微机原理与接口技术(第二版)龚尚福_复习题解析和实验指导.docx

微机原理与接口技术部分答案 2.2 8086 微处理器由哪几部分组成？各部分的功能是什么？ 16355 【解】：按功能可分为两部分：总线接口单元 BIU（ Bus Interface Unit ）和执行单元 EU （Execution Unit ）。 总线接口单元 BIU 是 8086 CPU 在存储器和 I/O 设备之间的接口部件，负责对全部引脚 的操作，即 8086 对存储器和 I/O 设备的所有操作都是由 BIU 完成的。所有对外部总线的操 作都必须有正确的地址和适当的控制信号， BIU 中的各部件主要是围绕这个目标设计的。它 提供了 16 位双向数据总线、 20 位地址总线和若干条控制总线。 其具体任务是：负责从存单元中预取指令，并将它们送到指令队列缓冲器暂存。 CPU执 行指令时， 总线接口单元要配合执行单元， 从指定的存单元或 I/O 端口中取出数据传送给执 行单元，或者把执行单元的处理结果传送到指定的存单元或 I/O 端口中。 执行单元 EU中包含 1 个 16 位的运算器 ALU、 8 个 16 位的寄存器、 1 个 16 位标志寄存 器 FR、1 个运算暂存器和执行单元的控制电路。 这个单元进行所有指令的解释和执行， 同时 管理上述有关的寄存器。 EU 对指令的执行是从取指令操作码开始的，它从总线接口单元的 指令队列缓冲器中每次取一个字节。如果指令队列缓冲器中是空的，那么 EU 就要等待 BIU 通过外部总线从存储器中取得指令并送到 EU，通过译码电路分析，发出相应控制命令，控 制 ALU数据总线中数据的流向。 2.3 简述 8086 CPU 的寄存器组织。 【解】：（ 1）通用寄存器：通用寄存器又称数据寄存器，既可作为 16 位数据寄存器使用，也 可作为两个 8 位数据寄存器使用。当用作 16 位时，称为 AX、 BX、 CX、 DX。当用作 8 位时， AH、 BH、 CH、 DH存放高字节， AL、BL、 CL、DL 存放低字节，并且可独立寻址。这样， 4 个 16 位寄存器就可当作 8 个 8 位寄存器来使用。 （ 2）段寄存器：段寄存器共有 4 个 CS、 DS、 SS、 ES。代码段寄存器 CS 表示当前使用 的指令代码可以从该段寄存器指定的存储器段中取得，相应的偏移值则由 IP 提供；堆栈段 寄存器 SS指定当前堆栈的起始地址； 数据段寄存器 DS指示当前程序使用的数据所存放段的 起始地址；附加段寄存器 ES 则指出当前程序使用附加段地址的起始位置，该段一般用来存 放原始数据或运算结果。 （ 3）指针和变址寄存器： 堆栈指针 SP用以指出在堆栈段中当前栈顶的地址。 入栈（ PUSH） 和出栈（ POP）指令由 SP 给出栈顶的偏移地址。基址指针 BP 指出要处理的数据在堆栈段中 的基地址， 故称为基址指针寄存器。 变址寄存器 SI 和 DI 用来存放当前数据段中某个单元的 偏移量。 （ 4）指令指针与标志寄存器：指令指针 IP 的功能跟 Z80 CPU 中的程序计数器 PC的功 能类似。正常运行时， IP 中存放的是 BIU 要取的下一条指令的偏移地址。它具有自动加 1 功能，每当执行一次取指令操作时，它将自动加 1，使它指向要取的下一存单元，每取一个 字节后 IP 容加 1，而取一个字后 IP 容则加 2。某些指令可使 IP 值改变，某些指令还可使 IP 值压入堆栈或从堆栈中弹出。 标志寄存器 FLAGS是 16 位的寄存器， 8086 共使用了 9 个有 效位，标志寄存器格式如图 2.5 所示。其中的 6 位是状态标志位， 3 位为控制标志位。状态 标志位是当一些指令执行后， 表征所产生数据的一些特征。 而控制标志位则可以由程序写入， 以达到控制处理机状态或程序执行方式的表征。 2.4 试述 8086 CPU 标志寄存器各位的含义与作用。 【解】： (1) 6 个状态标志位的功能分别叙述如下： CF(Carry Flag) ——进位标志位。 当执行一个加法 ( 或减法 ) 运算，使最高位产生进位 ( 或 借位 ) 时， CF为 1；否则为 0。 PF(Parity Flag) ——奇偶标志位。 该标志位反映运算结果中 1 的个数是偶数还是奇数。 当指令执行结果的低 8 位中含有偶数个 1 时， PF=1；否则 PF=0。 AF(Auxiliary carry Flag) ——辅助进位标志位。当执行一个加法 ( 或减法 ) 运算，使结 果的低 4 位向高 4 位有进位 ( 或借位 ) 时， AF=1；否则 AF=0。 ZF(Zero Flag) ——零标志位。若当前的运算结果为零， ZF=1；否则 ZF=0