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微型计算机原理及应用(一)毕业论文

2013-07-12 01:31

解释题
微处理器【解答】由大规模集成电路芯片构成的中央处理器（CPU），叫做微处理器。微型计算机【解答】以微处理器为基础，配以内存储器、输入输出接口电路、总线以及相应的辅助电路而构成的计算机裸机，叫做微型计算机。微型计算机系统【解答】微型计算机系统由硬件系统和软件系统组成。即由微型计算机、配以相应的外部设备（如打印机、显示器、键盘、磁盘机等），再配以足够的软件而构成的系统。单板机【解答】将微处理器、RAM、ROM以及I/O接口电路，再配上相应的外设（如小键盘、LED显示器等）和固化在ROM中的监控程序等，安装在一块印刷电路板上构成的微型计算机系统称为单板机。运算器【解答】运算器是直接完成各种算术运算、逻辑运算的部件，主要由ALU（Arithmetic and Logic Unit,算术逻辑部件）、通用寄存器、标志寄存器等组成。地址总线【解答】地址总线是CPU对内存或外设进行寻址时，传送内存及外设端口地址的一组信号线。地址总线的条数多少决定了CPU的寻址能力。数据总线【解答】数据总线是CPU与内存或外设进行信息交换时，所用的一组数据信号线。它决定了CPU一次并行传送二进制信息的位数， 反映出CPU的“字长”这个重要性能指标。控制总线【解答】控制总线是在CPU与外部部件之间传送控制信息（如读/写命令、中断请求命令等）的一组信号线。1-2 单片机应包括哪些基本部件？其主要应用于哪些领域？【解答】一般单片机芯片中包括微处理器、RAM、ROM、I/O接口电路、定时器/计数器，有的还包括A/D、D/A转换器等。其主要应用于智能化仪器仪表及工业控制领域。1-3  按图1-11和图1-12，写出取第二条指令操作码和执行第二条指令的过程。【解答】ADD AL,12H指令的取指过程：IP的值（002H）送入地址寄存器AR；IP的内容自动加1，变为003H；AR将地址码通过地址总线送到存储器的地址译码器，经译码后选中002H单元；微处理器给出读命令MEMR；所选中的002H单元内容04H送上数据总线DB；数据总DB上的数据04H送到数据寄存器DR；因是取指操作，取出的是指令操作码04H，即由DR送入指令寄存器IR；IR中的操作码经指令译码器ID译码后，通过PLA发出执行该指令的有关控制命令。指令操作码04H 经译码后CPU知道这是一条把AL内立即数12H相加的指令。立即数12H在指令的第二字节中，则执行第二条指令就是从内存中取出指令的第二字节送ALU的I2端把AL的内容送到I1端，并在ALU中做加法运算，然后把运算结果通过ALU的O端再送到AL中ADD AL，12H指令的执行过程：

IP的值（003H）送入地址寄存器AR；IP的内容自动加1，变为004H；AR将地址码通过地址总线送到存储器的地址译码器，经译码后选中003H单元；微处理器给出读命令MEMR；所选中的003H单元内容12H送上数据总线DB；DB上的数据12H送到数据寄存器DR；由指令操作码的译码可知，指令要求把第二字节的数据送入ALU进行运算，则DR上的数据12H通过内部总线送到ALU的I2端； 将AL 中的内容送到ALU的I1端；在ALU中作加法、然后将运算结果通过内部总线送回到AL中。
到此第二条指令执行完毕。1-4 计算题
【解答】
  (17.562) 10 = (10001.100011)2
  (1101011011.10101) 2 = (859.65625)10
  (1000) 10 = (3E8)16
  (10000) 10 = (2710)16
  (3F9) 16 = (1017)10
  (1101011011.10101) 2 = (35B.A8)16
  (5D7.5C)16 = (10111010111.010111)2
  (497.72) 10 = (010010010111.01110010)BCD
 有一32位浮点数的格式如下：
       0 0 0 0 0 0 0 0  0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

则该数的十进制表示为 +0.82421875 。   
 (10)按上题浮点格式，所能表示的最大正数为（1-2-23）*2+127  ，最小负数为 -2-150  ，最小绝对值为 2-150  。
 (11)十进制+123的补码为01111011 ，十进制-123的补码为10000101。
          ∵   [+123]原 =01111011
               [+123]反 =01111011
          ∴   [+123]补 =01111011
          ∵   [-123]原 =11111011
               [-123]反 =10000100
          ∴   [-123]补 =10000101                                   (12)十进制数+0.99609375的补码为： [+0.99609375]补=0.11111111        

     十进制数-0.99609375的补码为： [-0.99609375]补=1.00000001
 (13) 已知X=0.110001,Y=-0.001001, 则X+Y=0.101000
                   ∵  ;    [X]补=0.110001    
                             [Y]补=1.110111   
                  ∴      [X+Y]补=[X]补+[Y]补=0.110001+1.110111=0.101000  
 (14)  已知X=0.101100,Y=-0.100111, 则X-Y=1.010011
                  ∵     [X]补=0.101100
                           [Y]补=1.011001 
                           [-Y]补=0.100111 
                   ∴    [X-Y]补= [X]补+[-Y]补=0.101100+0.100111=1.010011
已知X=0.1001, Y=0.1101, 则X+Y=1.0110  ，有溢出
                  ∵     [X]补=0.1001  
                            [Y]补=0.1101  
                   ∴     [X+Y]补=[X]补+[Y]补=0.1001+0.1101=1.0110  （有溢出）

（科教作文网http://zw.ΝsΕAc.com发布）

已知X=-1110，Y=-1100，则X+Y=+0110 , 有溢出
                           [X]补=1.0010    
                            [Y]补=1.0100    
                            [X+Y]补=[X]补+[Y]补=1.0010+1.0100=10.0110  (有溢出）

 

第二章 微处理器结构
2-1 解释题
 AD0~AD15双重总线
 【解答】双重总线就是采用分时的办法复用总线。8086CPU在每一个总线周期的T1时， AD0~AD15用作地址总线传输地址信号，而在总线周期的其它T状态为数据总线，用作传输数据。
 逻辑地址
       【解答】在程序中所涉及的地址叫做逻辑地址。逻辑地址由两部分组成，段基址：段内偏移地址
 物理地址
      【解答】信息在存储器中实际存放的地址叫做物理地址。物理地址=段基址*16+段内偏移地址。   
 溢出
      【解答】带符号数的运算结果超出计算机所能表示的数值范围称为“溢出”。
 指令
      【解答】控制计算机完成某一个基本操作的命令（如：传送、加、移位、输出、输入等）叫做指令。
        (6) 等待周期TW
      【解答】当被选中进行读写的存储器或I/O设备，无法在总线周期规定的T状
态内完成数据的读写操作时，就由该存储器或外设向CPU的READY引脚发一个低电平信号，请求延长总线周期，等待它们的读写操作完成。

8086CPU受到该请求后，就在T3和T4之间插入一个等待周期 TW（TW也以时钟周期为单位），加入TW的个数取决于READY的持续时间。在TW期间，总线上的状态一直保持不变。
 (7) 空闲周期Ti
      【解答】在两个总线周期之间，当总线上无数据传输操作时，则系统总线处于空闲状态，此时即执行空闲周期Ti，Ti也以时钟周期T为单位，至于到底插入多少个Ti与8086CPU执行的指令有关。
 (8) 指令的寻址方式
      【解答】所谓指令的寻址方式是指在指令中操作数的表示方式。

2-2 扼要说明EU和BIU的功能
 【解答】EU从BIU的指令队列中获得指令，然后执行该指令，完成指令所规定的操作，EU不与外部总线相联系。
 BIU同外部总线连接为EU完成所有的总线操作，并在∑地址加法器中形成20位内存物理地址。

2-3 写出寄存器AX、BX、CX、DX、SI、DI的隐含用法
        【解答】
        AX：乘除法指令中用作累加器、I/O指令中作为数据寄存器。AL还在BCD指令和XLAT指令中作累加器。
 BX；间接寻址时，作为地址寄存器和基址寄存器。在XLAT指令中用作基址寄存器。
 CX：串操作指令和LOOP指令时用作循环次数计数器。CL在循环和移位指令中用作循环和移位次数计数器。
 DX：字乘、字除指令中用作高字积、被除数高字辅助寄存器。I/O指令间接寻址时作端口地址寄存器。
 SI：间接寻址时，作为地址寄存器和变址寄存器、串操作时的源变址寄存器。
 DI：间接寻址时，作为地址寄存器和变址寄存器、串操作时的目的变址寄存器。

2-4写出8086CPU的标志寄存器中三个控制位的功能 （科教范文网http://fw.nseac.com）
        【解答】
         DF：方向标志。决定在进行串操作时，每执行一条串操作指令，DF=0时对源、目的操作数地址的修正是递增、DF=1时是递减。
 IF：中断允许标志。表示目前系统是否允许响应外部的可屏蔽中断请求。IF=1时允许、IF=0时不允许。
 TF：陷阱标志。当TF=1时，是“单步工作方式”，常用于程序的调试。微处理器每执行完一条指令便产生一个内部中断，转去执行一个中断服务程序，可以借助中断服务程序来检查每条指令的执行情况。TF=0是“连续工作方式”，程序连续执行。
 
2-5 说明段寄存器的作用
       【解答】8086CPU内部数据通道和内部寄存器均为16位，而8086CPU的地址线有20条，可以寻址1MB空间。为了寻址1MB地址，CPU引入了“分段”管理的概念，把可直接寻址的1MB内存空间分成了策划能够作“段”的逻辑区域，每个段的最大物理长度为64K，段寄存器就是用来存放段的16位起始地址的。8086 CPU有4个段寄存器CS、DS、ES、SS，分别用来存储代码段、数据段、附加数据段、堆栈段的起始地址。

2-6 执行如下指令后，标志寄存器中各状态位之值
MOV AX，32C5H
ADD  AX，546AH                                                          
      【解答】

M