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－73－第5章总线及其形成1.微处理器的外部结构表现为数量有限的输入输出引脚，它们构成了微处理器级总线。2.微处理器级总线经过形成电路之后形成了系统级总线。3.简述总线的定义及在计算机系统中采用标准化总线的优点。答：总线是计算机系统中模块（或子系统）之间传输数据、地址和控制信号的公共通道，它是一组公用导线，是计算机系统的重要组成部分。采用标准化总线的优点是：1)简化软、硬件设计。2)简化系统结构。3)易于系统扩展。4)便于系统更新。5)便于调试和维修。4.在微型计算机应用系统中，按功能层次可以把总线分成哪几类。答：在微型计算机应用系统中，按功能层次可以把总线分成：片内总线、元件级总线、系统总线和通信总线。5.简述RESET信号的有效形式和系统复位后的启动地址。答：RESET为系统复位信号，高电平有效，其有效信号至少要保持四个时钟周期，且复位信号上升沿要与CLK下降沿同步。系统复位后的启动地址为0FFFF0H。即：（CS）=0FFFFH，（IP）=0000H。6.8086CPU的IOM/信号在访问存储器时为高电平，访问I/O端口时为低电平。7.在8086系统总线结构中，为什么要有地址锁存器？答：8086CPU有20条地址线和16条数据线，为了减少引脚，采用了分时复用，共占了20条引脚。这20条引脚在总线周期的T1状态输出地址。为了使地址信息在总线周期的其他T状态仍保持有效，总线控制逻辑必须有一个地址锁存器，把T1状态输出的20位地址信息进行锁存。8.根据传送信息的种类不同，系统总线分为数据总线、地址总线和控制总线。9.三态逻辑电路输出信号的三个状态是高电平、低电平和高阻态。10.在8086的基本读总线周期中，在1T状态开始输出有效的ALE信号；在2T状态开始输出－74－低电平的RD信号，相应的DEN为__低__电平，RDT/为__低__电平；引脚AD15~AD0上在1T状态期间给出地址信息，在4T状态完成数据的读入。11.利用常用芯片74LS373构成8086系统的地址总线，74LS245作为总线收发器构成数据总线，画出8086最小方式系统总线形成电路。答：8086最小方式系统总线形成电路如图5.1所示。图5.18086最小方式系统总线形成电路12.微机中的控制总线提供H。A.数据信号流；B.存储器和I/O设备的地址码；C.所有存储器和I/O设备的时序信号；D.所有存储器和I/O设备的控制信号；E.来自存储器和I/O设备的响应信号；F.上述各项；G.上述C，D两项；－75－H.上述C，D和E三项。13.微机中读写控制信号的作用是E。A．决定数据总线上数据流的方向；B．控制存储器操作读/写的类型；C．控制流入、流出存储器信息的方向；D．控制流入、流出I/O端口信息的方向；E．以上所有。14.8086CPU工作在最大方式，引脚MXMN/应接__地__。15.RESET信号在至少保持4个时钟周期的高电平时才有效，该信号结束后，CPU内部的CS为0FFFFH，IP为0000H，程序从0FFFF0H地址开始执行。16.在构成8086最小系统总线时，地址锁存器74LS373的选通信号G应接CPU的ALE信号，输出允许端OE应接地；数据收发器74LS245的方向控制端DIR应接RDI/信号，输出允许端E应接DEN信号。17.8086CPU在读写一个字节时，只需要使用16条数据线中的8条，在一个总线周期内完成；在读写一个字时，自然要用到16条数据线，当字的存储对准时，可在一个总线周期内完成；当字的存储为未对准时，则要在两个总线周期内完成。18.CPU在3T状态开始检查READY信号，__高_电平时有效，说明存储器或I/O端口准备就绪，下一个时钟周期可进行数据的读写；否则，CPU可自动插入一个或几个等待周期（TW），以延长总线周期，从而保证快速的CPU与慢速的存储器或I/O端口之间协调地进行数据传送。19.8086最大系统的系统总线结构较最小系统的系统总线结构多一个芯片8288总线控制器_。20.微机在执行指令MOV[DI]，AL时，将送出的有效信号有BC。A．RESETB.高电平的IOM/信号C.WRD.RD21.设指令MOVAX，DATA已被取到CPU的指令队列中准备执行，并假定DATA为偶地址，试画出下列情况该指令执行的总线时序图:（1）没有等待的8086最小方式;（2）有一个等待周期的8086最小方式。－76－答：（1）没有等待的8086最小方式时序如图5.2所示。图5.2没有等待的8086最小方式时序（2）有一个等待周期的8086最小方式时序图如图5.3所示。－77－图5.3有一个等待周期的8086最小方式时序图22.上题中如果指令分别为：（1）MOVDATA+1，AX（2）MOVDATA+1，AL（3）OUTDX，AX（DX的内容为偶数）（4）INAL，0F5H重做上题（1）。答：（1）因为DATA为偶地址，则DATA+1为奇地址。故要完成本条指令，需要两个总线周期。时序图如图5.4所示。－78－图5.4执行MOVDATA+1，AX指令的时序参考图（2）DATA+1虽然为奇地址，但是AL为八位存储器，故本条指令需用一个总线周期，时序图如图5.5所示。图5.5执行MOVDATA+1，AL指令的时序参考图－79－（3）执行OUTDX，AX（DX的内容为偶数）指令的时序图如图5.6所示。图5.6执行OUTDX，AX指令的时序参考图（4）执行INAL，0F5H指令的时序图如图5.7所示。－80－图5.7执行INAL，0F5H指令的时序参考图23．8086最小方式下，读总线周期和写总线周期相同之处是：在1T状态开始使ALE信号变为有效高电平，并输出IOM/信号来确定是访问存储器还是访问I/O端口，同时送出20位有效地址，在1T状态的后部，ALE信号变为低电平，利用其下降沿将20位地址和BHE的状态锁存在地址锁存器中；相异之处从2T状态开始的数据传送阶段。－81－第6章存储器设计1．简述内存储器的分类及每种存储器的用途？解：内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器（简称随机存储器或RAM）和只读存储器（简称ROM）。随机存储器。随机存储器允许随机的按任意指定地址向内存单元存入或从该单元取出信息，对任一地址的存取时间都是相同的。由于信息是通过电信号写入存储器的，所以断电时RAM中的信息就会消失。计算机工作时使用的程序和数据等都存储在RAM中，如果对程序或数据进行了修改之后，应该将它存储到外存储器中，否则关机后信息将丢失。通常所说的内存大小就是指RAM的大小，一般以KB或MB为单位。只读存储器。只读存储器是只能读出而不能随意写入信息的存储器。ROM中的内容是由厂家制造时用特殊方法写入的，或者要利用特殊的写入器才能写入。当计算机断电后，ROM中的信息不会丢失。当计算机重新被加电后，其中的信息保持原来的不变，仍可被读出。ROM适宜存放计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统最基本的输入输出程序、时钟控制程序以及计算机的系统配置和磁盘参数等重要信息。2.简述存储器的主要技术指标有哪些？解：存储器的主要技术指标有：存储容量、读写速度、非易失性、可靠性等。3.在实际工程应用中，存储器芯片的速度怎样估算？解：在选择存储器芯片时应注意是否与微处理器的总线周期时序匹配。作为一种保守的估计，在存储器芯片的手册中可以查得最小读出周期tcyc(R)(ReadCycleTime)和最小写周期tcyc(W)(WriteCycleTime)。如果根据计算，微处理器对存储器的读写周期都比存储器芯片手册中的最小读写周期大，那么我们认为该存储器芯片是符合要求的，否则要另选速度更高的存储器芯片。8086CPU对存储器的读写周期需要4个时钟周期(一个基本的总线周期)。因此，作为一种保守的工程估计，存储器芯片的最小读出时间应满足如下表达式：tcyc(R)＜4T－tda－tD－T其中：T为8086微处理器的时钟周期；tda为8086微处理器的地址总线延时时间；tD为各种因素引起的总线附加延时。这里的tD应该认为是总线长度、附加逻辑电路、总线驱动器等引起的延时时间总和。同理，存储器芯片的最小写入时间应满足如下表达式：－82－tcyc(W)＜4T－tda―tD―T4.用下列RAM芯片构成32kB存储器模块，各需多少芯片？16位地址总线中有多少位参与片内寻址？多少位可用作片选控制信号？(1)1k×1(2)1k×4(3)4k×8(4)16k×4解：(1)1k×132825611KK片，片内寻址：09AA，共10位；片选控制信号：1015AA，共6位。(2)1k×43286414KK片，片内寻址：09AA，共10位；片选控制信号：1015AA，共6位。(3)4k×8328848KK片，片内寻址：011AA，共12位；片选控制信号：1215AA，共4位。(4)16k×43284164KK片，片内寻址：013AA，共14位；片选控制信号：1415AA，共2位。5.若存储器模块的存储容量为256kB，则利用上题中给出的RAM芯片，求出构成256kB存储模块各需多少块芯片？20位地址总线中有多少位参与片内寻址？多少位可用作片选控制信号？解：(1)1k×12568204811KK片，片内寻址：09AA，共10位；片选控制信号：1019AA，共10位。(2)1k×4256851214KK片，片内寻址：09AA，共10位；片选控制信号：1019AA，共10位。－83－(3)4k×825686448KK片，片内寻址：011AA，共12位；片选控制信号：1219AA，共8位。(4)16k×4256832164KK片，片内寻址：013AA，共14位；片选控制信号：1419AA，共6位。6.一台8位微机系统的地址总线为16位，其存储器中RAM的容量为32kB，首地址为4000H，且地址是连接的。问可用的最高地址是多少？解：32K=152=8000H，所以，最高地址为：4000H+8000H-1=BFFFH则，可用的最高地址为0BFFFH.7.某微机系统中内存的首地址为4000H，末地址为7FFFH，求其内存容量。解：7FFFH-4000H+1=4000H=142=16KB内存容量为16KB。8.利用全地址译码将6264芯片接在8088的系统总线上，其所占地址范围为00000H~03FFFH，试画连接图。写入某数据并读出与之比较，若有错，则在DL中写入01H；若每个单元均对，则在DL写入EEH，试编写此检测程序。解：因为6264的片容量为8KB。RAM存储区域的总容量为03FFFH-00000H+1=4000H=16KB，故需要2片6264芯片。连接图如图6.1所示。－84－14A15A13A5VMEMWMEMR16A17A18A19A0A12AOE1CS2CSWE0D7D62640A12AOE1CS2CSWE0D7D6264ABC1G2AG2BG0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y74LS1385VMEMWMEMR07DD012AA图6.1与8088系统总线的连接图检测程序段：MOVAX,0000HMOVDS,AXMOVSI,0MOVCX,16*1024MOVAL,55HCMPL:MOV[SI],ALMOVBL,[SI]CMPBL,ALJNEERRORINCSILOOPCMPLMOVDL,0EEHJMPNEXTERROR:MOVDL,01HNEXT:…－85－9.简述EPROM的编程过程，并说明EEPROM的编程过程。解：EPROM芯片的编程有两种方式：标准编程和快速编程。在标准编程方式下，每给出一个编程负脉冲就写入一个字节的数据。Vpp上加编程电压，地址线、数据线上给出要编程单元的地址及其数据，并使CE=0,OE=1。上述信号稳定后，在PGM端加上宽度为50ms±5ms的负脉冲，就可将数据逐一写入。写入一个单元后将OE变低，可以对刚写入的数据读出进行检验。快速编程使用100s的编程脉冲依次写完所有要编程的单元，然后从头开始检验每个写入的字节