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文档简介

1第一部分 各章要求刘:在今天的直播课堂上,我和孙教师将就微机接口技术课期末复习、考试要求,以及试题类型及分析方法等,再作一下明确。1 基本概念复习2 考试要求3 试题形式及解答方法孙:在微机接口技术考核说明中,已对各章应掌握的内容及掌握的层次作了说明,同学们可以参考该说明。今天再对课程中一些有关基本概念的内容作一些强调,希望能达到帮助大家复习的作用。第一章 微机接口技术概述本章主要内容本章内容相当于本门课程的一个概述,并起到为学习以后章节准备的作用。本章主要讲解了以下概念:1微机在与外设进行数据交换或是控制外设时必须通过接口。讲:同学们在学习这部分内容时,要把握住接口是位于主机(或者说是 CPU)与外设间的电路这个概念。它不仅指打印机、显示器等外设与主机间的电路,而指的是名种不同外设与主机间的电路。另外,不一定所有外设在使用时都要设计接口,例如,打印机、显示器等的接口已在打印机和显示器中设计好,不需要我们使用者再另行设计。2接口的基本作用:输入缓冲、输出锁存讲:复习时,要注意,输入缓冲的缓冲器和输出锁存的锁存器只有执行输入/输出指令时才选中,平时总选中,允许数据随意通过,那就起不到与数据总线隔离的作用了。至于输入需要不需要锁存器和输出需要不需要缓冲器那要根据具体情况而定。另外,当外设需要大电流过大功率来驱动时,这大电流和大功能不能由微机来提供,微机只能提供控制逻辑关系,如导通或截止等,只能在接口中另外设计一个能提供大电流或大功率的电源,由接口进行电流放大或功率放大。应注意,除了输入缓冲和输出锁存外,接口还可以有其它功能,但其它功能不算作基本功能。3接口所含有的信息讲:接口中包含有地址信号和控制信号,地址信号是为了给接口编一个选通地址,控制信号当中有 M/IO,RD、WR 等。当主机与外设交换数据的方式为条件输入/输出方式(也就是查询输入/输出方式)时,接口中还应包括一些外设的状态,例如,外设准备好状态线 READY,为高电平有效,表示当 READY=1 时,允许主机与其交换数据,READY=0,表示不允许主机与其交换数据。而 READY 则为低电平有效,表示当该线为 0 时,允许主机与外设交换数据。4接口必须编地址使用及编址的方法讲:在设计接口时,一项不能缺少的事情就是给接口编地址,在地址译码时,要注意 I/O 地址范围为 0 至 FFFFH,也就是地址译码时,最多只使用了地址总线的低 16 位地址。译码器的输入端接在地址总线上,而译码器的输出端一般作为接口芯片的片选信号。 还应知道一个 I/O 地址又称为一个端口, 简称口,8086 最多可有 65536 个端口。给外设编地址,并不是为了使外设排队使用,也不是为了消除地址重迭,主要是根据地址不同来区分不同的外设,进而控制不同的外设。地址重迭现象是因为在地址译码过程中有未用到的地址线,如译码时有一根地址线未用到则会产生 2 个重迭地址。地址重迭不一定肯定会产生故障。给接口编地址,主要有两种方法:地址译码器法和数字比较器法。地址译码器法设计的地址是不能改变的,而数字比较器设计的地址在一定范围内可以调整,一般两种方法结合使用。采用地址译码器和数字比较器的方法给接口编地址属于本课2程的基本要求,要求同学们重点掌握,这方面的题型主要有两种,如:对于给定译码电路要求写出某接口芯片的地址,以及要求某接口芯片的片选地址范围为已知,要求画出它的地址译码电路。5微机与外设(通过接口)与外设交换数的指令讲:当 8086 执行 IN 或 OUT 指令时,8086 的 M/IO 引脚输出低电平,8086 从地址总线上输出接口的地址,另外,RD 和 WR有效。要注意 IN/OUT 指令中外设的地址写法,当外设地址大于等于 100H 时,应由 DX 寄存器给出。6微机通过接口与外设进行数据交换的三种方式讲:三种方式(程序控制、中断、DMA)。在无条件输入/输出方式和中断输入/输出方式时,CPU 通过执行指令与外设交换数据。在 DMA 方式下,CPU 处于不工作状态,由 DMA 控制器来实现外设与存储器间的直接数据交换,这时总线上的各种信号(地址、控制、数据)都是由 DMA 控制器发出的。DMA 与中断从谁可以打断谁角度来看,因总线请求可以打断中断服务程序,所以,DMA 的优先级比中断的优先级要高。为了转入 DMA 方式,首先由 DMA 控制器向 8086 发总线请求信号 HOLD,8086 在执行完现行指令后响应 DMA 请求,让出三类总线由 DMA 控制使用。在 DMA 方式下,CPU 不用像中断方式那样保护现场和恢复现场,其内部寄存器的值都保持不变,等 DMA 方式结束后,会立即从断点处继续执行。在查询输入/输出方式下,接口电路应有两个 I/O 地址,一个是数据口地址,另一个是状态口地址。外设的状态输入到 CPU中时,也应经过一个缓冲器再接到数据总线上。这时状态线的定义对输入一般是数据准备好,主机可以取走数据;而对输出一般是接收缓冲区空,主机可以向其输出数据。要注意的是,8086 在复位时,因标志寄存器 FR(或称 PSW)的值为,即 IF 位和 TF 位为 0,所以不能响应可屏蔽中断和单步中断,应用指令将其置 1,才能响应可屏蔽中断和单步中断。主机与外设间交换数据究竟采用哪种工作方式,要根据具体情况而定,不能笼编统地说采用哪种方式更好或更可靠。第二章 微型计算机的总线1总线的有关概念总线,通俗地说就是连线。根据传送的信号不同,总线可分为控制总线、地址总线和数据总线;根据所在的位置不同,总线又可分为内部总线、芯片总线、系统总线和外部总线。总线的宽度(传送数据的位数)。总线(传送数据)的速度。微机主板上的插槽系统总线。2ISA 总线讲:总线的宽度指的是数据总线的位数,也就是并行传送数据的位数。ISA 总线的位数是 16 位的,与其兼容的 XT 总线的宽度是 8 位的。所谓兼容,指的是 XT 总线的插卡可以不加改动,直接插在 ISA 总线的 62 脚插座上使用。ISA 总线是由一个 62 引脚(与 XT 总线兼容)的插座和一个 36 脚的插座组成。PCI 总线的宽度是 32 位的,PCI 总线是与 ISA 总线不相兼容的总线。对于 8086CPU,其地址 A0A15 与数据 D0D15 引脚分时复用,而 ISA 总线则将地址线与数据线分开,而 PCI 总线又是地址与数据复用。第三章 中断控制1中断的有关概念讲:主要中断的有关概念。什么是中断、中断请求、中断响应、中断返回、中断服务程序、开中断、关中断、可屏蔽中断、非屏蔽中断、断点、保护现场、恢复现场等。3中断是事件引起 CPU 中断正在执行的现行的程序,而转去执行一段触发事件而编写的子程序。CPU 在转去执行中断服务程序前先下条要执行的指令的存放地址(称为断点)自动存入堆栈保存,等中断服务程序执行完后返回到断点处继续执行。28086 系统的中断分类及优先级讲:内部(除法除以 0、单步、断点、溢出、指令中断)外部(非屏蔽、可屏蔽)每个中断源有一个自已特定的类型码,8086 靠类型码来识别不同中断源,转去执行不同中断服务程序。可以使标志寄存器的 IF 位和 TF 位为 0 来关闭可屏蔽中断和单步中断,但除法除以 0 中断、溢出中断、断点中断、指令中断及非屏蔽中断是无法关闭的。可屏蔽中断有专用的指令 STI(开可屏蔽中断)和 CLI(关可屏蔽中断),但单步中断的开或关没有专用指令。 因 8086 的中断类型码为 8 位的,中断类型码的个数为 0FFH,最多可有 256 个数,故 8086 的内部中断和外部中断加起来最多可有 256 个。除了可屏蔽中断的中断类型码是由 8259A 提供的外,其它每种中断的中断类型码都是固定的。8086 各中断源的优先级从高到低依次是:除法除以 0溢出中断、断点中断、指令中断非屏蔽中断可屏蔽中断单步中断注意,优先级的高低与中断类型码的大小没有关系。因 INT N 指令中断的优先级高于可屏蔽中断的优先级,故 8086 在执行指令中断期间不能响应可屏蔽中断的中断请求。3中断向量表讲:中断向量表中存储的不是中断类型码,也不是中断请求信号,而是 256 个中断服务程序的入口地址,类型码为 N 的中断服务程序入口地址放在 N*4 起始的 4 个存储单元中,其中 N*4 当中放的是入口地址的偏移地址,N*4+2 中放的是入口地址的段地址。4中断的响应过程讲:8086 在中断响应时,自动将标志寄存器 FR 和断点(CS 和 IP)的值入栈保存,但不将别的其它寄存器的值入栈保存,故如果中断服务程序中用到其它寄存器时,应单独使用指令将其它寄存器的值入栈保存,等中断返回前再将其恢复。这一步骤称为保护现场和恢复现场。保护现场和恢复现场应后进先出。8086 只对可屏蔽中断的响应输出 2 个总线周期的 INTA,并在第 2 个 INTA 期间到 DB 的低 8 位读入中断类型码,而对其它类型的中断,由于中断类型码是固定的,不用到 DB 读取,故没有 2 个 INTA 总线周期。中断响应与调子程序过程完全不同。5可编程中断控制器 8259A讲:8259A 用于管理可屏蔽中断,一片 8259A 可管理 8 个可屏蔽中断。8259A 只能管理可屏蔽中断,而不能也没有必要管理其它类型的中断。管理内容为设置中断优先级(完全嵌套方式和自动循环方式)、中断结束方式、设置中断类型码、中断屏蔽方式等,但不能设置中断向量(中断服务程序入口地址),中断服务程序入地址要用指令单独设置。48259A 工作在完全嵌套方式下,优先级是固定的,IR0 引脚的中断源优先级最高,依次至 IR7 最低。8259A 工作在优先级自动循环方式下,在响应了某一个引脚的中断请求后,该引脚的优先级自动降为最低,而比它引脚号大 1 的中断源的优先级自动升为最高。例如,IR5 中断服务后,IR5 自动降为最低,IR6 自动升为最高。一片 8259A 可管理 8 个可屏蔽中断,但 2 片 8259A 接成级联缓冲方式最多可管理不是 16 个可屏蔽中断源,而是 15 个,原因是从片 8259A 的 INT 引脚要接到主片的某一个中断请求引脚上,占用了主片的一个中断源位置。由此还可知,如果 8086系统中使用了两片 8259A,总的中断源个数就达不到 256 个。8259A 收到 8086 的第 1 个 INTA 总线周期信号后,自动将中断服务寄存器 ISR 的相应位置 1,在中断服务结束时,必须将其清 0,否则下次 8259 将不再 8086 转发相应引脚的中断请求信号。当 8259A 工作在自动结束中断方式 AEOI 方式下,在第 2个 INTA 期间自动将 ISR 相应清 0,而 8259A 工作在一般 EOI 方式下时,需要在中断服务程序的最后用指令将 ISR 相应位清0。6有关中断服务程序编写的问题中断信号的产生方法,中断服务程序的编写方法、中断类型码的选择、中断服务程序入口地址如何置入中断向量表中,保护现场、恢复现场等概念,以及如何中断返回。要求:掌握中断信号的产生方法。了解中断服务程序的编写方法及涉及到的有关问题。第四章 并行 I/O 接口1并行接口的概念讲:并行传送是 8 位或 16 位数据同时传送。并行传送速度较串行传送速度快。并行接口只适用于主机与外设相距较近的情况下进行数据传送。2并行接口的编址使用方法讲:会利用地址译码器给并行接口编地址。屏幕显示3可编程并行接口的特点讲:8255 作为并行接口芯片,有 3 种工作方式:方式 0,方式 1,方式 2,方式 0 相当于第一章讲过的无条件输入/输出方式,方式 1 和方式 2 将 PC 口的一些线作为状态线使用,相当于工作在查询方式和中断方式。8255 的 PC 口具有位控制功能,可以用指令将某条线单独置 1 或清 0,利用此功能也可串行接收或发送数据况),如地址线、数据线。8255 作为并行接口使用,不能提供电流驱动作用。8255 的应用:8255 有 2 条地址址,有 4 个口地址,应会给 8255 设计一个接口地址(有地址重迭或无地址重迭的情、控制线的接法。第五章 定时器/计数器1定时器/计数器的概念讲:当计数器的输入计数脉冲频率一定时,计数器可作为定时器用,但计数脉冲频率不是一定时,计数器不能作为定时器使用。定时器的定时时间与计数脉冲频率和计数初值及定时方式有关。可以利用计数器的计数到 0 输出端作为 CPU 状态查询,也可将该引脚作为中断请求信号。2可编程定时器/计数器 82535讲:8253 内部有三 2 个独立的 16 位减计数器(0#,1#,2#),每个均可单独设置工作方式。 8253 既可作为二进制计数器用,也可作为十进制计数器用,作为十进制计数器用时,应注意其控制字与计数初值的设置方法。例如,计数初值为十进制数 100 时,向 8253 写入计数初值时应写为 100H。因 8253 是减计数器,故计数初值越大,则计数减至 0 所用时间(即定时时间)就越长,但由于 8253 是先减 1,再判是否到 0,故最长的定时时间是设置计数初值为 0。如果计数初值一定,将计数脉冲频率加快一倍,则定时时间就缩短一半,如将计数脉冲频率降低一半,则定时时间延长一倍。可以从 8253 中读出当前计数值,但其读出过程是:先将当前计数初值写入到输出锁存器,然后再从输出锁存器中读出,在这同时,8253 还在不停地进行减计数,虽然输出锁存器中的值不变,但减计数单元却在不断地减计数,因此,从输出锁存器中读出的值并不一定是真正的当前计数值。38253 的简单应用六种工作方式的特点。8253 的主要引脚信号的连接方法(CLK、GATE、OUT 引脚)。第六章 数/模转换及模/数转换1数/模转换及模/数转换在微机控制系统中的作用讲:数/模转换器又记作 D/A 转换器,是将数字量转换成模拟量的器件。数/模转换器的位数越多,则单位数字所表示的模拟电压值越大,称分辨率低。提供参考电压的幅值不能改变分辨率,只能提高数字量的位数。应注意,前面介绍的 8259、8255、8253 在 PC 机中均有,但数/模转换器和模/数转换器 PC 机中不带,不论是 8 位的也好,还是 10 位的也好,这与单片机不同,要根据实际需要由使用者自行设计。2数/模转换原理讲:T 型电阻网络法。数模转换器一般要外接一个运算放大器,该放大器工作于反相放大状态,即参考电源如为正,则运放的输出则为负。其作用是实现对不同位数字输入时所对应的模拟电压进行相加。DAC0832 的单缓冲方式、双缓冲方式的电路接法。利用 DAC0832 产生要求波形的输出。3模/数转换原理讲:逐次比较式模/数转换器的原理,双积分式模/数转换器的原理。CLK、START、EOC 及 OE 等引脚的作用。4多路模拟开关及采样保持器讲:多路模拟电压可共用一个模/数转换器,条件是多路模拟电压先经过一个多路模拟开关,多路模拟开关接通哪一路模拟信号,就选择对哪路模拟信号进行模/数转换。当模拟信号变化频率很快时,需使模拟电压先经过一个采样保持器,以保证在进行模/数转换过程中模拟电压相对稳定。多路模拟开关的使用方法。采样保持器的使用方法。5常用模/数转换芯片的使用讲:主要掌握 ADC0809 的使用,地址译码、主要引脚的接法,编程控制等。第七章 人机接口61人机接口的概念讲:人机接口是人与计算机的接口,即人通过什么电路将信息或数据输入计算机,及计算机以什么形式将运算结果告诉人。它既不是并行接口,也不是串行接口,它与前面所讲的接口概念有所不同。本单涉及的人机接口有键盘、LED 显示器和 LCD 显示器。重点掌握键盘和 LED 显示的使用方法,包括电路接法,编程使用等。LCD 只要掌握特点。第八章 串行 I/O 接口1 串行通信的基本概念本章重点为概念讲:串行通信是将数据一位一位地传送,它的速度比并行传送要慢,它适用于主机与外设间距离较远的场合。串行通信可以在两台微机间进行,也可以在微机与外设,或是外设与外设间进行,前题是它们采用相同的串行通信标准,以及波特率、数据格式等设置相同。不提采用什么标准,单纯提采用相同的波特率,是不能正确地在两台微机间进行串行数据传送的。单工方式只允许数据单方向传送,半双工方式允许数据双向传送,但不能同时进行,而全双工方式允许数据同时双向传送。PC 机中的 8250 采用的就是全双式方式。波特率是每秒传送数据的位数,波特率值越大,则每秒传送数据的位数也就越多,传送速度也越快。波特率也包括起始位、停止位及奇偶校验位。2串行通信的标准讲:PC 机中采用的串行通信的标准 RS232C 名称应记住。3微机中的异步串行通信接口芯片 INS8250讲:能实现串行通信的接口芯片型号有多种,PC 机中采用的是 8250,或含有 8250 功能的芯片组。8250 是异步串行通信接口芯片,传送每一位数据前都设有起始位,数据后有奇偶校验位和停止位。PC 机中有两个异步串行通信接口,称 COM1 和 COM2,其 I/O 地址范围分别为 3F8H3FFH 和 2F8H2FFH。PC 机的 COM1 和 COM2 过去使用的是 25 针 D 型插座,现在改为 9 针 D 型插座。4利用微机进行串行通信的方法讲:COM1 和 COM2 的初始化设置。查询方式和中断方式。MODEM 的中文名称。讲:对一般距离在十几米,或二、三十米范围内,串行通信可不必使用 MODEM,只使用 3 条线 TXD、RXD、GND 即可实现两台设备间的串行通信。第二部分 考试形式刘:最后我们再谈一下有关这门课考试的一些问题。学得再好,最终要反映在考试分数上。采用形成性考核和终结性考核相结合的方式。其中形成性考核:内容为平时作业,占考试总成绩的 20%,能够按时、按质、按量完成平时作业者方可得满分;终结性考核:采用闭卷笔试,占总成绩的 80%,考试时限为 120 分钟。以上两个成绩累计 60 分以上(包括 60 分)为合格。终结性考试的要求及形式71考试要求: 对课程内容的掌握分为三个层次:掌握、理解和了解掌握:属于本课程中基本的必须掌握的内容,包括基本概念、基本原理、基本知识点理解:属于本课程中有一定难度,或是较为综合的内容。了解:属于本课程中要求相对较高,或是应用相对较少的内容。2组卷原则:易或较易题:约 70%较难题: 约 20%难题: 约 10%其中,应掌握的内容为约 80%,理解内容为约 15%,了解内容为约 5%。3试题类型及试卷结构:试题由单选题、是非题、填空题、简答题、部分电路设计、部分编程题等六种题型, 每次考试可能是这几种题型中的几种。各种类型题分数分配比例约为:单选题:约 20%是非题:约 20%填空题:约 20%简答题:约 30%部分电路设计题:约 20%部分编程题:约 20%第三部分 试题解答讲解刘:下面由孙教师对试题形式及如何解答作一些说明。一、 单选题(本题共 20 分,每小题 2 分)1给接口编地址时,如有三根地址线未用到,则会产生()个重叠地址。A)3 B)2 3 C) 2x3 D) 32二、 判断如下说明是否正确(本题共 20 分,每小题 2 分)81利用数字比较器给接口芯片设计地址时可将接口地址设计为在一定范围内可改变。三、 填空题1对查询输出方式,当外设的状态线EMPTY 为( )电平时,不能输出数据。 四、简答题(本题共 10 分,每小题 5 分)1试说明什么是可编程接口,它与一般接口在使用上有什么不同?五、(本题共 30 分,每小题 5 分)已知电路如下图所示:9要求:1 根据电路接法,DAC0832 是工作在单缓冲方式还是双缓冲方式?图 6-10 DAC0832 内部结构图计算机接口技术总复习题及答案1 章练习题一单项选择题1 8086 微处理器可寻址访问的最大 I/O 空间是( )。 1KB 64KB 640KB 1MB2.CPU 的控制总线提供( )。 数据信号流 所有存储器和 I/O 设备的时序信号及控制信号来自 I/O 设备和存储器的响应信号 前面和两项3. CPU 的数据总线提供( )。 数据信号流 所有存储器和 I/O 设备的时序信号及控制信号来自 I/O 设备和存储器的响应信号 地址信号流4. CPU 的地址总线提供( )。 数据信号流 所有存储器和 I/O 设备的时序信号及控制信号来自 I/O 设备和存储器的响应信号 地址信号流5. CPU 在执行 OUT DX,AL 指令时,CPU 往控制总线上送出的有效信号是( )。 IOWMEIORMER6. CPU 在执行 OUT DX,AL 指令时,CPU 往地址总线上送出的有效信号是( )。 DX 寄存器所存放的地址 AL 寄存器所存放的数据 IRW7. CPU 在执行 OUT DX,AL 指令时,CPU 往数据总线上送出的有效信号是( )。 DX 寄存器所存放的地址 AL 寄存器所存放的数据 IOER8. 8086 CPU 寄存器中,能在操作数内存寻址时用作地址寄存器的是( )。 AX BX CX DX9. 8086CPU 在作外设输入时,控制信号 M/ ,DT/ 必须是( )。IO10 11 00 01 1010. 8086CPU 基本总线周期中,地址信号在( )时间发生。 T1 T3 T2 T411. 8086CPU 在作总线操作时,遇到 READY=L 后可插入( )。 1 个等待周期 等待周期个数由具体情况所定 2 个等待周期 3 个等待周期12. 8086 系统中,SP( )。

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