2025年微機(jī)原理作業(yè)及答案一、選擇題1.8086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)按功能分為兩部分，即（）。A.運(yùn)算器與控制器B.寄存器組與ALUC.EU與BIUD.指令隊(duì)列與地址加法器答案：C解析：8086CPU內(nèi)部按功能分為執(zhí)行單元（EU）和總線接口單元（BIU）兩部分。運(yùn)算器與控制器是CPU整體的功能劃分概念；寄存器組與ALU是EU中的組成部分；指令隊(duì)列與地址加法器分別是BIU中的部件。所以答案選C。2.8086CPU可訪問(wèn)的I/O地址空間為（）。A.1KBB.64KBC.1MBD.16MB答案：B解析：8086CPU使用16位地址線來(lái)尋址I/O端口，其可訪問(wèn)的I/O地址空間為2^16=65536個(gè)地址，即64KB。所以答案是B。3.8086CPU中，用于暫存指令的寄存器是（）。A.IPB.SPC.CSD.指令隊(duì)列答案：D解析：指令隊(duì)列用于暫存從存儲(chǔ)器中預(yù)取的指令，以提高CPU的執(zhí)行效率。IP是指令指針寄存器，指示下一條要執(zhí)行指令的偏移地址；SP是堆棧指針寄存器，指向堆棧棧頂；CS是代碼段寄存器，存放代碼段的段基址。所以答案選D。4.若CS=1000H，IP=2000H，則指令的物理地址為（）。A.12000HB.3000HC.10200HD.21000H答案：A解析：在8086系統(tǒng)中，物理地址的計(jì)算公式為：物理地址=段基址×16+偏移地址。已知CS=1000H為段基址，IP=2000H為偏移地址，將CS左移4位（相當(dāng)于乘以16）再加上IP可得：1000H×16+2000H=10000H+2000H=12000H。所以答案是A。5.8086CPU響應(yīng)可屏蔽中斷的條件是（）。A.IF=0B.IF=1C.TF=0D.TF=1答案：B解析：IF是中斷允許標(biāo)志位，當(dāng)IF=1時(shí)，CPU允許響應(yīng)可屏蔽中斷；當(dāng)IF=0時(shí)，CPU禁止響應(yīng)可屏蔽中斷。TF是單步標(biāo)志位，與可屏蔽中斷響應(yīng)無(wú)關(guān)。所以答案選B。二、填空題1.8086CPU有______根地址線，可直接尋址的內(nèi)存空間為_(kāi)_____。答案：20；1MB解析：8086CPU有20根地址線，其可直接尋址的內(nèi)存空間為2^20=1048576字節(jié)，即1MB。2.8086CPU中的標(biāo)志寄存器FR是一個(gè)______位的寄存器，其中有______個(gè)狀態(tài)標(biāo)志位和______個(gè)控制標(biāo)志位。答案：16；6；3解析：8086CPU的標(biāo)志寄存器FR是16位的，其中包含6個(gè)狀態(tài)標(biāo)志位（CF、PF、AF、ZF、SF、OF）和3個(gè)控制標(biāo)志位（TF、IF、DF）。3.在8086系統(tǒng)中，堆棧的操作原則是______。答案：后進(jìn)先出（LIFO）解析：堆棧是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在8086系統(tǒng)中，堆棧的操作遵循后進(jìn)先出的原則，即最后壓入堆棧的數(shù)據(jù)最先彈出。4.8086CPU的中斷類型碼的范圍是______。答案：0255解析：8086CPU可處理256種不同類型的中斷，中斷類型碼的范圍是0255。5.若要使8086CPU工作在最大模式，MN/MX引腳應(yīng)接______電平。答案：低解析：MN/MX是8086CPU的最小/最大模式控制引腳，當(dāng)MN/MX接低電平時(shí)，CPU工作在最大模式；當(dāng)MN/MX接高電平時(shí)，CPU工作在最小模式。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述8086CPU中EU和BIU的主要功能。答：EU（執(zhí)行單元）的主要功能：負(fù)責(zé)執(zhí)行指令。EU從指令隊(duì)列中取出指令，對(duì)指令進(jìn)行譯碼，并執(zhí)行指令所規(guī)定的操作。進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算。EU包含算術(shù)邏輯單元（ALU），可以完成加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算以及與、或、非等邏輯運(yùn)算。管理通用寄存器和標(biāo)志寄存器。EU可以對(duì)通用寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果設(shè)置標(biāo)志寄存器中的相應(yīng)標(biāo)志位。BIU（總線接口單元）的主要功能：負(fù)責(zé)與存儲(chǔ)器和I/O端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。BIU通過(guò)系統(tǒng)總線從存儲(chǔ)器中讀取指令和數(shù)據(jù)，或者將數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器和I/O端口。形成物理地址。BIU根據(jù)段寄存器和偏移地址計(jì)算出20位的物理地址，以便訪問(wèn)內(nèi)存單元。預(yù)取指令。BIU會(huì)提前從存儲(chǔ)器中取出一些指令，存放在指令隊(duì)列中，這樣當(dāng)EU執(zhí)行完當(dāng)前指令后，可以立即從指令隊(duì)列中獲取下一條指令，提高了CPU的執(zhí)行效率。2.說(shuō)明8086CPU中物理地址的形成過(guò)程。答：在8086系統(tǒng)中，由于CPU內(nèi)部的寄存器是16位的，而地址線有20根，為了能夠訪問(wèn)1MB的內(nèi)存空間，采用了分段管理的方式。物理地址的形成過(guò)程如下：段基址的獲?。憾位反娣旁诙渭拇嫫鳎–S、DS、SS、ES）中，每個(gè)段寄存器都是16位的。偏移地址的獲?。浩频刂房梢允侵噶钪羔樇拇嫫鳎↖P）、堆棧指針寄存器（SP）、基址指針寄存器（BP）、源變址寄存器（SI）、目的變址寄存器（DI）等寄存器的值，或者是通過(guò)指令中的位移量計(jì)算得到的。物理地址的計(jì)算：物理地址=段基址×16+偏移地址。具體來(lái)說(shuō)，就是將段寄存器中的值左移4位（相當(dāng)于乘以16），然后再加上偏移地址，得到20位的物理地址。例如，若CS=1000H，IP=2000H，則物理地址=1000H×16+2000H=10000H+2000H=12000H。3.簡(jiǎn)述8086CPU可屏蔽中斷的響應(yīng)過(guò)程。答：8086CPU可屏蔽中斷的響應(yīng)過(guò)程如下：中斷請(qǐng)求：外部設(shè)備通過(guò)INTR引腳向CPU發(fā)出可屏蔽中斷請(qǐng)求信號(hào)。中斷允許判斷：CPU在每個(gè)指令周期的最后一個(gè)時(shí)鐘周期檢測(cè)INTR引腳，如果IF=1（中斷允許標(biāo)志位為1），則CPU響應(yīng)中斷；如果IF=0，則CPU不響應(yīng)中斷。中斷響應(yīng)周期：CPU進(jìn)入兩個(gè)連續(xù)的中斷響應(yīng)周期，在第一個(gè)中斷響應(yīng)周期，CPU發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)INTA通知外部設(shè)備，讓其準(zhǔn)備發(fā)送中斷類型碼；在第二個(gè)中斷響應(yīng)周期，外部設(shè)備通過(guò)數(shù)據(jù)總線將中斷類型碼傳送給CPU。保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)：CPU將標(biāo)志寄存器FR的內(nèi)容壓入堆棧，同時(shí)將IF和TF標(biāo)志位清零，以禁止新的可屏蔽中斷和單步中斷。然后將當(dāng)前的CS和IP寄存器的值壓入堆棧，保存當(dāng)前的程序斷點(diǎn)。查找中斷服務(wù)程序入口地址：CPU根據(jù)接收到的中斷類型碼，乘以4得到中斷向量表的地址，從中斷向量表中取出4個(gè)字節(jié)的中斷服務(wù)程序入口地址（前兩個(gè)字節(jié)為偏移地址，后兩個(gè)字節(jié)為段基址），分別裝入IP和CS寄存器。執(zhí)行中斷服務(wù)程序：CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，完成相應(yīng)的中斷處理任務(wù)?；謴?fù)現(xiàn)場(chǎng)：中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后，CPU從堆棧中彈出原來(lái)保存的CS、IP和FR的內(nèi)容，恢復(fù)程序斷點(diǎn)和標(biāo)志寄存器的狀態(tài)。返回主程序：CPU執(zhí)行IRET指令，從中斷服務(wù)程序返回主程序，繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序。4.說(shuō)明8086CPU中堆棧的作用和操作方法。答：堆棧的作用：保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)：在調(diào)用子程序或響應(yīng)中斷時(shí)，需要將一些寄存器的值保存起來(lái)，以便在子程序或中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后能夠恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)。堆?？梢杂脕?lái)保存這些寄存器的值，起到保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的作用。傳遞參數(shù)：在子程序調(diào)用時(shí)，可以通過(guò)堆棧將參數(shù)傳遞給子程序，子程序執(zhí)行完畢后也可以通過(guò)堆棧將結(jié)果返回給主程序。支持中斷和子程序嵌套：當(dāng)發(fā)生中斷或子程序嵌套調(diào)用時(shí)，堆棧可以保存多個(gè)程序斷點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)信息，確保程序能夠正確地返回和恢復(fù)。堆棧的操作方法：堆棧指針：8086CPU中使用堆棧指針寄存器（SP）來(lái)指示堆棧棧頂?shù)奈恢?。SP始終指向堆棧棧頂?shù)南乱粋€(gè)空閑單元。壓棧操作（PUSH）：將數(shù)據(jù)壓入堆棧的操作稱為壓棧。壓棧時(shí)，先將SP的值減2，然后將數(shù)據(jù)存入SP所指向的內(nèi)存單元。例如，執(zhí)行PUSHAX指令時(shí)，先SP=SP2，然后將AX中的內(nèi)容存入SP所指向的兩個(gè)內(nèi)存單元。出棧操作（POP）：將數(shù)據(jù)從堆棧中彈出的操作稱為出棧。出棧時(shí)，先將SP所指向的內(nèi)存單元中的數(shù)據(jù)取出，然后將SP的值加2。例如，執(zhí)行POPAX指令時(shí)，先將SP所指向的兩個(gè)內(nèi)存單元中的數(shù)據(jù)存入AX，然后SP=SP+2。四、編程題1.編寫一個(gè)8086匯編語(yǔ)言程序，將內(nèi)存中從2000H:1000H開(kāi)始的10個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送到2000H:2000H開(kāi)始的內(nèi)存單元中。```asm.MODELSMALL.STACK100H.DATA;無(wú)數(shù)據(jù)定義.CODEMAINPROCMOVAX,2000HMOVDS,AX;設(shè)置數(shù)據(jù)段寄存器MOVES,AX;設(shè)置附加段寄存器MOVSI,1000H;源數(shù)據(jù)地址偏移量MOVDI,2000H;目的數(shù)據(jù)地址偏移量MOVCX,10;數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)CLD;清方向標(biāo)志，使串操作按遞增方式進(jìn)行REPMOVSB;重復(fù)執(zhí)行串傳送操作MOVAH,4CH;返回操作系統(tǒng)INT21HMAINENDPENDMAIN```解析：首先，設(shè)置數(shù)據(jù)段寄存器DS和附加段寄存器ES為2000H，因?yàn)樵磾?shù)據(jù)和目的數(shù)據(jù)都在同一個(gè)段中。然后，將源數(shù)據(jù)的偏移地址1000H存入SI寄存器，目的數(shù)據(jù)的偏移地址2000H存入DI寄存器，數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)10存入CX寄存器。使用CLD指令清方向標(biāo)志，使串操作按遞增方式進(jìn)行。最后，使用REPMOVSB指令重復(fù)執(zhí)行串傳送操作，將從2000H:1000H開(kāi)始的10個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送到2000H:2000H開(kāi)始的內(nèi)存單元中。程序結(jié)束時(shí)，使用INT21H中斷返回操作系統(tǒng)。2.編寫一個(gè)8086匯編語(yǔ)言程序，統(tǒng)計(jì)內(nèi)存中從3000H:0100H開(kāi)始的20個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)中正數(shù)的個(gè)數(shù)，并將結(jié)果存放在3000H:0200H單元中。```asm.MODELSMALL.STACK100H.DATA;無(wú)數(shù)據(jù)定義.CODEMAINPROCMOVAX,3000HMOVDS,AX;設(shè)置數(shù)據(jù)段寄存器MOVSI,0100H;數(shù)據(jù)起始地址偏移量MOVCX,20;數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)MOVBL,0;正數(shù)個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)器COUNT_LOOP:MOVAL,[SI];取一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)TESTAL,80H;測(cè)試最高位是否為1JNZNEXT;如果最高位為1，說(shuō)明是負(fù)數(shù)，跳轉(zhuǎn)到NEXTINCBL;否則，正數(shù)個(gè)數(shù)加1NEXT:INCSI;指向下一個(gè)數(shù)據(jù)LOOPCOUNT_LOOP;循環(huán)直到CX為0MOV[0200H],BL;將正數(shù)個(gè)數(shù)存入3000H:0200H單元MOVAH,4CH;返回操作系統(tǒng)INT21HMAINENDPENDMAIN```解析：先設(shè)置數(shù)據(jù)段寄存器DS為3000H。將數(shù)據(jù)起始地址的偏移量0100H存入SI寄存器，數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)20存入CX寄存器，正數(shù)個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)器BL初始化為0。進(jìn)入循環(huán)，每次從內(nèi)存中取出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，使用TEST指令測(cè)試其最高位是否為1，如果最高位為1，則說(shuō)明是負(fù)數(shù)，跳轉(zhuǎn)到NEXT；否則，正數(shù)個(gè)數(shù)加1。指向下一個(gè)數(shù)據(jù)，繼續(xù)循環(huán)，直到CX為0。最后，將正數(shù)個(gè)數(shù)存入3000H:0200H單元，并返回操作系統(tǒng)。3.編寫一個(gè)8086匯編語(yǔ)言程序，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)16位無(wú)符號(hào)數(shù)相加，這兩個(gè)數(shù)分別存放在2000H:1000H和2000H:1002H單元中，結(jié)果存放在2000H:1004H和2000H:1006H單元中。```asm.MODELSMALL.STACK100H.DATA;無(wú)數(shù)據(jù)定義.CODEMAINPROCMOVAX,2000HMOVDS,AX;設(shè)置數(shù)據(jù)段寄存器MOVAX,[1000H];取第一個(gè)16位無(wú)符號(hào)數(shù)ADDAX,[1002H];與第二個(gè)16位無(wú)符號(hào)數(shù)相加MOV[1004H],AX;保存低16位結(jié)果MOVAX,0;清AXADCAX,0;加上進(jìn)位MOV[1006H],AX;保存高16位結(jié)果MOVAH,4CH;返回操作系統(tǒng)INT21HMAINENDPENDMAIN```解析：首先設(shè)置數(shù)據(jù)段寄存器DS為2000H。從2000H:1000H單元取出第一個(gè)16位無(wú)符號(hào)數(shù)存入AX寄存器，然后與從2000H:1002H單元取出的第二個(gè)16位無(wú)符號(hào)數(shù)相加。將相加結(jié)果的低16位存入2000H:1004H單元。為了處理可能產(chǎn)生的進(jìn)位，將AX清零，使用ADC指令加上進(jìn)位，將結(jié)果存入2000H:1006H單元，保存高16位結(jié)果。最后返回操作系統(tǒng)。五、綜合題1.設(shè)計(jì)一個(gè)8086微機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部8個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)8個(gè)發(fā)光二極管顯示出來(lái)。要求使用8255A作為接口芯片，畫出硬件連接圖，并編寫相應(yīng)的匯編語(yǔ)言程序。硬件連接圖設(shè)計(jì)8255A的端口地址：假設(shè)8255A的端口地址為0040H0043H，其中0040H為A口地址，0041H為B口地址，0042H為C口地址，0043H為控制口地址。硬件連接：將8個(gè)開(kāi)關(guān)連接到8255A的A口，作為輸入設(shè)備。將8個(gè)發(fā)光二極管連接到8255A的B口，作為輸出設(shè)備。8255A的片選信號(hào)CS連接到地址譯碼電路，以選擇8255A芯片；讀寫信號(hào)RD、WR分別連接到CPU的相應(yīng)信號(hào)；數(shù)據(jù)總線D0D7連接到CPU的數(shù)據(jù)總線。匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)```asm.MODELSMALL.STACK100H.DATA;無(wú)數(shù)據(jù)定義.CODEMAINPROCMOVAX,@DATAMOVDS,AXMOVAL,10010000B;方式0，A口輸入，B口輸出MOVDX,0043H;控制口地址OUTDX,AL;寫入控制字READ_LOOP:MOVDX,0040H;A口地址INAL,DX;讀取開(kāi)關(guān)狀態(tài)MOVDX,0041H;B口地址OUTDX,AL;將開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸出到發(fā)光二極管JMPREAD_LOOP;循環(huán)讀取MOVAH,4CH;返回操作系統(tǒng)INT21HMAINENDPENDMAIN```解析：程序首先初始化數(shù)據(jù)段寄存器DS。向8255A的控制口寫入控制字，設(shè)置8255A的工作方式為方式0，A口為輸入，B口為輸出。進(jìn)入循環(huán)，不斷讀取8255A的A口的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，并將其輸出到B口的發(fā)光二極管上，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的檢測(cè)和顯示。最后可通過(guò)中斷返回操作系統(tǒng)。2.結(jié)合8086微機(jī)原理，闡述微機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)器擴(kuò)展的方法和原則。存儲(chǔ)器擴(kuò)展的方法位擴(kuò)展：當(dāng)單個(gè)存儲(chǔ)芯片的位數(shù)不能滿足系統(tǒng)要求時(shí)，需要進(jìn)行位擴(kuò)展。位擴(kuò)展是將多個(gè)存儲(chǔ)芯片的地址線、片選線和讀寫控制線并聯(lián)，而數(shù)據(jù)線分別連接到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的不同位上。例如，用4片1K×4位的存儲(chǔ)芯片可以擴(kuò)展成1K×16位的存儲(chǔ)器。將4片芯片的地址線A0A9、片選信號(hào)CS和讀寫信號(hào)WE分別并聯(lián)，第一片芯片的數(shù)據(jù)線D0D3連接到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的D0D