微机原理复习提纲

第一章 概述

1．微处理器、微型计算机、微型计算机系统三者的定义及其区别。

微处理器:由一片或几片大规模集成电路组成的处理器.

微型计算机:简称微型机或微机，是由微处理器、主存储器、输入输出接口电路和系统总线构成的裸机。 微型计算机系统: 指以微型计算机为主体，配以相应的外部设备、电源、辅助电路和所需要的软件而构成的计算机系统

区别: 定义;只有微型计算机系统可以工作

2．什么是总线？依据传输的信息类型，微机系统的总线可分成哪三种，分别传输的是什么信息？以及传输信号的方向。

总线:是连接多个功能部件或多个装置的一组公共信号线

数据总线(Data Bus)：是CPU用来传送数据信息的信号线，双向三态总线。数据总线的位数和处理器的位数相对应。

地址总线(Address Bus) ：是用来传送地址信息的信号线，单向的三态总线。地址总线的位数决定了CPU可以直接寻址的内存空间的大小。

控制总线(Control Bus)：是用来传送控制信号的一组总线。控制总线有的为单向，有的为双向或三态，有的为非三态，取决于具体的信号线。

3．清楚数的不同数制表示方式及转换方法。掌握符号数的表示方式（正数和负数）以及它们的原码、反码和补码计算方法。

整数:取余数(从下到上,最高位到最低位)

十进制转换二进制

小数:取整(从上到下,最高位到最低位) 正数的原码、反码、补码一致 负数的原码

反码=原码符号位不变，其余位反转

8位补码数的表示范围是-128～+127；

补码=反码+1 16位补码数的表示范围是-32768～+32767

浮点数通常表示为：

其中：

指数E称为阶码，是一个二进制正整数，E前的±称为阶符Ef； S称为尾数，是一个二进制小数，S前的±称为尾符Sf。 例题：

故E=10，Ef为＋，S=0.1011，Sf为-

第二章 8086/8088微处理器

1．8086/8088微处理器从逻辑上看有哪两部分组成（BIU、EU）？每一部分的组成和功能？

16位段寄存器(DS、CS、ES、SS) 16位指令指针寄存器IP；

总线接口部件BIU 20位地址加法器(用来产生20位地址)； 6字节(8088为4字节)指令队列缓冲器； 总线控制逻辑。

功能：负责从内存中取指令；送入指令队列；实现CPU与存储器和I/O接口之间的数据传送。 ALU(算术逻辑单元) 数据寄存器(AX、BX、CX、DX)； 执行部件EU 指针和变址寄存器(BP、SP、SI、DI)；

标志寄存器(PSW)；

EU控制系统。 功能：负责分析指令和执行指令

2．6字节的指令队列（8088是4个）在微处理器中扮演了什么角色？引入指令队列后带来了什么好处？

指令缓冲

好处：指令执行部件在执行指令时，不是直接通过访问存储器去取指令，而是从指令队列中取得指令代码，并分析执行它。在速度上，比从内存读取速度快。

当指令队列中有两个或两个以上空字节，且EU未向BIU申请读写存储器或I/O口时，BIU就会自动地顺序预 取后续指令到指令队列（先入先出队列）。

当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU便进入空闲状态。

在执行转移指令、调用指令和返回指令时，由于待执行指令的顺序发生了变化，则指令队列中已经装入的字节被自动消除，BIU会接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。

3.熟悉8086/8088中的14个16位寄存器（特别是4个通用寄存器、段寄存器DS、CS，专用寄存器SI、DI，标志寄存器FR）。能够在汇编语言中灵活使用这些寄存器。熟悉标志寄存器PSW中的9个标志位。

进位标志 CF Carry Flag 奇偶校验标志 PF Parity Flag

符号标志 SF Sign Flag 状态标志位

标志寄存器 FR 辅助进标志 AF Auxiliary Carry Flag 零标志 ZF Zero Flag

溢出标志 OF Overflow Flag 跟踪标志 TF Trap Flag

中断允许 IF Interrupt-enable Flag 控制标志位 方向标志 DF Direcion Flag

4．从三总线角度，熟悉8086CPU的常用引脚线。

VCC(40)、GND(1、20)：供电电源的正负引脚。 CLK(19)： 时钟信号输入引脚。（5MHZ） AD15～AD0(2～16,39)：地址/数据复用信号输入/输出引脚

A19/S6～A16/S3(35～38)：地址/状态复用信号输出引脚。分时输出地址的高4位及状态信息。S6为0表示8086当前与总线连通；S5为1表示8086可响应可屏蔽中断； S4、S3共有四个组合状态，用以指明当前使用的段寄存器。

RESET(21)：复位信号输入引脚，高电平有效。至少维持4个时钟周期 READY(22)：“准备好”状态信号输入引脚，高电平有效。 RD(32)：读控制信号输出引脚，低电平有效。（低电平的符号弄不上用下划线代替） M/IO(28)：存储器或I/O口选择信号输出引脚。 WR(29)：写控制信号输出引脚，低电平有效。 DEN(26)：数据允许信号输出引脚，低电平有效。 DT/R(27)：数据收发控制信号输出引脚。 INTA(24)：中断响应信号输出引脚，低电平有效。 ALE(25)：地址锁存允许信号输出引脚，高电平有效。 BHE/S7(34)：高8位数据允许/状态复用信号输出引脚。 HOLD(31)：总线保持请求信号输入引脚，高电平有效。 HLDA(30)：总线保持响应信号输出引脚，高电平有效。 TEST(23)：测试信号输入引脚，低电平有效。 MN/MX(33)：最小/最大模式设置信号输入引脚。 QS1、QS0(24、25)：指令队列状态信号输出引脚 S0、S1、S2(26、27、28)：总线周期状态信号输出引脚，低电平有效 LOCK(29)：总线封锁信号输出引脚，低电平有效。 RQ/GT0、RQ/GT1(31、30)：总线请求信号输入/总线允许信号输出引脚。低电平有效 屏蔽中断请求。

NMI(17)、INTR(18)：中断请求信号输入引脚，高电平有效。前者引入非屏蔽中断请求，后者引入可

5．什么是总线的三态性？什么是总线的分时复用？

所谓总线三态是指总线输出可以有三个状态：高电平、低电平、和高阻状态。当处于高阻状态时，该总线子啊逻辑上与所有连接负载断开。

所谓总线分时复用就是同一总线在不同时间传输的是不同的信号。

6．什么是最大模式和最小模式？它们的配置各是怎么样的？引脚上又有什么不同？

最大模式：系统允许有一个活多个微处理器工作，系统中的主要控制信号由专门的8288产生，这种系统的工作方式称为最大模式 配置：

3片8282（地址锁存器）、2片8286（总线驱动器）、1片8284（时钟发生器）、1片8288（总线控制器） 最小模式：小型的单处理系统，系统中的所有总线控制信号都是由8086CPU直接产生，这种系统的工作方式称为最小模式 配置：

3片8282（地址锁存器）、2片8286（总线驱动器）、1片8284（时钟发生器）

引脚不同见上题。

7．熟练掌握8086/8088存储器分段的特点。（段地址、偏移地址、逻辑地址、物理地址）

分段技术可将20位地址在逻辑上分成二个部分，即段地址和偏移地址，段地址（16）位存于段寄存器中，偏移地址（16）由指令提供，二者通过地址加法器的运算，就可产生访问存储单元的20位物

理地址。

物理地址：一个存储单元的实际地址（20位）

逻辑地址：段地址和偏移地址，是指令中引用的形式地址。一个逻辑地址对应一个物理地址，一个物理地址可以对应多个逻辑地址 段地址：一个段的起始地址

偏移地址：段内存储单元相对段地址的距离 物理地址：段寄存器内存*10H+偏移地址

8．8086和8088的不同之处。8086存储体的结构。 区别：

（1） 内部结构

8086指令队列有6个字节，而8088只有4个字节 （2） 存储器组织

8086把1MB的内存空间分成两个部分，偶地址存储单元和基地址存储单元，分别有A0和BHE信号选通。而8088对整个内存空间不分奇偶。 （3） 引脚上的差别

地址/数据复用线：8086 16位，而8088 8位（内部运算都是16位） 存储器/外设控制线：8086 M/IO 而8088相反

34号引脚：8086为BHE高位数据允许，控制信号，而8086为SS0状态输出信号

9.和周期有关的几个概念（时钟周期、总线周期、指令周期、空闲周期、等待周期），它们的相互关系。能看懂8086/8088系统中典型的时序图。

时钟周期：又称T状态，是一个时钟脉冲的重复周期，是CPU最小基本单位，由CPU主频决定 总线周期：CPU与存储器或者外设进行一次数据传送所需要的时间。 指令周期：CPU执行一条指令所需要的时间。 空闲周期Ti：在两个总线周期之间的时间间隔。

等待周期TW：在一个总线周期的T3和T4之间，CPU根据Ready信号来确定是否插入TW。 Ti 和Tw均以时钟周期为单位，一个指令周期由一个或多个总线周期组成。

10．32位以上的CPU及其相关知识统统不要求掌握。 第三章 8086的指令系统

1．熟悉8086的寻址方式，特别是立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址和寄存器间接寻址。

2．熟悉常用的指令。MOV、PUSH、POP、IN、OUT、ADD、SUB、INC、DEC、DAA、DAS、AND、OR、NOT、JMP、JC、JZ、LOOP、CALL、INT。 见汇编程序设计 第四章 汇编语言程序设计 1．能够读懂汇编语言程序。

2．能够编写简单的汇编语言程序。 见汇编程序设计 第五章 存储器及其接口

1．了解微机系统的存储体结构。

存储体：基本存储单元

单译码方式 半导体存储器芯片 地址译码电路

外围电路 三态数据缓冲器 双译码方式 读/写控制电路

2．按存储器的读写功能，半导体存储器可以分为哪两大类？每一类又分为几种？它们的各自特点是什么？

SRAM ：双稳态触发器 相比DRAM集成度低 功耗大 速度快

RAM （可读可写） 半导体存储器 DRAM：电容存储电荷 相比SRAM集成度高 功耗小 速度慢

PROM : 只允许写一次

EPROM:多次擦除多次写入 （紫外线可擦除） ROM EEPROM:多次擦除多次写入（电可擦除） (只读不写)

MROM:出厂就已经确定。

Flash Memory：具有EEPROM的特点，读取速度与DRAM相似、

性能好、功耗低等特点

3．基本的存储器芯片模型是怎么样的？不同的存储器芯片有哪些相通的引脚？重点掌握地址线和数据线。

基本模型：

1. 地址线的位数：从图中可看出地址线的位数决定了芯片内可寻址的单元数目， Intel2116(16K×1)有14条地址线，则可寻址的单元数为16K个。

2. 数据线的根数：DRAM芯片的数据线多数为1条，SRAM芯片一般有4条和。若为1条数据线，则称为位片存贮芯片；若有4条数据线，则该芯片可作为数据的低4位或高4位；若有数据线，则该芯片正好作为一个字节数，其引脚已指定相应数据位的名称。

3. 控制线：RAM芯片的控制引脚信号一般有：芯片选择信号、读/写控制信号，对DRAM还有行、列地址选通信号

4．为什么要对存储器芯片进行分组？（扩展）

数据位扩充

芯片数据位为1位或4位时，它的构成可以表示为：基本存储体（8位）÷芯片数据位=要使用的芯片数量

地址单元的扩充 当需要一个较大容量的存储器系统时，可用多个芯片来构成，每个芯片使用不

同的片选信号。可表示为：系统内存地址单元数÷芯片地址单元数=要使用的芯片数量

基本存储器体的数量

存储器容量＝ 字地址单元数×数据线位数＝ 基本存储体地址单元的总和×8位（Byte）

5．存储器芯片的地址线如何和地址总线连接？（8086的存储体结构）片选信号

将用以“字选”的低位地址总线直接与存贮芯片的地址引脚相连，将用以“片选”的高位地址总线送入译

码器。

CPU的地址线分为芯片外(指存储器芯片)地址和芯片内的地址，片外地址经地址译码器译码后输出，作为存储器芯片的片选信号，用来选中CPU所要访问的存储器芯片;片内地址线直接接到所要访问的存储器芯片的地址引脚，用来直接选中该芯片中的一个存储单元 CS_ 线选法 全译码法 部分译码法

6．线选法、全译码法、部分译码法都是怎么回事？能够根据要求对微机的存储系统的地址线进行连接，并能给出芯片单元的地址。

线选法： 在剩余的高位地址总线中，任选一位作为片选信号直接与存贮芯片的CS引脚相连，这种

方式就称为线选法。其特点是无需译码器，但有较多的地址重叠区。该方法适用于存储器容 量不大，所使用的存储芯片数量不多，而CPU寻址空间远远大于存储器容量。

全译码法：除去与存储芯片直接相连的低位地址总线之外，将剩余的地址总线全部送入“片外地址译

码器”中进行译码的方法就称为全译码法。其特点是物理地址与实际存储单元一一对应，但译码电路复杂。

部分译码法：除去与存储芯片直接相连的低位地址总线之外，剩余的部分不是全部参与译码的方法就

称为部分译码。 其特点是译码电路比较简单，但出现“地址重叠区”，一个存贮单元可以由多个地址对应。

7．不会专门考大家各种数字电路、与非门。

第六章 输入/输出接口和数据传输

1．什么是输入/输出接口？为什么要引入输入/输出接口（功能）？

接口就是把I/O设备与CPU连接起来，实现数据传送的中间控制电路。 功能：译码选址 、提供联络

缓冲或锁存（解决速度不匹配）

信息格式转换（CPU并行数字，外设一般为模拟串行） 电气特性匹配（CPU电平TTL,外设多不是TTL）

2．什么是输入/输出端口？什么是输入/输出端口地址？I/O端口地址的编址方式有哪两种？各是怎么回事？

I/O端口是指在接口中，CPU可以访问的寄存器。一般接口含有数据端口、控制端口和状态端口。每个端口都分配一个端口地址，CPU通过I/O指令来对端口进行读、写操作。

端口地址：每个端口设置的编号。8086/8088端口地址范围（0000--FFFF）。CPU正是通过端口地址来访问外设或者说寻找I/O端口的。

存储器映像编址：把端口视为存储器单元，为其分配存储器地址

优点：寻址手段丰富且灵活；外设寄存器数仅受总存储容量；读写控制逻辑简单。 缺点：占用原本有限的存储空间；访问指令相对专用I/O指令效率较低

编址方式 I/O编址：I/O接口看作一个于存储空间的I/O空间

优点：地址空间，不占用存储器地址空间；地址线较少，寻址速度快。

缺点：I/O指令少，故访问手段简单，影响程序设计灵活性；需要存储器和I/O端口两套控制逻辑，控制逻辑复杂。

3．CPU和外设交换的信息有哪三类？它是如何利用输入/输出接口交换这三类信息的？

CPU与外设交换的信息是数据信息、控制信息、状态信息。

以上信息是通过接口间接传送，是通过DB来传送的，分别放在接口内的不同端口中。而接口对DB上数据识别其类型是根据相应的端口地址来进行的。

4．CPU和外设间交换信息的数据传送方式有哪两大类？软件传送方式又分哪几种？每种的特点是什么？各适用于什么场合？

无条件传送方式：简单外设、低速 （同步传送）

程序控制传送 查询传送方式:外设工作速度较慢、数量不多、实时性要求不高 数据传送方式 中断传送方式：工作速度不是很快、实时控制、检测场合 DMA传送 ：DMAC控制器 （速度快） 无条件查询特点：

该方式接口电路最简单，只需设置数据缓冲寄存器和外设端口地址译码器。

查询传送方式特点：

优点：接口电路和程序设计较为简单，容易实现

缺点：CPU和外设不能并行工作，CPU的效率低，大部分时间在查询状态位，外设得不到及时响应。 中断传送方式特点：

优点：系统工作效率高，可并行工作，外设可以主动向CPU请求，能够得到CPU的及时响应。 缺点：每次传送数据，CPU都要做许多额外的工作，传送速度仍然不是很快。 DMA特点：

无需CPU的参与，无需软件介入，传送速度快，在整个数据传送过程中都是由DMAC来控制管理。

第七章 微型计算机的中断系统

1．什么是中断？什么是中断源？什么是中断优先级？什么是中断嵌套？

中断：当CPU在执行正常程序的过程中出现内部或外部某些事件的请求时，CPU暂停当前程序的正常执行，转去执行请求事件的处理操作CPU在事件处理结束后再回到被暂时中断的程序继续顺序执行的过程。

中断源：是指引起中断的原因或者发出中断请求的来源。 中断优先级：中断响应的先后次序

中断嵌套：当前中断处理过程中，又有优先权级别更高的中断源发出中断请求，中断系统要能够使CPU暂停当前中断服务程序的执行，转而响应和处理优先级更高的中断请求，处理结束后，再返回原优先级较低的中断服务程序

2．了解中断过程有哪四个步骤？每一步做什么事情？

3．什么是中断类型码？什么是中断向量？什么是中断向量表？中断向量表在什么地方？有多大？

中断类型码：为区别不同类型的中断，系统为每个中断源设置的编号。 中断向量：中断服务程序入口地址。

中断向量表:用以存放中断服务程序入口地址。在内存0段的0~003FFH区域建立中断向量表。有256个中断 共1k。

向量表地址：中断向量在中断向量表中的位置。

4．理解可屏蔽中断的中断响应过程的时序图？（经过几个总线周期？每个周期做什么事情？）

CPU每执行完一条指令即对INTR信号进行检测，若INTR有效，且IF=1，则CPU就对INTR中断响应，响应过程如下：

A、 发出中断响应信号INTA（低电平有效） B、 从DB读取中断类型码 C、 将标志寄存器的内容压栈 D、 将IF 、TF清零

E、 保护断点，将CS，IP入栈

F、 由中断类型码x4，在中断向量表中获取中断服务程序的入口地址，送CS,IP，从而进入中断服务

程序入口地址。

在中断响应后，通过执行两个连续的中断响应总线周期来获得中断类型号。 第一个总线周期： 向申请中断的设备发出响应信号（INTA）

第二个总线周期：通知设备将中断类型码送入数据总线CPU在此读入，中断类型码X4，得到中断向量表地址，从而调用响应的中断服务程序。

5.单片8259A最多可以管理多少级中断？级联的时候呢？

具有8级中断优先控制，通过级联可以扩展至级优先级控制。

6.能够根据要求对8259A进行初始化。（不要求强记初始化命令字和操作命令字）

7. 可屏蔽中断（INTR） 外部中断 非屏蔽中断（NMI，中断类型码 2）

除法出错中断（中断类型码 0）

中断分类 单步中断（中断类型码1） 内部中断 断点中断（中断类型码3） 溢出中断（中断类型码4） INT n 指令中断

优先级：内部中断》外部中断》单步中断

第八章 并行通信和并行接口

1．常见的接口芯片有哪些共同部分组成？

2．什么是串行通信？什么是并行通信？二者的优缺点比较？

3．8255A有几个通道？每个通道有几种工作方式？8255A有几个端口？端口地址是怎么样的？

4．8255A的三种工作方式的各自特点和适用场合。（不要求强记C口引脚作为联络功能时的具体含义）

5．根据题意能够对8255A进行初始化编程。能够看懂8255A的应用程序。（不要求强记方式选择控制字）

第九章 可编程的定时器/计数器8253

1．什么是定时？什么是计数？可编程的定时器/计数器的基本工作原理。

2．8253有几个通道？每个通道有几种工作方式？8253有几个端口？端口地址是怎么样的？

3．对于8253的六种工作方式，掌握它们的异同点，尤其是输出信号的特点。

4．根据题意能够对8253进行初始化编程。（不要求强记控制字）包括计算初值计算、方式控制字分析及程序初始化。

第十章 串行通信和串行接口8251A

1．什么是同步串行通信？什么是异步串行通信？各自的数据格式是怎么样的？ 2．什么是单工？什么是半双工？什么是全双工？

3．异步收发器(UART)由哪三部分组成？其常设的错误标志有哪三种？各是什么意思？

4．根据题意能够对8251A进行初始化编程。（不要求强记控制字）

第一章 微型计算机概述 1，名词解释

（1） 微处理器、微型计算机、微型计算机系统。 （2） 个人计算机、单板机、单片机。 （3） 总线、微机总线、地址总线（AB）、数据总线（DB）、控制总线（CB）。 （4） 总线标准。 2，简答题

（1） 微处理器、微型计算机及微型计算机系统之间有什么区别和联系？ （2） 微机系统中采用总线结构有哪些优点？

（3） 简述微机系统中，片总线、内总线和外总线的区别和关系。 （4） 什么叫冯·诺依曼计算机？这种计算机的程序运行是由指令流驱动的还是

由数据流驱动的？

第二章 16位处理器 1，简答题

（1）8086的引脚信号

和

如何表示数据在总线上的格式？

（2）8086在最大方式和最小方式下，引脚信号有什么不同？分别给出8086的最大方式和最小方式的基本配置。

（3）从芯片上的引脚看，8086与8088有什么区别？ （4）试说明空闲状态的含义。

第三章微型计算机与外设的数据传输 1，简答题

（1） 简述中断数据传送方式的工作过程及其优缺点。 （2） 简述微机中常用的两种I/O端口的编址方法。

（3） 简述DMA的程租传送方式和请求传送方式异同点。 （4） 简述CPU对INTR的中断响应条件和中断响应过程。 （5） 简述CPU对NMI的中断响应条件和中断响应过程。

（6） 8086/8088CPU响应INTR中断和软件中断指令有何不同？

第四章存储器和高速缓冲存储器技术 1，简答题

（1） 简述动态RAM刷新过程和正常读/写过程的区别。

（2） 简述8086CPU执行指令“MOV AX,[2001H]”访问存储器的过程。 （3） 设有一个具有14位地址和8位字长的存储器，试问：

A. 该存储器能存储多少字节的信息？ B. 如果该存储器用静态RAM芯片组成，需要多少个芯片？ C. 需要多少位地址用一片选？

第五章串并行通信和接口技术 1，简答题

（1）8086/8088CPU对8251A有哪几种操作？CPU是如何控制对8251A进行不同类型的操作？

（2）简述8251A工作与同步方式发送数据的过程？

（3）8255A的方式0一般用于什么场合？在方式0时，如果使用联络信号（应答信号），应该怎么办？

（4）简述8255A在方式1输入时的工作过程。 （5）一输出接口的数据端口地址为08H，状态端口地址为09H，状态端口

作为外设的准备好状态，试编写一程序段完成用查询方式将内存缓冲区Buffer中的100个字节送给外设。

第六章中断控制器、DMA控制器和计数器/定时器 1，简答题

（1）8086/8088CPU在中断服务程序中是如何返回主程序的？

（2）试编写一程序，用查询传送方式将内存以Buffer为首地址的100个字节数据送入外设。设数据端口地址为FFH，状态端口地址为FEH，外设准备好状态位D。为高电平。

（3）简述8253的6种工作方式的特点。

（4）在8253工作过程中，要读取CE中的当前计数值，如何实施？是简述它。 （5）要使用8253的技术通道产生周期为1ms的脉冲序列，试编写初始化程序。设8253为4MHz，端口地址为40H~43H。 （6）某系统中8253芯片的端口地址为FFF0H~FFF3H，试根据下面的各种需求，对8253进行初始化编程：

A. 定义计数通道0工作在方式2，，要求输出的脉冲序列；

B. 定义计数通道1工作在方式1，，要求输出的负脉冲；

C. 定义计数通道2工作在方式3，的时间周期为0.2us，要求输出

的方波。

第七章模/数和数/摸模转换 1，简答题

（1） A/D转换为什么需要采样保持电路？采样保持电路功能如何？

（2） 如图所示的A/D转换器，试说明该转换器的运行过程，以及各信号的作

用。

ADCSTART

第九章总线 1，简答题

（1） 简述PCI总线的特点。 （2） 简述USB的特点。

模拟量输入