微机原理第5章80868088CPU总线操作与时序
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微机原理8088的总线与时序8088是Intel公司于1979年推出的一款16位微处理器。
它主要用于个人计算机IBM PC和互补金属氧化物半导体技术(CMOS)中。
8088的总线结构包括内部总线和外部总线。
内部总线通过内部连接的数据通路在不同的功能部件之间传输数据和控制信号。
外部总线则用于连接8088与外部设备,如内存、输入输出(I/O)设备等。
8088的总线宽度为16位,分为数据总线、地址总线和控制信号总线。
数据总线用于传输数据,宽度为16位,可以同时传输一个字节(8位)或一个字(16位)。
地址总线用于寻址,其宽度为20位,可以寻址1MB空间。
控制信号总线至少包括读(RD)、写(WR)、片选(CS)、内存读(MREQ)、I/O读(IOR)和时钟这些基本信号。
8088的时序包括外设周期、读周期、写周期和I/O周期。
外设周期用于与外部设备进行通信,包括读写外设内容和控制外设。
读周期用于从内存或外设读取数据到寄存器或内部缓冲器中。
写周期用于将内部寄存器或内部缓冲器中的数据写入到内存或外设中。
I/O周期用于从外部设备读取或写入数据。
在时序方面,8088采用了同步时序设计。
时钟信号周期(CLK周期)用于同步各个部件的工作。
时钟信号由外部提供,频率为4.77MHz,即每个时钟周期为210ns。
在一个时钟周期内可以完成一个机器周期的工作。
8088的机器周期分为5个时钟周期,即一个机器周期需要5个时钟周期完成。
根据不同的操作,一个机器周期又可以分为多个时钟周期。
不同的操作需要不同的时钟周期数来完成,包括指令周期、内存周期、I/O周期等。
具体的时序可以通过查阅8088的数据手册得到。
总的来说,8088的总线结构和时序是保证处理器与外部设备通信的关键。
通过总线结构的设计和时序的安排,8088能够快速、准确地与外部设备交互,实现数据、控制信号和地址的传输和处理。
同时,时序的设计也要考虑到时钟频率、数据传输速度等因素,以确保系统的稳定性和可靠性。
名师整理优秀资源参考答案第一章计算机中的数制和码制第二章计算机概述一、填空题1.82.23. 10244. 25.5、11001.1、00100101.0101B5. 1000010B、42H、66H6. 41.625、29.AH7. 10001101B8. 11001001、110010109. -128 ~ +12710. 系统软件、应用软件11. 电子管、超大规模集成电路二、单选题1. A4. C2. C5.A 3.D 6. C三、分析简答题1. 8086 CPU 的总线根据其中信息传送的类型可分为几种?哪几种?答:8086 CPU 的总线根据其中信息传送的类型可分为三种种,分别是:数据总线、地址总线和控制总线2. 写出-25 的原码、反码、补码,并将补码转换成十六进制数 (设机器字长为8 位)。
答:X=-25=-11001BX 原码:10011001BX 反码:11100110BX 补码:11100111B = E7H名师整理 优秀资源 3. 举例说明什么是机器数,什么是真值?答: 将符号数值化了的数称为机器数。
如: -18=-10010B(真值);机器数为: 10010010B第三章 半导体存贮器一、填空题1. ROM 、RAM2. 6 个3. 8、4二、单选题1. A 5. C2 . B3 . D4 . B6 . C7 . B三、分析简答题1. 在对存储器芯片进行片选时,全译码方式、部分译码方式和线选方式各有何特点?答: ①全译码方式: 存储器芯片中的每一个存储单元对应一个唯一的地址。
译码需要的器件多;②部分译码方式:存储器芯片中的一个存储单元有多个地址。
译码简单;③线选:存储器芯片中的一个存储单元有多个地址。
地址有可能不连续。
不需要译码。
四、硬件接口设计题1. 答:(1)A10~08088CPUWEA10~0#CSY4WEA10~01#CS1Y5名师整理优秀资源(2) 存储器类型为RAM 总容量为4K×8地址范围: 0# 2000H-27FFH1# 2800H-2FFFH2. 答:(9 分)(1) 存储器类型:RAM该系统的存储器容量为:6K×8位(或:6K 字节)(2) 1#芯片的地址范围:1000H ~ 17FFH2#芯片的地址范围:0800H ~ 0FFFH3#芯片的地址范围:0000H ~ 07FFH3. 1)1K×42)2K×8或2KB3)地址分配范围第一组: A19~ A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 最小地址最大地址第二组:0 ~0 ~0 ~0 ~111111111111111111110 00000H~1 003FFH0 00400H~1 007FFH第四章微型计算机及微处理器的结构和组成一、填空题1. BIU、EU、指令的译码和指令执行2. 4、16、16、6、20名师整理优秀资源3. 8、164.1、2二、单选题1 . B2 . B三、分析简答题1. 8086/8088 微处理器内部有那些寄存器,它们的主要作用是什么?答:执行部件有8个16位寄存器,AX、BX、CX、DX、SP、BP、DI、SI。
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。
8086CPU系统、总线操作和时序8086CPU系统、总线操作和时序第⼀节 8086的引脚信号与功能回顾:8086/8088微型计算机的组成、结构及微机系统的⼯作过程,微机系统的存储器组织及相关概念。
本讲重点:8086/8088CPU的两种⼯作模式,8086/8088CPU的外部结构,即引脚信号及其功能。
讲授内容:⼀、 8086/8088微处理器⼯作模式及外部结构1.8086/8088CPU的两种⼯作模式为了适应各种使⽤场合,在设计8088/8086CPU芯⽚时,就考虑了其应能够使它⼯作在两种模式下,即最⼩模式与最⼤模式。
所谓最⼩模式,就是系统中只有⼀个8088/8086微处理器,在这种情况下,所有的总线控制信号,都是直接由8088/8086CPU 产⽣的,系统中的总线控制逻辑电路被减到最少,该模式适⽤于规模较⼩的微机应⽤系统。
最⼤模式是相对于最⼩模式⽽⾔的,最⼤模式⽤在中、⼤规模的微机应⽤系统中,在最⼤模式下,系统中⾄少包含两个微处理器,其中⼀个为主处理器,即8086/8086CPU,其它的微处理器称之为协处理器,它们是协助主处理器⼯作的。
与8088/8086CPU配合⼯作的协处理器有两类,⼀类是数值协处理器8087 另⼀类是输⼊/输出协处理器8089。
8087是⼀种专⽤于数值运算的协处理器,它能实现多种类型的数值运算,如⾼精度的整型和浮点型数值运算,超越函数(三⾓函数、对数函数)的计算等,这些运算若⽤软件的⽅法来实现,将耗费⼤量的机器时间。
换句话说,引⼊了8087协处理器,就是把软件功能硬件化,可以⼤⼤提⾼主处理器的运⾏速度。
8089协处理器,在原理上有点像带有两个DMA通道的处理器,它有⼀套专门⽤于输⼊/输出操作的指令系统,但是8089⼜和DMA控制器不同,它可以直接为输⼊/输出设备服务,使主处理器不再承担这类⼯作。
所以,在系统中增加8089协处理器之后,会明显提⾼主处理器的效率,尤其是在输⼊/输出操作⽐较频繁的系统中。
微机原理与接⼝技术第五章课后答案第五章参考答案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。
第五章8088的总线操作和时序本章内容主要介绍8088执行指令的三种周期,以及它们之间的区别和相互联系,在此基础上结合8088芯片引脚信号的功能分别介绍最小、最大组态下三总线信号在这些典型的总线周期中出现的时间关系。
5.1重点与难点本章的学习重点包括8088芯片外部的三总线结构,最大组态与最小组态的基本配置,总线控制器8288在最大组态配置中的作用,在最大组态系统或最小组态系统中的时序配合问题。
3.1.1 8088的工作周期在微型机系统中,CPU的操作都是在系统主时钟CLK的控制下按节拍有序进行的。
CPU 执行一条指令的时间(包括取指令、指令译码和执行该指令所需的全部时间)称为一个指令周期。
把通过外系统总线对存储器或I/O端口进行一次读/写操作的过程称为总线周期,T 状态就是CLK时钟周期。
一个指令周期由若干个总线周期组成。
每个总线周期通常包含4个T状态,即T l、T2、T3、T4。
在T1状态,CPU往地址/数据复用总线(AD7~0)和地址/状态复用总线(A19~16/S6~3)上发地址信息。
在T2状态, 从地址/数据总线和地址/状态总线上撤消地址信息,并使地址/数据总线成为高阻态,为传送数据信息作准备。
与此同时, 从地址/状态总线的输出4位状态信息。
在T3状态, 地址/状态总线继续输出状态信息, 地址/数据总线用于传送数据信息。
在存储器或外设不能及时地配合CPU传送数据时, 它们可以向CPU 请求, 在T3周期之后插入一个或多个等待状态Tw。
在T4状态, 一个总线周期结束。
在一个总线周期中,A15~8始终输出地址信息。
如果一个总线周期之后, 不立即执行下一个总线周期, 那么系统总线就会处于空闲状态Ti, 执行空闲周期。
3.1.2 8088的总线操作1.8088芯片引脚构成及在最大最小组态下的意义。
8088的芯片引脚可分为两种:与工作模式无关的和与工作模式有关的。
与工作模式相关的包括24~31、33、34脚。
8086微处理器的工作过程
8086微处理器是一种16位微处理器,它是Intel推出的一款经典产品,被广泛应用于个人电脑和嵌入式系统中。
它的工作过程可以从以下几个方面来描述:
指令执行过程,8086微处理器的指令执行过程包括取指令、译码、执行和写回四个阶段。
首先,指令被取出并存储在指令寄存器中,然后被送到指令译码器中进行译码,确定指令的操作类型和操作数。
接着,指令被执行,执行的结果可能会写回到寄存器或者存储器中。
数据传输过程,8086微处理器通过数据总线和地址总线与外部设备进行数据传输。
当需要从外部设备读取数据时,8086将地址发送到地址总线,然后通过数据总线将数据传输到内部寄存器中。
反之,当需要向外部设备发送数据时,8086将数据发送到数据总线,然后通过地址总线将数据传输到外部设备中。
中断处理过程,8086微处理器支持外部设备通过中断请求线向其发出中断请求。
当发生中断请求时,处理器会根据中断类型执行相应的中断服务程序,并在执行完中断服务程序后返回到原程序继
续执行。
时序控制过程,8086微处理器的工作时序由内部时钟控制,不同的指令需要不同的时钟周期来完成。
时钟信号的频率决定了微处理器的工作速度,同时也影响了系统的整体性能。
总线控制过程,8086微处理器通过控制总线与外部设备进行数据传输和通讯。
总线控制信号包括读、写、传输方向等,控制着数据在总线上的流动和处理器与外部设备的交互。
8086微处理器的工作过程涉及到指令执行、数据传输、中断处理、时序控制和总线控制等多个方面,它在计算机系统中扮演着核心的角色,对于理解计算机的工作原理具有重要意义。
8086CPU系统总线操作和时序8086是一种16位的微处理器,由Intel公司于1978年推出。
8086CPU系统包括CPU、寄存器、输入输出模块、内存和总线等组成部分。
总线操作是指CPU与其他设备之间进行数据传输和通信的过程。
时序则是指这些操作所需要的时间和顺序。
一、8086CPU系统1.CPU:8086CPU是一种8MHz的16位微处理器。
它由一个运算器组件、一个控制器、一个时钟和一组寄存器组成。
运算器执行算术和逻辑操作,控制器控制这些操作的顺序和时机。
2.寄存器:8086CPU有14个寄存器,其中分为通用寄存器、段寄存器和指令寄存器。
-通用寄存器:8086有4个16位的通用寄存器,分别为AX、BX、CX和DX。
这些寄存器可以在运算和数据传输中使用。
-段寄存器:8086有4个16位的段寄存器,分别为CS、DS、SS和ES。
这些寄存器存储了内存中一些段的基地址。
-指令寄存器:8086有两个16位的指令寄存器IP和FLAGS。
IP存储下一个要执行的指令地址,FLAGS用于存储CPU运行时的状态标志。
3.输入输出模块:8086CPU通过输入输出模块与外部设备进行通信。
这些模块包括接口芯片、串行和并行接口等。
通过这些模块,CPU可以读取外部设备的数据,或者向外部设备发送数据。
4.内存:8086CPU可以访问1MB的内存空间。
内存被分为若干个64KB 的段,每个段都有一个唯一的段选择符和一个基地址。
8086使用分段的寻址方式来访问内存。
二、总线操作总线操作是指CPU与其他设备之间进行数据传输和通信的过程。
8086CPU有三个主要的总线:地址总线、数据总线和控制总线。
1.地址总线:8086有20根地址总线,可以寻址1MB的内存空间。
地址总线用于指示内存中读取或写入数据的地址。
2.数据总线:8086有16根数据总线,用于数据的传输。
数据总线可以同时传输一个16位的数据。
3.控制总线:8086有四根控制总线,分别为读(RD)、写(WR)、I/O(I/O)和时钟(CLK)。
参考答案第一章计算机中的数制和码制第二章计算机概述一、填空题1.82. 23.10244.25.5、11001.1、00100101.0101B5.1000010B、42H、66H6.41.625、29.AH7.10001101B8.11001001、110010109.-128 ~ +12710.系统软件、应用软件11.电子管、超大规模集成电路二、单选题1. A 2. C 3. D4. C 5. A 6. C三、分析简答题1.8086 CPU的总线根据其中信息传送的类型可分为几种?哪几种?答:8086 CPU的总线根据其中信息传送的类型可分为三种种,分别是:数据总线、地址总线和控制总线2.写出-25的原码、反码、补码,并将补码转换成十六进制数(设机器字长为8位)。
答:X=-25=-11001BX原码:10011001BX反码:11100110BX补码:11100111B = E7H3.举例说明什么是机器数,什么是真值?答:将符号数值化了的数称为机器数。
如:-18=-10010B(真值);机器数为:10010010B第三章半导体存贮器一、填空题1.ROM、RAM2.6个3.8、4二、单选题1. A 2. B 3. D 4. B5. C 6. C 7. B三、分析简答题1.在对存储器芯片进行片选时,全译码方式、部分译码方式和线选方式各有何特点?答:①全译码方式:存储器芯片中的每一个存储单元对应一个唯一的地址。
译码需要的器件多;②部分译码方式:存储器芯片中的一个存储单元有多个地址。
译码简单;③线选:存储器芯片中的一个存储单元有多个地址。
地址有可能不连续。
不需要译码。
四、硬件接口设计题1.答:(1)(2) 存储器类型为RAM 总容量为4K×8地址范围: 0#2000H-27FFH1# 2800H-2FFFH2.答:(9分)(1)存储器类型:RAM该系统的存储器容量为:6K×8位(或:6K字节)(2)1#芯片的地址范围:1000H ~ 17FFH2#芯片的地址范围:0800H ~ 0FFFH3#芯片的地址范围:0000H ~ 07FFH3.1)1K×42)2K×8或2KB3)地址分配范围第一组:A19~ A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0最小地址0 ~ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00000H~ 最大地址0 ~ 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 003FFH 第二组:0 ~ 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00400H~0 ~ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 007FFH第四章微型计算机及微处理器的结构和组成一、填空题1.BIU、EU、指令的译码和指令执行2.4、16、16、6、203.8、164.1、2二、单选题1. B 2. B三、分析简答题1.8086/8088微处理器内部有那些寄存器,它们的主要作用是什么?答:执行部件有8个16位寄存器,AX、BX、CX、DX、SP、BP、DI、SI。