微機接口技術(shù)課本答案

微型計算機及其接口技術(shù)

習題解答第1章微型計算機概論第2章80X86微處理器第3章存儲器及其接口第4章輸入輸出與中斷第5章并行接口第6章定時器/計數(shù)器電路第7章串行接口第8章模擬接口第9章人機接口第10章微機系統(tǒng)實用接口知識2023/8/161第1章微型計算機概論1．解釋題：(1)微處理器解：指由一片或幾片大規(guī)模集成電路組成的中央處理器。(2)微型計算機解：指以微處理器為根底，配以內(nèi)存儲器以及輸入輸出接口電路和相應(yīng)的輔助電路構(gòu)成的裸機。(3)微型計算機系統(tǒng)解：指由微處理器配以相應(yīng)的外圍設(shè)備及其它專用電路、電源、面板、機架以及足夠的軟件而構(gòu)成的系統(tǒng)。(4)單片機解：把構(gòu)成一個微型計算機的一些功能部件集成在一塊芯片之中的計算機。(5)單板機：解：把微處理器、RAM、ROM以及一些接口電路，加上相應(yīng)的外設(shè)(如鍵盤、7段顯示器等)以及監(jiān)控程序固件等安裝在一塊印刷電路板上所構(gòu)成的計算機系統(tǒng)。2023/8/1622．請簡述微機系統(tǒng)中三種總線的區(qū)別及聯(lián)系。解：對—個具有一定規(guī)模的微型計算機系統(tǒng)而言，有三類總線，一種是微型計算機中CPU芯片與內(nèi)存儲器和I／O接口電路之間信息傳輸?shù)墓餐罚@是片總線；一種是構(gòu)成微型計算機系統(tǒng)的各模塊之間信息傳輸?shù)墓餐?，這是內(nèi)總線．又稱系統(tǒng)總線、微機總線和板級總線；第三種是一個微型計算機系統(tǒng)同另一個微型計算機系統(tǒng)之間，或者一個微型計算機系統(tǒng)同儀器、儀表之間信息傳輸?shù)墓餐?，這是外總線，又稱通信總線。通常內(nèi)總線是芯片總線經(jīng)緩沖后映射而得。

2023/8/163第2章80X86微處理器1．解釋題：(1)執(zhí)行部件EU解：8086微處理器內(nèi)部的一個功能部件，由通用存放器、標志存放器、運算器和EU控制系統(tǒng)等組成，負責全部指令的執(zhí)行，向BIU提供數(shù)據(jù)和所需訪問的內(nèi)容和I／O端口的地址，并對通用存放器、標志存放器和指令操作數(shù)進行管理。(2)總線接口部件BIU解：8086微處理器內(nèi)部的另一個功能部件，由段存放器、指令指針、地址形成邏輯、總線控制邏輯和指令隊列等組成，BIU同外部總線連接為EU完成所有的總線操作，并計算形成20位的內(nèi)存物理地址：2023/8/164(3)最小方式解：8086微處理器的—種工作方式，在該方式下，由8086提供系統(tǒng)所需要的全部控制信號，用以構(gòu)成一個單處理器系統(tǒng)。此時MN／MX*線接VCC(高電平)。(4)最大方式解：8086微處理器的另一種工作方式，在該方式下，系統(tǒng)的總線控制信號由專用的總線控制器8288提供，構(gòu)成一個多處理機或協(xié)處理機系統(tǒng)。此時MN／MX*線接地。(5)指令周期解：執(zhí)行一條指令所需要的時間稱為指令周期包括取指令、譯碼和執(zhí)行等操作所需的時間。2023/8/165(6)總線周期解：CPU通過總線操作完成同內(nèi)存儲器或I/O接口之間一次數(shù)據(jù)傳送所需要的叫間。(7)時鐘周期解：CPUJ時鐘脈沖的重復周期稱為時鐘周期，時鐘周期是CPU的時間基準．(8)等待周期解：在CPU對內(nèi)存或外設(shè)接口進行讀寫操作時，當被選中進行數(shù)據(jù)讀寫的內(nèi)存或外設(shè)接口無法在3個T(時鐘周期)內(nèi)完成數(shù)據(jù)讀寫時，就由該內(nèi)存或外設(shè)接口發(fā)出一個請求延長總線周期的信號，CPU在接收到該請求情號后，就在T3與T4之間插入—個時鐘周期一稱為等待周期Tw，在Tw期間，總線信號保持不變。2023/8/166(9)指令的尋址方式解：所謂指令的尋址方式是指“指令中操作數(shù)的表示形式〞，操作數(shù)用一個數(shù)據(jù)直接給出的稱為“立即尋址〞，例如MOVAL,80H中的80H。操作數(shù)是一個存放器的符號，例如上條指令中的AL，稱為存放器尋址。操作數(shù)是一個內(nèi)存地址，那么稱為“存儲器尋址〞，存儲器尋址中，根據(jù)內(nèi)存地址給出的方式又分為直接尋址、存放器間接尋址、基址尋址和變址尋址等。(10)MMX解：MMX—MultiMediaExtension，多媒體擴展。這是為提高PC機處理多媒體信息和增強通信能力而推出的新一代處理器技術(shù)，通過增加4種新的數(shù)據(jù)類型，8個64位存放器和57條新指令來實現(xiàn)的。2023/8/167(11)SEC解：SEC———SingleEdgeContact，單邊接觸。這是PmntiiumII微處理器所采用的新的封裝技術(shù)。先將芯片固定在基板上，然后用塑料和金屬將其完全封裝起來，形成一個SEC插盒封裝的處理器，這一SEC插盒通過Slot1插槽同主板相連。(12)SSE解：SSE——StreamingSIMDExtensions，數(shù)據(jù)流單指令多數(shù)據(jù)擴展技術(shù)。采用SSE技術(shù)的指令集稱為SSE指令集，PentiumIII微處理器增加了70條SSE指令，使PentiumIII微處理器在音頻、視頻和3D圖形領(lǐng)域的處理能力大為增強。2023/8/168(13)亂序執(zhí)行解：指不完全按程序規(guī)定的指令順序依次執(zhí)行，它同推測執(zhí)行結(jié)合，使指令流能最有效地利用內(nèi)部資源。這是PentiumPro微處理器為進一步提高性能而采用的新技術(shù)。(14)推測執(zhí)行解：是指遇到轉(zhuǎn)移指令時，不等結(jié)果出來便先推測可能往哪里轉(zhuǎn)移而提前執(zhí)行。由于推測不一定全對，帶有一定的風險，又稱為“風險執(zhí)行〞。2023/8/1692.簡述8086中邏輯地址與物理地址的關(guān)系。解；邏輯地址是允許在程序中編排的地址，8086的邏輯地址有段基值和段內(nèi)偏移量兩局部。段基值存放在對應(yīng)的段存放器中，段內(nèi)偏移量由指令給出。物理地址是信息在存儲器中實際存放的地址。在8086系統(tǒng)中，物理地址形成過程為：將段存放器中存放的段基值(16位)左移4次再加偏移量，得20位的物理地址。2023/8/16103．簡述80386中邏輯地址、線性地址與物理地址的關(guān)系。解：80386系統(tǒng)中有3種存儲器地址空間——邏輯地址、線性地址和物理地址。80386芯片內(nèi)的分段部件將邏輯地址空間轉(zhuǎn)換為32位的線性地址空間，80386芯片內(nèi)的分頁部件將線性地址空間轉(zhuǎn)換為物理地址空間。假設(shè)不允許分頁部件操作，那么經(jīng)分段部件操作后即為物理地址。2023/8/16114．說明標志位中溢出位與進位位的區(qū)別。解：進位位CF是指兩個操作數(shù)在進行算術(shù)運算后，最高位(8位操作為D7位，16位操作為D15位)是否出現(xiàn)進位或借位的情況，有進位或借位，CF置“1〞，否那么置“0〞。溢出位OF是反映帶符號數(shù)(以二進制補碼表示)運算結(jié)果是否超過機器所能表示的數(shù)值范圍酌情況。對8值運算，數(shù)值范圍為-128~+127，對16位運算，數(shù)值范圍為-32768~+32767。假設(shè)超過上述范圍，稱為“溢出〞，OF置“1〞。溢出和進位是兩個不同的概念，某些運算結(jié)果，有“溢出〞不一定有“進位〞，反之，有“進位〞也不一定有“溢出〞。2023/8/16125．說明8086中段存放器的作用。解：8086微處理器中的16位存放器，用來存放對應(yīng)的存儲段的段基值—段起始地址的高16位。通過段存放器值和指令中給出的16位段內(nèi)偏移量可得出存儲器操作數(shù)的物理地址(20位)。

2023/8/16136．寫出存放器AX、BX、CX、DX、SI和DI的隱含用法。解：上述通用存放器的隱合用法如下：AX——在字乘/字除指令中用作累加器；在字I/O操作時作為數(shù)據(jù)存放器。BX—間接尋址時，作為地址存放器和基址存放器；在XLAT指令中用作基址存放器；CX—串操作時的循環(huán)次數(shù)計數(shù)器；循環(huán)操作時的循環(huán)次數(shù)計數(shù)器；DX——字乘/字除指令中用作輔助存放器；I／O指令間接尋址時作端口地址存放器；SI—間接尋址時，作為地址存放器和變址存放器；串操作時的源變址存放器；DI——間接尋址時，作為地址存放器和變址存放器；串操作時的目的變址存放器。2023/8/16147．執(zhí)行如下令后，標志存放器中各狀態(tài)位之值。(1)MOVAX,34C5HADDAX,546AH(2)MOVAX,E453HADDAX,C572H2023/8/16158.有一雙字87654321H在內(nèi)存中的地址為30101H，畫出其在8086系統(tǒng)的內(nèi)存中存放的情況。解：在8086系統(tǒng)中，雙字在內(nèi)存中占連續(xù)4個字節(jié)，其中低位字節(jié)存于低地址，字節(jié)存于高地址。如圖示。圖2—92023/8/16169.說明8086引腳信號AD0~AD15雙重總線的特點。解：AD0~AD15這16條總線傳送32個信號，A0~A15，D0~D15，在一個讀寫總線周期的4個T周期中，T1時刻傳送地址信號A0~A15，T2以后傳送數(shù)據(jù)信號D0~D15。

可見這16條雙重總線的特點是分時復用。2023/8/161710．根據(jù)8086存儲器讀寫時序圖，答復如下問題：

(1)地址信號在哪段時間內(nèi)有效?

(2)讀操作與寫操作的區(qū)別?

(3)存儲器讀寫時序同I/O讀寫時序的區(qū)別?

(4)什么情況下需要插入等待周期TW?解：時序圖見2.1節(jié)的圖2-1和2-2。(1)在T1周期，雙重總線AD0~AD15，A16/S3~A19/S6上輸出要訪問的內(nèi)存單元的地址信號A0~A19。2023/8/1618(2)讀操作與寫操作的主要區(qū)別為：①DT/R*控制信號在讀周期中為低電平，在寫周期中為高電平；②在讀周期中，RD*控制信號在T2～T3周期為低電平(有效電平)；在寫周期中WR*控制信號在T2~T3周期為低電平(有效電平)，而在讀周期WR*信號始終為高電平(無效電平)，在寫周期RD*信號始終為高電平(無效電平)。③在讀周期中，數(shù)據(jù)信息一般出現(xiàn)在T2周期以后，雙重總線AD0～AD15上的地址信息有效和數(shù)據(jù)信息有效之間有一段高阻態(tài)，因為AD0~AD15上的數(shù)據(jù)必須在存儲芯片(或I／O接口)的存取時間后才能山現(xiàn)。而在寫周期中，數(shù)據(jù)信息在雙重總線上是緊跟在地址總線有效之后立即由CPU送上，兩者之間無一段高阻態(tài)。2023/8/1619(3)存儲器操作同I／O操作的區(qū)別是：在存儲器操作周期中，控制信號M/IO*始終為高電平；而在I／O操作周期中，M/IO*始終為低電平。(4)在讀周期中，如果在T3周期內(nèi)，被訪問的內(nèi)存單元或I／O端口還不能把數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，那么必須在T3之后插入等待周期Tw，這時RD*控制信號仍為有效低電平。在寫周期中，如果在T3周期內(nèi)，被訪問的內(nèi)存單元或I／O端口還不能把數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)取走，那么必須在T3之后插入等待周期Tw，這時WR*控制信號仍為有效低電平。2023/8/162011．扼要說明80286同8086的主要區(qū)別。解：(1)8086只有20條地址線，可直接尋址的內(nèi)存空間為220=1MB；而80286有24條地址線，可直接尋址的內(nèi)存空間為224＝16MB。(2)8086只有實地址方式，支持單任務(wù)、單用戶系統(tǒng)；80286有實地址方式(實方式)和保護方式(保護虛地址方式)兩種，片內(nèi)集成有存儲管理和保護機構(gòu)，支持任務(wù)中的程序和數(shù)據(jù)的保密，能可靠地支持多用戶和多任務(wù)系統(tǒng)。(3)在保護方式下，存儲器的分段部件把整個存儲空間分成可變長度的各段，段的長度≤64KB。每個任務(wù)的虛擬存儲空間最大由16K個64KB的段組成，即1024MB＝1GB，該虛地址空間被映射到最大容量為16MB的物理存儲器中。(4)在保護方式下，80286采用“描述子〞和“選擇子〞的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)內(nèi)存單元的尋址。2023/8/162112．扼要說明80386同80286的主要區(qū)別。解：(1)80286是16位微處理器，有24條地址線，可直接尋址的內(nèi)存空間為224＝16MB，而80386是32位微處理器，有32條數(shù)據(jù)線，32條地址線，可直接尋址的內(nèi)存空間為232＝4GB。(2)80286是16位微處理器，它的存放器結(jié)構(gòu)根本上同8086，也是16位的；而80386是32位微處理器，其存放器結(jié)構(gòu)除段存放器外都是32位存放器，分別在16位存放器的助記符前加上E，即EAX、EBX、ECX、EDX、ESP、EBP、ESI、EDI、EIP以及EFLAG。另外再增加了兩個16位段存放器FS和GS。此外，80386還有系統(tǒng)地址存放器、控制存放器、測試存放器和調(diào)試存放器：(3)80386有三種存儲器地址空間——邏輯地址、線性地址和物理地址。80386的分段部件將邏輯地址轉(zhuǎn)換為32位的線性地址；80386的分頁部件將線性地址轉(zhuǎn)換為物理地址。(4)80286有兩種工作方式——實方式和保護方式；80386有三種工作方式——實方式、保護方式和虛擬8086方式。2023/8/162213．扼要說明80486同80386的主要區(qū)別。解：80486同80386的主要區(qū)別是：(1)芯片內(nèi)集成有一個指令和數(shù)據(jù)共用的8KB的4路組相連的高速緩沖存儲器(Cache)，由于訪問片內(nèi)Cache的速度遠高于訪問內(nèi)存的速度，從而提高了系統(tǒng)的性能；(2)芯片內(nèi)集成含數(shù)學協(xié)處理器(FPU)一性能增強的80387，F(xiàn)PU同CPU之間，以及Cache與CPU之間采用64位數(shù)據(jù)傳輸，大大加快了處理器的運行速度；(3)在x86系列芯片中首次采用了RISC技術(shù)．降低了執(zhí)行每條指令所需的時鐘數(shù)．可到達1.2條指令/時鐘周期；(4)采用一種稱為猝發(fā)式總線的總線技術(shù)，使CPU與內(nèi)存在進行成組傳送時實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)交換。2023/8/162314．扼要說明Pentium同PentiumPro的主要區(qū)別。解：Pentium處理器是Intel公司開發(fā)的融CISC(ComplexInstructionSetComputer，復雜指令系統(tǒng)計算機)技術(shù)與RISC技術(shù)為一體的微處理器，稱為CRIP(CISC-ROSCProcessor)，其主要特點是:(1)片內(nèi)集成有三個指令處理部件：①RISC體系結(jié)構(gòu)的整數(shù)處理部件，采用超標量技術(shù)，設(shè)計了兩條流水線(U流水線和V流水線)，使Pentium在一個時鐘周期內(nèi)可以并行執(zhí)行兩條整數(shù)型指令；②CISC結(jié)構(gòu)的同80386兼容的處理部件，采用微碼處理指令技術(shù)，負責處理不能在一個時鐘周期內(nèi)完成的復雜指令；③浮點處理部件，采用8級流水的超流水線技術(shù)，使每個時鐘周期能完成一個(或兩個)浮點操作；(2)片內(nèi)集成了兩個獨立的8KB指令Cache和8KB數(shù)據(jù)Cache，增加了緩存的帶寬，減少了緩存的沖突：(3)采用分支預測技術(shù)，提高了流水線執(zhí)行的效率；(4)同80386、80486保持兼容；(5)采用64位外部數(shù)據(jù)總線，使CPU同內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸速度可達528MB/s。2023/8/1624Pentium，PentiumPro的主要區(qū)別是：(1)一個封裝內(nèi)安裝兩個芯片，一個是CPU內(nèi)核，包括兩個8KB的L1Cache，另一個是256KB的L2Cache。這一L2Cache由全速總線同CPU內(nèi)核相連，提高了程序的運行速度；(2)把CISC結(jié)構(gòu)的指令分解為假設(shè)干像RISC指令那樣的微操作，能在流水線上并行地執(zhí)行，這樣既保持了同以前的x86微處理器的兼容性，又提高了指令的運行速度；(3)采用亂序執(zhí)行和推測執(zhí)行技術(shù)，使指令流能最有效地利用內(nèi)部資源；(4)采用超級流水線和超標量技術(shù)。具有3種超標量結(jié)構(gòu)和14級超級流水線結(jié)構(gòu)，大大提高了處理器的并行處理能力。2023/8/1625l5．扼要說明PentiumMMX的特點。解：PentiumMMX處理器是具有多媒體擴展功能的奔騰芯片，MMX即多媒體擴展，是為提高PC機處理多媒體和通信能力而推出的新技術(shù)。PentiumMMX的主要特點是：(1)引入了4種新的數(shù)據(jù)類型和8個64位存放器，使一條指令就能并行執(zhí)行8個8位數(shù)據(jù)，4個16位數(shù)據(jù)或2個32位數(shù)據(jù)的運算；(2)采用飽和運算，把溢出值作為定值處理。結(jié)果大于最大值時當作最大值，結(jié)果小于最小值時當作最小值，無需進行溢出處理；(3)具有積和運算能力，MMX微處理器的PMADDWD指令(緊縮字相乘并加結(jié)果)即“積和運算〞，可大大提高向量運算和矩陣運算的速度，在音頻和視頻圖像的壓縮和解壓縮中經(jīng)常用到。2023/8/162616．扼要說明PentiumII同PentiumIII的特點。解：PentiumII處理器把多媒體擴展技術(shù)(MMX技術(shù))融合入PentiumPro芯片之中，使PentiumII微處理器既保持了PentiumPro原有的強大的處理功能，又增強了PC機在三維圖形、圖像和多媒體方面的可視化計算功能相交互功能。PentiumII的主要特點為：(1)采用了一系列多媒體擴展技術(shù)，包括：①單指令多數(shù)據(jù)流技術(shù)，使一條指令能完成多重數(shù)據(jù)的工作，減少了芯片在視頻、聲音、圖像和動畫中計算密集的循環(huán)；②為針對多媒體操作中經(jīng)常出現(xiàn)的大量并行、重復運算，增加了57條指令，以更有效地處理聲音，圖像和視頻數(shù)據(jù)；(2)動態(tài)執(zhí)行技術(shù)，這是為更有效地處理多重數(shù)據(jù)，提升軟件速度而采用的新技術(shù)，由三種技巧組成：①多分支跳轉(zhuǎn)預測；②數(shù)據(jù)流分析：⑦推測執(zhí)行。2023/8/1627(3)雙重獨立總線結(jié)構(gòu)。由兩條總線組成雙重獨立總線體系結(jié)構(gòu)，一條是二級Cache總線，另一條是處理器至主存儲器的系統(tǒng)總線，使PentiumII處理器的數(shù)據(jù)吞吐能力是單一總線結(jié)構(gòu)處理器的2倍，而且二級Cache的運行速度也比Pentium處理器高2倍；(4)采用新的封裝技術(shù)——SEC，同主板連接采用Slot1.PentiumIII處理器的根本結(jié)構(gòu)同PentiumII處理器，采用PentiumPro的微結(jié)構(gòu)，具有數(shù)據(jù)Cache與指令Cache分開的L1Cache共32KB，以及512KB的L2Cache，最主要的特點是增加了70條SSE指令集(SSE—StreamingSIMDExtrnsion)，又稱“MMX2指令集〞(第二代多媒體擴展指令集)。內(nèi)部增加了8個新的128位單精度存放器(4×32位)，能同時處理4個單精度浮點變量，可達20億次/秒的浮點運算速度。2023/8/1628第3章存儲器及其接口1．解釋題：(1)存儲器芯片的存儲容量解：指存儲器芯片可以容納的二進制信息量，以存儲器地址存放器的編址數(shù)與存儲字位數(shù)的乘積表示，例如6116芯片的存儲器芯片的存儲容量為2K×8位，表示其地址線為12條，存儲字位數(shù)為8位。(2)存儲器芯片的存取時間解：定義為從啟動一次存儲器操作，到完成該操作所需要的時間。(3)“對準好〞的字解：在8086系統(tǒng)中要訪問的16值字的低8位字節(jié)存放在偶存儲體中，稱為“對準好〞的字，對于對準好的字，8086CPU只要一個總線周期就能完成對該字的訪問：2023/8/1629(4)奇偶分體解：8086系統(tǒng)中1M字節(jié)的存儲器地址空間實際上分成兩個512K字節(jié)的存儲體——“偶存儲體〞和“奇存儲體〞，偶存儲體同8086的低8位數(shù)據(jù)總線D0～D7相連，奇存儲體同8086的高8位數(shù)據(jù)線D8~D15相連，地址總線的A1～A19同兩個存儲體中的地址線A0～A18相連，最低位地址線A0和“總線高允許〞BHE*用來分別選擇偶存儲體和奇存儲體。這種連接方法稱為“奇偶分體〞。2023/8/16302．寫出以下容量的RAM芯片片內(nèi)的地址線和數(shù)據(jù)線的條數(shù)。解：(1)4K×8位：地址線12條，數(shù)據(jù)線8條；(2)512K×4位：地址線19條，數(shù)據(jù)線4條；(3)1M×1位：地址線20條，數(shù)據(jù)線1條；(4)2K×8位：地址線11條，數(shù)據(jù)線8條。2023/8/16313．試說明6116芯片各引腳的功能。解：6116是一種2048×8位的靜態(tài)RAM芯片，有11條地址線，用來接受CPU送來的地址信號，以選中CPU要訪問的存儲單元。6116有8條數(shù)據(jù)線，用于存儲單元數(shù)據(jù)的讀出與寫入?？刂菩盘柧€有3條——片選信號CE*用來選中所要訪問的存儲器芯片，CE*引腳通常同地址譯碼器的輸出相連，而該地址譯碼器的輸入即CPU要讀寫的內(nèi)存單元的高位地址線。例如，CPU的地址線為20位，而內(nèi)存芯片的地址線為11位，那么地址譯碼器的輸入可以是高9位地址線(A19~A11)；寫允許信號WE*和輸出允許信號OE*，這兩個信號是對存儲芯片的寫和讀的控制信號，通常同CPU的WR*和RD*引腳相連。2023/8/16324．試說明2164芯片各引腳的功能。解：2164是一種64K×1位的動態(tài)RAM芯片，有8條地址線，可接受16位地址信號，因此必須采用地址多路器，使16位地址信號分成8位行地址和8位列地址分時送入2164的地址線。數(shù)據(jù)線有2條，即DIN(輸入數(shù)據(jù))和DOUT(輸出數(shù)據(jù))，用來寫入或讀出一位數(shù)據(jù)信息。還有三條控制信號線：RAS*—行地址選通信號。用來鎖定8位行地址；CAS*—列地址選通信號，用來鎖定8位列地址；WRITE*——讀寫控制信號，用來控制對2164芯片的讀與寫。2023/8/16335．試說明2732芯片各引腳的功能。解：2732是一種4K×8位的可擦除可編程序只讀存儲器芯片。有12條地址線，可接受來自CPU的12位地址信號，以選中CPU要訪問的存儲單元。2732有8條數(shù)據(jù)線，用于存儲單元數(shù)據(jù)的讀出與寫入(在編程工作時)，有兩條控制信號線：芯片允許線CE*用來選擇該芯片，使其工作，輸出允許線OE*用來把輸出數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)線，只有當這兩條控制線同時有效時，才能從輸出端得到讀出的數(shù)據(jù)，此為讀出時的條件；在編程工作時，要求OE*線連接編程電源VPP＝21V，CE*接一個50ms低電平有效的TTL編程脈沖，每加一個這樣的負脈沖，控制向一個地址寫入—個8位的數(shù)據(jù)。2023/8/16346．用以下芯片構(gòu)成存儲系統(tǒng)，各需要多少個RAM芯片?需要多少位地址作為片外地址譯碼?設(shè)系統(tǒng)為20位地址線，采用全譯碼方式。解：(1)512×4位RAM構(gòu)成16KB的存儲系統(tǒng)：需要16KB／512×4＝64片；片外地址譯碼需11位地址線。(2)1024×1位RAM構(gòu)成128KB的存儲系統(tǒng)：需要128KB／lK×8＝1024片；片外地址譯碼需10位地址線；(3)2K×4位RAM構(gòu)成64KB的存儲系統(tǒng)：需要64KB/2K×2＝64片；片外地址譯碼需9位地址線。(4)64K×l位RAM構(gòu)成256KB的存儲系統(tǒng)：需要256KB／64K×8位＝32片，片外地址譯碼需4位地址線。2023/8/16357．圖習3—1為一存儲器同8086的連接圖，試計算該存儲器的地址范圍，并說明該電路的特點。解:(1)電路分析：譯碼器的控制端G1接M/IO*，當CPU執(zhí)行存儲器操作時，M／IO＝“H〞，滿足G1有效的條件。G2A*同“與門1〞的輸出端相連，與門1的輸入為RD*和WR*、當RD*為有效低電平或WR*為有效低電平時，G2A*有效(低電平)，也就是說無論是“讀’’或“寫〞都能使G2A*有效。G2B*同“與非門2〞的輸出端相連，“與非門2〞的輸入為A17與A18，只有當A18和A17都為高電平時，G2B*為有效低電平，也就是A18，A17為11時，G2B*才有效。2023/8/1636存儲器芯片的片選信號CS*同“與門3〞的輸出端相連?！芭c門3〞的輸入同譯碼器輸出Y2*、Y3*相連，當Y2*為低電平，或Y3*為低電平時，CS*為有效低電平，存儲器芯片被選中。Y2*為低電平A18~A14為“11010〞，Y3*為低電平時A18~A1411111111，即68000H～6FFFFH。地址范圍為32K，但該存儲芯片只有14條地址線A0~A13，為16KB的容量，因此一個存儲單元有兩個地址對應(yīng)，這是由于Y2*同Y3*都可選中該存儲芯片，A14為“0〞或為“1〞，都能選中同一單元，只要A18~A15＝1101即可。相當于A14末參加譯碼，因此存在地址重疊。另一方面，上述連接中CPU的A19未參加譯碼，A19為“0〞或為1都可。而上面求出的地址范圍68000H～6FFFFH是A19為0的情況，顯然當A19為1時，只要A18~A14為“11011〞和“11010〞也可選中該存儲芯片，此時地址范圍為“E8000H—EFFFFH〞。因此此題的存儲器譯碼中，A19和A14未參加譯碼，有地址更疊，實質(zhì)上一個存儲單元有4個地址對應(yīng)。(2)由此可得該存儲器的地址范圍為：68000H~6BFFFH，6C000H~6FFFFH或E8000H～EFFFFH，EC000H—EFFFFH2023/8/16378．使用2732、6116和74LS138構(gòu)成一個存儲容量為12KBROM(00000H—02FFFH)、8KBRAM(03000H—04FFFH)的存儲系統(tǒng)。系統(tǒng)地址總線為20位、數(shù)據(jù)總線為8位。解：(1)譯碼地址線安排：12KBROM需采用3片2732，8KBRAM需采用4片6116。2732的容量為4K×8位，有12條地址線，片外譯碼的地址線為8條，6116的容量為2K×8位，有11條地址線，片外譯碼的地址線為9條。采用74LS138譯碼，每個輸出端對應(yīng)4KB地址范圍，對6116，A11還需進行二次譯碼。2023/8/1638(2)列出地址范圍2023/8/1639EPROM1~EPROM3的CE*分別接74LS148,SRAM的CE*同Y3*，A11經(jīng)或門后的輸出相連，SRAM2的CE*同Y3*，A11經(jīng)或門后的輸出相連，SRAM3的CE*同Y4*，A11經(jīng)或門后的輸出相連，SRAM4的CE*同Y3*，A11*經(jīng)或門后的輸出相連，那么可畫出如下圖的系統(tǒng)連接圖。2023/8/16409．8086CPU執(zhí)行MOV[2003H]，AX指令，從取指到執(zhí)行指令最少需要多少時間？設(shè)時鐘頻率為5MHz，該指令的機器碼為4個字節(jié)，存放在1000H:2000H開始的代碼段中。解：(1)該條指令的機器碼為4個字節(jié)存放在1000H:2000H開始的4個單元中。取指令需兩個總線周期，第一次取出1000H：20O0H與1000H：2001H兩個單元中16位數(shù)據(jù)；第二次取出1000H：2002H與1000H：2003H兩個單元中的16位數(shù)據(jù)；接著為執(zhí)行指令，將AX中16位數(shù)傳送到DS：2003H與DS：2004H兩個存儲單元中。因是奇地址字，需兩個總線周期才能完成。這樣，從取指到執(zhí)行共需4個總線周期。(2)在無等待周期的情況下，從取指到執(zhí)行共需：4×4×1/5MHz＝3.2μs(一個總線周期在無等待周期的情況下由4個時鐘周期T組成)。2023/8/164110．什么是內(nèi)存條?用內(nèi)存條有何優(yōu)點?解：內(nèi)存條是一種以小型板卡形式出現(xiàn)的內(nèi)存儲器產(chǎn)品，在一個長條的印刷電路板上安裝有假設(shè)干存儲器芯片，印刷板長邊上有30、72或168條引腳，內(nèi)存條可插在主板上的內(nèi)存條插槽中。采用內(nèi)存條的優(yōu)點是，安裝容易，便于更換和易于增加或擴充內(nèi)存容量。2023/8/1642第4章輸入輸出與中斷1．解釋題：(1)I/O接口：I／O接口是把微處理器同外圍設(shè)備(外設(shè))連接起來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的控制電路，又稱為‘外設(shè)接口〞。各種I／O卡都是I/O接口，如“打印卡〞、“顯卡〞和“聲〞等。(2)I／O端口：I/O接口同外設(shè)之間傳送三種信息一數(shù)據(jù)信息、控制信息和狀態(tài)信息，這三種信息實際上是CPU通過接口同外設(shè)之間傳送的信息，因此，在接口中必須有存放并傳送這三種信息的存放器。這些可以由CPU用IN和OUT指令來讀寫的存放器稱為“I/O端口〞。(3)周期挪用：周期挪用是指利用CPU不訪問存儲器的那些周期來實現(xiàn)DMA操作，DMAC可以使用總線而不用通知CPU，也不會阻礙CPU的工作。周期挪用并不減慢CPU的操作，但可能需要復雜的時序電路，而且數(shù)據(jù)傳送過程是不連續(xù)的和不規(guī)那么的。2023/8/1643(4)中斷向量：所謂中斷向量是指中斷效勞程序的入口地址。入口地址由兩局部組成，即中斷效勞程序第一條指令第一個字節(jié)的“段基值〞和“偏移量〞，是兩個16位的邏輯地址，所以將入口地址稱為“向量〞。(5)正常EOI方式：這是8259A三種中斷結(jié)束方式中的一種，屬于EOI命令方式：EOI命令方式是指當中斷效勞程序結(jié)束之前向8259A發(fā)出EOI命令，將正在執(zhí)行的中斷效勞存放器ISR中的對應(yīng)位清零；正常EOI方式采用普通EOI命令將ISR中所有已置位的位中優(yōu)先級最高的位清零。它適用于完全嵌套方式的中斷結(jié)束。(6)自動EOI方式：8259A的三種中斷結(jié)束方式中的一種。這種EOI方式在第2個INTA*響應(yīng)信號的后沿(上升沿)時，由8259A自動去除ISR中己置位的中斷優(yōu)先級最高的位，不必在中斷效勞程序結(jié)束前由CPU向8259A發(fā)出EOI命令。2023/8/1644(7)持殊EOI方式：這也是8259A的三種中斷結(jié)束方式中的—種，也屬于EOI命令方式。持殊EOI方式是采用持殊EOI命令在中斷效勞程序結(jié)束前向8259A發(fā)出結(jié)束命令，用來去除正在效勞的中斷效勞存放器中的相應(yīng)位(此時正在效勞的中斷優(yōu)先級不一定是已置位中的最高位)、特殊EOI命令中帶有用于指定ISR中相應(yīng)位清零的三位編碼信息。特殊EOI命令可以作為任何優(yōu)先級管理方式的中斷結(jié)束命令。(8)溢出中斷：8086內(nèi)部中斷中的一種；當程序中遇到INTO指令，而且當前的溢出標志OF=1時，產(chǎn)生的中斷為溢出中斷。產(chǎn)生溢出中斷時，INTO指令和OF=1兩個條件必須同時滿足。2023/8/16452．請說明外設(shè)接口同外設(shè)之間的三種信息——數(shù)據(jù)信息、控制信息和狀態(tài)信息的作用及傳送過程。解：數(shù)據(jù)信息是CPU同外設(shè)進行輸入輸出的主要信息，CPU用OUT指令通過‘“數(shù)據(jù)總線〞由接口中的“數(shù)據(jù)端口〞向外設(shè)輸出“數(shù)據(jù)信息〞，用IN指令通過“數(shù)據(jù)總線〞讀入從外設(shè)經(jīng)接口中的“數(shù)據(jù)端口〞送來的“數(shù)據(jù)信息〞?？刂菩畔⑹荂PU用OUT指令通過“數(shù)據(jù)總線〞經(jīng)接口中的‘‘控制端口’’向外設(shè)輸出的信息，用來控制外設(shè)的啟動與停止，選擇接口的工作方式以及把數(shù)據(jù)信息打入外設(shè)數(shù)據(jù)緩沖器的選通信號。狀態(tài)信息是CPU用IN指令通過“數(shù)據(jù)總線〞讀入的從外設(shè)經(jīng)接口中的“狀態(tài)端口〞輸入的信息，該信息反映外設(shè)當前所處的工作狀態(tài)，用來實現(xiàn)CPU與外設(shè)之間信息傳輸?shù)摹巴建暋?shù)據(jù)信息、控制信息和狀態(tài)信息都是由CPU的數(shù)據(jù)總線來傳送的。2023/8/16463．簡述查詢式數(shù)據(jù)傳送的工作過程。解：查詢式數(shù)據(jù)傳送又稱“異步傳送方式〞或“條件傳送方式〞，其工作過程如下：在實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送前必須首先讀取外設(shè)的當前狀態(tài)，檢查外設(shè)是否已經(jīng)準備好進行數(shù)據(jù)傳送，如果外設(shè)尚未準備就緒(通常由狀態(tài)信息BUSY(忙)有效或READY(就緒)無效表示)，那么CPU繼續(xù)查詢外設(shè)狀態(tài)；如果外設(shè)已準備就緒(通常由狀態(tài)信息BUSY無效或READY有效表示，那么CPU可通過數(shù)據(jù)端口進行輸入或輸出操作，以實現(xiàn)同外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送。2023/8/16474.簡述中斷傳送方式的工作過程。解：采用中斷方式傳送數(shù)據(jù)，在硬件方面，在外設(shè)與CPU之間必須有一個具有中斷控制邏輯的接口電路，用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的控制，也可以是一般的接口電路(無中斷控制邏輯)加上一個專用的中斷控制器(例如8259A可編程中斷控制器)，在軟件方面，必須編制一段“中斷效勞程序〞，以完成CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送。在中斷傳送方式中，通常在一個主程序中安排好在某一時刻啟動某一外設(shè)后，CPU繼續(xù)執(zhí)行主程序。此時．外設(shè)同時進行數(shù)據(jù)傳送的準備工作。當外設(shè)完成數(shù)據(jù)傳送的準備時，通過中斷控制邏輯向CPU發(fā)出中斷請求，在CPU可以響應(yīng)中斷的條件下(IF=1，在完成當前指今后)，現(xiàn)行主程序被“中斷〞，通過中斷控制邏輯提供的“中斷類型碼〞，從“中斷向量表〞中讀入“中斷向量〞轉(zhuǎn)去執(zhí)行“中斷效勞程序〞，在中斷效勞程序中完成—次CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送，傳送完成后仍返回被中斷的主程序，從斷點處繼續(xù)執(zhí)行，并等待外設(shè)的下一次中斷請求。2023/8/16485．簡述DMA控制器的特點及功能。解：DMA控制器是內(nèi)存儲器同外設(shè)之間進行高速數(shù)據(jù)傳送時的硬件控制電路，是一種實現(xiàn)直接數(shù)據(jù)傳送的專用處理器，它必須能取代在程序控制傳送中由CPU和軟件所完成的各項功能；它的主要功能是：(1)MAC同外設(shè)之間有一對聯(lián)絡(luò)信號線——外設(shè)的DMA請求信號DREQ以及DMAC向外設(shè)發(fā)出的DMA響應(yīng)信號DACK；(2)DMAC在接收到DREQ后，同CPU之間也有一對聯(lián)絡(luò)信號線——DMAC向CPU發(fā)出總線請求信號(HOLD或BUSRQ)，CPU在當前總線周期結(jié)束后向DMAC發(fā)出總線響應(yīng)信號(HLDA或BUSAK，DMAC接管對總線的控制權(quán)，進入DMA操作方式。(3)能發(fā)出地址信息，對存儲器尋址，并修改地址指針，DMAC內(nèi)部必須有能自動加1或減1的地址存放器。

2023/8/1649(4)能決定傳送的字節(jié)數(shù)，并能判斷DMA傳送是否結(jié)束。DMA內(nèi)部必須有能自動減1的字計數(shù)存放器，計數(shù)結(jié)束產(chǎn)生終止計數(shù)信號；(5)能發(fā)出DMA結(jié)束信號，釋放總線，使CPU恢復總線控制權(quán)；(6)能發(fā)出讀、寫控制信號，包括存儲器訪問信號和I／O訪問信號。DMAC內(nèi)部必須有時序和讀寫控制邏輯。2023/8/16506．圖習4-l為一LED接口電路，寫出使8個LED管自上至下依次發(fā)亮2秒的程序，并說明該接口屬于何種輸入輸出控制方式?為什么?解：控制程序為：MOVAL，7FHLOP：0UT10H,AL；調(diào)用延時2秒子程序RORAL，1JMPLOP該接口屬無條件傳送方式，CPU同LED之間無聯(lián)絡(luò)信號，LED總是已準備好可以接收來自CPU的信息。2023/8/16517．簡要說明8086中斷的特點。解：8086的中斷系統(tǒng)是一個簡單而靈活的中斷系統(tǒng)，每個中斷都有一個中斷類型碼供CPU進行識別，并據(jù)此從中斷向量表中查取中斷向量，轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的中斷效勞程序。8086最多能處理256種不同的中斷類型。8086的中斷可以由CPU外的硬設(shè)備驅(qū)動——硬件中斷(外部中斷)，也可由軟件中斷指令啟動，或內(nèi)CPU自身啟動(在執(zhí)行指令過程中發(fā)生異常現(xiàn)象)——軟件中斷(內(nèi)部中斷)。2023/8/16528.8086內(nèi)部中斷的特點是什么？

解：內(nèi)部中斷(軟件中斷)的特點是：(1)中斷類型碼或者由指令給出．或者是預先規(guī)定的：(2)不執(zhí)行INTA*(中斷應(yīng)答)總線周期；(3)除單步中斷外，任何內(nèi)部中斷都無法禁止；(4)除單步中斷外，任何內(nèi)部中斷的優(yōu)先級都比外部中斷高。2023/8/16539．簡要說明8259A中斷控制器中IRR、ISR和IMR三個存放器的功能。解：中斷請求存放器IRR用來存放從外設(shè)來的中斷請求信號IR0~IR7。中斷效勞存放器ISR用來記憶正在處理的中斷級別；中斷屏蔽存放器IMR用來存放CPU送來的屏蔽信號，IMR中的某一位或某幾位為“1〞時，對應(yīng)的中斷請求被屏蔽。2023/8/165410．教材中圖4.5的查詢方式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，假設(shè)ADC的READY信號出02H端口D7輸出到CPU數(shù)據(jù)總線，由04H端口輸出D5信息控制ADC的啟動(“1〞為啟動)，程序應(yīng)作哪些改變？解：只需改動兩處：(1)第4條指令ANDAL，0EFH改為ANDAL，ODFH．(2)第10條指令SHRAL，1改為SHLAL，1。

2023/8/1655第5章并行接口1．解釋題(1)片選解：片選信號以CE*(或CE)表示，只有當該信號有效時才能使接口芯片進入電路工作狀態(tài)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出。片選端通常同1／O地址譯碼器的輸出端相連。因此，片選是由指定的I/O地址選中接口芯片以使其進入電路工作狀態(tài)的過程。(2)可編程解：通過編制相應(yīng)的程序段，用軟件來選擇I／O接口芯片按不同的工作方式完成不同的接口任務(wù)；也可在工作過程中用軟件對I／O接口芯片進行實時、動態(tài)操作，改變工作方式，發(fā)送操作命令、讀取接口芯片的內(nèi)部狀態(tài)等。2023/8/1656(3)聯(lián)絡(luò)信號解：并行接口通常要為每個數(shù)據(jù)端口提供兩條控制線，一條是接口送往外設(shè)的控制線，另一條是外設(shè)送給接口的狀態(tài)線，這一對信號線的有序配合，使CPU通過接口能實現(xiàn)同外設(shè)之間正確的數(shù)據(jù)傳送。這一對保證數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)男盘柧€稱為“聯(lián)絡(luò)信號〞或“握手信號〞。(4)INTE解：8255A用于中斷傳送時的中斷允許信號，是一個無外部引出端的位于8255A內(nèi)部的中斷允許觸發(fā)器的狀態(tài)位。通過軟件對8255A中PCi的位操作來設(shè)定INTE是“0〞還是“1〞，以確定相應(yīng)數(shù)據(jù)口能否用于中斷傳輸，INTE=“1〞，允許中斷，INTE＝“0〞，禁止中斷。

2023/8/1657(5)OBF*解：輸出緩沖器滿，8255A工作于方式1輸出時發(fā)出的數(shù)據(jù)選通信號。OBF*＝“0〞(有效電平)時，表示CPU已將數(shù)據(jù)送到8255A的PA口或PB口，并被鎖存在相應(yīng)端口上。當外設(shè)向8255A返回響應(yīng)信號ACK*時，OBF*被置為“1〞(無效)。(6)IBF解：輸入緩沖器滿，8255A工作于方式1輸入時由8255A給外設(shè)的答復信號，表示外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)已寫入輸入緩沖器，通知外設(shè)暫不送新數(shù)。IBF內(nèi)外設(shè)給8255A的選通信號STB*變低后置為“1〞(有效)，由CPU的讀信號RD*清為“0〞。2023/8/1658(7)STB*

解：選通信號。8255A工作于方式1輸入時，外設(shè)給8255A的選通信號。STB*有效時，把輸入數(shù)據(jù)鎖存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)口(PA口或PB口)。(8)ACK*解：應(yīng)答信號。8255A工作于方式1輸出時，外設(shè)給8255A的響應(yīng)信號。ACK*有效時，表示外設(shè)已從8255A的相應(yīng)端口接收到CPU輸出的數(shù)據(jù)。2023/8/16592．扼要說明簡單的I／O接口芯片與可編程接口芯片的異同處?解：相同處：簡單的I/O接口芯片與可編程接口芯片都能實現(xiàn)CPU與外設(shè)之間進行數(shù)據(jù)傳送的控制，都具有暫存信息的數(shù)據(jù)緩沖器或鎖存器。不同處：簡單的I／O接口芯片的接口功能比較單一，接口芯片在同CPU與外設(shè)的硬件連接固定后，接口電路的工作方式以及接口功能就固定了，無法用軟件來改變。而可編程接口芯片是多功能接口芯片，具有多種工作方式，用戶可通過編制相應(yīng)的程序段，使一塊通用的I／O接口芯片能按不同的工作方式完成不同功能的接口任務(wù)，也可在工作過程中，通過編程對I／O接口芯片進行實時的動態(tài)操作，改變工作方式，發(fā)送操作命令．讀取接口芯片內(nèi)部有關(guān)端口的狀態(tài)信息等。2023/8/16603．根據(jù)接口電路的功能，簡要說明I／O接口電路應(yīng)包括哪些電路單元。解：接口電路必須實現(xiàn)如下功能：(1)實現(xiàn)CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送——數(shù)據(jù)鎖存器和三態(tài)緩沖器組成的數(shù)據(jù)端口；(2)在程序查詢的I/O方式中，便于CPU與接口電路或外設(shè)之間用應(yīng)答方式來交換信息——控制命令存放器和狀態(tài)存放器；(3)在中斷傳送的I/O方式中，必須提供各種中斷控制功能——中斷控制邏輯；(4)具有選擇接口電路中不同端口(存放器)的功能——地址譯碼器；(5)能對地址譯碼器選中的端口實現(xiàn)讀寫操作——讀寫控制邏輯。2023/8/16614．扼要說明8255A工作于方式0和方式1時的區(qū)別。解：方式0可以工作于無條件傳送方式，也可工作于查詢傳送(條件傳送)方式，可由用戶選擇PCL和PCH中各一條線作為PA口和PB口的聯(lián)絡(luò)信號線，方式0不能工作于中斷傳送方式；方式1可以工作于查詢傳送方式和中斷傳送方式，芯片規(guī)定了PC口中6條線作為PA口和PB口同外設(shè)之間的聯(lián)絡(luò)信號線以及同CPU之間的中斷請求線。2023/8/16625．試說明8255A在方式1輸入時的工作過程。(P108)解：方式1輸入時的時序圖如圖示：當外設(shè)檢查到IBF為低電平，表示輸入緩沖器已空時，可向PA口或PB口輸入8位數(shù)據(jù)，同時送出一個選通信號STB*，8255A的PA口或PB口數(shù)據(jù)鎖存器在STB*下降沿控制下將數(shù)據(jù)鎖存。8255A向外設(shè)送出高電平的IBF，表示鎖存器中已有數(shù)據(jù)，通知外設(shè)暫時不要送新數(shù)。當IBF為高電平，STB*也為高電平(在選通脈沖STB*的上升沿后)，如果此時PC4＝1(INTEA=1)或PC2＝1(INTEB=1)，這時PA口或PB口會向CPU發(fā)出中斷請求(INTR變?yōu)楦唠娖?，假設(shè)CPU的IF＝1，那么當前指令周期結(jié)束，響應(yīng)中斷，在轉(zhuǎn)入中斷效勞程序后，在中斷效勞程序中，執(zhí)行IN指令，產(chǎn)生讀信號RD*、在RD*信號的前沿(下降沿)去除INTR．RD*的后沿(上升沿)使IBF復位為零，表示輸入緩沖器中數(shù)據(jù)已被CPU取走，通知外設(shè)可以開始下一輪數(shù)據(jù)傳送。2023/8/16636．試說明8255A在方式1輸出時的工作過程。解：方式1輸出時的時序圖如圖示。8255A在方式1工作時的輸出過程是由CPU響應(yīng)中斷開始。當輸出設(shè)備接收CPU上次發(fā)出的數(shù)據(jù)后，發(fā)出ACK*答復信號，使OBF*＝“1〞(無效)，假設(shè)8255A在該端口初始化時已“開中斷〞—INTE＝“1〞，那么8255A向CPU發(fā)出中斷請求，假設(shè)CPU的IF＝l，CPU在執(zhí)行當前指令后響應(yīng)中斷，在中斷效勞程序中用OUT指令通過8255A向外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，發(fā)出WR*信號；WR*信號的后沿(上升沿)去除INTR中斷請求信號，且使OBF*=“0“(有效)，通知外設(shè)取數(shù)；當外設(shè)接收效據(jù)后，發(fā)出ACK*答復信號，一方面使OBF*＝“1〞(無效)，另一方面在ACK*信號的上升沿使INTR＝“1〞(有效)，以此向CPU發(fā)出新的中斷請求，開始下一輪的輸出。2023/8/16647．8255A用作查詢式打印接口時的電路連接和打印機各信號的時序如圖5—5所示，8255A的端口地址為80H一83H、工作于方式0，試編寫一段程序，將數(shù)據(jù)區(qū)中變量DATA的8位數(shù)據(jù)送打印機打印，程序以RET指令結(jié)束，并寫上注釋。解：打印程序為：MOVAL,0BH；置STB*=10UT83H,ALPULL:I[NAL,82H；查詢BUSY信號TESTAL,08HJNZPULLMOVAL,DATA；將DATA送PA口OUT80H,ALNOVAL,0AH；置STB*=0OUT83H,ALMOVAL,0BH；置STB*=1OUT83H，AL；產(chǎn)生負脈沖選通信號RET2023/8/16658．簡述16位系統(tǒng)中并行接口的特點。解：用兩片8255A芯片來構(gòu)成一個16位微機系統(tǒng)的輸入與輸出接口，一片為偶地址端口，一片為奇地址端口，偶地址端口的8255A芯片由CPU的地址線A0參與片選譯碼，其8位數(shù)據(jù)線同CPU的低8位數(shù)據(jù)線D0—D7相連；奇地址端口的8255A由CPU的“總線高允許BHE*〞參與片選譯碼，其8位數(shù)據(jù)線同CPU的高8位數(shù)據(jù)線D8~D15相連。8086CPU可以對某一個8255A的各端口進行8位字節(jié)信息傳送，也可以對兩個8255A的對應(yīng)兩個端口(兩個PA口，或兩個PB口，或兩個PC口)用一個總線周期實現(xiàn)偶地址字的傳送。2023/8/1666第6章定時器/計數(shù)器電路1．請說明8253—5各個計數(shù)通道中3個引腳信號CLK、OUT和GATE的功能解：CLK：輸入信號，用于計數(shù)工作時，作為計數(shù)脈沖輸入；用于定時工作時，作為定時基準脈沖輸入。OUT：輸出信號，用于計數(shù)工作時，指示計數(shù)滿的輸出信號；用于定時工作時，指示定時時間到的輸出信號。GATE：輸入信號，用于啟動或禁止“減1計數(shù)器〞的計數(shù)操作。2023/8/16672.簡述8253—5的方式2與方式3的工作特點。解：8253—5的方式2與方式3的工作特點是：(1)寫入一次計數(shù)初值后，輸出連續(xù)波形。其實質(zhì)是，當減1計數(shù)器減為0時，計數(shù)初值存放器立即將原寫入的計數(shù)初值再次送入減1計數(shù)器，開始下一輪的計數(shù)。(2)減1計數(shù)器可重新寫入計數(shù)值，用軟件啟動(此時GATE上必須為高電平)，也可由GATE引腳上低到高的跳變，用硬件觸發(fā)啟動。2023/8/16683.簡述8253—5的方式1與方式5的工作特點。解：8253—5的方式1與方式5的工作特點是：(1)輸出單一波形，方式1輸出n×TCLK寬度的負脈沖，方式5輸出1×TCLK寬度的窄負脈；(2)只能在寫入計數(shù)初值后，由GATE引腳上低到高的跳變，用硬件觸發(fā)啟動減1計數(shù)器。2023/8/16694．8253—5在寫入計數(shù)初值時，二進制計數(shù)和十進制計數(shù)有無區(qū)別?假設(shè)有，有何區(qū)別?解：采用二進制計數(shù)時，如果計數(shù)初值n為8位二進制數(shù)(十進制數(shù)≤255)，那么在用MOVAL，n寫入AL時，n可以寫成任何進制數(shù)。如果計數(shù)初值n為16位二進制數(shù)(十進制數(shù)≤65535)，那么可有兩種方式寫入，一種是把十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成4位十六進制數(shù)，分兩次寫入對應(yīng)的計數(shù)通道(光低后高)；另一種是把十進制數(shù)直接寫入AX，即：MOVAX,nOMOVPORT,AL;PORT為通道地址MOVAL,AHOUTPORT,AL2023/8/1670采用二進制計數(shù)時，必須把計算得到的計數(shù)初佰的十進制數(shù)后加上H，變?yōu)锽CD碼表示形式。例如n＝50，那么寫為：MOVAl,50HO)UTPORT,AL如果n＝1250，那么寫為MOVAL,50HOUTPORT,ALMOVAL,12HOUTPORT,AL2023/8/16715．8253—5的通道0按方式3工作，時鐘CLK0的頻率為1MHz，要求輸出方波的重復頻率為40KHz，此時應(yīng)如何寫入計數(shù)初值。解：首先計算計數(shù)初值假設(shè)采用二進制計數(shù)，那么寫入方式為MOVAI，25OUTPORT0,AL；PORT0為通道0的端口地址假設(shè)采用十進制計數(shù)，那么寫入方式為MOVAL，25HOUTPORT0,AL2023/8/16726．教材中圖6—9的8253—5應(yīng)用實例中，假設(shè)通道0和1都采用二進制計數(shù)，揚聲器的發(fā)聲頻率為500Hz，問程序應(yīng)如何改動?解：由于發(fā)聲頻率改為500Hz，那么OUT1連續(xù)輸出500Hz方波5秒后停止輸出。通道1的計數(shù)初值應(yīng)為n1＝2.5x106／500＝5000，因采用二進制計數(shù)，假設(shè)把5000化為十六進制數(shù)，那么N＝1388H，據(jù)此，程序變動如下：對通道0，初始化程序中MOVAL,15H改為MOVAL,14HMOVAL,50H改為MOVAL,50對通道1，初始化程序中MOVAL,77H改為MOVAL,76HMOVAL,00H改為MOVAL,88HM0VAL,25H改為MOVAL,13H當然通道1的計數(shù)初值也可寫為：MOVAX,5000OUT41H,ALMOVAL,AHMOV41H,AL;41H為通道1的端口地址2023/8/1673第7章串行接口1．解釋題：(1)串行通信解：串行通信是計算機與計算機之間，以及計算機與外圍設(shè)備之間進行信息交換的一種方式，數(shù)據(jù)的各位按時間順序依次通過一條傳輸線傳送。(2)異步通信解：串行通信的一種方式，以字符為單位傳送信息，字符與字符之間不一定連續(xù)傳送，采用每個字符加規(guī)定的起始位以標識字符開始?！拔花暸c“位〞之間是同步的，“字符〞與“字符〞之間是“異步〞的。(3)波特串解：衡量串行通信時數(shù)據(jù)傳送速度的重要標志。定義為單位時間內(nèi)傳送二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)，以位/秒(bps)為單位。1bps稱為1波特。2023/8/1674(4)串行異步通信的奇偶錯解：UART將接收到的一個字符(包括數(shù)據(jù)位和奇偶校驗位)中“1〞的個數(shù)進行統(tǒng)計，檢查其奇偶性是否符合原先的約定，假設(shè)符合，奇偶錯標志置“無效〞，假設(shè)不符合，那么奇偶錯標志置“有效〞。(5)串行異步通信的幀錯解：如果UART接收到的一幀信息不符合原先的約定，例如原先約定一幀信息由7位數(shù)據(jù)、1位奇偶校驗位、2位終止位組成，那么在接收端自接收到起始位(“低電平〞)后的第9位應(yīng)為“高電平〞(即終止位)，如果接收到的第9位為“低電平〞，說明該幀信息裝配中有錯．稱為幀錯(數(shù)據(jù)格式錯)。2023/8/1675(6)串行異步通信的溢出錯解：UART的接收器中由“接收移位存放器〞和“接收數(shù)據(jù)存放器〞來接收輸入的數(shù)據(jù)，如果前一個字符在“接收數(shù)據(jù)存放器〞中還未被CPU取走，而后一字符又從“接收移位存放器〞傳送到“接收數(shù)據(jù)存放器〞，勢必會沖掉上一個字符，使上一個字符喪失，稱為串行異步通信的“溢出錯〞，又稱“喪失錯〞。(7)RS—232C解：一種應(yīng)用于串行二進制交換的數(shù)據(jù)通信設(shè)備和數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的標準接口。也是一種串行通信總線標準，用于微型計算機與CRT顯示終端、鼠標器等串行外設(shè)之間的連接。2023/8/16762．寫出異步串行通信的字符格式。解：根據(jù)異步串行通信的特點，異步串行通信的字符格式為：(1)數(shù)據(jù)位可由5位～8位任選：(2)奇偶校驗位1位(可任選)，奇校還是偶?？扇芜x；(3)終止位(停止位)1位，1/2位，2位可任選，終止位為高電平；(4)信息傳送從最低位開始，在最低位前加上1位起始位(低電平)，作為字符起始的標識。(5)一個字符與一個字符之間可以緊接相連，也可以在字符之間插入1位到幾位“空閑位〞(高電平)。(6)一個字符從起始位到最后一個終止位構(gòu)成一幀信息。2023/8/16773．說明RS—232C的電氣特性。解；RS—232C的根本電氣特性是規(guī)定了數(shù)據(jù)“0〞和數(shù)據(jù)“1〞的電平標準。十3V～十15V：數(shù)據(jù)“0〞，稱為“空號〞、Space；控制線“接通〞狀態(tài)；—3V～15V：數(shù)據(jù)“1〞，稱為“傳號〞、Mark，控制線“斷開狀態(tài)〞’2023/8/16784．什么是DCE?什么是DTE?這兩種設(shè)備在串行通信中的作用是什么。解：DTE—數(shù)據(jù)終端設(shè)備，在串行通信中產(chǎn)生二進制信息的數(shù)據(jù)源和接收信息的目的?？梢允且慌_計算機(串行接口中的發(fā)送器和接收器以及串行外設(shè)都可以是DTE)。DCE—數(shù)據(jù)通信設(shè)備，串行通信中DTE同通信線路之間的信號匹配器，用來實現(xiàn)DTE同通信線路之間通信連接的建立、維持和終止，并完成信號變換與編碼的設(shè)備。一般是一個調(diào)制解調(diào)器(MODEM)。采用線路等通信線路的遠程串行通信中，DTE和DCE都是必不可少的部件。在較近距離的串行通信中，兩個通信設(shè)備(兩臺計算機，或一臺計算機，一臺串行外設(shè))可以直接連接，這時，兩者都是DTE。2023/8/16795．說明8251A引腳信號中RTS*、CTS*、DTR*和DSR的意義和作用。解：8251A中RTS*、CTS*、DTR*和DSR*是8251A同MODEM相連的控制信號。RTS*和DTR*是8251A送給MODEM的控制信號，CTS*和DSR*是MODEM送給8251A的狀態(tài)信號。RTS*：請求發(fā)送，通知MODEM，CPU請求發(fā)送數(shù)據(jù)；DTR*：數(shù)據(jù)終端準備好，通知MODEM，CPU準備就緒；CTS*：去除發(fā)送，即允許發(fā)送，通知825lA和CPU，MODEM已做好準備，允許CPU發(fā)送數(shù)據(jù)；DSR*：數(shù)據(jù)裝置(數(shù)據(jù)通信設(shè)備)準備好，MODEM已做好準備。在采用MODEM的串行通信系統(tǒng)中，8251A的這4條控制信號線直接同與之相連的MODEM中相應(yīng)引腳相連，用來協(xié)調(diào)8251A同MODEM之間數(shù)據(jù)信息的傳輸。在不采用MODEM的串行通信中，兩個計算機之間，或計算機與串行終端之間直接連接，這4條控制信號線將用于在通信雙方直接建立同步關(guān)系。2023/8/16806．什么是8251A的方式指令字和命令指令字，對二者在串行通信中的寫入流程進行說明。解：“方式指令字〞用來確定8251A的工作方式，是8251A能按要求的工作方式進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋匾獥l件，它可以用來規(guī)定：(1)是同步傳送還是異步傳送；(2)假設(shè)是同步傳送，那么是單同步還是雙同步，是內(nèi)同步還是外同步；(3)假設(shè)是異步傳送．那么異步傳送的字符格式如何規(guī)定(包括數(shù)據(jù)位的位數(shù)、是否采用奇偶校驗、是奇校驗還是偶校驗。終止位是幾位等等)，以及波特率因子的約定。在“方式指令字〞寫入以后，要進行實際的數(shù)據(jù)傳送操作，還必須寫入“命令指令字〞，以實時控制方式，使8251A按“方式指令字〞的規(guī)定進入工作狀態(tài)。然后才能用IN或OUT指令通過數(shù)據(jù)口實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)的輸入輸出。在8251A中，只有一個控制口地址(即由CS*和C／D*＝“H〞決定的地址)，因此“方式指令字〞和“命令指令字〞的寫入必須按規(guī)定流程進行，規(guī)定：復位(開機)后，寫入“方式指令字〞，然后寫入“命令指令字〞。2023/8/16817．對8251A進行初始化，要求：工作于異步方式、采用奇校驗、指定2位終止位、7位ASCII字符、波特率因子為16；出錯指示處于復位狀態(tài)、允許發(fā)送、允許接收、數(shù)據(jù)終端就緒、不送出空白字符．內(nèi)部不復位。解：首先確定“方式指令字〞：因是異步方式、波特率因子為16，那么D1D0＝10；字符為7位ASCII字符，長度7位．那么D3D2=10;采用奇校驗，那么D5D4=01;采用2位終止值，那么D7D6＝11；那么方式指令字為11011010B＝DAH然后確定“命令指令字〞，按題意應(yīng)為00010111B＝17H那么初始化程序段為：(設(shè)8251A的端口地址為80H，81H)MOVAL,0DAHOUT81H,ALMOVAL,17HOUT81H,AL2023/8/1682第8章模擬接口1．解釋題：(1)傳感器解：將生產(chǎn)過程中的非電量的物理量轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電壓(或電流)的模擬量的電子器件。(2)采樣－保持解：一個連續(xù)變化的物理量(經(jīng)傳感器后的電壓)要輸入計算機，必須用時間上離散的數(shù)值來表示，因此必須先將一個連續(xù)的時間函數(shù)信號用一定時間間隔的離散函數(shù)來表示，這個過程稱為“采樣〞。采樣后的模擬量在送入計算機前必須經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，而模／數(shù)燃換需要一定時間，在轉(zhuǎn)換期間，要求模擬信號保持穩(wěn)定。因此，當輸入信號變化速率較快時，必須在采樣后采用保持電路。2023/8/1683(3)量化解：設(shè)一臺計算機是8位機，一個數(shù)據(jù)字只有256種代碼，即00000000~11111111。采樣后的數(shù)值必須轉(zhuǎn)換為這256種代碼，計算機才能接受并處理，每一組代碼都對應(yīng)一個固定的模擬電平，因為一個采樣值往往不恰好是某一代碼的電平值，為此選擇電平最接近的代碼來替代這個采樣值，這個過程稱為“量化〞(即把模擬量用對應(yīng)的數(shù)字里來表示)。模/數(shù)轉(zhuǎn)換過程即“量化〞過程。(4)數(shù)/模轉(zhuǎn)換解：計算機處理并輸出的是數(shù)字量，為了使輸出信號去控制或調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程，需要將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的模擬量，這就是數(shù)／模轉(zhuǎn)換。又稱為D/A轉(zhuǎn)換。(5)模/數(shù)轉(zhuǎn)換解：將控制系統(tǒng)中經(jīng)傳感器，采樣—保持后的模擬量轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的二進制數(shù)，這就是模/數(shù)轉(zhuǎn)換，又稱為A/D轉(zhuǎn)換。(6)編碼解：模/助轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量可以用不同的代碼來表示，用規(guī)定的代碼來表示數(shù)字量稱為編碼。在模/數(shù)轉(zhuǎn)換中通常采用“符號數(shù)值法〞、“偏移二進制碼〞和“補碼表示法〞。2023/8/16842．簡述DAC0832芯片中8位輸入存放器和8位DAC存放器的作用及工作過程。解：DAC0832采用二級緩沖輸入數(shù)據(jù)方式，在DAC0832進行D／A轉(zhuǎn)換時可用兩種方法：(1)8位輸入存放器工作于鎖存狀態(tài)，8位DAC存放器工作于緩沖狀態(tài)，即使XFER*和WR2*為低電平，ILE＝高電平，CS*為低電平，當WR1*有一定負脈沖，完成一次轉(zhuǎn)換。(2)8位輸入存放器工作于緩沖狀態(tài)。8位DAC存放器工作于鎖存狀態(tài)，即使WR1*和CS*為低電平，ILE為高電平，WR2*和XFER*輸入一個負脈沖，完成一次轉(zhuǎn)換。2023/8/16853．簡述D/A轉(zhuǎn)換器芯片對輸出電路的要求。解：D/A轉(zhuǎn)換器芯片中，大多是電流輸出，而實際應(yīng)用中往往需要模擬電壓，因此，在使用中必須把D/A芯片的輸出電流轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出電壓，通常采用運算放大器來實現(xiàn)電流-電壓的轉(zhuǎn)換。常用的兩種單極性輸出電路如教材第159頁中圖8—6所示。其中(a)為反相電比輸出電路，(b)為同相電壓輸出電路。當實際應(yīng)用中要求雙極性模擬量輸出時，可采用兩級運算放大電路，如教材第160頁中圖8—8(b)所示。2023/8/16864．如同習8—1所示的A/D轉(zhuǎn)換器，試說明該轉(zhuǎn)換器的運行過程，以及各信號的作用。解：該A/D轉(zhuǎn)換器為一路A/D轉(zhuǎn)換器。輸入模擬量后，輸入啟動信號START，在START為下跳沿時啟動轉(zhuǎn)換，當轉(zhuǎn)換結(jié)束時，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC*變有效，在輸出端輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號。2023/8/16875、圖8—14(教材第164頁)的ADC0809接口電路中，假設(shè)改為中斷力式讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量，那么電路應(yīng)作哪些改動?程序應(yīng)如何編寫?解：PC機的系統(tǒng)總線(PC總線)中IRQ2為保存引腳(見教材第94頁)，是為應(yīng)用系統(tǒng)中需要采用中斷工作時接收中斷請求信號所用。因此在采用中斷方式工作時可以把EOC*通過一個單穩(wěn)電路產(chǎn)生正脈沖(具有—定寬度)，送到總線的IRQ2端即可?？刂瞥绦蚍譃閮删植?，一是主程序，二是中斷效勞程序：主程序MOVAL,80HOUT83H,ALMOVAL,00H0UT81H,ALADDAL,10HOUT81H,ALSUBAL,10HOUT8lH,ALSTI2023/8/1688中斷效勞程序：PROCADCPROCFARPUSHAXINAL，84HPOPAXIRETPROCADCENDP注意：(1)在主程序中，由于PC7不再用作輸入，故8255A初始化時工作方式字為80H，PCH位作無關(guān)項處理，設(shè)為0。同時在主程序中必須參加開中斷指令STI。(2)中斷效勞程序較簡單，但需注意保護現(xiàn)場的兩條指令PUSHAX和POPAX。(3)必須把中斷效勞程序的入口地址PROCADC裝入對應(yīng)的中斷向量表(對應(yīng)的中斷類型碼為0AH)。2023/8/16896．ADC0809通過8255A同CPU總線的接口如圖習8－2所示，地址譯碼器給出Y0*的地址范圍為80H～83H，Y1*的地址范圍為84H～87H，8255A設(shè)定為方式0工作，從輸入通道IN5輸入一個模擬量，寫出經(jīng)ADC0809轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量讀入8086的AL的控制程序，并說明該電路的工作過程。2023/8/1690解：控制程序如下：MOVAL,88HOUT83H,ALMOVAL,05HOUT81H,ALMOVAL,15HOUT81H,ALMOVAL,05HOUT81H,ALPOLL：INAI,82HSHLAl,01HJNCPOLLIN84H,ALHLT工作過程如下：(1)CPU通過8255A的PB口選中所需輸入通道IN5，啟動DC0809轉(zhuǎn)換，啟動信號正脈沖送ADC0809的START和ALE引腳；(2)查詢ADC0809是否轉(zhuǎn)換結(jié)束(查詢8255A的PC7)；(3)假設(shè)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束(PC7為高電平)，需翻開ADC0809的輸出緩沖器(使OE*有效)，然后讀入A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。

2023/8/1691第9章人機接口1．解釋題：(1)人機交互設(shè)備解：人機交互設(shè)備是指人和計算機之間建立聯(lián)系、交流信息的有關(guān)輸入輸出設(shè)備，通過這些設(shè)備，人把要執(zhí)行的命令和數(shù)據(jù)送給計算機；或從計算機獲得經(jīng)計算機處理后的信息。(2)鍵盤解：鍵盤是由一組按矩陣形式排列的按鍵開關(guān)組成，通過按鍵的按下可以向主機輸入信息，是最常用的輸入設(shè)備。(3)鼠標器解：鼠標器是一種通過移動光標進行操作選擇，以實現(xiàn)操作控制的光標指點設(shè)備。也是—種最常用的輸入設(shè)備。

2023/8/1692(4)觸摸屏解：觸摸屏是一種通過一定的物理手段，采用與屏幕直接接觸的形式向計算機輸入坐標位置，再與計算機軟件相配合，以完成數(shù)據(jù)的輸入和對計算機的控制的坐標定位設(shè)備。常用于公共查詢系統(tǒng)，是一種使用極方便的輸入設(shè)備。(5)LCD解：LCD即液晶顯示器是一種利用液晶散射原理等光學特性構(gòu)成的顯示器件，具有功耗低、體積小等優(yōu)點；(6)LED解；LED(發(fā)光二極管)是一種特殊的二極管，當其陽極接正電壓、陰極接負電壓，極間電壓超過額定值時，電極間發(fā)生擊穿，能發(fā)出可見光，去除電壓后又能恢復，是一種非破壞性擊穿。2023/8/16932．簡述人機接口的功能。解：人機接口一般與人機交互設(shè)備一起配合使用，具有兩個功能；(1)信息形式的轉(zhuǎn)換：把外界信息轉(zhuǎn)換成計算機能接受、處理的信息；或把計算機處理后的信息轉(zhuǎn)換成外部設(shè)備能顯現(xiàn)的形式。(2)計算機與外部設(shè)備的速度匹配，即信息傳輸?shù)目刂茊栴}：傳輸速率的匹配。2023/8/16943．簡述編碼鍵盤和非編碼鍵盤的區(qū)別。解：編碼鍵盤的鍵盤電路內(nèi)包含有硬件編碼器，當按下某—個鍵后，鍵盤電路能直接提供與該鍵相對應(yīng)的編碼信息，例如ASCII碼。非編碼鍵盤的鍵盤電路中只有較簡單的硬件，采用軟件來識別按下鍵的位置，并提供與按下鍵相對應(yīng)的中間代碼送主機，然后由軟件將中間代碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的字符編碼，例如ASCII碼。

2023/8/16954．簡述鍵盤接口中行掃描法的工作過程。解：行掃描法是用一個步進的信號加到列線組上，每步進一次，就讀回行組上的狀態(tài)，以檢查有無鍵按動。如果向列掃描線上發(fā)送步進的1信號，行接收線在有按動的鍵時，就能從交點上獲得1信號，否那么為0。一旦行接收信號中只有一個1信號，就可以從8位列信號和8位行信號中確定按下鍵的位置。5．簡述Centronics并行接口標準中STB*、ACK*、BUSY信號的作用。解：STB*：主機送往打印機的選通信號，用來把8位數(shù)據(jù)打入打印機緩沖區(qū)；ACK*：打印機向主機