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1、习题一1.什么是接口？接口就是微处理器CPU 与外部世界的连接部件， 是 CPU 与外界进行信息交换的中转站。2.为什么要在 CPU 与外设之间设置接口？在 CPU 与外设之间设置接口主要有4 个原因：（1）CPU 与外设二者的信号不兼容，包括信号线的功能定义、逻辑定义和时序关系（2）CPU 与外设的速度不匹配， CPU 的速度快，外设的速度慢（3）若不通过接口，而由CPU 直接对外设的操作实施控制，会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中，大大降低CPU 的效率（4）若外设直接由 CPU 控制，会使外设的硬件结构依赖于CPU，对外设本身的发展不利。3.微型计算机的接口一般应具备那些功能？微机的
2、接口一般有如下的几个功能：（1）执行 CPU 命令的功能：CPU 将对外设的控制命令发到接口电路中的命令寄存器（命令口）中，在经分析去控制外设（2）返回外设状态的功能：通过状态寄存器（状态口）完成，包括正常工作状态和故障状态（3）数据缓冲的功能：接口电路中的数据寄存器（数据口）对CPU 于外设间传送的数据进行中转（4）设备寻址的功能： CPU某个时刻只能和一台外设交换数据，CPU 发出的地址信号经过接口电路中的地址译码电路来选中I/O 设备（5）信号转换的功能：当CPU 与外设的信号功能定义、逻辑关系、电平高低及工作时序不兼容时接口电路要完成信号的转换功能（6）数据宽度与数据格式转换的功能：
3、由于 CPU 处理的数据都是并行的，当外设采用串行传送方式时，接口电路就要完成串、并之间的转换，并进行数据格式的转换。4.接口电路的硬件一般由哪几部分组成？接口电路的硬件一般由以下几部分组成：（1）基本逻辑电路：包括命令寄存器、状态寄存器和数据缓冲寄存器，是接口电路中的核心（2）端口地址译码电路：实现设备的选择功能（3）供选电路：根据不同任务和功能要求而添加的功能模块电路。5.接口电路的软件控制程序一般包括哪几部分？接口电路的软件控制程序一般包括以下的程序段，各部分程序是相互渗透、融为一体的：（1）初始化程序段：对可编程接口芯片进行初始化编程（2）传送方式处理程序段：不同的传送方式（查询、中断
4、、DMA 方式）程序段不同（3）主控程序段：完成接口任务的程序段（4）程序终止与退出程序段：程序退出前对接口电路中硬件进行保护的程序段（5）辅助程序段：人机对话、菜单等名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 6.接口电路的结构有哪几种形式？接口电路的结构主要有四种：（1）固定式结构：不可编程的接口电路，结构简单、功能单一、固定（2）半固定式结构： 由 PAL 或 GAL 器件构成的接口电路， 功能和工作方式可以通过改写内
5、部的逻辑表达式来改变，但逻辑表达式一旦烧入芯片，其功能和工作方式就固定下来了（3）可编程结构：其功能和工作方式可由编程指定，使用灵活、适应面广，且种类繁多（4）智能型结构：芯片本身就是一个微处理器，外设的全部管理都由智能接口完成，如 I/O 处理器 I0809 或通用单片机7.CPU 与接口之间有哪几种传送数据的方式？它们各应用在什么场合？CPU 与接口之间的数据传送方式主要有查询方式、中断方式和DMA 方式：（1）查询方式：主要用于CPU 不太忙且传送速度不高的情况下。无条件传送方式作为查询方式的一个特例，主要用于对简单I/O 设备的控制或CPU 明确知道外设所处状态的情况下。（2）中断方式
6、：主要用于CPU 的任务比较忙的情况下，尤其适合实时控制和紧急事件的处理（3）DMA方式（直接存储器存取方式） ：主要用于高速外设进行大批量数据传送的场合。习题二2I/O 端口的编址方式有几种？各有何特点？I/O 端口的编址方式有两种统一编址方式（存储器映象方式）和独立编址方式（ I/O 映象方式、专用 I/O 指令方式）（4）统一编址方式： 从整个寻址空间中划出一部分给I/O 设备，其余的给存储器，通过地址码区分操作对象是存储器还是I/O， 二者的地址码不重叠。这种方式的优点是 I/O 端口的编址空间大，且易于扩展I/O 指令丰富、功能齐全；缺点是存储器的地址空间减少，达不到系统最大的寻址空
7、间 I/O 指令比独立编址方式的专用I/O 指令长，译码时间长， 执行速度慢（5）独立编址方式： 存储单元与 I/O 端口分别编址， 地址码重叠， 通过操作码区分操作对象是存储器还是I/O。这种方式的优点是 I/O 端口不占存储器的编址空间，使存储器的容量可达系统的最大寻址能力I/O 指令短、执行速度快；指令清晰、 可读性强；缺点是 I/O 端口地址范围一旦确定，不易扩展 I/O 指令种类有限，操作单一4I/O 端口地址译码电路在接口电路中的作用是什么？I/O 端口地址译码电路的作用就是把地址和控制信号进行逻辑组合，从而产生对接口芯片的选择信号。5 在 I/O 端口地址译码电路中常常设置AEN
8、0，这有何意义？AEN1，表示正在进行DMA 操作，在 I/O 端口地址译码电路中，常常令AEN0 时，译码输出才有效，这样做的目的是为了避免在DMA 操作周期中，由 DMA 控制器对这些以非DMA 方式传送的 I/O 端口执行 DMA 方式的传送。6 若要求 I/O 端口地址为 374H，则在图 2.1 （b）中的输入地址线要作哪些改动？为了使 I/O 端口的地址为 374H，图 2.1 （b）中地址线 A2、A8后的非门去掉，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页
9、，共 8 页 - - - - - - - - - 而在地址线 A3、A7后面加上非门。即修改后地址线A0、A1、A3、A7后有非门，其余地址线后无非门。如图所示：& A9A8A7A21 A3A1A0& 1 1 1 1 1 AEN IOR 1 Y 8.在独立编址方式下， CPU 采用什么指令来访问端口？独立编址方式下，采用专用的I/O 指令输入 /输出指令（如 PC 系列微机中的 IN、OUT）来访问端口。9.I/O 端口地址译码电路一般有哪几种结构形式？I/O 端口地址译码电路一般有两种结构形式：固定式端口地址译码硬件电路不改动，译码输出的地址或地址范围不变可选式端口地址译码电路中有若干个DI
10、P 开关，硬件电路不改动，只改变开关的状态，就可以使译码输出的地址或地址范围发生变化。10. 采用 GAL 器件设计地址译码电路时，其核心是编写GAL 器件输入源文件（即 GAL 设计说明书）。 现利用 GAL16V8 设计一个扩展系统的地址译码电路，要求该系统的I/O 端口地址范围分别为300H31FH 和 340H35FH；存储器地址范围为D0000HEFFFFH 。试编写 GAL16V8 的编程输入源文件。略。11. 若将图 2.3 中 DIP 开关状态设置为：S2和 S1合上 （ON） ； S3和 S0断开 （OFF） ，试指出 74LS138 输出端的地址范围，并与图中在DIP 开关
11、原来的状态下输出端所产生的地址范围进行比较，有何变化？如果 S2和 S1合上（ON） ；S3和 S0断开（ OFF） ，有效时，各位地址线的状态如下：A9A8A7A6A5A4A3A21 0 0 1 0 1 0 1 S3S2S1S0开合合开所以，这种开关状态下，的地址范围是 254H257H；而 DIP 开关在原来的开关状态下，的地址范围是 314H317H。这两个地址范围 A9A6的状态不同，因为 A9A6的状态是由开关的状态决定的； 而二者的 A5A2是相同的，因为它们不受开关状态的影响。习题四1 采用 DMA 方式为什么能实现高速传送？Y5Y5Y5Y5Y5名师资料总结 - - -精品资料欢
12、迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - DMA 传送方式能够实现高速数据传送主要有两个原因：（1）它为两个存储介质提供了直接传输通道，不象CPU 控制的传送那样要通过内部寄存器中转。（2）用硬件取代了软件，它直接发出对两个介质的选中信号及其读写控制信号，而不是通过执行指令来控制传送2.DMA 方式传送的一般过程如何？DMA 方式在传送之前，要对DMA 控制器进行初始化编程，设置诸如传送方向、内存首址、数据块大小等信息，而传送过程一般可分为4 个阶段：（3
13、）申请阶段：外设向DMA 控制器发出 DREQ 信号请求 DMA 服务，DMA 控制器向 CPU 发出 HRQ 信号，请求占用总线（4）响应阶段： CPU 向 DMA 控制器发出 HLDA 信号，将总线控制权让给 DMA 控制器， DMA 控制器接管总线（5）数据传送阶段： DMA 控制器发出 DACK 信号，选中 I/O 设备；发出内存地址，选中存储单元，并根据初始化时设定的传送方向给I/O 设备和存储器发出读写控制信号，数据由源介质直接传送到目的介质（6）传送结束阶段：传送了指定长度的数据块后，或收到外部强制结束的控制信号（ EOP）时，外设、 DMA 控制器相继撤除DREQ、HRQ 信号
14、，CPU撤除 HLDA 信号，总线控制权归还CPU。3.什么是 DMA 方式的操作类型和操作方式？DMA 方式一般有哪几种操作类型和操作方式？DMA 方式的操作类型是指进行DMA 操作的种类，一般有3 种：（7）数据传送：将源介质中的数据传送到目的介质中，包括DMA读（MI/O）和 DMA 写（I/OM）（8）数据校验：对数据块内部的每个字节进行某种校验，而不进行数据传送（不发出读写控制信号）（9）数据检索：也不进行数据传送，而是在指定的内存区内查找某个关键字节或某几个关键数据位是否存在DMA 方式的操作方式是指在进行DMA 操作时，每次所操作的字节数，不同的操作方式释放总线的条件不同。操作方
15、式一般有以下3 种：（1）单字节方式（单一方式） ：每次取得总线控制权只操作一个字节就释放总线，下个字节的操作要重新申请（2）连续方式（块字节方式）：只要 DMA 操作一开始， 就一直占用总线，直到全部操作完毕。在操作过程中，即使DMA 请求信号无效，也只是暂停操作，将总线暂时挂起，而不释放，待DREQ 有效后再继续操作（3）请求方式（询问方式） ：这种方式是否释放总线取决于DREQ 信号，若 DREQ 保持有效， 则占用总线，进行 DMA 操作；若 DREQ 变为无效，就释放总线4.DMA 控制器在微机系统中有哪两种工作状态？其工作特点如何？DMA 控制器在微机系统中有主动工作状态和被动工作
16、状态。主动工作状态： 在 DMA 操作期间，DMAC 控制总线， 控制数据在两个存储介质之间直接传送被动工作状态：非DMA 操作期间， DMAC 受 CPU 的控制，此时它主要有两个工作， 一是检测片选信号， 看 CPU 是否对它进行读写控制； 二是检测 DMA请求信号，看外设是否有DMA 操作请求。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 8.什么是 DMA 页面地址寄存器？它的作用如何？由于 DMAC8237A-5 只
17、能提供内存地址的低16 位，而实际中内存地址可能是 20 位、24 位或 32 位的，等等， 这样就要在 DMA 系统中配置寄存器组，由这些寄存器组提供存储器的高位地址，这些寄存器组就是页面地址寄存器。它的作用是提供存储单元的页面地址，即高位地址。9.采用 DMA 方式在内存与 I/O 设备之间传送数据时， DMA 控制器 8237A-5 怎样实现对 I/O 设备的寻址？DMA 控制器 8237A-5 提供 DACK 信号给 I/O 设备，取代其地址选择信号，使申请 DMA 传送并被允许的设备在DMA 传送过程中一直是有效设备。即：用DACK 信号取代了芯片选择和片内端口选择信号。习题五1.什
18、么是中断？是指 CPU在正常运行程序时，由于内部 /外部事件或由程序预先安排的事件，引起 CPU 暂时停止正在运行的程序，转到为该内部/外部事件或预先安排的事件服务的程序中去， 服务完毕， 再返回去继续运行被暂时中断的程序，这个过程称为中断。2.可屏蔽中断处理的一般过程是什么？可屏蔽中断的处理过程一般可分为4 个阶段：（10） 中断申请：外设向 CPU发出中断申请信号，CPU检测到有效的 INTR，且无 DMA 请求、 IF1，当前指令执行完毕就进入响应阶段（11） 中断响应： CPU 通过总线控制器发出两个连续的中断响应信号（2个负脉冲）组成中断响应周期。在中断响应周期中，CPU 取得中断类
19、型号 n，将程序状态字（ PSW）及断点的地址（ CS和 IP）依次入栈保护。再查中断向量表，将（4*n）IP； （4*n+2）CS，进入中断服务阶段（12） 中断服务： CPU 执行中断服务程序，为中断源服务（13） 中断返回： 当执行到中断服务程序中的IRET 指令时，将堆栈栈顶的三个字单元内容弹出，依次送给IP、CS、PSW，CPU 返回到原来的程序去执行。6.什么是中断类型号？它的作用是什么？中断类型号是系统为每一个中断源分配的代号，它是 8 位的，与系统的中断源一一对应。中断类型号负责引导CPU 找到中断服务程序的入口点。通过中断类型号查中断向量表可得到中断向量（中断服务程序入口地址
20、），其中：物理地址为4*n的单元是中断服务程序入口点的偏移地址；物理地址为 4*n+2 的单元是中断服务程序的段首址。7.不可屏蔽中断和可屏蔽中断各有何特点？其用途如何？不可屏蔽中断（ NMI ） ：CPU 不能屏蔽，即：无论IF 的状态如何， CPU 收到有效的 NMI 必须进行响应； NMI 是上升沿有效；中断类型号固定（为2） ；它在被响应时无中断响应周期。 不可屏蔽中断通常用于故障处理（如：协处理器运算出错、存储器校验出错、I/O 通道校验出错等）可屏蔽中断（ INTR） ：CPU 可以通过设置 IF 的状态屏蔽它，若 IF1，CPU响应， IF0，CPU 不响应； INTR 高电平有
21、效；它需要中断响应周期；中断类型号由中断控制器在中断响应周期中提供给CPU。可屏蔽中断主要用于普通I/OINTA 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 设备请求与 CPU 进行数据交换。8.IBM-PC 微机的中断系统由哪几部分构成？IBM-PC 微机的中断系统由硬件中断（外部中断）和软件中断（内部中断）组成。硬件中断又分为可屏蔽中断INTR 和不可屏蔽中断（ NMI） ；软件中断有双字节指令形式的中断（ROM-BIO
22、S 中断、 DOS 中断和未定义自由中断）和几种特殊类型的中断（除法溢出中断、单步中断、断点中断、溢出中断） 。9.所谓 DOS 系统功能调用是指哪一个软中断？试举出一些常用的设备管理和文件管理的 DOS 功能调用。DOS 系统功能调用是指中断类型号为21H 的软中断指令 INT 21H。例如：功能号为 01H，对键盘管理，输入一个字符；功能号为 0AH，对键盘管理，输入一个字符串；功能号为 02H，对显示器管理，输出一个字符；功能号为 09H，对显示器管理，输出一个字符串；功能号为 3CH，对文件管理，建立一个文件；功能号为 3DH，对文件管理，打开一个文件；功能号为 3EH，对文件管理，关
23、闭文件；功能号为 3FH，对文件管理，读文件；功能号为 40H，对文件管理，写文件。15 什么是中断响应周期？在中断响应周期中CPU 和 8259A 一般要完成哪些工作？CPU 收到有效的 INTR 信号，若 IF1，且无 DMA 请求，当前指令执行完毕，就通过总线控制器发出连续的两个中断响应信号（）组成一个中断响应周期。在第 1 个负脉冲中， CPU 发出有效的总线锁定信号，封锁总线，防止其他主控器占用总线；8259A 经判优后将 IRR 的相应位清 0，ISR 的对应位置 1。在第 2 个负脉冲中， CPU 撤除总线锁定信号，ALE 信号也变为无效，允许数据线传送数据；8259A 将被响应
24、中断源的中断类型号送给CPU。若 8259A 工作于自动结束方式，在第2 个负脉冲的后沿， 8259A 还要清除 ISR 中在第 1 个负脉冲里置 1 的位。16 用户利用 PC 微机的中断系统资源进行中断传送时，要求用户对8259A 的哪些命令进行编程使用？用户利用 PC 微机的中断系统资源进行中断传送时，对 8259A 的编程主要是写入 OCW1（开放或屏蔽某些中断级）和OCW2（发中断结束命令）。17 何谓中断向量修改？修改中断向量的方法和步骤如何？在实际应用中， 用户借用系统的中断资源 （中断类型号） 来运行自己的中断服务程序时，需要将中断向量表中原来的中断向量修改为自己中断服务程序的
25、入口地址，这就是中断向量的修改。中断向量的修改方法一般是利用DOS 功能调用的 35H 号和 25H 号功能，其步骤可分为以下 3 步：（1）保存原中断向量：用35H 号功能读取原来的中断向量，保存于两个名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 字单元中；（2）设置新的中断向量：用25H 号功能将新的中断向量填入到中断向量表的相应位置（ 4*n4*n+2 单元中） ；（3）恢复原中断向量：使用完，再利用25H 号功能将保存
26、于两个字单元中的原来的中断向量重新填入到中断向量表中。18 中断结束命令安排在程序的什么地方？在什么情况下要求发中断结束命令？为什么？中断结束命令一般安排在中断服务程序中，在中断服务完成， 中断返回指令（IRET）之前。在 8259A 工作于非自动结束方式时，要送中断结束命令。因为这种方式，即使中断已经服务完毕，ISR 中的对应位也不会自动清0，这样就使得低优先级的中断和同级中断得不到应有的响应。通过发中断结束命令， 将服务完的中断级在 ISR 中的对应位清 0，以便开放同级和低级中断。第八章2、键盘接口的基本功能是什么？答：键盘接口的基本功能包括与抖动，防串键，按键识别与键码产生：（1）去抖
27、动：指定识别被按键与释放键时必须避开抖动状态，只有处在稳定接通或断开状态时，才能保证识别正确无误。（2）防串键：防串键是为了解决多个键同时按下或者前一键没有释放而又有新键按下时产生的问题。（3）按键识别：指如何识别被按键，常用行描法和线反转法。（4）键识产生：为了从键的行列坐标编码得到反映键功能的键码，一般在内含中建立了一个键盘编码表，通过查表获得键码。第九章1、串行传送的特点是什么？答：第一：串行传送在一根传输线上既传送数据信息又传送联络控制信号；第二：有固定的数据格式，分异步与同步数据格式；第三：串行通信中对信号的逻辑定义与TTL不兼容，故需要进行逻辑关系与逻辑电平转换；第四： 串行传送信
28、息的速率需要控制， 要求双方设定通信传输的波特率。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 4、什么是波特率？答：波特率是单位时间内传送的二进制数据的位数，其单位是/秒（b/s） ，它是衡量串行数据速度快慢的重要指标，常用的标准波特率为：110，300，600，1200，2400，4800，9600 及 19200b/s。9、串行通信的接口标准有哪几种？试比较它们的特点及应用场合。答：串行通信的接口标准是：RS232C ，RS-423 ，RS-422A及 RS485特点的比较是 P课224 表 9.3。10、什么是零 MODEM方式？答：在近距离距离时， 不采用调制解调器MODEM，通过双方可以直接连接，这种情况下只需使用少数几根信号线，这种方式称为零MODEM方式。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -