习题五 一. 思考题 ⒈半导体存储器主要分为哪几类？简述它们的用途和区别。 答：按照存取方式分，半导体存储器主要分为随机存取存储器RAM（包括静态RAM和动态RAM）和只读存储器ROM（包括掩膜只读存储器，可编程只读存储器，可擦除只读存储器和电可擦除只读存储器）。 RAM在程序执行过程中，能够通过指令随机地对其中每个存储单元进行读\写操作。一般来说，RAM中存储的信息在断电后会丢失，是一种易失性存储器；但目前也有一些RAM 芯片，由于内部带有电池，断电后信息不会丢失，具有非易失性。RAM的用途主要是用来存放原始数据，中间结果或程序，与CPU或外部设备交换信息。 而ROM在微机系统运行过程中，只能对其进行读操作，不能随机地进行写操作。断电后ROM中的信息不会消失，具有非易失性。ROM通常用来存放相对固定不变的程序、汉字字型库、字符及图形符号等。 根据制造工艺的不同，随机读写存储器RAM主要有双极型和MOS型两类。双极型存储器具有存取速度快、集成度较低、功耗较大、成本较高等特点，适用于对速度要求较高的高速缓冲存储器；MOS型存储器具有集成度高、功耗低、价格便宜等特点，适用于内存储器。 ⒉存储芯片结构由哪几部分组成？简述各部分的主要功能。 答：存储芯片通常由存储体、地址寄存器、地址译码器、数据寄存器、读\写驱动电路及控制电路等部分组成。 存储体是存储器芯片的核心，它由多个基本存储单元组成，每个基本存储单元可存储一位二进制信息，具有0和1两种状态。每个存储单元有一个唯一的地址，供CPU访问。 地址寄存器用来存放CPU访问的存储单元地址，该地址经地址译码器译码后选中芯片内某个指定的存储单元。通常在微机中，访问地址由地址锁存器提供，存储单元地址由地址锁存器输出后，经地址总线送到存储器芯片内直接进行译码。 地址译码器的作用就是用来接收CPU送来的地址信号并对它进行存储芯片内部的“译码”，选择与此地址相对应的存储单元，以便对该单元进行读\写操作。 读\写控制电路产生并提供片选和读\写控制逻辑信号，用来完成对被选中单元中各数据位的读\写操作。 数据寄存器用于暂时存放从存储单元读出的数据，或暂时存放从CPU送来的要写入存储器的数据。暂存的目的是为了协调CPU和存储器之间在速度上的差异。
第5章 控制系统的李雅普诺夫稳定性分析习题与解答 5.3 试用李雅普诺夫稳定性定理判断下列系统在平衡状态的稳定性。 1123-??=??-?? x x 解 由于题中未限定利用哪一种方法，且系统为线性定常系统，所以利用李雅普 诺夫第一方法比较合适。经计算知矩阵1123-?? ??-?? 的特征根为20-。由于第一 方法关于线性系统稳定性的结果是的全局性的，所以系统在原点是大范围渐近稳定的。 5.11 利用李雅普诺夫第二方法判断下列系统是否为大范围渐近稳定： 1123-??=??-?? x x 解 令矩阵 11 1212 22p p p p ?? =???? P 则由T +=-A P PA I 得 11 1211 1212 221222121110132301p p p p p p p p ---?????????? +=??????????---??? ??????? 解上述矩阵方程，有 1111121112222212 22127 42413420 826158p p p p p p p p p p ?=-+=-?? ??-+=?=???? -=-?=?? 即得 11 1212 227 54 85388p p p p ??????==???????? P 因为
11121112 22757 17480 det det 05346488p p P p p ?? ????= >==>?????? ?? 可知P 是正定的。因此系统在原点处是大范围渐近稳定的。系统的李雅普诺夫函数及 其沿轨迹的导数分别为 T 221122T T 22121 ()(14103)0 8()()0 V x x x x V x x ==++>=-=-=-+ 第4章习题参考答案 1. 按存储器在计算机中的作用，存储器可分为哪几类？简述其特点。 答： 存储器根据其在计算机系统中的作用分主存储器（内存）、辅助存储器（外存）和高速缓冲存储器。 主存储器用来存CPU可直接访问的程序和数据，其特点是速度高容量较少、每位价格高。 外存储器用于存放当前不活跃的程序和数据，其速度慢、容量大、每位价格低。 高速缓冲存储器主要用于在两个不同工作速度的的部件之间起缓冲作用，如CPU和内存间，其存取速度要比内存高，当然容量较小。 2. 什么是RAM和ROM？RAM和ROM各有什么特点？ 答： RAM是随机存储器，指计算机可以随机地、个别地对各个存储单元进行访问（读写），访问所需时间基本固定，同时其一般具有信息易失性，即当失去电源后，存储在RAM中的信息全部丢失。 ROM是只读存储器，对其内容只能读，不能写入。它的内容一般是预先写入后不再随着计算机程序的运行而改变。ROM通常用来存放固定不变的程序、汉字字型库及图形符号等，由于它和读写存储器分享存储器的同一个地址空间，故人属于主存储器的一部分。与RAM相比，其信息具有非易失性，即掉电后ROM中的信息仍会保留。 3. 什么是多层次存储结构？它有什么作用？ 答： 存储器的性能是计算机性能的最主要指标之一，其目标是大容量、高速度和低成本。因此，应该在系统结构的设计上扬长避短，采用多层存储结构构成一个较为合理的存储系统。多层存储结构是一个金字塔的结构，距塔尖最近的（即与CPU越近）速度越快，容量越小，单位价格也较贵；距塔尖最远的容量较大，而速度较慢，单位价格也较便宜。其作用是获得最佳性价比。 5.主存储器的主要技术指标有哪些？ 答： 主存储器的主要技术指标有主存容量、存储器存取时间、存储周期和可靠性。 第五章参考答案 1.简述SRAM芯片与DRAM芯片的共同点与不同点。 答：SRAM与DRAM的共同点：都属于随机存取存储器，具有易失性。 SRAM与DRAM的共同点：SRAM利用双稳态触发器电路保存信息，集成度比DRAM低，功耗比DRAM大；DRAM利用MOS管栅极和源极之间的极间电容C保存信息，需要刷新电路保证信息较长时间保存。 2.叙述ROM芯片的常见分类，各种ROM芯片的特点及其适用场合。 答：ROM的常用分类结果： 掩膜ROM：生产完成的芯片已保存了信息，保存的信息无法修改，适用于大批量的定型产品中。 PROM：PROM可以一次写入信息，一旦写入无法更改，适用于小批量的定型产品中。 EPROM：紫外线擦除可多次编程的存储器，适用于新产品的开发。 EEPROM：电擦除可多次编程的存储器，适用于需要在线修改的场合。 3.利用4片6116（2K×8位）芯片设计连续存储器，采用全地址译码。设起始地址为60000H，求存储器的最后一个单元地址。 答：存储器的最后一个单元地址为：61FFFH. 4．用6264 RAM（8K×8位）芯片构成256K字节存储器系统，需要多少片6264芯片20位地址总线中有多少位参与片内寻址有多少位可用作片选控制信号 答：需要32片6264芯片。 20位地址总线中有13位参与片内寻址；有7位可用作片选控制信号。 5.某微机系统中ROM区有首地址为9000H，末地址为FFFFH，求其ROM区域的存储容量。答：其ROM区域的存储容量为28K。 6．在8088CPU的系统中扩展32K字节的RAM，其扩充存储空间的起始地址为08000H。设系统的地址总线为A19~A0，数据总线为D7~D0，存储器芯片选用6264。利用74LS138译码器设计译码电路，并画出扩充的存储器系统的连线图。 解： 8088 BUS D0~D7 MEMW MEMR 第五章数字量输入输出 第五章数字量输入输出 题5-1 什么叫I/O端口？典型的I/O接口包括哪几类I/O端口？ 答：对于可编程的通用接口芯片，其内部往往有多个可寻址读写的寄存器，称之为端口。端口有宽度，一般以字节为单位来组织。端口有自己的地址（端口地址），CPU用地址对每个端口进行读写操作。主机和外设之间的信息交换都是通过操作接口电路的I/O端口来实现的。根据端口接收和输出的信息不同，可将端口分为三类：数据端口、状态端口和控制端口。题5-2 计算机I/O端口编址有几种不同方式？简述各自的主要优缺点。 答：在微型计算机系统中常用两种I/O编址方式：存储器映像编址和I/O端口单独编址。 存储器映像编址的优点是：无须专用的I/O指令及专用的I/O控制信号也能完成；且由于CPU 对存储器数据的处理指令非常丰富，现可全部用于I/O操作，使I/O的功能更加灵活。 I/O单独编址的优点是：I/O端口分别编址，各自都有完整的地址空间；因为I/O地址一般都小于存储器地址，所以I/O指令可以比存储器访问指令更短小，执行起来更快；而且专用的I/O 指令在程序清单中，使I/O操作非常明晰。 题5-3 用简洁的语言叙述直接存储器访问（DMA）方式的本质特征。 答：外部设备不经过CPU直接对存储器进行访问的一种数据传送模式。利用系统总线，由外设直接对存储器进行读出或写入，以最大限度提高存储器与外部设备之间的数据传输率。题5-4 在8086/8088CPU执行指令过程中，4个系统总线控制信号MEMR、MEMW、IOR和IOW在一个总线周期内可能一个以上有效吗？在DMA传送过程中又有可能吗？请说明原因。 答：在CPU执行指令过程中不会，在DMA传送过程中会。 在CPU控制的一个总线周期内，MEMR、MEMW、IOR和IOW4个信号都需要地址总线指定一个I/O端口或一个存储器单元来进行读或写操作，因此它们中只能一个有效。而DMA传送在一个总线周期内要完成读写两种操作。 题5-5 PC/XT主板上的I/O地址译码电路如题图5-5所示。根据此图回答下列问题： 1、控制信号AEN的名称是什么？AEN在此起什么作用？ 2、若用户自己开发的接口选用I/O地址为400H会产生什么问题？ 3、说明信号IOW在此处的作用 １第五章数字量输入输出 2114： 128片，10位和6位。 6116： 32片，11位和5位。 6264： 8片，13位和3位。 5.4 2114： 6116 6264 6.4 stack segment stack 'stack' dw 32 dup(0) stack ends code segment start proc far assume ss: stack, cs: code push ds sub ax, ax push ax CALL I6116 ；调用写入6116子程序 MOV AH, 2 ；回车换行 MOV DL, 0DH INT 21H MOV DL, 0AH INT 21H CALL O6116 ；调用读出6116子程序 ret ；写入6116：将键入字符的ASCII码写入6116 I6116 PROC MOV BL, 0 ；定义页地址码（16个地址为一页） MOV CX, 128 ；定义页数 LOP1: PUSH CX MOV DX, 380H ；将页地址从74LS273输出 MOV AL, BL OUT DX, AL MOV CX, 16 ；定义页内单元数 MOV DX, 390H ；将键入数写入16个单元 LOP2: MOV AH, 1 INT 21H OUT DX, AL INC DX LOOP LOP2 INC BL ；换页 POP CX LOOP LOP1 ；页数未满换页重新写入16个单元 RET I6116 ENDP ；读出6116：将写入6116的数据读出送显示 O6116 PROC MOV BL, 0 MOV CX, 128 LOP3 PUSH CX MOV DX, 390H MOV AL, BL OUT DX, AL MOV CX, 16 MOV DX 380H ；将16个单元的数据送显示 LOP4: IN AL, DX PUSH DX MOV DL, AL ；将6116中读出的ASCII码送DL MOV AH, 2 ；2号功能调用显示DL中的字符 INT 21H POP DX INC DX LOOP LOP4 INC BL POP CX LOOP LOP3 RET O6116 ENDP 习题五 一.思考题 ⒈半导体存储器主要分为哪几类？简述它们的用途和区别。 答：按照存取方式分，半导体存储器主要分为随机存取存储器RAM （包括静态 RAM 和动态 RAM ）和只读存储器ROM （包括掩膜只读存储器，可编程只读存储器，可擦除只读存 储器和电可擦除只读存储器）。 RAM 在程序执行过程中，能够通过指令随机地对其中每个存储单元进行读写操作。一般来说，RAM 中存储的信息在断电后会丢失，是一种易失性存储器；但目前也有一些RAM 芯片，由于内部带有电池，断电后信息不会丢失，具有非易失性。RAM 的用途主要是用来存放原始数据，中间结果或程序，与CPU或外部设备交换信息。 而 ROM 在微机系统运行过程中，只能对其进行读操作，不能随机地进行写操作。断电 后 ROM 中的信息不会消失，具有非易失性。ROM 通常用来存放相对固定不变的程序、汉字 字型库、字符及图形符号等。 根据制造工艺的不同，随机读写存储器RAM 主要有双极型和MOS 型两类。双极型存储 器具有存取速度快、集成度较低、功耗较大、成本较高等特点，适用于对速度要求较高的高速 缓冲存储器； MOS 型存储器具有集成度高、功耗低、价格便宜等特点，适用于内存储器。 ⒉ 存储芯片结构由哪几部分组成？简述各部分的主要功能。 答：存储芯片通常由存储体、地址寄存器、地址译码器、数据寄存器、读写驱动电路及控制电路等部分组成。 存储体是存储器芯片的核心，它由多个基本存储单元组成，每个基本存储单元可存储一 位二进制信息，具有0和 1两种状态。每个存储单元有一个唯一的地址，供CPU访问。 地址寄存器用来存放 CPU访问的存储单元地址，该地址经地址译码器译码后选中芯片内 某个指定的存储单元。通常在微机中，访问地址由地址锁存器提供，存储单元地址由地址锁 存器输出后，经地址总线送到存储器芯片内直接进行译码。 地址译码器的作用就是用来接收CPU送来的地址信号并对它进行存储芯片内部的“译码”，选择与此地址相对应的存储单元，以便对该单元进行读写操作。 读写控制电路产生并提供片选和读写控制逻辑信号，用来完成对被选中单元中各数据 位的读写操作。 数据寄存器用于暂时存放从存储单元读出的数据，或暂时存放从CPU送来的要写入存储 器的数据。暂存的目的是为了协调CPU和存储器之间在速度上的差异。 《微机原理与接口技术》第五章作业 一、作业 P180 2、5、7、8、9、10 2、半导体储存器的主要性能指标有哪些？ 1、存储容量 2、存取速度 3、可靠性 4、功耗 5、储存器芯片的片选信号的产生有哪几种方法？各有什么特点？ 1、线选法：用除片内寻址外的高位地址线不经过译码，直接分别接至各个存储芯片的片选端来区别各芯片的地址 优点：连接简单，无需专门的译码电路 缺点：不能充分利用系统的存储器空间，地址空间浪费大。 2、部分译码法：只对高位地址线中某几位地址经译码器译码 优点：高位地址的部分地址线经过译码产生片选信号。 缺点：存在地址重叠现象。 3、全译码法：存储芯片内寻址以外的系统的全部高位地址线都参与译码产生片选信号。、 优点：芯片的地址范围不仅是唯一确定的，而且是连续的。 缺点：译码电路较复杂，连线也较多 7、若用1024*1b的RAM 芯片组成16K*8b的存储器, 需要多少芯片? 在地址线中有多少位参与片内寻址? 多少位用做芯片组选择信号?（设系统地址总线为16位） 1024K*1b=1K*1b 1K*8b/1K*1b=8 16K*8b/1K*8b=16 8*16=128 需要128片； 1024=2^10,需要10位参与片内寻址 16=2^4, 需要4位做芯片组选择信号 8、试用4K*8b的EPROM2732和8K*8b的SRAM6264, 以及74LS138译码器, 构成一个8KB 的ROM,32KB 的RAM 存储系统, 要求设计存储器扩展电路, 并指出每片存储芯片的地址范围. 9、用EPROM2764和SRAM6264各一片组成存储器，其地址范围为FC000~FFFFFH，试画出存储器与CPU 的连接图和片选信号译码电路（CPU 地址线20位，数据线8位）。 10、现有存储芯 片:2K*1b的ROM 和4K*1b的 RAM, 若用它们组成容量 为16KB 的存储器, 前4KB 为ROM, 后 12KB 为RAM, 问 各种存储芯片分别 用多少片? 4K*8b/4K*1b=8 4K*1b/2K*1b=2 8*2=16 需要16片2K*1b的ROM 12K*8b/12K*1b=8 12K*1b/4K*1b=3 8*3=24 需要24片4K*1b的 RAM 第五章 参考答案 1.简述SRAM 芯片与DRAM 芯片的共同点与不同点。 答：SRAM 与DRAM 的共同点：都属于随机存取存储器，具有易失性。 SRAM 与DRAM 的共同点：SRAM 利用双稳态触发器电路保存信息，集成度比DRAM 低，功耗比DRAM 大；DRAM 利用MOS 管栅极和源极之间的极间电容C 保存信息，需要刷新电路保证信息较长时间保存。 2.叙述ROM 芯片的常见分类，各种ROM 芯片的特点及其适用场合。 答：ROM 的常用分类结果： 掩膜ROM ：生产完成的芯片已保存了信息，保存的信息无法修改，适用于大批量的定型产品中。 PROM ：PROM 可以一次写入信息，一旦写入无法更改，适用于小批量的定型产品中。 EPROM ：紫外线擦除可多次编程的存储器，适用于新产品的开发。 EEPROM ：电擦除可多次编程的存储器，适用于需要在线修改的场合。 3.利用4片6116（2K ×8位）芯片设计连续存储器，采用全地址译码。设起始地址为60000H ，求存储器的最后一个单元地址。 答：存储器的最后一个单元地址为：61FFFH. 4．用6264 RAM （8K ×8位）芯片构成256K 字节存储器系统，需要多少片6264芯片？20位地址总线中有多少位参与片内寻址？有多少位可用作片选控制信号？ 答：需要32片6264芯片。 20位地址总线中有13位参与片内寻址；有7位可用作片选控制信号。 5.某微机系统中ROM 区有首地址为9000H ，末地址为FFFFH ，求其ROM 区域的存储容量。 答：其ROM 区域的存储容量为28K 。 6．在8088CPU 的系统中扩展32K 字节的RAM ，其扩充存储空间的起始地址为08000H 。设系统的地址总线为A 19~A 0，数据总线为D 7~D 0，存储器芯片选用6264。利用74LS138译码器设计译码电路，并画出扩充的存储器系统的连线图。 解： 7．选用2764、6264存储器芯片，为8086 CPU 最小方式系统设计16K 字节的ROM 和256K 字节的RAM ，利用74LS138译码器画出译码电路和存储器芯片的连接图。 8088系统 BUS D 0~D MEMW MEMR A 0~A A A A A A A A 习题 5.2 在半导体存储器中, RAM 指的是随机存取存储器 ,他可读可写,但断电后信息一般会丢失 ; 而 ROM 指的是只读存储器 , 正常工作时只能从中读取信息, 但断电后信息不会丢失。以 EPROM 芯片 2764为例, 其存储容量为 8K ×8位, 共有 8 条数据线和 13 条地址线。用它组成 64KB 的 ROM 存储区共需 8 片 2764芯片。 习题 5.7 什么是存储器连接中的“ 位扩充” 和“ 地址扩充” ? 欲组成 32KB 的 RAM 存储区,在采用容量 1K ×4位的静态 RAM 芯片或容量16K ×1位的静态 RAM 芯片的情况下,各需要多少芯片? 在位方向和地址方向上各要进行什么样的扩充?请画出采用 2114芯片时的连接示意图。解答: ?位扩充——存储器芯片数据位数小于主机数据线数时,利用多个存储器芯片在数据“ 位” 方向的扩充; ?地址扩充 (字扩充——当一个存储器芯片不能满足系统存储容量时, 利用多个存储器芯片在“ 地址” 方向的扩充 ?组成 32KB 存储空间,用 SRAM 2114(1K ×4需要 64个芯片; ?组成 32KB 存储空间,用 DRAM 4116(16K ×1需要 16个芯片; ?它们都需要进行位扩充和地址扩充 习题 5.8 ?存储芯片为什么要设置片选信号? ?它与系统地址总线有哪些连接方式? ?采用何种连接方式可避免地址重复? ?采用哪些连接方式可节省用于译码的硬件? 解答: ?片选信号说明该存储器芯片是否被选中正常工作, 设置它可以比较方便地实现多个存储器芯片组成大容量的存储空间 ?存储器片选信号通常与 CPU 地址总线的高位地址线相关联,可以采用“ 全译码” 、“ 部分译码” 、“ 线选译码” 方式 ?采用全译码方式可以避免地址重复 ?采用部分或线选译码可以节省译码硬件 习 题 五 一. 思考题 二. 综合题 ⒈ 已知一个SRAM 芯片的容量为16KB×4，该芯片的地址线为多少条？数据线为多少条？ 答：芯片容量为142B ，所以该芯片的地址线为14条，数据线为4条。 ⒉ 巳知一个DRAM 芯片外部引脚信号中有4条数据线，7条地址线，计算其存储容量。 答：7 421284?=?位。 3.某存储芯片上有1024个存储单元，每个存储单元可存放4位二进制数值，则该存储芯片的存储容量是多少字节。 答：512B 。 4. 某 RAM 芯片的存储容量为 1024×8 位，该芯片的外部引脚最少应有几条？其中几条地址线？几条数据线？若已知某 RAM 芯片引脚中有 13 条地址线，8 条数据线，那么该芯片的存储容量是多少？ 答：该芯片外部引脚最少应有18条；其中10条地址线，8条数据线。 芯片的存储容量是32KB 。 5. 在部分译码电路中，若CPU 的地址线A 15、A 14和A 13未参加译码，则存储单元的重复地址有多少个。 答：328=个。 6. 假设选用一片6264芯片和一片2764芯片构成内存储系统。采用线选法控制片选端，至少需要多少条片选地址线？若采用部分译码法控制片选端，至少需要多少条片选地址线？采用全部译码法控制片选端，则需要多少条的片选地址线？ 答：用线选法控制片选端，至少需要2条片选地址线；若采用部分译码法控制片选端，至少需要1条片选地址线；采用全部译码法控制片选端，则需要1条的片选地址线。 7.设某微型机的内存RAM 区的容量为128KB ，若用 2164 芯片构成这样的存储器，需多少片 2164？至少需多少根地址线？其中多少根用于片内寻址？多少根用于片选译码？ 答：需16片 2164；至少需8根地址线；其中7根用于片内寻址；1根用于片选译码。 8. 设有一个存储器系统，由2个8KB 的6264SRAM 芯片构成。其中1#芯片的地址范围为0A6000H~0A7FFFH ，2#芯片的地址范围为0AA000H~0ABFFFH ，下图画出了74LS138译码器、存储器与8088CPU 的连接图，但只画出了连线图的一部分，请将电路连接图补充完整。 第五章练习题及答案 一、填空题 1、常见的片选控制方法有。线选法,全译码法,部分译码法 2、磁带是存储器。顺序存储 3、为保证动态中的内容的不消失，需要进行操作。刷新 4、全部存储系统分为四级,即寄存器组,内存,外存。高速缓冲存储器 5、靠存储信息，所以需要定期。电容刷新 6、虚拟存储器由两级存储器组成。主存-辅存 7、存储器是计算机系统的记忆设备，它主要用来。存储数据和指令 8、8086的物理地址是指实际的20位主存单元地址,每个存储单元对应唯一的物理地址,其范围是。00000H～ 二、选择题 1、是随机存储器,它分为( )两种。 A、和 B、和 C、和 D、和 B 2、从存储器中读出或向存储器中写入一个信息所需要的时间称为( )。 A、等待时间 B、存取周期 C、查找时间 D、寄存器 B 3、在计算机的专业用语中表示( )。 A、外存储器 B、内存储器 C、只读存储器 D、随机存储器 C 4、在下列存储器中，若按记录密度从低到高的顺序播列，应为( )。 A、软盘、硬盘、光盘、磁带 B、磁带、硬盘、软盘、光盘 C、磁带、软盎、硬盘、光盘 D、硬盘、软盘、磁带、光盘 C 5、某计算机字长32位，存储容量为4，若按半字编址，它的寻址范围是（）。 A、0-4 B、0-2 C、0-2M D、0-1 C 6、下列因素中，与命中率无关的是（）。 A、主存的存取时间 B、快的大小 C、的组织方式 D、的容量 A 7、计算机的存储器采用分级存储体系的主要目的是（）。 A、便于读写数据 B、减小机箱的体积 C、便于系统升级 D、解决存储容量、价格和存取速度之间的矛盾 D 8、磁盘存储器的数据存取速度与下列哪一组性能参数有关?( )。 A、平均等待时间，磁盘旋转速度，数据传输速串 B、平均寻道时间，平均等待时间，数据传输速串 CH05 定时与计数 习题与思考题 1．什么叫端口? 端口通常有哪几种? 各有什么特点？ 解答：为了提供CPU与扩展部件和接口电路直接进行操作的“通道”，每个部件或接口内部都包含有一组寄存器，这些寄存器通常称为端口，每个端口有一个端口地址。当CPU与它们进行通信时，不同的信息通过不同的端口地址与不同的寄存器进行交互。 端口通常分为三类：用来传输数据的称为数据端口；用来存放设备或者部件状态的称为状态端口；用来存放CPU发出的命令的称为控制端口。CPU通过数据端口完成数据传输，因此，数据端口一般是可读可写的；CPU通过状态端口可以检测外设和接口部件当前的状态，因此，状态端口一般是只读的；CPU通过控制端口传输命令以便控制接口和设备的动作，因此，控制端口一般是只写的。 2．试说明8253的内部结构包括哪几个主要功能模块？ 解答：(1) 数据总线缓冲器。这是8253与CPU数据总线连接的8位、双向、三态缓冲器。CPU用输入输出指令对8253进行读写的所有信息都是通过该缓冲器传送的，内容包括：?CPU在初始化编程时写入8253的控制字。 ?CPU向8253的某一通道写入的计数值。 ?CPU从某一个通道读取的计数值。 (2) 读/写控制逻辑。这是8253内部操作的控制部分。它接收输入的信号（CS、WR、RD、A1、A0），以实现片选、内部通道选择（见表5-1）以及对相关端口的读/写操作。 (3) 控制字寄存器。在对8253进行初始化编程时，该寄存器存放由CPU写入的控制字，由此控制字来决定所选中通道的工作方式。此寄存器只能写入不能读出。 (4) 计数器0，计数器1，计数器2。这是三个独立的计数器/定时器通道，各自可按不同的工作方式工作。 每个通道内部均包含一个16位计数初值寄存器、一个16位减法计数器和一个16位锁存器。其中，计数初值寄存器用来存放初始化编程时由CPU写入的计数初值。减法计数器从计数初值寄存器中获得计数初值，进行减法计数，当预置值减到零或1（视工作方式而定）时，OUT输出端的输出信号将有所变化。正常工作时，锁存器中的内容随减法计数器的内容而变化，当有通道锁存命令时，锁存器便锁定当前内容以便CPU读取，CPU可用输入指令读取任一计数器的当前计数值，通道锁存器中的内容被CPU读走之后，就自动解除锁存继续随减法计数器而变化。 3．8253芯片共有几种工作方式？每种工作方式各有什么特点？ 解答：8253共有6种工作方式，各工作方式下的工作状态是不同的，输出的波形也不同。 方式0和方式4这两种工作方式的相同之处是： ①当控制字写入控制字寄存器，接着再写入计数初值后，通道开始减1计数，要求此时GATE信号一直保持高电平。 ②计数器只计一遍。当计数到0后，通道并不自动恢复计数初值重新计数，只有在用户重新编程写入新的计数值后，通道才开始新的计数，因此我们称其为软件触发方式。 ③通道是在写入计数值后的下一个时钟脉冲才将计数值装入计数器开始计数。因此，如果设置计数初值为N，则输出信号OUT是在N＋l个CLK周期后才有变化。 ④在计数过程中，可由门控信号GATE控制暂停。当GATE=0时，计数暂停，OUT输 精品 习题五 一 . 思考题 二. 综合题 1. 已知一个SRAM 芯片的容量为16KB X 4，该芯片的地址线为多少条？数据线为多少条？ 答：芯片容量为214B，所以该芯片的地址线为14条，数据线为4条。 2. 巳知一个DRAM 芯片外部引脚信号中有4条数据线，7条地址线，计算其存储容量。 答：4 27128 4 位。 3. 某存储芯片上有 1024 个存储单元，每个存储单元可存放 4位二进制数值，则该存储芯片的存储容量是多少字节。 答： 512B 。 4. 某 RAM 芯片的存储容量为 1024 X 8 位，该芯片的外部引脚最少应有几条？其中几条地址线？几条数据线？若已知某 RAM 芯片引脚中有 13 条地址线， 8 条数据线，那么该芯片的存储容量是多少？ 答：该芯片外部引脚最少应有 18 条；其中 10 条地址线， 8条数据线。 芯片的存储容量是 32KB 。 5. 在部分译码电路中，若CPU的地址线A15、A14和A13未参加译码，则存储单元的重复地址有多少个。 答：238 个。 6. 假设选用一片 6264 芯片和一片 2764 芯片构成内存储系统。采用线选法控制片选端，至 少需要多少条片选地址线？若采用部分译码法控制片选端，至少需要多少条片选地址线？采用全部译码法控制片选端，则需要多少条的片选地址线？ 答：用线选法控制片选端，至少需要2条片选地址线；若采用部分译码法控制片选端，至少 需要1条片选地址线；采用全部译码法控制片选端，则需要 1条的片选地址线。 7. 设某微型机的内存 RAM 区的容量为 128KB ，若用 2164 芯片构成这样的存储器，需多少片2164 ？至少需多少根地址线？其中多少根用于片内寻址？多少根用于片选译码？答：需16片2164 ；至少需 8根地址线；其中 7根用于片内寻址； 1根用于片选译码。 8. 设有一个存储器系统，由 2个8KB的6264SRAM 芯片构成。其中1#芯片的地址范围为 0A6000H~0A7FFFH ，2# 芯片的地址范围为 0AA000H~0ABFFFH ，下图画出了 74LS138 译码器、存储器与 8088CPU 的连接图，但只画出了连线图的一部分，请将电路连接图补充完整。 习题5.2 在半导体存储器中，RAM指的是随机存取存储器，他可读可写，但断电后信息一般会丢失；而ROM指的是只读存储器，正常工作时只能从中读取信息，但断电后信息不会丢失。以EPROM芯片2764为例，其存储容量为8K×8位，共有8 条数据线和13 条地址线。用它组成64KB的ROM存储区共需8 片2764芯片。 习题5.7 什么是存储器连接中的“位扩充”和“地址扩充”？ 欲组成32KB的RAM存储区，在采用容量1K×4位的静态RAM芯片或容量16K×1位的静态RAM芯片的情况下，各需要多少芯片？ 在位方向和地址方向上各要进行什么样的扩充？请画出采用2114芯片时的连接示意图。解答： ?位扩充——存储器芯片数据位数小于主机数据线数时，利用多个存储器芯片在数据 “位”方向的扩充； ?地址扩充（字扩充）——当一个存储器芯片不能满足系统存储容量时，利用多个存储 器芯片在“地址”方向的扩充 ?组成32KB存储空间，用SRAM 2114（1K×4）需要64个芯片； ?组成32KB存储空间，用DRAM 4116（16K×1）需要16个芯片； ?它们都需要进行位扩充和地址扩充 习题5.8 ?存储芯片为什么要设置片选信号？ ?它与系统地址总线有哪些连接方式？ ?采用何种连接方式可避免地址重复？ ?采用哪些连接方式可节省用于译码的硬件？ 解答： ?片选信号说明该存储器芯片是否被选中正常工作，设置它可以比较方便地实现多个存 储器芯片组成大容量的存储空间 ?存储器片选信号通常与CPU地址总线的高位地址线相关联，可以采用“全译码”、“部 分译码”、“线选译码”方式 ?采用全译码方式可以避免地址重复 ?采用部分或线选译码可以节省译码硬件 习题5.9： 在一个针对存储器的译码系统中，如果有4个地址线未参与译码，那么每个存储单元会同时拥有几个地址？ 解答：24＝16 习题5.10 请写出图5.33中4个存储芯片各自的可用地址范围，并指明其重复地址 解答1 解答2 李伯成《微机原理》习题第五章 本章作业参考书目： 1. 王永山等：微型计算机原理与应用西安电子科大出版社1998 3. 洪志全等编《现代计算机接口技术》电子工业出版社2002年4月 5-1满足那些条件8086CPU才能响应中断源的中断请求？ 参考答案： 8088/8086的中断承认需要满足4个条件： （1）一条指令执行之后---因为8088/8086CPU只在指令周期的最后一个时钟周期检测INTR信号； （2）中断允许标志IF=1； （3）没有发生NMI、HOLD和RESET； （4）指令STI、IREI指令执行之后须再执行一条其他指令，但一些指令组合（如REP）要视为一个指令总体。 5-2 说明8088/8086 软件中断指令INT n的执行过程。 由指令INT n引起的中断也称为“异常”，即软件中断或内部中断。这里，INT 为指令操作码，n 是中断类型号（中断向量码）；当该指令执行时，CPU 根据中断向量码的数值在中断向量表（IDT---Interrupt Direction Table）找到相应的中断服务程序入口地址，在对CS 、IP和FLAG进行入栈保护之后，进而转向指定程序的运行。 5-3用三态门74LS244 作为输入接口，接口地址规定为04E5H，试画出其与8088的总线连接图。 解：根据题意，当地址线上的电平为0000 0100 1110 0101 且IOR信号为低（IOR低电平有效）时，74LS244的门控信号E1、E2应该为低，据此画出下列电路： 5-4利用具有三态输出的锁存器74LS374 作为输出接口，就接口地址为0E504H，试画出连接图。若5-3题中的输入接口的BIT3、BIT4、BIT7同时为1时，将DATA为首地址的 习 题 五 一. 思考题 二. 综合题 ⒈ 已知一个SRAM 芯片的容量为16KB×4，该芯片的地址线为多少条？数据线为多少条？ 答：芯片容量为14 2B ，所以该芯片的地址线为14条，数据线为4条。 ⒉ 巳知一个DRAM 芯片外部引脚信号中有4条数据线，7条地址线，计算其存储容量。 答：7 421284?=?位。 3.某存储芯片上有1024个存储单元，每个存储单元可存放4位二进制数值，则该存储芯片的存储容量是多少字节。 答：512B 。 4. 某 RAM 芯片的存储容量为 1024×8 位，该芯片的外部引脚最少应有几条？其中几条地址线？几条数据线？若已知某 RAM 芯片引脚中有 13 条地址线，8 条数据线，那么该芯片的存储容量是多少？ 答：该芯片外部引脚最少应有18条；其中10条地址线，8条数据线。 芯片的存储容量是32KB 。 5. 在部分译码电路中，若CPU 的地址线A 15、A 14和A 13未参加译码，则存储单元的重复地址有多少个。 答：3 28=个。 6. 假设选用一片6264芯片和一片2764芯片构成内存储系统。采用线选法控制片选端，至少需要多少条片选地址线？若采用部分译码法控制片选端，至少需要多少条片选地址线？采用全部译码法控制片选端，则需要多少条的片选地址线？ 答：用线选法控制片选端，至少需要2条片选地址线；若采用部分译码法控制片选端，至少需要1条片选地址线；采用全部译码法控制片选端，则需要1条的片选地址线。 7.设某微型机的内存RAM 区的容量为128KB ，若用 2164 芯片构成这样的存储器，需多少片 2164？至少需多少根地址线？其中多少根用于片内寻址？多少根用于片选译码？ 答：需16片 2164；至少需8根地址线；其中7根用于片内寻址；1根用于片选译码。 8. 设有一个存储器系统，由2个8KB 的6264SRAM 芯片构成。其中1#芯片的地址范围为0A6000H~0A7FFFH ，2#芯片的地址范围为0AA000H~0ABFFFH ，下图画出了74LS138译码器、存储器与8088CPU 的连接图，但只画出了连线图的一部分，请将电路连接图补充完整。 微机原理与接口技术第五章 课后答案 标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 第五章参考答案 1.简述SRAM芯片与DRAM芯片的共同点与不同点。 答：SRAM与DRAM的共同点：都属于随机存取存储器，具有易失性。 SRAM与DRAM的共同点：SRAM利用双稳态触发器电路保存信息，集成度比DRAM低，功耗比DRAM大；DRAM利用MOS管栅极和源极之间的极间电容C保存信息，需要刷新电路保证信息较长时间保存。 2.叙述ROM芯片的常见分类，各种ROM芯片的特点及其适用场合。 答：ROM的常用分类结果： 掩膜ROM：生产完成的芯片已保存了信息，保存的信息无法修改，适用于大批量的定型产品中。 PROM：PROM可以一次写入信息，一旦写入无法更改，适用于小批量的定型产品中。 EPROM：紫外线擦除可多次编程的存储器，适用于新产品的开发。 EEPROM：电擦除可多次编程的存储器，适用于需要在线修改的场合。 3.利用4片6116（2K×8位）芯片设计连续存储器，采用全地址译码。设起始地址为60000H，求存储器的最后一个单元地址。 答：存储器的最后一个单元地址为：61FFFH. 4．用6264 RAM（8K×8位）芯片构成256K字节存储器系统，需要多少片6264芯片20位地址总线中有多少位参与片内寻址有多少位可用作片选控制信号 答：需要32片6264芯片。 20位地址总线中有13位参与片内寻址；有7位可用作片选控制信号。5.某微机系统中ROM区有首地址为9000H，末地址为FFFFH，求其ROM区域的 存储容量。 答：其ROM区域的存储容量为28K。 6．在8088CPU的系统中扩展32K字节的RAM，其扩充存储空间的起始地址为08000H。设系统的地址总线为A19~A0，数据总线为D7~D0，存储器芯片选用6264。利用74LS138译码器设计译码电路，并画出扩充的存储器系统的连线 图。解： 8088系统 BUS D0~D7 MEMW MEMR A0~A12 A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13微机原理第5章 习题答案
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