微机原理与接口技术部分答案第二版

主编：龚尚福

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：负责从内存单元中预取指令，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，从指定的内存单元或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内存单元或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内存单元，每取一个字节后IP内容加1，而取一个字后IP内容则加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。 SF(Sign Flag)——符号标志位。它和运算结果的最高位相同。

OF(Overflow Flag)——溢出标志位。当补码运算有溢出时，OF=1；否则OF=0。 (2) 3个控制标志位用来控制CPU的操作，由指令进行置位和复位。

DF(Direction Flag)——方向标志位。它用以指定字符串处理时的方向，当该位置“1”时，字符串以递减顺序处理，即地址以从高到低顺序递减。反之，则以递增顺序处理。

IF(Interrupt enable Flag)——中断允许标志位。它用来控制8086是否允许接收外部中断请求。若IF=1，8086能响

应外部中断，反之则不响应外部中断。

注意：IF的状态不影响非屏蔽中断请求(NMI)和CPU内部中断请求。

TF(Trap Flag)——跟踪标志位。它是为调试程序而设定的陷阱控制位。当该位置“1”时，8086 CPU处于单步状态，此时CPU每执行完一条指令就自动产生一次内部中断。当该位复位后，CPU恢复正常工作。

2.5 8086中，存储器为什么采用分段管理？ 【解】：8086/8088的地址总线宽度为20位，其最大寻址空间是1 MB。而其他微处理器则在实模式下只能访问前1 MB的存储器地址。实际上，实模式就是为8086/8088而设计的工作方式，它要解决在16位字长的机器里怎么提供20位地址的问题，而解决的办法是采用存储器地址分段的方法。程序员在编制程序时要把存储器划分成段，在每个段内地址空间是线性增长的。每个段的大小可达64 KB，这样段内地址可以用16位表示。存储器分段的方法虽然给程序设计带来一定的麻烦，但这种方法可以扩大存储空间，而且对于程序的再定位也是很方便的。

2.6 什么是逻辑地址？什么是物理地址？如何由逻辑地址计算物理地址？ 【解】：物理地址：完成存储器单元或I/O端口寻址的实际地址成为物理地址，CPU型号不同其物理地址也不同。物理地址是指CPU和存储器进行数据交换时实际所使用的地址，而逻辑地址是程序使用的地址。物理地址由两部分组成：段基址(段起始地址高16位)和偏移地址。前者由段寄存器给出，后者是指存储单元所在的位置离段起始地址的偏移距离。当CPU寻址某个存储单元时，先将段寄存器的内容左移4位，然后加上指令中提供的16位偏移地址而形成20位物理地址。在取指令时，CPU自动选择代码段寄存器CS，左移4位后，加上指令提供的16位偏移地址，计算出要取指令的物理地址。堆栈操作时，CPU自动选择堆栈段寄存器SS，将其内容左移4位后，加上指令提供的16位偏移地址，计算出栈顶单元的物理地址。每当存取操作数时，CPU会自动选择数据段寄存器(或附加段寄存器ES)，将段基值左移4位后加上16位偏移地址，得到操作数在内存的物理地址。

2.9 在80x86微机的输入/输出指令中，I/O端号通常是由DX寄存器提供的，但有时也可以在指令中直接指定00H～0FFH的端口号。试问可直接由指令指定的I/O端口数是多少？ 【解】：由于在80x86的输入/输出指令中，可以直接在00H~0FFH指定，所以直接由指令指定的I/O端口数是256。

3.1 指令分成几部分？每部分的作用是什么？ 【解】：每条指令由两部分组成：操作码字段和地址码字段。操作码字段：用来说明该指令所要完成的操作。

地址码字段：用来描述该指令的操作对象。一般是直接给出操作数，或者给出操作数存放的寄存器编号，或者给出操作数存放的存储单元的地址或有关地址的信息。

3.2 指出下列MOV指令的源操作数的寻址方式： MOV AX，1234H MOV AX，BX MOV AX，[BX]

MOV AX，TABLE；TABLE ；TABLE是一个变量名 MOV AX，[1234H] MOV AX，[BX+1234H] MOV AX，[BP][SI]

MOV AX，[BX+SI-1234H] 【解】：MOV AX，1234H 立即寻址

MOV AX，BX 寄存器寻址 MOV AX，[BX] 寄存器间接寻址 MOV AX，TABLE ；TABLE是一个变量名 直接寻址方式 MOV AX，[1234H] 直接寻址方式 MOV AX，[BX+1234H] 寄存器相对寻址 MOV AX，[BP][SI] 基址变址寻址 MOV AX，[BX+SI－1234H] 相对地址变址寻址 3.3 设：（DS）=2000H，（BX）=0100H，（SS）=1000H，（BP）=0010H，TABLE的物理地址为2000AH，（SI）=0002H。求下列每条指令源操作数的存储单元地址：

MOV MOV MOV MOV MOV AX，[1234H] AX，[BX]

AX，TABLE[BX] AX，[BP]

AX，[BP][SI]

【解】： 存储单元地址：(DS)×10H + EA =2000H×10H+1234H=21234H

存储单元地址：(DS)×10H +(BX)=2000H×10H+0100H=20100H 存储单元地址：(DS)×10H+EA=2000H×10H+0100H+000AH=2010AH 存储单元地址：(SS)×10H+EA=1000H×10H+0010H=10010H

储单元地址：(SS)×10H+EA=1000H×10H+0010H+0002H =10012H

3.4 设ARRAY是字数组的首地址，写出将第5个字元素取出送AX寄存器的指令，要求使用以下几种寻址方式： ⑴ 直接寻址 ⑵ 寄存器间接寻址 ⑶ 寄存器相对寻址 ⑷ 基址变址寻址 【解】：（1）直接寻址（2）寄存器间接寻址（3）寄存器相对寻址（4）基址变址寻址 MOV AX, ARRAY+8 MOV BX, ARRAY+8 MOV BX, 8 LEA BX, ARRAY MOV AX, [BX] MOV AX, ARRAY[BX] MOV SI, 8

MOV AX，[BX+SI]

3.5 设当前（CS）=2000H，（IP）=2000H，标号NEXT定义在当前代码段偏移地址是0100H处，（DS）=1000H，（BX）=1000H，（11000H）=00H，（11001H）=30H，数据段定义的字变量ARRAY的内容为1000H，试写出下列转移指令的目标转移地址

⑴ JMP NEAR PTR ⑵ JMP BX

⑶ JMP WORD PTR ARRAY 【解】：⑴ JMP NEAR PTR 此转移指令的目标转移地址为：20100H

⑵ JMP BX 此转移指令的目标转移地址为：21000H ⑶ JMP WORD PTR ARRAY 此转移指令的目标转移地址为：23000H 3.6 设当前（CS）=2000H，（IP）=2000H，标号NEXT定义在3000H：1000H处。当前（DS）=1000H，（BX）=1000H，（11000H）=00H，（11001H）=03H，（11002H）=00H，（11003H）=30H，数据段定义的字变量ARRAY的内容为0300H，（ARRAY+2）=3000H，试写出下列转移指令的目标转移地址：

⑴ JMP FAR PTR NEXT ⑵ JMP DWORD ARRAY 【解】：⑴ JMP FAR PTR NEXT 此转移指令的目标转移地址为：31000H

⑵ JMP DWORD ARRAY 此转移指令的目标转移地址为：30300H 3.7 下列每组指令有何区别？

(1) MOV AX，1234H MOV AX，[1234H] (2) MOV AX，TABLE MOV AX，[TABLE] (3) MOV AX，TABLE LEA AX，TALBE (4) MOV AX，BX MOV AX，[BX] 【解】：(1) MOV AX，1234H 将立即数1234H送到寄存器AX中

MOV AX，[1234H] 将存储区[1234H]中的内容送到寄存器AX中 (2) MOV AX，TABLE 将标号TABLE的地址送到寄存器AX中

MOV AX，[TABLE] 将存储区[TABLE] 中的内容送到寄存器AX中 (3) MOV AX，TABLE 将标号TABLE的地址送到寄存器AX中

LEA AX，TALBE 将标号TABLE的地址送到寄存器AX中 (4) MOV AX，BX 寄存器寻址

MOV AX，[BX] 寄存器间接寻址

3.8 MOV CS，AX指令正确吗？ 【解】：MOV CS，AX指令不正确。因为CS是指令寄存器，由系统自动改变，不能由指令进行更改。

3.9 写一指令序列，将3456H装入DS寄存器。