微机原理简答

1.BIU和EU的组成：CPU内部由执行单元EU和总线接口单元BIU组成。主要功能为：执行单元EU负责执行指令。它由算术逻辑单元(ALU)、通用寄存器组、16位标志寄存器(FLAGS)、EU控制电路等组成。EU在工作时直接从指令流队列中取指令代码，对其译码后产生完成指令所需要的控制信息。数据在ALU中进行运算，运算结果的特征保留在标志寄存器FLAGS中。总线接口单元BIU负责CPU与存储器和I／O接口之间的信息传送。它由段寄存器、指令指针寄存器、指令流队列、地址加法器以及总线控制逻辑组成。8086的指令队列长度为6B。

2．最小模式：系统中只有8086一个微处理器。最大模式：在最大模式中总是包含有两个或多个微处理器，其中一个主处理器就是8086，其他处理器称为协处理器，他们是协助主处理器工作的。最小模式的典型配置：在8086 CPU外，还需其它芯片来构成一个按照最小模式工作的系统。在8086的最小模式中，硬件包括：一片8284A时钟发生器、三片8282或74LS373地址锁存器；两片8286/8287作为总线收发器，用以增加数据总线的驱动能力。最大模式及其典型配置：8086/8088 的MN/MX引脚接地、8086CPU在最大工作模式下有多个处理器在工作、必须增设总线控制器8288 和总线仲裁器8259，实现总线使用权的交接和总线优先权的仲裁。

3.标志寄存器的标志位情况：状态标志

SF——Sign Flag，符号标志，与运算结果最高位相同；

ZF——Zero Flag，零标志，运算结果为0则ZF=1，否则ZF=0 ；

PF——Parity Flag，奇偶标志，运算结果低8位中1的个数为偶数则PF=1，否则PF=0；

CF——Carry Flag，进位标志，执行加法运算最高位产生进位或 减法运算最高位借位时CF=1，否则CF=0；

移位指令

AF——Auxiliary carry Flag，辅助进位标志，第3位向第4位进位 或借位时AF=1，否则AF=0

OF——Overflow Flag，溢出标志。运算结果溢出时OF=1，否 则OF=0

控制标志：DF：Direction Flag，方向标志。控制串操作指令中SI、DI变化方向的标志IF：Interrupt enable Flag，中断允许标志。TF：Track Flag，单步(跟踪)标志。

4.总线周期：时钟周期：是CPU的基本时间计量单位，它由计算机主频决定

指令周期：及它们之间的关系

5：复位操作时内部寄存器的状态：RESET信号一进入高电平，CPU就会结束现行操作，并且，只要RESET 信号停留高电平状态，CPU就维持在复位状态。在复位状态，CPU将CS设置为初值0FFFFH，其他内部寄存器都被置为0。由于CS和IP分别被初始化为FFFFH和0000H所以，8086在复位后再重新启动时，便从内存的FFFF0H处开始执行命令。 6、 最小模式下总线读操作的时序（相关信号状态）：T1状态：1地址、M/IO、BHE、ALE、DT/R、DEN。为从存储器或I/O端口读出数据，首先要用M/IO信号指出CPU是从内存还是I/O端口读取数据，M/IO信号在T1状态成为有效（①），有效电平要保持到整个总线周期结束，即T4状态。2、CPU 要指出所读取的存储单元或I/O 端口的地址。8086 的20位地址信号通过多路复用总线输出的，高4位地址通过地址/状态线A19/S6～A16/S3送出，低16 位地址通过地址/数据线AD15 ～AD0送出。在T1状态的开始，20 位地址信息通过这些引脚送到存储器或I/O 端口（②）。3、地址信号必须锁存，据此在总线周期的其它状态中通过相关引脚传输数据和状态信息。为实现对地址的锁存，CPU要在T1状态从ALE引脚上输出一个正脉冲作为地址锁存信号（ ③）。在ALE 的下降沿到来之前，M/IO信号、地址信号均已有效。锁存器8282 用ALE 的下降沿对地址进行锁存。4、BHE信号在T1状态通过BHE/S7引脚送出（④），表示高8位数据总线的信息数据可用。BHE信号常作为奇地址存储单元的片选信号，配合地址信号来实现存储单元寻址，奇地址存储体中的信息通过高8位数据线传输（低位地址A0

是偶地址存储单元的片选信号）。5、当系统中接有数据总线收发器时，需用DT/R和DEN作为控制信号。前者控制数据传输方向，后者实现数据通路的选通。为此，在T1状态，DT/R端输出低电平，表示本总线周期为读周期，需要数据总线收发器接收数据（⑤）。T2状态：地址信号消失（⑦）AD15～AD0进入高阻状态，为读入数据做准备；A19/S6～A16/S3及BHE/S7引脚上输出状态信息S7～S3（⑥、⑧）。DEN信号在T2状态变为低电平（⑩），从而在系统中接有总线收发器时，获得数据允许信号。CPU在RD引脚上输出读信号，RD信号送到系统中所有存储器或I/O接口，但只有被地址信号选中的存储单元或I/O端口，才被RD信号从中读出数据，而将数据送到数据总线上。T3状态：在基本总线周期的T3 状态，内存单元或者I/O 端口将数据送到数据总线上；CPU 通过AD15～AD0接收数据

Tw状态：当系统中的存储器或外设的工作速度较慢，从而不能用最基本的总线周期执行读操作时，系统就有一个电路来产生READY信号，READY信号通过时钟发生器8284A传递给CPU。CPU在T3状态的下降沿处对READY信号进行采样。如果CPU没有在T3状态一开始采样到READY信号（当然，在这种情况下，在T3状态，数据总线上不会有数据）为低电平，那么，就会在T3和T4之间插入等待状态Tw ；Tw可以是一个，也可以是多个。CPU 在每个TW的下降沿处对READY信号进行采样，等到CPU接收到高电平的READY信号后，再把当前TW状态执行完，便脱离Tw而进入T4。在最后一个Tw状态，数据已经出现在数据线上。最后一个Tw状态中总线的动作和基本总线周期中T3状态完全一样。而在其它的Tw状态，所有控制信号的电平和T3状态的一样，但数据信号尚未出现在数据总线上。T4状态：在T4状态和前一个状态交界的下降沿处，CPU对数据总线进行采样，从而获得数据

7、 中断类型号、中断向量和中断向量表的关系：中断向量：实际上就是中断处理子程序的入口地址，每个中断类型对应一个中断向量。一个中断向量占四个存储单元，前两个单元存放中断处理子程序的入口地址的偏移量（IP），低位在前，高位在后；后两个单元存放中断处理子程序入口地址的段地址（CS），同样是低位在前，高位在后； 8、 可屏蔽中断的响应过程：当CPU在INTR引脚上接收到一个高电平的中断请求信号，并且当前的中断允许标志为1时，CPU就会在当前指令执行完以后，开始响应外部中断请求，CPU在响应外部中断、并进入中断子程序的过程中，要依次做下面几件事：①从数据总线上读取中断类型号，将其存入内部暂存器②将标志寄存器的值推入堆栈③把标志寄存器的中断允许标志IF和跟踪标志TF清零④将断点保护到堆栈中⑤根据得到的中断类型号，在中断向量表中找到中断向量，再根据中断向量转入相应的中断处理子程序

9、 中断处理子程序的结构模式: ①一开始必须保护中断现场，即保护CPU各寄存器的值②在一般情况下，应该用指令设置中断允许标志IF来开放中断，以允许级别较高的中断请求进入③中断处理的具体内容。④中断处理模块之后，是恢复寄存器的值。⑤最后是中断返回指令IRET。

10、 软件中断的特点：①用一条指令进入中断处理子程序，并且，中断类型码由指令提供.②进入中断时，不需要执行中断响应总线周期，也不从数据总线读取中断类型码.③不受中断允许标志IF的影响④正在执行软件中断时，如果有非屏蔽中断请求，那么会在执行完当前指令后立即给予响应。如果在执行软件中断时有可屏蔽中断请求，并且这之前由于中断处理子程序中执行了开放中断指令，从而使中断允许标志IF为1，那么也会在当前指令执行完后响应可屏蔽中断请求.⑤软件中断没有随机性。

11、 存储单元逻辑地址和物理地址的关系及用途：物理地址：存储单元的硬件地址。CPU与存储器之间的数据交换使用物理地址，程序设计使用逻辑地址，不直接使用物理地址，这有利于存储器的动态管理。一个逻辑地址由段基址和偏移量（OFFSET）两部分组成，偏移量表示某存储单元与它所在段的段基址之间的字节距离，通常将根据寻址方式计算出的偏移量称为有效地址EA（Effective Address）CPU访问存储器时，BIU把逻辑地址转换成物理地址转换方法为：将逻辑地址中的段基址左移４位，形成20 位的段首址；加16 位的偏移量，产生20 位的物理地址；逻辑地址和物理地址各自范围

12、 最大模式和最小模式配置有一个最主要的差别：最大模式下，需要用外加电来对CPU发出的控制信号进行变换和组合，以得到对存储器和I/O端口的读/写信号和对锁存器8282及对总线收发器8286的控制信号

13、 最大模式和最小模式都要用到中断优先级管理部件（8259A）

14、 寻址方式：指的是确定本条指令的数据地址及下一条要执行的指令的指令的地址的方法。在8086指令系统中，说明操作数所在地址的寻址方式可分为8种：立即数寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址-变址寻址、相对基址-变址寻址

15、 定时与计数的实现方法 ①用软件实现延时——利用微处理器执行一个延时程序段实现②用硬件实现定时 ：采用不可编程器件——如分频器、单稳电路、简易定时电路；采用可编程器件——采用可编程的定时/计数芯片和软件硬件结合的办法构成灵活的定时电路，可在不同的时间段内采用不同的定时策略。 16、 可编程计数器 / 定时器的功能体现在两个方面：一是作为计数器 , 即在设置好计数初值 ( 即定时常数 ) 后 , 便开始减 1 计数 , 减为 0 时 , 输出一个信号 ; 二是作为定时器 , 即在设置好定时常数后 , 便进行减 1 计数 , 并按定时常数不断地输出为时钟周期整数倍的定时间隔。