲区
DATA  ENDS
CODE  SEGMENT
ASSUME  DS:DATA，CS:CODE
STAT:  MOV AX，DATA   ;对DS初始化
MOV DS，AX
MOV DI，OFFSET BUFFER
MOV DX，0104H
STATIN: IN  AL，DX
TEST AL，20H   ;测试第5位
JZ  STATIN    ;第5位为0继续测试
MOV DX，0100H
IN  AL，DX    ;输入数据
MOV [DI]，AL
CODE  ENDS
END  STAT
5.5 叙述可屏蔽中断的响应和执行过程。
答：① 接口发中断请求信号。
② CPU的IF=1时，当前指令执行完后，CPU进行中断回答，发两个 负脉冲。
③ 接口将中断类型号n送CPU。
④ 当前的PSW、CS和IP推入堆栈，并清除IF和TF。
⑤ (4×n)作为IP，(4×n+2)作为CS，即取中断向量。
⑥ 执行中断子程序，并开中断。
⑦ 中断返回IRET指令使IP、CS和PSW弹出堆栈。
⑧ 返回被中断的程序。
6.1 为什么串行接口部件中的4个寄存器可以只用1位地址线来进行区分？
答：一位地址线可编址二个地址，再加上读和写信号可对2个只读寄存器和2个只写寄存器进行端口寻址。而串行接口部件的控制寄存器和数据输出寄存器是只写的，状态寄存器和数据输入寄存器是只读的，所以可用一位地址线来区分
6.2 什么叫波特率因子？什么叫波特率？设波特率因子为64，波特率为1200，时钟频率为多少？
答：1.波特率因子：时钟频率和位传输率的比值。此比值必须为16、32或 64。
2.波特率：位传输率即为波特率。
3.时钟频率=波特率因子×波特率=64×1200=76800Hz。
6.3 8086/8088系统中，8251A的C/ 端应当和哪个信号相连，以便实现状态端口、数据端口、控制端口的读/写？
答：8251A的C/ 端应与地址总线的A1相连。

6.4 8251A的模式字格式如何？参照教材上给定格式编写如下模式字：异步方式，1个停止位，偶校验，7个数据位，波特率因子为16。
答：1.8251A的模式字格式为：(含义见书240页图6.11所示)
S2 S1 EP PEN L2 L1 B2 B1  SCS ESD EP PEN L2 L1 0 0
异步模式字                               同步模式字
2.因是异步方式，波特率因子为16：B2B1=10；1个停止位：S2S1=01；偶校验：EP=1，PEN=1；7个数据位：L2L1=10。所以模式字为01111010B=7AH。
6.5 8251A的控制字格式如何？参照教材上列出的格式给出如下控制字：发送允许，接收允许，  端输出低电平，TxD端发送空白字符，  端输出低电平，内部不复位，出错标志复位。
答：1.8251A的控制字格式为：(含义见书241页图6.12所示)
EH IR RTS ER SBRK RxE DTR TxEN
2.发送允许：TxEN=1，接收允许：RxE=1， 端输出低电平：DTR=1，TxD端发送空白字符SBRK=1；  端输出低电平：RTS=1，内部不复位：IR=0，出错标志复位ER=1。EH=0/1则控制字为00111111B或10111111B =3FH或0BFH。
6.6 参考初始化流程，用程序对8251A进行同步模式设置。奇地址端口的地址为66H，规定用内同步方式，同步字符为2个，用奇校验，7个数据位。
答：模式字为：00011000B=18H。两个同步字符取16H，控制字为97H，它使8251A对同步字符进行检索；同时使状态寄存器中的3个出错标志复位；使8251A的发送器启动，接收器也启动；CPU当前已准备好进行数据传输。具体程序段如下：
MOV AL，18H  ;设置模式字
OUT  66H，AL
MOV AL，16H  ;发送两个同步字符
OUT  66H，AL
OUT  66H，AL
MOV AL，97H  ;设置控制字
OUT  66H，AL
6.7 设计一个采用异步通信方式输出字符的程序段，规定波特率因子为64，7个数据位，1个停止位，用偶校验，端口地址为40H、42H，缓冲区首址为2000H:3000H。
答：模式字为：01111011B=7BH。控制字为：00110101B=35H。
MOV AL，0   ;为发复位命令作准备
OUT  42H，AL
OUT  42H，AL
OUT  42H，AL
MOV AL，40H  ; 发复位命令
OUT  42H，AL
MOV AL，7BH  ;设置模式字，异步方式，规定波特率因子为64
;7个数据位，1个停止位，偶校验
OUT  42H，AL
MOV AL，35H  ;设置控制字，使发送器和接收器启动，并清除
;出错标志
OUT  42H，AL
PUSH DS
MOV BX，2000H  ;DS:BX指向输出缓冲区首址
MOV DS，BX
MOV BX，3000H  ;缓冲区指针初始化
MOV CX，100H  ;发送100H个字节
BEGIN: IN  AL，42H  ;读取状态字，测试TxRDY是否为1
TEST AL，01H
JZ  BEGIN   ;为0表示外设还未取走字符
MOV AL，[BX]  ;从输出缓冲区取数
OUT  40H，AL  ;发送字符
INC  BX    ;修改缓冲区指针
LOOP BEGIN   ;则再发送下一个字符
6.8 并行通信和串行通信各有什么优缺点？
答：并行通信的优点是信息实际传输速度快，信息率高。缺点是需多条通信线。串行通信的优点是只用1至2条通信线，但信息传输速度较慢。
6.9 8255A有哪几种工作方式？对这些工作方式有什么规定？
答：1.8255A有三种工作方式：方式0、方式1、方式2。
2.端口A可以工作于方式0、方式1、方式2；端口B可以工作于方式0、方式1；端口C只能工作于方式0或者配合端口A和端口B工作。
6.10 对8255A设置工作方式，8255A的控制口地址为00C6H。要求端口A工作在方式1，输入；端口B工作在方式0，输出；端口C的高4位配合端口A工作；低4位为输入。
答：   MOV DX，00C6H
MOV AL，0B1H  ;取方式选择控制字为B1H(10110001B)或B9H
OUT DX，AL
6.11 设8255A的4个端口地址为00C0H，00C2H，00C4H，00C6H，要求用置1/置0方式对PC6置1，对PC4置0。
答：   MOV DX，00C6H
MOV AL，0DH  ;对PC6置1的控制字为0DH
OUT DX，AL
MOV AL，08H  ;对PC4置0的控制字为08H
OUT DX，AL
7.1 8259A的全嵌套方式和特殊全嵌套方式有什么差别？各自用在什么场合？
答：1.全嵌套工作方式，只有更高级的中断请求来到时，才会进行嵌套。而特殊全嵌套方式则能被同级和高级的中断请求所嵌套。
2.全嵌套方式用于单片8259A的场合。特殊全嵌套方式用于多片8259A系统。
7.2 8237A有哪几种工作模式？各自用在什么场合？
答：1.8237A有4种工作模式：单字节传输模式、块传输模式、请求传输模式、级联传输模式。
2.单字节传输模式用于单个字节的DMA输入/输出；块传输模式用于连续进行多个字节的传输；请求传输模式用于受接口控制的连续字节传输；级联传输模式用于多片主从式DMA系统中的主片的工作模式。
7.3 概述怎样用软件方法和硬件方法来进行定时。
答：① 软件方法就是根据所需要的时间常数来设计一个延迟子程序。当延迟子程序执行完后，可直接执行下面的操作，也可用输出指令输出一个信号作为定时输出。
② 硬件方法使用计数器/定时器。根据需要的定时时间，用指令对计数器/定时器设置定时常数，并用指令启动计数器/定时器，于是计数器/定时器开始计数，计到确定值时，便自动产生一个定时输出。

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