六、八、九章习题答案

Chapter6习题解答

6.4某计算机系统有8个I/O接口芯片，每个接口芯片占用8个端口地址。若起始地址为9000H，8个接口芯片的地址连续分布，用74LS138作为译码器，试画出端口译码电路图，并说明每个芯片的端口地址范围。

A15 A14 ? ? A7 A6

A5A4A3 EN C B A Y7 . Y1 Y0 接口8 A2~A0 接口1 接口2 ??

接口编号 1 2 3 4 5 6 7 A15~A6 A5 0 0 0 0 1 1 1 A4 0 0 1 1 0 0 1 A3 0 1 0 1 0 1 0 A2~A0 000~111 000~111 000~111 000~111 000~111 000~111 000~111 地址空间 9000H~9007H 9008H~900FH 9010H~9017H 9018H~901FH 9020H~9027H 9028H~902FH 9030H~9037H 1001000000 8 1 1 1 000~111 9038H~903FH 6.6 CPU与I/O设备之间的数据传送有哪几种方式？每种工作方式的特点是什么？各适用于什么场合？

①无条件控制（同步控制）：特点：方式简单，CPU随时可无条件读/写数据，无法保证数据总是有效，适用面窄。适用于外设数据变化缓慢，操作时间固定，可以被认为始终处于就绪状态。

②条件控制（查询控制）： 特点：CPU主动，外设被动，执行I/O操作时CPU总要先查询外设状态；若传输条件不满足时，CPU等待直到条件满足。解决了CPU与外设间的同步问题，可靠性高，但CPU利用率低，低优先级外设可能无法及时得到响应。适用于CPU不太忙，传送速度不高的场合。

③中断方式： 特点：CPU在执行现行程序时为处理一些紧急发出的情况，暂时停止当前程序，转而对该紧急事件进行处理，并在处理完后返回正常程序。CPU利用率高，外设具有申请CPU中断的主动权，可以实现实时故障处理，实时响应外设的处理，但中断服务需要保护断点（占用存储空间，降低速度）。适用于CPU的任务较忙，传送速度要求不高的场合，

尤其适用实时控制中紧急事件的处理。

④DMA控制： 特点：数据不通过CPU，而由DMAC直接完成存储单元或I/O端口之间的数据传送。接口电路复杂，硬件开销大，大批量数据传送速度极快。适用于存储器与存储器之间，存储器与外设之间的大批量数据传送的场合。

⑤通道方式：特点：以程序方式进行I/O管理，可直接访问主存储器，不需CPU干预，可通过通道程序实现除数据传输外的其他操作。

6.7常用的中断优先级的管理方式有哪几种？分别有哪些优缺点？ ①软件查询：方法简单，实现起来较容易，效率低。 ②硬件排序：占用硬件资源，效率较高。 ③中断控制芯片：成本较高，效率很高。

6.8在微机与外设的几种输入/输出方式中，便于CPU处理随机事件和提高工作效率的I/O方式是哪一种？数据传输速率最快的是哪一种？

便于CPU处理随机事件和提高工作效率的是中断方式，数据传输速率最快的是DMA控制方式。

Chapter8习题解答

8.2 指出下列指令操作数的寻址方式。

1) MOVE R1，R2 寄存器直接寻址 2) 3) 4) 5)

SUBS R0，R0, #2 立即寻址

SWP R1，R1，[R2] 寄存器间接寻址 STR R1，[R0，#-4]! 基址变址寻址

LDMFD SP! , {R1~R4，LR} 多寄存器直接寻址

6) ANDS R0，R0，R1，LSL R2 寄存器移位寻址 7) STMIA R1!, {R2~R5， R8} 多寄存器直接寻址 8) BL AGAIN 相对寻址

8．3 ARM指令中的第二操作数有哪几种表示形式？举例说明。

第二源操作数有三类表示形式，分别是：

1) 立即数方式（#imm） #imm是一个无符号的32位数值变量，例如 0x104 2) 寄存器方式（Rm） Rm是存储第二源操作数的寄存器，例如R3表示R3寄存器 3) 寄存器移位方式（Shifter_operand） 例如R3，ASR #2表示R3地址右移2后寄存

器中的值

8.4 判断下列指令的正误，并说明理由。

1) ADD R1，R2，#4! 错误，#4是立即数寻址，不是寄存器寻址，所以不能使用

“！”来对寄存器值更新。 2) LDMFD R13!，{R2，R4} 正确 3) LDR R1，[R3]! 错误，这是零偏移形式，无需使用“！”

4) MVN R5，#0x2F100 正确 5) SBC R15，R6，LSR R4 错误，没有指明对那个地址进行移位（LSR） 6) MUL R2，R2，R5 正确

7) MSR 8) LDRB

CPSR,#0x001 正确

PC,[R3] 正确

8．5 对下列各指令组写出运算指令执行的条件。

1) CMP

R0，R1

ADDHI R1，R1，#1 HI：如果R0中的无符号数>R1中的无符号数则执行ADD指令。

2) CMP R1，R2

SUBMI R2，R2，#0x08 MI:表示如果R1寄存器中的值小于R2寄存器中的值，

则执行SUB指令。

8.7 指出MOV指令与LDR加载指令的区别及用途。

ARM是RISC结构，数据从内存到CPU之间的移动只能通过L/S指令来完成，也就是LDR/STR指令。比如想把数据从内存中某处读取到寄存器中，只能使用ldr比如：

LDR R0, 0x12345678

就是把0x12345678这个地址中的值存放到R0中。而MOV不能这样用，MOV只能在寄存器之间移动数据，或者把立即数移动到寄存器中，这个是和x86这种CISC架构的芯片区别最大的地方。x86中没有LDR这种指令，因为x86的MOV指令可以将数据从内存中移动到寄存器中。

8.8 写一段代码判断R1的值是否大于0x30 , 是则将R1减去0x30.

CMP R1, 0x30

SUBGT R1 , R1, 0x30

8.9 ARM处理器中支持哪几种堆栈? 画出每种堆栈操作的示意图。

ARM支持的四种堆栈类型：

1. 满递增（FA）：堆栈向上增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最高地址。

存储器地址 0xA0000004 0xA0000008 0xA000000C 0xA0000010

堆栈生长方向 栈底数据 堆栈数据 堆栈数据 堆栈数据

栈顶数据 指针 0xA0000014

2. 空递增（EA） ：堆栈向上增长，堆栈指针指向堆栈上的第一个空位置。

存储器地址 0xA0000004 0xA0000008 0xA000000C 0xA0000010 0xA0000014

堆栈生长方向 栈底数据 堆栈数据 堆栈数据 堆栈数据 空闲

指针

3. 满递减（FD） ：堆栈向下增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最低地址。

存储器地址 0xA0000004 0xA0000008 0xA000000C 0xA0000010 指针 堆栈生长方向 栈顶数据 堆栈数据 堆栈数据 堆栈数据 栈底数据 0xA0000014 4. 空递减（ED） ：堆栈向下增长，堆栈指针向堆栈下的第一个空位置。

存储器地址 0xA0000004 0xA0000008 0xA000000C 0xA0000010 0xA0000014

指针 堆栈生长方向 空闲 堆顶数据 堆栈数据 堆栈数据 堆底数据 Chapter9习题解答

9.5编写一个程序段，当寄存器r3中数据大于r2中的数据时，将r2中的数据加10存入寄存器r3；否则将r2中的数据加100存入寄存器r3，并把这个程序段定义成一个代码段。 AREA ADDITION，CODE，READONLY ENTRY Loop CMP

R3 , R2

BHI GREATER ADD R3 , R2 , #100 B

STOP

GREATER ADD R3 , R2 , #10 STOP

…

END

9.8试编写一个循环程序，实现从0开始10个偶数的累加。

AREA Foud，CODE，READONLY ENTRY

MOV R0，#0 MOV R1，#0 MOV R2，#9 Loop

ADD R1,R1,#2

ADD R0,R0,R1

SUB R2,R1,#1

BNE Loop

??

Stop

END

9.15阅读程序，说明如下程序完成的功能。

llsearch

CMP R0, #0

LDRNEB R2, [R0] CMPNE R1, R2 LDRNE R0, [R0, #4] BNE llsearch

MOV PC, LR

若R0≠0，则将R0指向的字节数据读入R2；

若R0≠0且R1≠R2，则将R0+4指向的双字数据存入R0中； 循环，直至R0=R2退出子程序。

9.16阅读程序，说明如下程序完成的功能。

strcmp

LDRB R2, [R0], #1 LDRB R3, [R1], #1 CMP R2, #0 CMPNE R3, #0 BEQ return CMP R2, R3 BEQ strcmp

return

SUB R0, R2, R3

MOV PC, LR

R0指向数据串S1（的前一个字节单元），R1指向数据串S2（的前一个字节单元）； 依次比较字符串S1、S2中的字符，直至任一字符串结束；

将S1,S2第一个不同字符（或最后一个字符）的差存入R0并返回；

9.17阅读程序，说明如下程序完成的功能。

CMP R0, #maxindex

；调整累加次数

；存放累加和 ；存放加数 ；累加次数

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