微型计算机原理与接口技术学习指导：习题解答及实研.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流微型计算机原理与接口技术学习指导：习题解答及实研.精品文档.微型计算机原理与接口技术学习指导 习题解答及实验主编何宏副主编王云前言微型计算机原理与接口技术是目前高等学校普遍开设的一门公共课程。本书是与枟微型计算机原理与接口技术枠配套的教学参考书。学习微型计算机，实践是非常重要的环节。学习微型计算机不仅要掌握基本原理、基本概念、基本方法，更重要的是要学以致用。目前，微型计算机已经是各行各业中十分重要又十分普遍的工具，要用它来解决科技进步中各类专业中的许多问题，以促进各行各业的进一步发展。全书内容分为两部分。第一部分是针对主教材各章的大纲要求、重

2、点内容与考核要求、习题分析与解答，共 章，主要内容包括Intel X桙Pentium 系列CPU 的微处理器、寻址方式和指令系统、汇编语言程序设计、半导体存储器、中断处理技术、输入输出接口、定时计数技术、并行桙串行通信、数桙模和模桙数转换器，对学生进一步理解教材内容并验证所学知识有一定的帮助，也可对从事该课程教学的教师提供一个巩固和深化课堂效果的教学环境。第二部分是与课程内容配套的实验指导，其中第 章为汇编语言上机实验指导，较全面地介绍了汇编程序设计的实验环境和上机步骤，由浅入深地引入了汇编程序设计中的各类典型问题。第 章是微机接口实验指导，介绍了实验使用的TPC-H 实验装置及 个推荐的微机

3、接口实验。在硬件接口电路实验中，是以清华大学同方集团教学仪器设备公司生产的TPC-H 实验装置为基础，并且采用了他们设计的大部分实验编写而成的。在此向清华大学同方集团教学仪器设备公司TPC-H 实验装置的开发者致谢！本书由何宏教授主编，王云为副主编，参加本书编写工作的人员还有刘瑞安、李鹏海、宋殿友、李季、李荭娜、王娟等。在本书编写过程中得到了陈希明、张秋燕等同志的大力支持和帮助，在此一并向他们表示衷心感谢。限于能力与水平，加上时间仓促，书中难免会出现错误和不妥之处，殷切期望能够听到广大读者的宝贵意见和建议。编者 年 月于天津理工大学目录第 章计算机基础（ ） . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 大纲要求（ ） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 考试必备知识与考试要点（ ） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 思考题与习题解答（ ） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第 章X桙Pentium 微处理器（ ） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、畅 大纲要求（ ） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 考试必备知识与考试要点（ ） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 思考题与习题解答（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第 章X桙Pentium 指令系统（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 大纲要求（） . . . . . . . . . . . . . . . .

6、 . . . . . . . . . . . . . .畅 考试必备知识与考试要点（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 思考题与习题解答（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第 章汇编语言程序设计（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 大纲要求（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 考试必备知识与考试要点（）

7、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 思考题与习题解答（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第 章存储器（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 大纲要求（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 考试必备知识与考试要点（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8、. . . 思考题与习题解答（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第 章微型计算机的中断系统（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 大纲要求（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 考试必备知识与考试要点（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 思考题与习题解答（） . . . . . . . . . . . . . . .

9、. . . . . . . . . . .第 章输入输出接口（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 大纲要求（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 考试必备知识与考试要点（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 思考题与习题解答（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第 章定时计数技术（） . . . . .

10、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 大纲要求（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 考试必备知识与考试要点（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 思考题与习题解答（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第 章并行、串行（I桙O）接口（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11、. 大纲要求（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 考试必备知识与考试要点（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 目录畅 思考题与习题解答（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第 章数桙模转换及模桙数转换（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 大纲要求（） . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12、 . . . . . . . . . . .畅 考试必备知识与考试要点（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 思考题与习题解答（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第 章汇编语言程序设计实验（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .畅 汇编语言程序设计的实验环境及上机步骤（） . . . . . . . . . . . . . . .畅 程序设计实验（） . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13、 . . . . . . . . .实验一数据传送（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验二算术逻辑运算及移位操作（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验三串操作（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验四字符及字符串的输入和输出（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验五直线程序设计（） . . . . . . . . . . . . . . . .

14、. . . . . . . . .实验六分支及循环程序设计（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验七综合程序设计（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .第 章接口电路实验（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TPC H 实验装置介绍（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 接口实验（） . . . . . . . . . . . . . . . .

15、. . . . . . . . . . . . .实验一I桙O 地址译码（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验二简单并行接口（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验三可编程计数桙定时器（） （） . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验四可编程并行接口（一）（A 方式） （） . . . . . . . . . . . . . . .实验五用可编程并行接口A 控制七段数码管（） . . . . . . . . . . .

16、 . .实验六用可编程并行接口A 控制继电器（） . . . . . . . . . . . . . . .实验七交通灯控制实验（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验八中断（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验九可编程并行接口（二）（A 方式） （） . . . . . . . . . . . . . . .实验十数模（DA）转换器（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验十一模数（A桙D）

17、转换器（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验十二数字录音机（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验十三串行通信（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验十四DMA 传送（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验十五步进电机控制实验（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .实验十六小直流电

18、机转速控制实验（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . .附录一汇编语言部分实验的程序清单（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .附录二TPC-H 微机接口实验系统实验参考说明（） . . . . . . . . . . . . . . . .附录三微机接口实验参考程序（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .参考文献（） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 微型计算

19、机原理与接口技术学习指导 习题解答及实验第 章计算机基础畅 大纲要求畅畅 学习目的与要求本章主要介绍有关微型计算机系统的基本概念以及微型计算机系统的组成及结构特点。通过学习，要求必须掌握计算机中数据的表示方法，理解微型计算机系统各组成部件的功能及相互关系，了解微处理器和微型计算机的发展历史。畅畅 重点内容与考核要求 计算机中数据的表示 计算机中的数制。 计算机中数据的表示方法。 计算机中非数值数据信息表示。以上内容均要求达到“必须掌握”层次。 微型计算机系统 微处理器和微型计算机的发展特点，要求达到“了解”层次。 微型计算机的硬件系统，要求达到“理解”层次。 微处理器的内总线结构，要求达到“理

20、解”层次。 引脚的功能复用、流水线技术，要求达到“理解”层次。 微型计算机的软件系统，要求达到“理解”层次。畅 考试必备知识与考试要点畅畅 计算机中数据的表示 二进制数一个二进制数具有两个基本特征： 具有两个不同的数字符号，即 和 ； 逢 进位。 十六进制数在计算机中，最常用的是十六进制数。一个十六进制数的基本特点是： 具有 个数字符号，采用 和A F ； 第 章计算机基础 逢 进位。 数制的转换重点掌握二进制数与十六进制数的转换。将二进制数转成十六进制数相当方便。整数部分从小数点向左，每 位一分，组成 位十六进制数，不足 位的前面补 ，小数部分由小数点向右，每 位一分，不足 位的后面补 ，每

21、 位用相应十六进制数代替，即转换成十六进制数。例如：（ ） 转换为 ll E D C转换结果为：（E DC） 。 带符号数的表示方法（）原码表示方法正数的符号位用 表示，负数的符号位用l 表示。例如：x x原 y y原 （）反码表示方法正数的反码表示与原码相同，负数的反码表示为它的正数“按位取反”（连同符号位） 。例如： 反 反 反 反 反 反 （）补码表示方法正数的补码表示与原码相同，负数的补码表示为它的正数“按位取反”（包括符号位） ，并且在最低位加 而形成。例如： 补 补 补码的运算x y补 x补 y补x y补 x补 y补已知x补，求 x补的方法是通过对x补“连同符号位在内一起变反加”得

22、到。例如：y补 y补 十进制数的表示方法二进制编码的十进制数（BCD 码）是用 位二进制数表示 位十进制数。 微型计算机原理与接口技术学习指导 习题解答及实验压缩的BCD 码是用一个字节即 位二进制数表示 位十进制数。高 位可以表示十进制数的十位数，低 位可以表示十进制数的个位数。非压缩的BCD 码是用一个字节即 位二进制数表示 位十进制数，其中高 位为 ，低 位 分别表示 。 西文信息的表示美国信息交换标准代码ASCII（American Standard Code for Information Interchange）是一种 位代码，一般最高位可用于奇偶校验，其余 位码代表字符信息，共可

23、表示 个字符，其中个起控制作用的称为“功能码” ，其余 个符号（ 个十进制数码、 个英文大小写字母、 个专用符号 、 、 、 . . ）供书写程序和描述命令之用，称为“信息码” 。 中文信息的表示标准“国家标准信息交换用汉字编码基本字符集（GB ）”规定一个汉字用两个字节（ 种状态）编码，同时用每个字节的最高位来区分是汉字编码还是ASCII 字符码，这样每个字节只用低 位，这就是所谓双 位汉字编码（ 种状态） ，称作该汉字的交换码（又称国标码） 。畅畅 微型计算机系统计算机是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成的。其中，存储器又分为内存储器和外存储器；输入设备、输出设备和外

24、存储器统称为外围设备；运算器、控制器和内存储器合称为主机；而运算器和控制器这两部分又称为中央处理器（Central ProcessingUnit ，简称CPU） 。微处理器指由一片或几片大规模集成电路组成的中央处理器。微型计算机指以微处理器为基础，配以内存储器以及输入桙输出（I桙O）接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。微型计算机系统指微型计算机配以相应的外围设备及其他专用电路、电源、面板、机架以及足够的软件而构成的系统。软件系统包括系统软件和应用软件两大类。系统软件主要包括操作系统（OS）和系统实用程序。其中操作系统是一套复杂的系统程序，用于管理计算机的硬件与软件资源、进行任务调度、提供文件

25、管理系统和人机接口等等。操作系统还包含了各种IO 设备的驱动程序。应用软件是用户为解决各种实际问题（如数学计算、检测与实时控制、音乐播放等）而编制的程序。从大的方面来讲，它可以是面向数据库管理、面向计算机辅助设计、面向文字处理的软件或软件包；从小的方面来说，它可以是为某个单位、某项工作的具体需要而开发的软件。畅 思考题与习题解答 简述计算机和微型计算机经过了哪些主要发展阶段？解答：微型计算机的发展是以微处理器的发展为表征的，到目前为止，微处理器的发展过程已经历了六代。 第 章计算机基础第一代： 年到 年为 位或 位低档微处理器和微型计算机时代。这一时期的典型产品是Intel 和Intel 。第

26、二代： 年到 年为 位中档微处理器和微型计算机时代。这一时期的典型CPU产品有Intel 、Zilog 公司的Z 系列和Motorola 公司的MC 等。第三代： 年到 年为 位微处理器和微型计算机时代。这一时期的典型CPU 产品有 、 、Z 和MC 。第四代： 年到 年为 位微处理器和微型计算机时代。这一时期的典型CPU 产品是Intel 、 和Motorola 公司的MC 、 等。与 位微处理器相比， 位微处理器从体系结构设计上有了概念性的改革与革新。第五代： 年，Intel 公司推出的Pentium 微处理器。Pentium 微处理器的推出，使微处理器的技术发展到了一个崭新的阶段，标志着

27、微处理器完成从CISC 向RISC 时代的过渡，也标志着微处理器向工作站和超级小型机冲击的开始。第六代： 年，Intel 公司正式公布其高档Pentium 产品Pentium Pro（又称P ，俗称高能奔腾） ，也是一种 位CPU ，该处理器采用畅 m 工艺，集成度是 万个晶体管桙片，地址线为 条，寻址范围为 GB ，其主频已提高到 MHz 以上，具有两倍P 的性能。 年以后，Pentium 系列进入市场，其CPU 集成度达 万个晶体管桙片，工作频率达 GHz 以上。今天，计算机及其应用技术的发展速度、深度及其广度，都远远超过了历史上任何一种技术手段和装备，在国防、科学研究、政治经济、教育文化

28、等方面无所不及。计算机应用技术不仅引起社会各领域的巨大变革，反过来又推动计算机本身不断向前发展。 什么叫微处理器？ 什么叫微型计算机？ 什么叫微型计算机系统？解答：（）微处理器：指由一片或几片大规模集成电路组成的中央处理器。（）微型计算机：指以微处理器为基础，配以内存储器以及输入桙输出（I桙O）接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。（）微型计算机系统：指微型计算机配以相应的外围设备及其他专用电路、电源、面板、机架以及足够的软件而构成的系统。 写出下列机器数的真值。（） （）（） （）解答： （）x （） （ ）（）x （） （ ）（）x （） （ ）（）x （） （ ） 写出下列二进制数的原码

29、、反码和补码（设字长为 位） 。（） （） （） （） 解答： （）x原 x反 x补 （）x原 x反 x补 （） x原 微型计算机原理与接口技术学习指导 习题解答及实验x反 x补 （） x原 x反 x补 当下列各二进制数分别代表原码、反码和补码时，其等效的十进制数值为多少？（） （）（） （）解答： （）x原 x反 x补 x （） x原 x x反 x x补 x （） x原 x x反 x x补 x （） x原 x x反 x x补 x 已知x ，y ，x ，y ，试计算下列各式（字长 位） 。（）x y 补（）x y 补（）x y 补（）x y 补（）x y 补解答： x 补 y 补 x 补 y

30、补 （）x y 补 x 补 y 补 （）x y 补 x 补 y 补 （）x y 补 x 补 y 补 （）x y 补 x 补 y 补 （）x y 补 x 补 y 补 用补码来完成下列计算，并判断有无溢出产生（字长为 位） ：（） （） （） （） 解答： 补 补 补 补 溢出位反映带符号数（以二进制补码表示）运算结果是否超过机器所能表示的数值范围的情况。对 位运算，数值范围为 ；对 位运算，数值范围为 。若超过上述范围，称为“溢出” ，OF 置“” 。 第 章计算机基础“溢出”和“进位”是两种不同的概念，对于某次运算结果，有“溢出”不一定有“进位” ；反之，有“进位”也不一定有“溢出” 。溢出位

31、：OF Dcy 磑Dcy（） 补 补 OF Dcy 磑Dcy 磑 有溢出（） 补 补 OF Dcy 磑Dcy 磑 无溢出（） 补 补 OF Dcy 磑Dcy 磑 无溢出（） 补 补 OF Dcy 磑Dcy 磑 有溢出 在微型计算机中存放两个补码数，试用补码加法完成下列计算，并判断有无溢出产生。（）x补 y补 （）x补 y补 解答： （）x补 y补 OF Dcy 磑Dcy 磑 有溢出（）x补 y补 OF Dcy 磑Dcy 磑 无溢出 试将下列各数转换成BCD 码。（）（） （）（）（）B （）H解答： （）（） （ ）BCD（）（） （ ）BCD（）B （） （ ）BCD（）H （） （ ）BC

32、D 试查看下列各数代表什么ASCII 字符？（）H （）H （）H（）H解答：（）A ；（）r ；（）e ；（）空格字符。 试写出下列字符的ASCII 码。 ，倡， ， ，！解答：ASCII 码分别为H ，AH ，DH ，H ，H。 若加上偶校验，题 字符的ASCII 码又是什么？解答：ASCII 码分别为H ，AAH ，BDH ，H ，H。 通用微型计算机硬件系统结构是怎样的？ 请用示意图表示。说明各部分作用。解答：通用微型计算机硬件系统结构主要是由微处理器CPU 、存储器、I桙O 接口和I桙O 设备组成，各组成部分之间通过地址总线（Address Bus ，AB） 、数据总线（Data B

33、us ，DB） 、控制总线 微型计算机原理与接口技术学习指导 习题解答及实验（Control Bus ，CB）联系在一起。AB 、DB 和CB 这三者统称为系统总线，如图所示。微处理器（CPU 中央处理器） 包括控制器、运算器、寄存器组。主要功能是执行指令并根据指令发出相应的控制信号，以使微机各部件协调工作。此外还完成各种算术逻辑运算功能。存储器 包括RAM 和ROM 。主要功能是存放当前运行的程序和数据。I桙O 接口 在外部设备与主机之间实现数据信息、控制信息和状态信息的缓存、变换、传送以及信号电平、速度的匹配等功能。外部设备 主要实现人机交互（信息的输入输出） 。总线 把微机中各部件连接在

34、一起的公共信息传输通道。 通用微型计算机软件包括哪些内容？解答：通用微型计算机软件包括系统软件和应用软件两大类。系统软件主要包括操作系统（OS）和系统实用程序。操作系统是一套复杂的系统程序，用于管理计算机的硬件与软件资源、进行任务调度、提供文件管理系统和人机接口等等。操作系统还包含了各种I桙O 设备的驱动程序。系统实用程序包括各种高级语言的翻译桙编译程序、汇编程序、数据库系统、文本编辑程序以及诊断和调试程序，此外还包括许多系统工具程序等。应用软件是用户为解决各种实际问题（如数学计算、检测与实时控制、音乐播放等）而编制的程序。 典型微型计算机有哪几种总线？ 它们传送的是什么信息？解答： 数据总线

35、DB 传输数据信息。地址总线AB 传输存储器地址和I桙O 地址。控制总线CB 传输控制信息和状态信息。 第 章计算机基础第 章X桙Pentium 微处理器畅 大纲要求畅畅 学习目的与要求微处理器是微型计算机的控制核心。本章主要讲述典型的微处理器 的内部结构、引脚信号和总线时序，重点是要掌握 CPU 结构与特点、引脚信号，特别是一些控制信号的功能应深刻理解和熟练掌握。 执行指令涉及三种周期 指令周期、总线周期和时钟周期。首先要掌握这三种周期的区别和相互之间的关系；其次要掌握几种基本总线周期的时序关系，结合 引脚信号的功能来理解和掌握三总线信号，以及在这些典型的总线周期中出现的时间关系，从而为 微

36、处理器同内存储器及I桙O 设备的接口做好准备。同时，在理解和掌握 的结构和特性的基础上，进一步了解从 到Pentium 微处理器的结构和特点，对当前在PC 机中所采用的微处理器芯片的发展情况有所了解。本章的难点是总线时序。畅畅 重点内容与考核要求 微处理器 CPU 的结构与特点，要求达到“理解”层次。 CPU 的内部寄存器，要求达到“必须掌握”层次。 系统中的存储器分段与物理地址的形成，要求达到“理解”层次。 的工作模式和引脚特性 的最大工作模式与最小工作模式的区别。 总线分时复用的特点。 常用控制信号的功能，这些控制信号的应用。以上内容要求达到“综合应用”层次。 的总线操作和时序 三种周期 时钟周期、指令周期和总线周期的区别及联系。 几种主要的总线周期时序图，有关信号的时序关系。以上内容要求达到“理解”层次。 从 到Pentium 、 、 的结构特点以及这三种微处理器的关系。 Pentium 系列的结构特点以及相互之间的联系。以上内容要求达到“了解”层次。 微型计算机原理与接口技术学习指导 习题解答及实验畅 考试必备知识与考试要点畅畅 微处理器