同济大学2009-2010(1)微机原理期终试题（A B卷）含答案

同济大学课程考核试卷（A卷） - 答案

2009—2010学年第一学期

课号：100202 课名：微机原理及接口技术（双语） 考试考查：考试 此卷选为：期中考试( )、期终考试( ■ )、重考( )试卷

年级 专业 学号 姓名 得分

一、简答题（30分，每题5分）

1. Choose five different instructions to accomplish AL=0.

解：答案不唯一，参考答案如下 MOV AL, 0 AND AL, 0 SUB AL, AL XOR AL, AL SHL AL, 8

2. Compare the difference between AND and TEST instruction.

解：

AND指令会影响目的寄存器内容，而TEST不影响目的寄存器的内容。

3. 已知AX=3024H, BX=0A010H，执行以下CMP AX, BX指令后，试分析标志位S,C,O,Z的

值，并指出AX的值。 解：

CMP指令运行后，AX内容不受影响，仍为3024H。正数减去负数后其结果为负数（9014H），因此O=1。高位有借位，因此C=1。显然，S=1，Z=0。 4. What condition does a logic 1 (high level) on the 8086 ALE pin indicate.

解：

ALE为1（高电位）时表明总线上地址数据有效，即AD0-AD15地址数据复用线上是有效的地址数据，而A16-A19状态地址复用线上是有效的地址数据。该信号用于通知外部锁存器进行地址数据分离。

5. 当INT 22H指令运行时，请给出中断向量表中该中断对应的物理位置。（假设采用

8086 CPU系统） 解：

已知中断向量号为22H，故在中断向量表中所处的位置为22H×4=88H。因为8086系统的中端向量表位于内存的最低端，故该中断向量在地址范围为00088H-0008BH。 6. 简要说明中断处理的流程。

解：流程如下：

(1) 将标志寄存器内容压栈；

(2) 将标志寄存器的TF和IF标志清零； (3) 将CS寄存器内容压栈； (4) 将IP寄存器内容压栈；

(5) 根据中断向量号查询中断向量表，获取中断服务程序的段地址和偏移地址，分

别装入CS和IP；

第 1 页 共 7 页

(6) 执行中断服务程序；

(7) 执行到IRET/IRETD时，从堆栈中弹出IP和CS； (8) 从堆栈重弹出标志数据到标志寄存器。

二、分析与设计题（70分）

7. 某微型计算机系统，其CPU地址线为20位，数据线为8位。需扩展内存140KB，其

中RAM为128KB，选用62256(32K×8)；ROM为12KB，选用EPROM2732(4K×8)，要求内存地址空间从40000H开始连续分配，RAM在低地址，ROM在高地址。(20分) (1) 分别需要多少块ROM和RAM？给出每一块存储芯片的内存地址范围。(10分) (2) 利用74LS138画出存储器地址译码图。要求与CPU三总线有相应的连接。(10分) 解：

(1) 因为需要扩展内存140KB，其中RAM为128KB，ROM为12KB。而选用的RAM

芯片62256为32KB，ROM芯片2732为4KB。因此需要62256芯片4块，2732芯片3块。

而32K的地址范围大小为8000H，其范围为0000H-7FFFH；4K的地址范围大小为1000H，其范围为0000H-0FFFH。因此每块芯片的地址范围如下： RAM1：40000H-47FFFH RAM2：48000H-4FFFFH RAM3：50000H-57FFFH RAM4：58000H-5FFFFH ROM1：60000H-60FFFH ROM2：61000H-61FFFH ROM3：62000H-62FFFH

(2) 答案不唯一，参考答案如下。

因为RAM芯片为连续配置，可以采用1片74LS138译码器。而62256的地址范围为32K，因此其地址线位A0-A14。又RAM的总地址范围为40000H-5FFFFH，因此有如下地址范围。 芯片 A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RAM1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RAM2 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RAM3 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RAM4 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 显然，A0-A14直接接到62256芯片，而A15-A19用于地址译码，地址译码图如下： 第 2 页 共 7 页

A0-A14A0-A14D0-D762256RDWROEWECS系统总线74LS138A15A16A17ABCY0Y1Y2Y3A18A19M/IOY4G1G2AG2BY5Y6Y740000H-47FFFH48000H-4FFFFH50000H-57FFFH58000H-5FFFFHCSCSCSD0-D7 而ROM芯片为连续配置，可以采用1片74LS138译码器。而2732的地址范围为4K，因此其地址线位A0-A11。又RAM的总地址范围为60000H-62FFFH，因此有如下地址范围。 芯片 ROM1 A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ROM2 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ROM3 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 显然，A0-A11直接接到2732芯片，而A12-A19用于地址译码，地址译码图如下： 第 3 页 共 7 页

A0-A11A0-A11D0-D72732RDOECS系统总线74LS138A12A13A14A17A18A15ORCS60000H-60FFFH61000H-61FFFH62000H-62FFFHCSABCANDY0Y1Y2Y3Y4G1G2AG2BORY5Y6Y7A16A19M/IOD0-D7

8. 现有两种外设：一组8位开关，一组8位LED灯。要求用8255作为接口芯片，将

开关状态从8255的B口读入，存入DS:BX所指数据段；并从堆栈弹出数据到AX中，将AH的内容经8255的A口送出到LED灯上显示。8255的地址为40H-43H。（20分） (1) 画出8255的硬件连接图（包括基于74LS138的地址译码以及开关和LED灯的连

接）。（10分）

(2) 写出完成上述功能的主要程序代码片段（含初始化代码和功能代码，要求有注

释）。（10分）

解：答案不唯一，参考答案如下。

(1) 因为端口地址为40H-43H，采用8位地址总线译码方式，有8255的各个端口地

址分配如下。 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 8255 A 40H 0 1 0 0 0 0 0 0 B 41H 0 1 0 0 0 0 0 1 C 42H 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 控制寄存器 43H 0 地址译码图如下： 第 4 页 共 7 页

+5Vr0r18255A74LS138A2A3A4A6ANDr7k0k1PB0CSA1A0RDPA0WRPA1D0-D7PA7D7PB7D0D1PB1ABCY0Y1Y2Y3Y4k7M/IOA5A7G1G2AG2BR0R1Y5Y6Y7总线A1A0RDWR

9. 某计算机系统有一16550接口电路，其地址为68H-6FH。若其数据传输要求采用7

个数据位，1个停止位，偶校验，波特率为4800（外部时钟为18.432MHz）。（15分） (1) 写出16550的初始化代码。（10分）

(2) 若传输ASCII字符为’B’，请画出其传输波形图。（5分） 解：

(1) 16550的端口地址范围为68H-6FH，因此其线路控制寄存器为6BH，用于波特率

处理的寄存器分别为68H和69H。根据16550的控制字格式和初始化流程，可以确定其控制字有两个： 其一：进行波特率设置，有

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ISAD8-D15R7+5VD0-D7

(2) 对于8255而言，A口作为输出，B口作为输入。且都是基本的I/O方式，故A

口和B口都选用方式，因此8255的控制字如下： D7 A组方式（方式0） A口（输出） D6 D5 D4 C口高4位 D3 B组方式（方式0） B口（输入） C口低4位 D2 D1 D0 1 0 0 0 因此，程序代码如下

;8255初始化代码 MOV AL, 82H OUT 43H, AL

;功能代码 IN AL, 41H MOV [BX], AL POP AX MOV AL, AH OUT 40H, AL

0 0 1 0 ;将控制字放入到AL寄存器

;将控制字送入到8255的控制寄存器

;从8255的B口读入开关状态数据到AL寄存器 ;将AL寄存器内容放入到DS:BX所指数据段 ;从堆栈中弹出数据到AX ;取AH内容到AL寄存器 ;将AL内容送到LED灯显示

启动分频 D7 发送间隔 D6 附加位 D5 偶校验 D4 启动校验 D3 1位停止位 D2 7位数据 D1 D0 1 0 0 1 1 0 1 因为采用18.432MHz，若要波特率为4800，这分频系数N为 0 ?18.432?10??240 N?616?4800其二，进行正常的通信，有 正常通信 D7 发送间隔 D6 附加位 D5 偶校验 D4 启动校验 D3 1位停止位 D2 7位数据 D1 D0 0 0 0 1 1 0 1 0 因此，16550的初始化代码如下：

;初始化16550 MOV AL, 9AH OUT 6BH, AL ;设置波特率 MOV AL, 240 OUT 68H, AL ;波特率分频系数低8位 MOV AL, 0 OUT 69H, AL ; 波特率分频系数高8位 ;启动16550通信过程 MOV AL, 1AH OUT 6BH, AL

(2) 作为一款串行芯片，在进行数据传输时是从最低位开始传输的，因此有：

对于ASCII字符’B’，可以查得其ASCII编码为42H，即01000010B。在上述传输过程中，因为采用7位数据格式，因此D7位被舍弃。因此最终传输的二进制序列为0100001B。

对于偶校验，易知传输序列中有2个’1’，因此校验位为’0’。 故波形如下：

起始位D0D1D2D3D4D5D6校验位停止位0010000101

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10. Program counter 2 of the 8254 so that it generates a continuous series of pulse that have

a high time of 4us and a low time of 1us. Make sure to indicate the CLK frequency required for this task.（15分）

解：答案不唯一，参考答案如下。

因为要求产生高为4us，低为1us的连续波形，因此可以采用8254的方式2。显然，若选用CLK为1MHz（即周期为1us），采用计数值为5，即可满足题意要求。 因此，根据8254的控制字，有 选择计数器2 D7 D6 写计数值高低字节 D5 D4 D3 方式2 D2 D1 二进制计数 D0 1 0 1 1 0 1 0 0 假定8254的地址范围为40H-43H，即计数器2的地址为42H，控制字寄存器的地址为43H，则8254的程序代码如下：

;初始化8254 MOV AL, B4H OUT 43H, AL

;向计数器2写入计数初值 MOV AL, 5 OUT 42H, AL ;计数值低8位 MOV AL, 0 OUT 42H, AL ;计数值高8位

同济大学课程考核试卷（B卷） - 答案

2009—2010学年第一学期

课号：100202 课名：微机原理及接口技术（双语） 考试考查：考试 此卷选为：期中考试( )、期终考试( ■ )、重考( )试卷

年级 专业 学号 姓名 得分

一、简答题（35分，每题5分）

1. In the real mode of 8086, show the starting and ending address of each segment located

by the following segment register value. (1) 4500H (2) 0CE00H 解：

(1) Starting Address：45000H，Ending Address：54FFFH (2) Starting Address：0CE000H，Ending Address：0DDFFFH 2. 已知AX=14C6H, BX=80DCH，执行以下程序后，试问。

ADD AX, BX JNO PROG1

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JNC PROG2 JNS PROG3 JMP PROG4

(1) 分析标志位S,C,O,Z的取值情况。 (2) 指出程序将转向哪个标号? 解：

(1) S=1,C=0,O=0,Z=0。 (2) PROG1

3. How many address inputs and data inputs does the 32K×8bit DRAM device contain?

解：

因为32K=215，因此，Address Inputs的数目为15 而数据宽度为8bit，故Data Inputs的数目为8

4. Contrast a memory-mapped I/O system with an isolated I/O system.

解：(P211)

(1) 内存映射I/O系统

a) 地址空间与存储器重叠； b) 不使用专门的In/Out指令；

c) 采用相同的I/O访问和内存访问寻址方式，但对I/O访问很慢。 (2) 独立I/O系统

d) 地址空间不与存储器重叠；

e) 需要专门的In/Out指令，且只能通过AL, AX, EAX寄存器进行数据交换； f) 内存访问寻址方式采用20位地址寻址，而I/O寻址最多16位地址。

5. 8086 CPU复位后AX, CS, IP的值是什么？复位后CPU的启动地址又是什么？

解：

复位后AX和IP的值都是0000H，而CS中的值为0FFFFH。故复位后CPU的启动地址为0FFFF0H。

6. What condition does a logic 1 (high level) on the 8086 ALE pin indicate.

解：

ALE为1（高电位）时表明总线上地址数据有效，即AD0-AD15地址数据复用线上是有效的地址数据，而A16-A19状态地址复用线上是有效的地址数据。该信号用于通知外部锁存器进行地址数据分离。

7. 中断服务程序结束时，用RET指令代替IRET指令能否返回主程序，这样做会有什么

后果？ 解：（RET是普通子程序的返回指令

IRET是中断服务程序的返回指令）

在中断服务程序中，用RET来代替IRET可以返回主程序。因为返回前在堆栈中还保留CS和IP的值。

但是这样做会有问题。因为中断前保留在堆栈中的标志寄存器FLAGS的值没有弹出，这样返回主程序后，可能会引发标志位错误而导致程序流程控制错误。

二、分析与设计题（65分）

8. 某微型计算机系统，其CPU地址线为20位，数据线为8位。需扩展内存140KB，其

中RAM为128KB，选用62256(32K×8)；ROM为12KB，选用EPROM2732(4K×8)，要求内存地址空间从40000H开始连续分配，RAM在低地址，ROM在高地址。(25分)

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(1) 分别需要多少块ROM和RAM？给出每一块存储芯片的内存地址范围。(10分) (2) 利用74LS138画出存储器地址译码图。要求与CPU三总线有相应的连接。(15分) 解：

(1) 因为需要扩展内存140KB，其中RAM为128KB，ROM为12KB。而选用的RAM

芯片62256为32KB，ROM芯片2732为4KB。因此需要62256芯片4块，2732芯片3块。

而32K的地址范围大小为8000H，其范围为0000H-7FFFH；4K的地址范围大小为1000H，其范围为0000H-0FFFH。因此每块芯片的地址范围如下： RAM1：40000H-47FFFH RAM2：48000H-4FFFFH RAM3：50000H-57FFFH RAM4：58000H-5FFFFH ROM1：60000H-60FFFH ROM2：61000H-61FFFH ROM3：62000H-62FFFH

(2) 因为RAM芯片为连续配置，可以采用1片74LS138译码器。而62256的地址范

围为32K，因此其地址线位A0-A14。又RAM的总地址范围为40000H-5FFFFH，因此有如下地址范围。 芯片 A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RAM1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RAM2 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RAM3 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RAM4 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 显然，A0-A14直接接到62256芯片，而A15-A19用于地址译码，地址译码图如下： 第 9 页 共 7 页

A0-A14A0-A14D0-D762256RDWROEWECS系统总线74LS138A15A16A17ABCY0Y1Y2Y3A18A19M/IOY4G1G2AG2BY5Y6Y740000H-47FFFH48000H-4FFFFH50000H-57FFFH58000H-5FFFFHCSCSCSD0-D7 而ROM芯片为连续配置，可以采用1片74LS138译码器。而2732的地址范围为4K，因此其地址线位A0-A11。又RAM的总地址范围为60000H-62FFFH，因此有如下地址范围。 芯片 ROM1 A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ROM2 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ROM3 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 显然，A0-A11直接接到2732芯片，而A12-A19用于地址译码，地址译码图如下： 第 10 页 共 7 页

A0-A11A0-A11D0-D72732RDOECS系统总线74LS138A12A13A14A17A18A15ORCS60000H-60FFFH61000H-61FFFH62000H-62FFFHCSABCANDY0Y1Y2Y3Y4G1G2AG2BORY5Y6Y7A16A19M/IOD0-D7

9. 一个Intel 8254芯片和8位CPU相连接，时钟0、1、2的寄存器以及控制寄存器端

口地址分别为20H、21H、22H和23H，现有10KHz的时钟信号连入8254的CLK0端，且GATE0接高电平。8254的初始化代码如下。

MOV AL,30H OUT 23H,AL MOV AL,0E8H OUT 20H,AL MOV AL,03H OUT 20H,AL 请回答如下问题：(20分)

(1) 给出Intel 8254的工作模式及其计数初值。(10分) (2) 画出8254的OUT0的输出波形。(10分) 解：

(1) 从初始化根据题目要求，控制字为30H，表示采用0#计数器，依次写低8位和

高8位计数值，采用工作方式0和二进制计数。 因此，计数值为03E8H=1000。

(2) 因为计数值为03E8H=1000。因此对于10KHz的输入，在输出OUT0在启动计数

第 11 页 共 7 页

后变低，经过时间

1000?0.1s后变高。8254的OUT0的输出波形如下。 10KHz写入计数值时刻OUT000.020.040.060.080.1

10. 已知一个与总线接口的8255A接口电路如下图所示，其中k0-k7与8255A端口B相

连，LED发光二极管D0-D7及相应的驱动电路与端口A相连，且已知8255A的端口地址为83F0H~83F3H。要求如下。(20分)

(1) 利用门电路和74LS138译码器设计图中所示的译码片选电路，产生满足给定条

件的CS信号。(6分)

(2) 将8255A的A1、A0、D0-D7、RD、WR与总线的信号线进行正确连接。(6分) (3) 若要将开关k0-k7的状态在对应的LED二极管D0-D7上随时反映出来，即：若

ki（i=0,…,7）开关闭合，则相应的LED 灯Di（i=0,…,7）点亮。编写一个8086汇编语言程序段，实现对8255A的初始化及要求的控制功能。(8分)

时间（秒）第 12 页 共 7 页

+5VAENA2A3r0r18255A译码片选电路PB0CSA1A0PB7PA0WRPB1r7k0k1k7A15RDPA1D0-D7PA7D0D1R0R1IOR总线ISAIOWMEMRMEMWALEA1A0D0-D7D7R7+5V74LS138ABCY0Y1Y2Y3D8-D15G1G2AG2BY4Y5Y6Y7

解：该题答案不唯一。参考答案如下。

(1) 可以先把所要求的地址83F0H写成二进制形式 1000_0011_1111_0000B，然后选

择不同的地址线连入译码器电路，查看CS端能得到正确的译码即可。 (2) 在连线时看这样几个关键连线：ISA总线的A1,A0分别连接到8255A的A1和A0

做片内译码用，IOR信号连接到8255A的RD引脚，IOW信号连接到8255A的WR引脚，D0…D7数据总线连接到8255A的D0…D7端，地址线连接到译码电路输入，

译码器电路有一个输出连接到CS。

(3) 程序：只要求程序段，不要求完整的程序 MOV DX, 83F3H ;控制口地址

MOV AL, 10000010B ;依据8255A控制字对8255A初始化 OUT DX, AL CALL DELAY ;调用外部的延迟子程序 TEST: MOV DX, 83F1H ; B口地址 IN AL, DX ;读B口状态 XOR AL, 11111111B ;将B口状态取反 MOV DX, 83F0H ;A口地址 OUT DX, AL ;将取反后的B口状态送到A口，控制LED灯亮 CALL DELAY ;调用外部的延迟子程序

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