第五章微机原理课后习题参考答案_2012

余年寄山水
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2020年08月04日 07:26
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习题五

.
思考题

⒈ 半导体存储器主要分为哪几类?简述它们的用途和区别。
答:按照存取方式分,半导体存储器主要分为 随机存取存储器RAM(包括静态RAM和
动态RAM)和只读存储器ROM(包括掩膜只读存储器,可 编程只读存储器,可擦除只读存
储器和电可擦除只读存储器)。
RAM在程序执行过程中,能 够通过指令随机地对其中每个存储单元进行读写操作。一
般来说,RAM中存储的信息在断电后会丢失, 是一种易失性存储器;但目前也有一些RAM
芯片,由于内部带有电池,断电后信息不会丢失,具有非易 失性。RAM的用途主要是用来
存放原始数据,中间结果或程序,与CPU或外部设备交换信息。 而ROM在微机系统运行过程中,只能对其进行读操作,不能随机地进行写操作。断电
后ROM中的 信息不会消失,具有非易失性。ROM通常用来存放相对固定不变的程序、汉字
字型库、字符及图形符号 等。
根据制造工艺的不同,随机读写存储器RAM主要有双极型和MOS型两类。双极型存储
器具有存取速度快、集成度较低、功耗较大、成本较高等特点,适用于对速度要求较高的高
速缓冲存储器 ;MOS型存储器具有集成度高、功耗低、价格便宜等特点,适用于内存储器。
⒉ 存储芯片结构由哪几部分组成?简述各部分的主要功能。
答:存储芯片通常由存储体、地址寄存器、地 址译码器、数据寄存器、读写驱动电路
及控制电路等部分组成。
存储体是存储器芯片的核心, 它由多个基本存储单元组成,每个基本存储单元可存储一
位二进制信息,具有0和1两种状态。每个存储 单元有一个唯一的地址,供CPU访问。
地址寄存器用来存放CPU访问的存储单元地址,该地址经地 址译码器译码后选中芯片内
某个指定的存储单元。通常在微机中,访问地址由地址锁存器提供,存储单元 地址由地址锁
存器输出后,经地址总线送到存储器芯片内直接进行译码。
地址译码器的作用就 是用来接收CPU送来的地址信号并对它进行存储芯片内部的“译
码”,选择与此地址相对应的存储单元 ,以便对该单元进行读写操作。
读写控制电路产生并提供片选和读写控制逻辑信号,用来完成对被选中 单元中各数据
位的读写操作。
数据寄存器用于暂时存放从存储单元读出的数据,或暂时存放从 CPU送来的要写入存储
器的数据。暂存的目的是为了协调CPU和存储器之间在速度上的差异。


⒊ 简述SRAM和DRAM的应用特点。
答:SRAM具有鲜明的应用特点:
a、由电路结构的特点,可以保证存储的数据信息只要不 断电,就不会丢失;不需要定
时刷新,简化了外部电路。
b、相对动态RAM,存取速度更快。
c、内部电路结构复杂,集成度较低;制造价格成本较高。
d、双稳态触发电路总有一个处于导通状态,使得静态RAM的电功耗较大。
e、一般用作高速缓冲存储器(cache)。
DRAM的应用特点主要有:
a、 集成度高、功耗小,制作成本低,适合制作大规模和超大规模集成电路,微机内存
储器几乎都是由DRA M组成。
b、由于电容存在漏电现象,存储的数据不能长久保存,因此需要专门的动态刷新电路,定期给电容补充电荷,以避免存储数据的丢失或歧变。
⒋ 80868088CPU与存储器连接时,三总线应如何实现连接?
答:1)、存储器与CPU数据总线的连接
CPU的数据总线和存储器的数据线直接连接。当 需要进行位扩充时,各芯片的数据线分
别连接到数据总线的不同位线上,CPU需一次选中多片并从多片 芯片上读写一个字节的数
据。当需要进行字扩充时,各存储芯片的数据线均连接到数据总线上,CPU只 能选中其中的
一个芯片,并从该片中读写一个字节数据。
2)、存储器与CPU控制总线的连接
存储器与CPU控制总线的连接的控制信号主要有:地 址锁存允许信号、读写对象选择
信号、读写选通信号、准备就绪信号等。存储器的控制信号将与CPU上 述的对应信号线连接。
3)、存储器与CPU地址总线的连接
存储器与CPU地址总线的连 接涉及译码和寻址问题。通过全译码或部分译码,可以规划
设计微机系统中存储器的地址空间分配,将整 个地址空间合理地分配到ROM和RAM等不同
类型的存储器上。将构成存储器的各个存储芯片的地址信 号线与CPU地址总线中低位相连
接;CPU地址总线的高位地址线连接译码器,产生并送出片选信号, 连接到对应芯片的片选
信号引脚;或将高位地址线直接连接到芯片的选引脚。
⒌ 简述线选、部分译码和全译码的应用特点。
答:线选的应用特点是不需要地址译码设备,线路简单,适 用于连接存储芯片数量较少


的场合;部分译码方式由于一定有一些未参与实际译码的地址 线,他们的取值具有“无关性”,
既可以为1,也可以为0,因此采用部分译码法虽然可以简化译码电路 ,但每个存储单元必将
对应多个地址,出现“地址重叠”的现象,一部分地址空间将被浪费。因此在系统 存储容量要
求不大的情况下,适合采用该译码方式;在全译码译码方式下,全部20位地址总线信号都参
加译码,存储器芯片上的每一个单元在整个内存空间中具有唯一的一个地址,不会出现“地
址重 叠”的问题。
⒍ 简述存储器芯片中存储单元数量、存储位数与所连接的总线数量的对应关系。
答:存储单元数=
2
;(M为地址线数量);
数据线数=存储单元的存储位数。
⒎ 简述CPU与Cache、主存、外(辅)存之间的关系。
答:CPU可直接用指令对内存储器进行读 写访问。为了解决和协调容量、速度、价格
之间的矛盾,在主存和CPU之间增加速度更高、但容量较小 的高速缓冲存储器(cache)来
提高CPU的存取速度。外存的容量最大,每单位存储容量的相对价 格最低,但访问速度也是
较慢的。
⒏ 简述存储芯片的位扩充和字扩充的意义。
答 :位扩充指的是对存储单元的位数不足8位的芯片,通过多片“并联”的连接方式,扩
充为8位的存储位 数。字扩充是对存储器容量的扩充,或称对存储单元数量的扩充。
二. 综合题
⒈ 已知一个SRAM 芯片的容量为16K×4位,该芯片的地址线为多少条?数据线为多少
条?
答:芯片容量为2
13
B=8KB,所以该芯片的地址线为14条,数据线为4条。
⒉ 巳知一个DRAM 芯片外部引脚信号中有4条数据线,7条地址线,计算其存储容量。
7
答:
421284
位。
M
3.某存储芯片上有1 024个存储单元,每个存储单元可存放4位二进制数值,则该存储芯
片的存储容量是多少字节。
答:512B。
4. 某 RAM 芯片的存储容量为 1024×8 位,该芯片的外部引脚最少应有几条?其中几
条地址线?几条数据线?若已知某 RAM 芯片引脚中有 13 条地址线,8 条数据线,那么
该芯片的存储容量是多少?(本题表述的不够清楚)


答:该芯片外部引脚最少应有18条;其中10条地址线,8条数据线。
芯片的存储容量是8KB。
5. 在部分译码电路中,若CPU的地址线A
15、A
14
和A
13
未参加译码,则存储单元的重复
地址有多少个 。
答:
2
3
8
个。
6. 假设选用一片6264芯片 (8K*8位)和一片2764芯片(8K*8位)构成内存储系统。采
用线选法控制片选端,至少需要 多少条片选地址线?若采用部分译码法控制片选端,至少需
要多少条片选地址线?采用全部译码法控制片 选端,则需要多少条的片选地址线?
答:用线选法控制片选端,至少需要 1 条片选地址线;若采用部分译码法控制片选端,
至少需要 1条片选地址线;采用全部译码法控制片选端,则需要全部的高位片选地(对于
该题为7条)址线。
7.设某微型机的内存RAM区的容量为128KB,若用 2164(64K*1位) 芯片构成这样的存
储器,需多少片 2164?至少需多少根地址线?其中多少根用于片内寻址?多少根用于片选
译码?
答:需16片 2164;至少需17根地址线;其中16根用于片内寻址;1根用于片选译码。
8. 设有一个存储器系统,由2个8KB的6264SRAM芯片构成。其中1#芯片的地址范围为< br>0A6000H~0A7FFFH,2#芯片的地址范围为0AA000H~0ABFFFH,下图画出了 74LS138译码
器、存储器与8088CPU的连接图,但只画出了连线图的一部分,请将电路连接 图补充完整。
答:


9. 选用8088CPU设计一个微处理器系统,要求 存储器的容量为8KB的EPROM,采用2764
芯片(8K×8位);RAM的容量为16KB,采 用6264芯片(8K×8位)。连接电路如下图所示。
MR
IOM
RD
74 LS138
A
19
A
18
A
17
A
16< br>A
15
A
14
A
13
&
G
1
G
2A
G
2B
C
B
A
Y
0
Y< br>1
Y
2
Y
3
Y
4
Y
5
Y< br>6
Y
7
CE OE
2764
A
12
~ A
0
D
7
~D
0
CE WE OE
1# 62 64
A
12
~A
0
D
7
~D
0
C E WE OE
2# 6264
A
12
~A
0
D
7
~D
0
≥1
≥1
MEMW
MEMR
A
12
~A
0
D
7
~D
0

第9题 808CPU最小方式系统8KBROM、16KBRAM存储器电路连接图
假设工作在最小模式下。试计算确定各个存储芯片的地址空间。
答:2764的存储地址为8 E000H~8FFFFH;1#6264的存储地址为82000H~83FFFH;2#6264
的 存储地址为80000H~81FFFH.
10.在第8题的基础上,若仍选用1片2764增加8K B的ROM,选用1片6264增加8KB的
RAM。试画出电路连接示意图,并确定扩充芯片的地址空 间。
答:2#2764地址空间为8C000H~8DFFFH,3#6264地址空间为84000 H~85FFFH。
应该是一
个或门


习题五

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思考题

⒈ 半导体存储器主要分为哪几类?简述它们的用途和区别。
答:按照存取方式分,半导体存储器主要分为 随机存取存储器RAM(包括静态RAM和
动态RAM)和只读存储器ROM(包括掩膜只读存储器,可 编程只读存储器,可擦除只读存
储器和电可擦除只读存储器)。
RAM在程序执行过程中,能 够通过指令随机地对其中每个存储单元进行读写操作。一
般来说,RAM中存储的信息在断电后会丢失, 是一种易失性存储器;但目前也有一些RAM
芯片,由于内部带有电池,断电后信息不会丢失,具有非易 失性。RAM的用途主要是用来
存放原始数据,中间结果或程序,与CPU或外部设备交换信息。 而ROM在微机系统运行过程中,只能对其进行读操作,不能随机地进行写操作。断电
后ROM中的 信息不会消失,具有非易失性。ROM通常用来存放相对固定不变的程序、汉字
字型库、字符及图形符号 等。
根据制造工艺的不同,随机读写存储器RAM主要有双极型和MOS型两类。双极型存储
器具有存取速度快、集成度较低、功耗较大、成本较高等特点,适用于对速度要求较高的高
速缓冲存储器 ;MOS型存储器具有集成度高、功耗低、价格便宜等特点,适用于内存储器。
⒉ 存储芯片结构由哪几部分组成?简述各部分的主要功能。
答:存储芯片通常由存储体、地址寄存器、地 址译码器、数据寄存器、读写驱动电路
及控制电路等部分组成。
存储体是存储器芯片的核心, 它由多个基本存储单元组成,每个基本存储单元可存储一
位二进制信息,具有0和1两种状态。每个存储 单元有一个唯一的地址,供CPU访问。
地址寄存器用来存放CPU访问的存储单元地址,该地址经地 址译码器译码后选中芯片内
某个指定的存储单元。通常在微机中,访问地址由地址锁存器提供,存储单元 地址由地址锁
存器输出后,经地址总线送到存储器芯片内直接进行译码。
地址译码器的作用就 是用来接收CPU送来的地址信号并对它进行存储芯片内部的“译
码”,选择与此地址相对应的存储单元 ,以便对该单元进行读写操作。
读写控制电路产生并提供片选和读写控制逻辑信号,用来完成对被选中 单元中各数据
位的读写操作。
数据寄存器用于暂时存放从存储单元读出的数据,或暂时存放从 CPU送来的要写入存储
器的数据。暂存的目的是为了协调CPU和存储器之间在速度上的差异。


⒊ 简述SRAM和DRAM的应用特点。
答:SRAM具有鲜明的应用特点:
a、由电路结构的特点,可以保证存储的数据信息只要不 断电,就不会丢失;不需要定
时刷新,简化了外部电路。
b、相对动态RAM,存取速度更快。
c、内部电路结构复杂,集成度较低;制造价格成本较高。
d、双稳态触发电路总有一个处于导通状态,使得静态RAM的电功耗较大。
e、一般用作高速缓冲存储器(cache)。
DRAM的应用特点主要有:
a、 集成度高、功耗小,制作成本低,适合制作大规模和超大规模集成电路,微机内存
储器几乎都是由DRA M组成。
b、由于电容存在漏电现象,存储的数据不能长久保存,因此需要专门的动态刷新电路,定期给电容补充电荷,以避免存储数据的丢失或歧变。
⒋ 80868088CPU与存储器连接时,三总线应如何实现连接?
答:1)、存储器与CPU数据总线的连接
CPU的数据总线和存储器的数据线直接连接。当 需要进行位扩充时,各芯片的数据线分
别连接到数据总线的不同位线上,CPU需一次选中多片并从多片 芯片上读写一个字节的数
据。当需要进行字扩充时,各存储芯片的数据线均连接到数据总线上,CPU只 能选中其中的
一个芯片,并从该片中读写一个字节数据。
2)、存储器与CPU控制总线的连接
存储器与CPU控制总线的连接的控制信号主要有:地 址锁存允许信号、读写对象选择
信号、读写选通信号、准备就绪信号等。存储器的控制信号将与CPU上 述的对应信号线连接。
3)、存储器与CPU地址总线的连接
存储器与CPU地址总线的连 接涉及译码和寻址问题。通过全译码或部分译码,可以规划
设计微机系统中存储器的地址空间分配,将整 个地址空间合理地分配到ROM和RAM等不同
类型的存储器上。将构成存储器的各个存储芯片的地址信 号线与CPU地址总线中低位相连
接;CPU地址总线的高位地址线连接译码器,产生并送出片选信号, 连接到对应芯片的片选
信号引脚;或将高位地址线直接连接到芯片的选引脚。
⒌ 简述线选、部分译码和全译码的应用特点。
答:线选的应用特点是不需要地址译码设备,线路简单,适 用于连接存储芯片数量较少


的场合;部分译码方式由于一定有一些未参与实际译码的地址 线,他们的取值具有“无关性”,
既可以为1,也可以为0,因此采用部分译码法虽然可以简化译码电路 ,但每个存储单元必将
对应多个地址,出现“地址重叠”的现象,一部分地址空间将被浪费。因此在系统 存储容量要
求不大的情况下,适合采用该译码方式;在全译码译码方式下,全部20位地址总线信号都参
加译码,存储器芯片上的每一个单元在整个内存空间中具有唯一的一个地址,不会出现“地
址重 叠”的问题。
⒍ 简述存储器芯片中存储单元数量、存储位数与所连接的总线数量的对应关系。
答:存储单元数=
2
;(M为地址线数量);
数据线数=存储单元的存储位数。
⒎ 简述CPU与Cache、主存、外(辅)存之间的关系。
答:CPU可直接用指令对内存储器进行读 写访问。为了解决和协调容量、速度、价格
之间的矛盾,在主存和CPU之间增加速度更高、但容量较小 的高速缓冲存储器(cache)来
提高CPU的存取速度。外存的容量最大,每单位存储容量的相对价 格最低,但访问速度也是
较慢的。
⒏ 简述存储芯片的位扩充和字扩充的意义。
答 :位扩充指的是对存储单元的位数不足8位的芯片,通过多片“并联”的连接方式,扩
充为8位的存储位 数。字扩充是对存储器容量的扩充,或称对存储单元数量的扩充。
二. 综合题
⒈ 已知一个SRAM 芯片的容量为16K×4位,该芯片的地址线为多少条?数据线为多少
条?
答:芯片容量为2
13
B=8KB,所以该芯片的地址线为14条,数据线为4条。
⒉ 巳知一个DRAM 芯片外部引脚信号中有4条数据线,7条地址线,计算其存储容量。
7
答:
421284
位。
M
3.某存储芯片上有1 024个存储单元,每个存储单元可存放4位二进制数值,则该存储芯
片的存储容量是多少字节。
答:512B。
4. 某 RAM 芯片的存储容量为 1024×8 位,该芯片的外部引脚最少应有几条?其中几
条地址线?几条数据线?若已知某 RAM 芯片引脚中有 13 条地址线,8 条数据线,那么
该芯片的存储容量是多少?(本题表述的不够清楚)


答:该芯片外部引脚最少应有18条;其中10条地址线,8条数据线。
芯片的存储容量是8KB。
5. 在部分译码电路中,若CPU的地址线A
15、A
14
和A
13
未参加译码,则存储单元的重复
地址有多少个 。
答:
2
3
8
个。
6. 假设选用一片6264芯片 (8K*8位)和一片2764芯片(8K*8位)构成内存储系统。采
用线选法控制片选端,至少需要 多少条片选地址线?若采用部分译码法控制片选端,至少需
要多少条片选地址线?采用全部译码法控制片 选端,则需要多少条的片选地址线?
答:用线选法控制片选端,至少需要 1 条片选地址线;若采用部分译码法控制片选端,
至少需要 1条片选地址线;采用全部译码法控制片选端,则需要全部的高位片选地(对于
该题为7条)址线。
7.设某微型机的内存RAM区的容量为128KB,若用 2164(64K*1位) 芯片构成这样的存
储器,需多少片 2164?至少需多少根地址线?其中多少根用于片内寻址?多少根用于片选
译码?
答:需16片 2164;至少需17根地址线;其中16根用于片内寻址;1根用于片选译码。
8. 设有一个存储器系统,由2个8KB的6264SRAM芯片构成。其中1#芯片的地址范围为< br>0A6000H~0A7FFFH,2#芯片的地址范围为0AA000H~0ABFFFH,下图画出了 74LS138译码
器、存储器与8088CPU的连接图,但只画出了连线图的一部分,请将电路连接 图补充完整。
答:


9. 选用8088CPU设计一个微处理器系统,要求 存储器的容量为8KB的EPROM,采用2764
芯片(8K×8位);RAM的容量为16KB,采 用6264芯片(8K×8位)。连接电路如下图所示。
MR
IOM
RD
74 LS138
A
19
A
18
A
17
A
16< br>A
15
A
14
A
13
&
G
1
G
2A
G
2B
C
B
A
Y
0
Y< br>1
Y
2
Y
3
Y
4
Y
5
Y< br>6
Y
7
CE OE
2764
A
12
~ A
0
D
7
~D
0
CE WE OE
1# 62 64
A
12
~A
0
D
7
~D
0
C E WE OE
2# 6264
A
12
~A
0
D
7
~D
0
≥1
≥1
MEMW
MEMR
A
12
~A
0
D
7
~D
0

第9题 808CPU最小方式系统8KBROM、16KBRAM存储器电路连接图
假设工作在最小模式下。试计算确定各个存储芯片的地址空间。
答:2764的存储地址为8 E000H~8FFFFH;1#6264的存储地址为82000H~83FFFH;2#6264
的 存储地址为80000H~81FFFH.
10.在第8题的基础上,若仍选用1片2764增加8K B的ROM,选用1片6264增加8KB的
RAM。试画出电路连接示意图,并确定扩充芯片的地址空 间。
答:2#2764地址空间为8C000H~8DFFFH,3#6264地址空间为84000 H~85FFFH。
应该是一
个或门

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