微机接口与技术复习大纲及课后习题答案

1、微机接口与技术复习大纲及课后习题答案 -06计算机专业用第1章 微型计算机系统概述1.2 微型计算机的系统组成1.2.1 微型计算机的硬件系统1.2.2 微型计算机的软件系统1.3 IBM PC系列机系统1.3.1 硬件基本组成1.3.2 主板的构成1.3.3 存储空间的分配1.3.4 I/O空间的分配第2章 微处理器指令系统2.1 微处理器的内部结构2.1.1 微处理器的基本结构2.1.2 8088/8086的功能结构2.1.3 8088/8086的寄存器结构2.1.4 8088/8086的存储器结构第4章 微处理器的外部特性4.1.1 8088的两种组态模式4.1.2 最小组态下的引脚定义

2、4.1.3 8282，8286芯片功能，最小组态下的总线形成4.2.1 最小组态下的总线时序（配合电路图说明）TW的作用及个数取决于什么？第5章 存储器系统5.1.2 存储系统的层次结构5.2.1 半导体存储器的分类5.3 随机存取存储器5.3.1 静态RAM5.3.2 动态RAM5.4 只读存储器5.4.1 EPROM5.4.2 EEPROM5.4.3 闪速存储器5.5 存储芯片与CPU的典型连接5.5.1 存储芯片与CPU的连接5.5.2 存储芯片与CPU的配合容量、地址线数目、数据线根数、位扩充、地址扩充、译码电路（138），存储器接口电路设计或分析第6章 输入输出及接口6.1 I/O接

3、口概述6.1.1 I/O接口的主要功能6.1.2 I/O接口的典型结构6.1.3 I/O端口的编址6.1.4 8086/8088的输入输出指令6.1.5 I/O地址的译码6.2 无条件传送方式及其接口 图6-6及程序6.3 查询传送方式及其接口图6-8，6-9及程序6.4 中断传送方式6.4.1 中断传送与接口6.4.2 中断工作过程6.5 DMA传送方式过程第8章 中断控制接口8.1 8088中断系统8.1.1 8088的中断类型8.1.2 8088的中断响应过程8.1.3 8088的中断向量表8.2 内部中断服务程序8.3 8259A中断控制器8.3.2 8259A的中断过程，中断响应周期

4、中断源、中断类型、中断向量、中断向量号、中断向量表，8088CPU中断源种类；非屏蔽中断、可屏蔽中断、内部中断；中断优先级、中断嵌套；8088处理中断过程。第9章 定时计数控制接口9.1 8253/8254定时计数器9.1.1 8253/8254的内部结构和引脚9.1.2 8253/8254的工作方式2&39.1.3 8253/8254的编程8253电路图设计及参数计算，初始化程序编写第10章 DMA控制接口 DMA传送方式过程 DMA主要解决什么问题？是如何解决的？ DMA对内存地址线是如何处理的？ 8237A是如何实现外设与内存高速数据交换的？结合其时序。10.1 DMA控制器82

5、37A10.1.1 10.1.2 8237A的工作时序第11章 并行接口11.1 并行接口电路8255A11.1.1 8255A的内部结构和引脚11.1.2 8255A的工作方式11.1.3 8255A的编程11.2 8255A的应用11.2.1 8255A在IBM PC/XT机上的应用11.2.2 用8255A方式0与打印机接口：例题12.111.3 键盘及其接口11.3.1 简易键盘的工作原理：两种扫描法PC口某引脚产生方波程序第12章 串行通信接口12.1 串行通信基础起止式异步通信格式及效率；同步通信格式、HDLC；波特率、波特因子、发送接收时钟；双工、单工、半双工；调制解调。12.2

6、 串行接口标准RS-232C12.2.3 RS-232C的电气特性第13章 模拟接口13.1 模拟输入输出系统：图13-1工作原理及各部件作用13.2 D/A转换器13.2.1 D/A转换的基本原理13.2.2 DAC0832芯片13.2.4 DAC芯片的应用：锯齿、三角和梯形波程序13.3 A/D转换器13.3.1 A/D转换的基本原理,4种AD结构13.3.2 ADC0809芯片13.3.3 ADC芯片与主机的连接13.3.4 ADC芯片的应用 例13。3附件：所有习题答案1.2解答：n 微型计算机：以大规模、超大规模集成电路为主要部件，以集成了计算机主要部件控制器和运算器的微处理器为核心

7、，所构造出的计算机系统 n PC机：PC（Personal Computer）机就是面向个人单独使用的一类微机n 单片机：用于控制的微处理器芯片，内部除CPU外还集成了计算机的其他一些主要部件，如：ROM、RAM、定时器、并行接口、串行接口，有的芯片还集成了A/D、D/A转换电路等。 n 数字信号处理器DSP：主要面向大流量数字信号的实时处理，在宿主系统中充当数据处理中心，在网络通信、多媒体应用等领域正得到越来越多的应用1.4解答：n 系统总线：传递信息的一组公用导线，CPU通过它们与存储器和I/O设备进行信息交换n 好处：组态灵活、扩展方便n 三组信号线：数据总线、地址总线和控制总线n 其使

8、用特点是：在某一时刻，只能由一个总线主控设备来控制系统总线，只能有一个发送者向总线发送信号；但可以有多个设备从总线上同时获得信号。1.5解答：n 用于数值计算、数据处理及信息管理方向n 采用通用微机，要求有较快的工作速度、较高的运算精度、较大的内存容量和较完备的输入输出设备，为用户提供方便友好的操作界面和简便快捷的维护、扩充手段。 n 用于过程控制及嵌人应用方向n 采用控制类微机，要求能抵抗各种干扰、适应现场的恶劣环境、确保长时间稳定地工作，要求其实时性要好、强调其体积要小、便携式应用强调其省电。1.8解答：n BIOS：基本输入输出系统n 主要功能：用来驱动和管理诸如键盘、显示器、打印机、磁

9、盘、时钟、串行通信接口等基本的输入输出设备4.1解答：n 8088具有 20 根地址线。在访问内存时使用地址 A0A19 ，可直接寻址 1MB 容量的内存范围；在访问外设时使用地址线 A0A15 ，共能寻址 64K 个输入输出端口。实际上，PC/XT在寻址外设时，只使用地址线 A0A9 ；若A91，说明它要寻址的I/O端口位于 I/O通道 。4.2解答：n 总线操作指的是 指发生在总线上的某些特定的操作 ，而总线周期指的是 CPU通过总线操作与外界（存储器和I/O端口）进行一次数据交换的过程（时间） ，8088典型的总线周期由 4 个T组成。如果8088的CLK引脚接5MHz的时钟信号，那么每

10、个T状态的持续时间为 200ns 。4.4解答：n 当8088进行读写存储器或I/O接口时，如果存储器或I/O接口无法满足CPU的读写时序（来不及提供或读取数据时），需要CPU插入等待状态Tw。n 在读写总线周期的T3和T4之间插入Tw。4.6解答：n 三态：引脚除正常的高、低电平外，还能输出高阻状态。n 输出高阻状态时，表示芯片实际上已放弃了对该引脚的控制，使之“悬空”，这样他所连接的设备就可以接管对该引脚所连导线的控制。8088最小组态具有三态能力的引脚：n A19/S6A16/S3、A15A8、AD7AD0n IO/M* 、RD*、WR*、ALEn DEN*、DT/R*4.7解答：n R

11、ESET：复位请求。有效时，将使CPU回到其初始状态。n HOLD：总线保持。有效时，表示总线请求设备向CPU申请占有总线。n NMI：不可屏蔽中断请求。有效时，表示外界向CPU申请不可屏蔽中断。n INTR：可屏蔽中断请求。有效时，表示请求设备向CPU申请可屏蔽中断。4.13解答：n 8088每个总线周期只能读写一个字节数据。所以读取指令长度为3B的指令“ADD 2000H, AX”需要 3 个时钟周期，执行时需要 2 个时钟周期。n 读取指令是 存储器读 总线周期，执行时是 存储器写 总线周期？5.2解答：n 在半导体存储器中，RAM指的是 随机存取存储器 ，他可读可写，但断电后信息一般会

12、 丢失 ；而ROM指的是 只读存储器 ，正常工作时只能从中 读取 信息，但断电后信息 不会丢失 。以EPROM芯片2764为例，其存储容量为8K×8位，共有 8 条数据线和 13 条地址线。用它组成64KB的ROM存储区共需 8 片2764芯片。5.7问题：n 什么是存储器连接中的“位扩充”和“地址扩充”？n 欲组成32KB的RAM存储区，在采用容量1K×4位的静态RAM芯片或容量16K×1位的静态RAM芯片的情况下，各需要多少芯片？n 在位方向和地址方向上各要进行什么样的扩充？请画出采用2114芯片时的连接示意图。n 位扩充存储器芯片数据位数小于主机数据线数时，

13、利用多个存储器芯片在数据“位”方向的扩充；n 地址扩充（字扩充）当一个存储器芯片不能满足系统存储容量时，利用多个存储器芯片在“地址”方向的扩充n 组成32KB存储空间，用SRAM 2114（1K×4）需要64个芯片；n 组成32KB存储空间，用DRAM 4116（16K×1）需要16个芯片；n 它们都需要进行位扩充和地址扩充习题5.72114（1）A9A0I/O4I/O1片选1D3D0D7D4A9A0CE2114（2）2114（63）A9A0I/O4I/O1CE2114（64）片选325.8问题：n 存储芯片为什么要设置片选信号？n 它与系统地址总线有哪些连接方式？n 采用

14、何种连接方式可避免地址重复？n 采用哪些连接方式可节省用于译码的硬件？解答：n 片选信号说明该存储器芯片是否被选中正常工作，设置它可以比较方便地实现多个存储器芯片组成大容量的存储空间n 存储器片选信号通常与CPU地址总线的高位地址线相关联，可以采用“全译码”、“部分译码”、“线选译码”方式n 采用全译码方式可以避免地址重复n 采用部分或线选译码可以节省译码硬件5.9题目：n 在一个针对存储器的译码系统中，如果有4个地址线未参与译码，那么每个存储单元会同时拥有几个地址？解答：n 24165.10问题：n 请写出图5.32中4个存储芯片各自的可用地址范围，并指明其重复地址。解答1： A1

15、9 A16A15 A13A12A0一个可用地址1234××00××00××00××00000001010010全0全1全0全10全0全11全0全100000H01FFFH02000H03FFFH04000H04FFFH05000H05FFFH芯片一个可用地址重复地址（左）Y0*626400001FFFH4000041FFFH8000081FFFHC0000C1FFFH芯片一个可用地址重复地址（右）Y1*626420003FFFH4200043FFFH8200083FFFHC2000C3FFFH芯片一个可用地址重复地

16、址（左）Y2*273240004FFFH4400044FFFH8400084FFFHC4000C4FFFH芯片一个可用地址重复地址（右）Y2*273250005FFFH4500045FFFH8500085FFFHC5000C5FFFH5.11问题：n 利用6264芯片（容量8K×8位的SRAM），采用全译码方式，在8088系统的内存区段40000H43FFFH扩充RAM区n 请画出这些芯片与8088最大组态下形成的系统总线的连接示意图。解答: A19 A16A15 A13A12A0地址1201000100000001全0全1全0全140000H41FFFH42000H43F

17、FFHA12A0138A18 A15 A14A13CBAE3E2E1Y0A19A17A16D7D0(1)6264CS1WEOEMEMWMEMR(2)6264CS1WEOEY3Y2Y15VCS2CS2习题5.11图5-13问题：n 利用2764 芯片（容量8K×8位的EPROM），采用74LS138进行全译码，在8088系统的最高地址区组成32KB的ROM区域n 请画出各2764芯片与8088最大组态下形成的系统总线的连接示意图解答: A19 A16A15 A13A12A0地址12341111111111111111100101110111全0全1全0全1全0全1全0全1F8

18、000HF9FFFHFA000HFBFFFHFC000HFDFFFHFE000HFFFFFH习题5.13图A12A0138A19 A15 A14A13CBAE3E2E1Y7A18A17A16D7D02764(1)CEOEMEMRY4Y5Y62764(2)CEOE2764(3)CEOE2764(4)CEOE6.2问题： 一般的I/O接口电路安排有哪三类寄存器？他们各自的作用是什么？解答： 数据寄存器n 保存外设给CPU和CPU发往外设的数据 状态寄存器n 保存外设或接口电路的状态 控制寄存器n 保存CPU给外设或接口电路的命令6.4问题： 参看图6.4，编程实现以下操作：当K0键单独按下时，发光

19、二极管LED0LED7将依次点亮，每个维持200ms；当K1键单独按下时，发光二极管LED0LED7将反向依次点亮，每个也维持200ms；其他情况下LED不点亮（设已有延时200ms的子程序DELAY可直接调用）解答：again: movdx,8000hin al,dxcmp al,0feh;D7D011111110B ？jz next1;单独按下K0，转移到next1cmp al,0fdh;D7D011111101B ？jz next2;单独按下K1，转移到next2jmp again;其它情况不点亮next1:mov cx,8mov al,1;从K0开始next11:outdx,al;某个

20、LED电亮all delay;延时200msshl al,1rol al,1oop next11jmp againnext2:mov cx,8mov al,80h;从K7开始next21:out dx,al;某个LED电亮call delay;延时200msshr al,1;ror al,1loop next21jmp again6.5问题： CPU与外设采用查询方式传送数据的过程是怎样的？现有一输入设备，其数据端口的地址为FFE0H ，并于端口FFE2H提供状态，当其D0位为1时表明输入数据备好。请编写采用查询方式进行数据传送的程序段，要求从该设备读取100个字节并输入到从2000H:200

21、0H开始的内存中，注意在程序中加上注释。 解答 通过读取状态寄存器的标志位来检查外设是否就绪。若不就绪就继续查询，即程序不断循环；直至就绪。然后，进行下一步的传送工作。mov bx,2000hmov ds,bxmov cx,100again:mov dx,0ffe2hstatus:in al,dx；查询一次test al,01hjz statusmov dx,0ffe0hin al,dx；输入一个字节mov bx,alinc bxloop again；循环，输入100个字节6.9问题： 按照图6-12所示的中断查询接口与相应的流程图，请编写用于中断服务的程序段。具体要求是，当程序查到中断设备0

22、有中断请求（对应数据线D0），它将调用名为PROC0的子程序；如此，依次去查中断设备1中断设备3，并分别调用名为PROC1PROC3的子程序。stipush axpush dxmov dx,8001hstatus:in al,dxtest al,01hjnz service0test al,02hjnz service1test al,04hjnz service2test al,08hjnz service3service0:call proc0jmp doneservice1:call proc1jmp doneservice2:call proc2jmp doneservice3:cal

23、l proc3jmp donedone:pop dxpop axiret6.10解答：n DMA的意思是 直接存储器存取 ，主要用于高速外设和内存间的数据传送。进行DMA传送的一般过程是：外设先向DMA控制器提出 DMA请求 ，DMA控制器通过 总线请求HOLD 信号有效向CPU提出总线请求，CPU回以 总线响应HLDA 信号有效表示响应。此时CPU的三态信号线将输出 高阻 状态，即将它们交由 DMAC（DMA控制器） 进行控制，完成外设和内存间的直接传送。7.2解答：n 在各种微机总线中，根据总线连接对象的不同可将它们分为以下几类，它们是： 片内总线、 芯片总线、 板级总线、 设备总线和互连

24、总线_。例如，ISA总线属于板级总线，USB总线属于设备总线，I2C总线属于芯片总线。总线中除电源和地线外的信号线，也可按传输信息的不同分为以下3类，即：数据总线 、 地址总线 、 控制总线 。8.4解答：n 中断请求寄存器IRRn 保存8条外界中断请求信号IR0IR7的请求状态n Di位为1表示IRi引脚有中断请求；为0表示无请求n 中断服务寄存器ISRn 保存正在被8259A服务着的中断状态n Di位为1表示IRi中断正在服务中；为0表示没有被服务n 中断屏蔽寄存器IMRn 保存对中断请求信号IR的屏蔽状态n Di位为1表示IRi中断被屏蔽（禁止）；为0表示允许8.6解答n 某时刻8259

25、A的IRR内容是08H，说明 IR3引脚有中断请求 。某时刻8259A的ISR内容是08H，说明 IR3正在被中断服务，其它不被处理 。在两片8259A级连的中断电路中，主片的第5级IR5作为从片的中断请求输入，则初始化主、从片时，ICW3的控制字分别是 20H 和 05H 。9.3解答n 8253每个通道有 6 种工作方式可供选择。若设定某通道为方式0后，其输出引脚为 低 电平；当 写入计数初值（并进入减1计数器） 后通道开始计数， CLK 信号端每来一个脉冲 减1计数器 就减1；当 计数器减为0 ，则输出引脚输出 高 电平，表示计数结束。8253的CLK0接1.5MHz的时钟，欲使OUT0产生频率为300KHz的方波信号，则8253的计数值应为 5（1.5MHz÷300KHz） ，应选用的