微机接口课后习题答案

xiaoxiao2021-02-28  4

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,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 A0~A19 ,可直接寻址 1MB 容量的内存范围;在访问外设时使用地址线 A0~A15 ,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 A0~A9 ;若A9=1,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,那么每个T状态的持续时间为 200ns 。

4.5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/S6~A16/S3、A15~A8、AD7~AD0

n IO/M* 、RD*、WR*、ALE

n DEN*、DT/R*

4.6解答:

n RESET: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。

4.9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。

 

4.11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 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,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

5.8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 24=16

5.10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:

 

A19~ A16

A15~ A13

A12~A0

一个可用地址

1

2

3

4

××00

××00

××00

××00

000

001

010

010

全0~全1

全0~全1

0全0~全1

1全0~全1

00000H~01FFFH

02000H~03FFFH

04000H~04FFFH

05000H~05FFFH

 

芯片

一个可用地址

重复地址

(左)

Y0*

6264

0000~1FFFH

40000~41FFFH

80000~81FFFH

C0000~C1FFFH

 

芯片

一个可用地址

重复地址

(右)

Y1*

6264

2000~3FFFH

42000~43FFFH

82000~83FFFH

C2000~C3FFFH

 

芯片

一个可用地址

重复地址

(左)

Y2*

2732

4000~4FFFH

44000~44FFFH

84000~84FFFH

C4000~C4FFFH

 

芯片

一个可用地址

重复地址

(右)

Y2*

2732

5000~5FFFH

45000~45FFFH

85000~85FFFH

C5000~C5FFFH

 

5.11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40000H~43FFFH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~ A16

A15~ A13

A12~A0

地址

1

2

0100

0100

000

001

全0~全1

全0~全1

40000H~41FFFH

42000H~43FFFH

 

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~ A16

A15~ A13

A12~A0

地址

1

2

3

4

1111

1111

1111

1111

100

101

110

111

全0~全1

全0~全1

全0~全1

全0~全1

F8000H~F9FFFH

FA000H~FBFFFH

FC000H~FDFFFH

FE000H~FFFFFH

 

6.1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:

⑴  数据寄存器

n 保存外设给CPU和CPU发往外设的数据

⑵  状态寄存器

n 保存外设或接口电路的状态

⑶  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6.7,编程实现以下操作:当K0键单独按下时,发光二极管LED0~LED7将依次点亮,每个维持200ms;当K1键单独按下时,发光二极管LED0~LED7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:   mov dx,8000h

in al,dx

cmp al,0feh ;D7~D0=11111110B ?

jz next1 ;单独按下K0,转移到next1

cmp al,0fdh ;D7~D0=11111101B ?

jz next2 ;单独按下K1,转移到next2

jmp again ;其它情况不点亮

next1: mov cx,8

mov al,1 ;从K0开始

next11: out dx,al ;某个LED电亮

all delay ;延时200ms

shl al,1 rol al,1

oop next11

jmp again

next2: mov cx,8

mov al,80h ;从K7开始

next21: out dx,al ;某个LED电亮

call delay ;延时200ms

shr al,1 ;ror al,1

loop next21

jmp again

6.5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:2000H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,2000h

mov ds,bx

mov cx,100

again: mov dx,0ffe2h

status: in al,dx ;查询一次

test al,01h

jz status

mov dx,0ffe0h

in al,dx ;输入一个字节

mov [bx],al

inc bx

loop 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PROC1~PROC3的子程序。

sti

push ax

push dx

……

mov dx,8001h

status: in al,dx

test al,01h

jnz service0

test al,02h

jnz service1

test al,04h

jnz service2

test al,08h

jnz service3

……

service0: call proc0

jmp done

service1: call proc1

jmp done

service2: call proc2

jmp done

service3: call proc3

jmp done

……

done: pop dx

pop ax

iret

6.10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 。

7.4解答:

n 中断请求寄存器IRR

n 保存8条外界中断请求信号IR0~IR7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ISR

n 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IMR

n 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

7.6解答

 

n 某时刻8259A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) ,应选用的工作方式是 3 。

9.4解答

mov al,50h

mov dx,207h

out  dx,al

mov al,128 ;80h

mov dx,205h

out  dx,al

 

mov al,33h

mov dx,207h

out  dx,al

mov ax,3000h ;不是3000

mov dx,204h

out  dx,al

mov al,ah

out  dx,al

 

mov al,0b4h

mov dx,207h

out  dx,al

mov al,02f0h

mov dx,206h

out  dx,al

mov al,ah

out  dx,al

 

11.8解答1

;写入方式字

mov al,100×00×1b ;=81h

mov dx,控制口地址 ;0fffeh

out dx,al

;加入下一段更好,使L0~L3全亮

mov al,0fh

mov dx,端口C地址 ;0fffch

out dx,al

;控制程序段

mov dx,端口C地址 ;0fffch

in al,dx ;读入PC0~PC3

mov cl,4

shl al,cl ;左移4位

out dx,al ;控制PC4~PC7

11.10解答

n 当按下或释放一个键时,往往会出现按键在闭合位置和断开位置之间跳几下才稳定到闭合状态的现象就是机械按键的抖动

n 方法解决

n 硬件:消抖电路

n 软件:程序延时,以避开抖动的时间

n 重键指两个或多个键同时闭合

n 简单情况:不予识别,认为是错误的按键

n 通常情况:只承认先识别出来的键

n 连锁法:直到所有键都释放后,读入下一个键

n 巡回法:等被识别的键释放以后,就可以对其他闭合键作识别,而不必等待全部键释放

n 正常的组合键:都识别出来

11.5解答

n 欲使通信字符为8个数据位、偶校验、2个停止位,则应向8250 通信线路控制 寄存器写入控制字 00011111b(1fh) ,其在PC系列机上的I/O地址(COM2)是 2fbh

n XT机通信适配器电路上设计J9~J12跨接器的作用是 选择两个I/O地址及中断请求引脚IRQ之一

 

12.6

;8255A初始化

mov al,1011000×b

mov dx,0fffbh

out dx,al

;使PC7=0(START为低)

mov al,00001110b

mov dx,0fffbh

out dx,al

;启动A/D转换

mov al,00001111b

mov dx,0fffbh

out dx,al ;使PC7=1(START为高)

nop

mov al,00001110b

out dx,al ;使PC7=0(START为低);查询是否转换结束

mov dx,0fffah

again: in dx,al

test al,20h ;PC5=0(转换未结束,继续检测)

jz again ;PC5=1(转换结束)

mov dx,0fff8h ;输入数据

in al,dx

call adprcs ;处理数据

mov dx,0fff9h

out dx,al ;输出数据

12.7

 

 

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