1、2013-2014學(xué)年第1學(xué)期2011級(jí)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)試題 A卷班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名請(qǐng)將答案寫在答題紙上，寫明題號(hào)，不必抄題，字跡工整、清晰；請(qǐng)?jiān)诖痤}紙和試題紙上都寫上你的班級(jí)，學(xué)號(hào)和姓名，交卷時(shí)將試題紙、答題紙和草紙都交上來。1 .選擇題（15分）DDABC CCABC ABCDD2 .簡答題（共30分，每題6分）1 .說明CISC、RISC技術(shù)的特點(diǎn)及其主要區(qū)別？A : CISC是指復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，RISC是指精簡指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)。他們的區(qū)別在于不同的 CPU設(shè)計(jì)理念和方法。RISC指令系統(tǒng)僅包含哪些必要的經(jīng)常使用的指令， 不經(jīng)常使用的功能，往往通過基本指令組合來完成。完成特殊功能

2、時(shí)效率比較低。CISC的指令系統(tǒng)比較豐富，一些特殊功能都有相應(yīng)的指令。處理特殊任務(wù)效率較高。RISC對(duì)存儲(chǔ)器操作相對(duì)簡單，使對(duì)存儲(chǔ)器訪問的控制簡化；而CISC機(jī)器的存儲(chǔ)器操作指令較多，對(duì)存儲(chǔ)器的訪問有更多的指令直接操作，要求的控制邏輯比較復(fù)雜。RISC在一條指令執(zhí)行的適當(dāng)?shù)胤娇梢皂憫?yīng)中斷；而 CISC機(jī)器是在一條指令執(zhí)行結(jié)束后響應(yīng)中斷。RISC CPU的電路構(gòu)成比 CISC CPU簡單，因此面積小、功耗也更低；CISC電路 CPU電路復(fù)雜，同水平比 RISC CPU面積大、功耗大。RISC CPU結(jié)構(gòu)比較簡單，布局緊湊規(guī)整，設(shè)計(jì)周期 較短，比較容易采用一些并行計(jì)算的最新技術(shù)；CISC CPU結(jié)

3、構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)周期長，技術(shù)更新難度大。從使用角度看，RISC微處理器結(jié)構(gòu)簡單，指令規(guī)整，性能容易把握，易學(xué)易用；CISC微處理器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能強(qiáng)大，實(shí)現(xiàn)特殊功能容易。2 . Pentium段寄存器（段選擇符）由哪幾部分組成？與8086段寄存器有什么區(qū)別？A： Pentium段寄存器是16位，由三部分組成：13位段描述符索引，1位段描述符表 GDT、LDT 選擇位，和2位權(quán)限位組成。Pentium由13位的段描述符索引和 1位的表選擇位找到 8字節(jié)的段 描述符，段描述符中包含段基地址、段范圍和段屬性。段基地址加上偏移地址得到物理地址。而8086段寄存器乘以16得到的就是物理地址的段基址，加上偏移地

4、址得到物理地址。3 .說明為什么要使用 CACHE并說明CACH曲址和主存地址的組成方法。A: CACH思解決價(jià)格與速度問題的折衷產(chǎn)物。彌補(bǔ)主存速度，在CPUW主存之間設(shè)置的高速、小容量的存儲(chǔ)器，構(gòu)成 Cache-主存存儲(chǔ)層次，速度是 Cache的，容量是主存的。CPU問存儲(chǔ)器是通過主存地址進(jìn)行的。首先進(jìn)行主存與Cache的地址變換。變換成功（Cache塊命中），就得到Cache塊號(hào)ncb ,并由nmr直接送ncr以拼接成nc,這樣， CPM直接訪問Cacheache塊未命中（Cache塊失效），就通過相關(guān)的 Cache表，查看有無空余的 Cache塊空間，當(dāng)有 空余的Cache塊空間，就從多

5、字節(jié)通路把所需信息所在的一塊調(diào)入Cache,同時(shí)把被訪問的內(nèi)容直接送給CPUCache中無空余空間，就需根據(jù)一定的塊替換算法，把Cache中一塊送回主存，再把所需信息從主存送入Cache.4 .說明接口的基本功能是什么？A: （1）地址譯碼或設(shè)備選擇；(2)數(shù)據(jù)緩沖和鎖存；(3)信息格式與電平的轉(zhuǎn)換；(4)數(shù)據(jù)傳送的協(xié)調(diào)。5. Pentium微處理器的保護(hù)機(jī)制有那些保護(hù)措施？A: 3類保護(hù)機(jī)制：任務(wù)間存儲(chǔ)空間的保護(hù)、段屬性和界限的保護(hù)、特權(quán)級(jí)保護(hù)。三.計(jì)算與分析題(共20分，每題4分)1.8259A中斷類型碼初始化控制字 ICW2寫入的是20H,在8259A中斷請(qǐng)求引腳IR1連接一個(gè)中 斷源，

6、其對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序名稱為 ISR_1 (分配到從2000H:1234H開始的地址)。請(qǐng)畫圖說明， 從中斷源，到中斷向量表，再到中斷服務(wù)程序的對(duì)應(yīng)關(guān)系。A:因?yàn)?259A的IR1連接有一個(gè)中斷源，當(dāng)有中斷時(shí)，自動(dòng)填充中斷類型碼的低三位為010B,則對(duì)應(yīng)的中斷類型碼為 00100010B = 22H, CPU中斷響應(yīng)周期時(shí)取到中斷類型碼 n = 22H, 4n = 88H, 到0000H段偏移為88H的位置取出中斷服務(wù)程序 ISR_1的入口地址，跳到中斷服務(wù)程序去執(zhí)行。物理存貯器從8259A得到的中斷 類型碼 n =00100010B =22H4n = 88H中斷向量表0000H:0000H00

7、00H:03FFH2 .若DAC0832I用單極輸出，輸出電壓范圍為0V+5V。若要輸出一個(gè)周期為100Hz勺方波，方波最小電壓為0V,最大電壓為3.125V , DAC083湍口地址為DAC_PORT計(jì)算并說明如何實(shí)現(xiàn)？A: DAC0832為8位D/A轉(zhuǎn)換器，有Nx = Vx * (2 8)/5 =256Vx/5 。由公式方波最小電壓 OV寸應(yīng)的輸 出值NL= 0 ;方波最大電壓 3.125V對(duì)應(yīng)的輸出值為 Nh = 3.125*256/5= 160 = 0A0H 。周期 T = 1/f = 1/100Hz = 10ms 。為了輸出100Hz勺方波，交換車出到端口 DAC_PORT口 00H

8、和0A0H直，輸出間的延時(shí)為 5ms.3 .若8253的時(shí)鐘CLK頻率為1MHz ,若計(jì)數(shù)器0要產(chǎn)生周期為10ms的方波，問8253計(jì)數(shù)器0的工作方式是什么？并計(jì)算出8253的計(jì)數(shù)初值是多少？A :方式 3,計(jì)數(shù)初值為 1MHZ/(1/10ms) = 1000KHZ/100HZ = 104 .若8251異步通信工作時(shí)，接收時(shí)鐘RxC和發(fā)送時(shí)鐘都等于19200Hz,波特率因子為16,異步通信格式為：一個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、無奇偶位、一個(gè)停止位。計(jì)算每秒鐘最多能傳送多少個(gè)字節(jié)？傳送一個(gè)字節(jié)最少大約需要多少毫秒?A :波特率=19200/16 = 1200 位/秒一幀有10位，則每秒最多可以傳送 1

9、200/10 = 120幀，即第秒最多可以傳送 120字節(jié)。傳送一個(gè)字節(jié)時(shí)間=1秒/120字節(jié)=8.3毫秒5 .分析下邊的程序，回答下列問題。(1) .運(yùn)行程序后，X變量值是什么？(2) .本程序的功能是什么？X DB 0FFH.MOV AL, XTEST AL, 80HJZ L1NOT ALADD AL, 1MOV X, ALL1:RETA :(1) 01H(2)求X的絕對(duì)值四.詳細(xì)說明，Pentium處理器保護(hù)方式下，采用分段和分頁存貯器管理時(shí)，邏輯地址轉(zhuǎn)換為物 理地址的方法(可畫圖說明)。(10分)A :保護(hù)方式下，程序中的邏輯地址由兩部分組成：16位的段寄存器中的段描述符和 32位的偏

10、移地址。通過段描述符到全局描述符表 GD似局部描述符表中找到 32位的段基址，段基址與邏輯 地址中的偏移地址相加得到 32位的線性地址。線性地址分成三部分：10位的頁目錄項(xiàng)索引、10位的頁表項(xiàng)索引和12位的頁內(nèi)偏移地址。用線 性地址中的頁目錄項(xiàng)索引到頁目錄表中找到頁目錄項(xiàng)，這個(gè)頁目錄項(xiàng)包含下一級(jí)表頁的32位基址址。之后用線性地址中的頁表項(xiàng)索引在這個(gè)頁表中找到頁的32位基地址，這個(gè)32位的頁基地址加入線性地址中的12位頁內(nèi)偏移地址得到 32位的物理地址。5 .試用完整的匯編語言格式，編寫由鍵盤輸入一個(gè)以回車(0DH)作為結(jié)束的字符串，并將其按ASCII碼由大到小的順序輸出到CRT上的源程序。(1

11、0分)A :DSEG SEGMENT 'DATA'RESULT DB 100 DUP(1)N DB 0DSEGENDSSSEG SEGMENT STACK 'STACK'DW 100HDUPSSEG ENDSCSEGSEGMENT 'CODE'STARTPROC FAR;STORE RETURN ADDRESS TO OS:PUSH DSMOVAX, 0PUSH AX;SET SEGMENT REGISTERS:MOVAX, DSEGMOVDS, AXMOVES, AX；1.輸入保存MOV CL, 0LEA SI, RESULTinput_nex

12、t:MOV AH, 1INT 21HCMP AL, 0DH ; 回車為 ODHJZ toSortMOV SI,ALINC SIINC CLJMP input_nexttoSort:MOV N, CL ;輸入的ASCII碼個(gè)數(shù)保存到;2.排序MOV DH, 0MOV DL, NDEC DXnext1:LEA BX, RESULTMOV CX,DXnext2:MOV AL,BXCMP AL,BX+1JNC noXXCHG AL,BX+1MOV BX,ALnoX:INC BXLOOP next2DEC DXJNZ next1;3.顯示MOV CH, 0MOV CL,NLEA BX, RESULTdi

13、splayNext:MOV DL,BXMOV AH,2INT 21HINC BXLOOP displayNextRETSTART ENDPCSEG ENDSEND START6 .設(shè)計(jì)一個(gè)8路溫度采集系統(tǒng)。(15分)設(shè)計(jì)要求：系統(tǒng)包括A/D轉(zhuǎn)換器、8個(gè)溫度傳感器、8個(gè)鍵組成的線性鍵盤(鍵號(hào)N = 07)、兩位共陽極LED七段數(shù)碼管和聲音提示部分。A/D轉(zhuǎn)換器輸入電壓范圍為 05V,對(duì)應(yīng)的傳感器溫度為099C。當(dāng)按下N鍵時(shí)，采集A/D轉(zhuǎn)換器N路的數(shù)據(jù)，并顯示對(duì)應(yīng)的溫度值，每次顯示溫度后發(fā)出一個(gè)1KHZ 的提示音。(1) .試設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件原理圖，畫圖并說明分配給各器件的端口地址。(2) .寫出顯示

14、“1”對(duì)應(yīng)的段碼值。(3) .試編寫8255A初始化程序。(4) .試編寫8253A初始化程序。(5) .試編寫該溫度采集系統(tǒng)完整的程序。A:(1).試設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件原理圖，畫圖并說明分配給各器件的端口地址。U50D0.7D0D1D2D3D4D5D6D7PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7-3 RDWR A1A2RESETIO1RD J .IO2 L 36RDWRA0A1RESETPB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7*CLK z640KHz4IO3WR I" »1D3D2D1D0D7D6D5D4D0.7

15、_10U1421201918815二1417CLOCKSTARTEOCOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8OEADC0809端口地址分配:PORTA 8255equPORTB 8255equPORTC 8255equIN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7ADD AADD BADD CALEVREF(+)VREF(-)262728123425T24232212r16*注意：D7D0對(duì)應(yīng)OUT1OUT8VCC100k0200h0202h0204h顯示溫度值 Tx= Nx*99/25605V 099 度 0256測試結(jié)果線性度不好，中間偏差6度VCCRT2KTY

16、81PORT_CTR_8255 equ 0206hPORT_START_0809 equ 0400hPORT_EOC_0809 equ 0400hPORT_DATA_0809 equ 0600hPORT_COUNTER0_8253 equ 0800hPORT_CTR_8253equ 0806h(2)寫出顯示“ 1”對(duì)應(yīng)的段碼值。0F9h(3)試編寫8255A初始化程序。init 8255 proc nearMOV DX, PORT_CTR_8255MOV AL, 10001001B；初始化 8255 控制字OUT DX , AL ret endp(4) .試編寫8253A初始化程序。 ;-82

17、53初始化init_8253 proc nearMOV DX, PORT_CTR_8253MOV AL, 00110110B;初始化8253控制字，計(jì)數(shù)0, R/W 低8位，高8位，方式3,二進(jìn)制計(jì)OUT DX , AL ;寫低8位，高8位 MOV DX, PORT_COUNTER0_8253 MOV AX, 1000;計(jì)數(shù)常數(shù)；1MHZ/1KHZ =1000OUT DX, AL MOV AL, AH OUT DX, AL ret endp(5) .試編寫該溫度采集系統(tǒng)完整的程序。 ;-8255初始化init_8255 proc nearMOV DX, PORT_CTR_8255MOV AL,

18、 10001001B;初始化 8255 控制字OUT DX , AL ret endp ;-8253初始化init_8253 proc nearMOV DX, PORT_CTR_8253MOV AL, 00110110B;初始化8253控制字，計(jì)數(shù)0, R/W 低8位，高8位，方式3,二進(jìn)制計(jì)OUT DX , AL ;寫低8位，高8位 MOV DX, PORT_COUNTER0_8253 MOV AX, 1000;計(jì)數(shù)常數(shù)；1MHZ/1KHZ =1000OUT DX, AL MOV AL, AH OUT DX, ALret endp鍵盤識(shí)子程序（子程序名為keyinput）。;-識(shí)另U鍵號(hào);出

19、口： AL=鍵值 keyinput PROC NEAR key_in:MOV DX,PORT_C_8255 ;C 口地址IN AL,DX;C 口輸入CMP AL, 0FFH ;JE key_in ;無鍵按下時(shí)到 key_indelay 0FFHMOV DX,PORT_C_8255 ;C 口地址IN AL,DX;C 口輸入CMP AL, 0FFHJE key_in;干擾時(shí)，跳到 key_inMOV CH, 0；返回鍵號(hào)，鍵值中 0位置值07,對(duì)應(yīng)K0K7MOV CL, 8;鍵個(gè)數(shù)值MOV BX, offset key_val next_z:CMP AL, BXJE find_key ;匹配時(shí)，C

20、H中的值就是0的位置值07 INC BXINC CHDEC CLJNZ next_z；到此沒有匹配的鍵值，或多鍵同時(shí)按下output 0FFH;顯示FF表示沒有匹配鍵JMP key_in find_key:MOV AL, CH ret endp key_val db 11111110B,11111101B,11111011B,11110111B,11101111B,11011111B,10111111B,01111111B ;K0K7七段數(shù)碼管上顯示兩位數(shù)的子程序（子程序名為display）。 ;-兩位七段碼管顯示;入口 ： AH, AL兩位要顯示的數(shù)，中間有小數(shù)點(diǎn) display proc nearMOV BX, offset LED_TABLEXLAT ;AL <- BX + ALMOV DX, PORT_B_8255OUT DX, ALMOV AL, AHXLAT ;AL <- BX + ALMOV DX, PORT_A_8255OUT DX, AL ret endp ;軟件七段譯碼表（） LED_Table db 0C0h,0F9h,0A4h,0B0h,99h,92h,82h,0F8h,80h,98h,88h,83h,0C6h,0A1h,86h