《接口技术》习题课.pdf

1 多媒体教学课件多媒体教学课件多媒体教学课件多媒体教学课件 微型计算机接口技术 河南科技大学信息工程学院自动化系河南科技大学信息工程学院自动化系河南科技大学信息工程学院自动化系河南科技大学信息工程学院自动化系 卜文绍，博士，副教授卜文绍，博士，副教授卜文绍，博士，副教授卜文绍，博士，副教授 习习题题课课 2 习题1-2：微机接口技术的基本任务是什么？习题1-2：微机接口技术的基本任务是什么？ 答：接口是微处理器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。接口技术的基本任务 有两条： 1）通过接口，实现设备与总线的连接； 2）CPU通过接口对设备进行访问，即操作或控制设备。 第一章第一章第一章第一章 概述概述概述概述 3 习题1-6：I/O设备接口一般具有哪些功能？习题1-6：I/O设备接口一般具有哪些功能？ 答：从解决答：从解决CPU与外设连接时存在的矛盾看，一般有以下功能：与外设连接时存在的矛盾看，一般有以下功能： 执行执行执行执行CPUCPU命令命令命令命令。CPU对被控对象的控制，是通过“接口电路的 命令寄存器”解释、执行CPU命令代码实现的。 返回外设状态返回外设状态返回外设状态。返回外设状态。外设及接口电路的工作状态，是由“接口电路 的状态寄存器”报告给CPU的。 数据缓冲数据缓冲数据缓冲数据缓冲。在CPU与外设之间传输数据时，主机高速与外设 低速之间的矛盾，是通过接口电路的“数据寄存器”来解决。 信号转换信号转换信号转换信号转换。微机总线信号与外设信号的兼容，要通过接口电 路的逻辑模块进行转换来实现。包括：信号的逻辑关系、时 序配合、电平匹配的转换等。 设备选择设备选择设备选择设备选择。一个一个CPUCPU连接多个外设时，要连接多个外设时，要通过接口电路的通过接口电路的I/OI/O 地址译码电路，选定需要与其交换信息的设备端口地址译码电路，选定需要与其交换信息的设备端口。 数据宽度与数据格式转换。数据宽度与数据格式转换。数据宽度与数据格式转换。数据宽度与数据格式转换。有的外设（如串行通信设备）使有的外设（如串行通信设备）使 用串行数据，且要求按一定的数据格式传输，因此接口电路用串行数据，且要求按一定的数据格式传输，因此接口电路 应应具有数据并具有数据并- -串、数据串串、数据串- -并转换的能力并转换的能力。 4 习题1-7：I/O设备接口，由哪几部分组成？习题1-7：I/O设备接口，由哪几部分组成？ 答：答：答：一般的答：一般的I/O设备接口，都由硬件和软件两部分组成。设备接口，都由硬件和软件两部分组成。 1、接口电路的硬件一般由以下几部分组成：、接口电路的硬件一般由以下几部分组成： 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。 端口地址译码电路：实现设备的选择功能。 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。 2、软件部分，即接口控制程序。、软件部分，即接口控制程序。包括：可编程接口芯片的初始 化程序、中断和DMA数据传输方式处理的程序段、对外设 主控程序段，及程序终止与退出程序段等。 5 习题1-8：I/O设备与CPU间交换数据有哪几种方 式？ 习题1-8：I/O设备与CPU间交换数据有哪几种方 式？ 答：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： 查询方式查询方式：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。 中断方式中断方式：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 DMA方式方式（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。 6 习题1-10：什么是总线桥？总线桥与接口有何不 同？ 习题1-10：什么是总线桥？总线桥与接口有何不 同？ 首先，总线桥与接口的区别是首先，总线桥与接口的区别是首先，总线桥与接口的区别是首先，总线桥与接口的区别是“ “连接的对象不同连接的对象不同连接的对象不同连接的对象不同” ”。接口 连接的是I/O设备、与本地总线（用户总线）；而总线 桥连接的是本地ISA总线与PCI总线。 其次，传递信息的方法不同其次，传递信息的方法不同其次，传递信息的方法不同其次，传递信息的方法不同。接口是直接传递信息。接口是直接传递信息，接 口两端的信息通过硬件传递，是一一对应的固定关系。 而桥是间接传递信息而桥是间接传递信息，桥两端的信息是一种映射的关 系，并非通过硬件一一对应直接传递信息，即由软件建 立起来的映射规则实现，可动态改变。 答答答答: : 总线桥，是实现微处理器总线与PIC总线，以及PCI 总线与本地总线之间的连接与信息交换（映射）的 接口。 总线桥与接口的不同之处：总线桥与接口的不同之处： 2 7 习题2-2：微机总线由哪些信号线组成？基本任务是什么？习题2-2：微机总线由哪些信号线组成？基本任务是什么？ 第第第第2 2章章章章 总线技术总线技术总线技术总线技术 答： 1、所谓总线，就是一组传输数据或信息的信号线。、所谓总线，就是一组传输数据或信息的信号线。包括： 数据总线。 数据总线。传输数据，采用双向三态逻辑。 地址总线。 地址总线。传输地址信息，采用单向三态逻辑。 控制总线。 控制总线。传输控制与状态信号。 电源线和地线。 电源线和地线。 2、总线最基本的任务：是实现微处理器对外连接和传输信息总线最基本的任务：是实现微处理器对外连接和传输信息。 存储器和外设通过总线连接到系统中去； 微处理器运行程序所需要的指令、数据及状态信息，是通过 总线从存储器或外部设备获取与返回。 通过总线，使各部分形成一个有机整体来运行程序。 8 习题2-4：评价一种总线的性能，要考虑哪几 方面因素？ 习题2-4：评价一种总线的性能，要考虑哪几 方面因素？ 答：评价一个总线的性能一般有如下几个方面：答：评价一个总线的性能一般有如下几个方面： 总线频率总线频率。反映总线工作速率的重要参数。 总线宽度总线宽度。数据总线的位数。 总线传输率总线传输率。单位时间内总线上卡传输的数据总量。 同步方式同步方式。有同步、异步之分。在同步方式下有同步、异步之分。在同步方式下，总线上主模 块与从模块，进行一次传输所需的时间是固定的；在异步方式下在异步方式下，采 用应答式传输技术，传输周期是可以改变的。 多路复用，可减少总线的线数多路复用，可减少总线的线数多路复用，可减少总线的线数多路复用，可减少总线的线数。 负载能力负载能力负载能力负载能力。 信号线数信号线数信号线数信号线数。与系统性能并不成正比，但与复杂度成正比。 9 习题习题习题习题2 2 2 2- - - -5 5 5 5：总线与接口有何关系？：总线与接口有何关系？：总线与接口有何关系？：总线与接口有何关系？ 为什么接口设计者对总线很关心？为什么接口设计者对总线很关心？为什么接口设计者对总线很关心？为什么接口设计者对总线很关心？ 答：答： 外部设备是通过总线连接到系统中去的，但设备并非直接设备并非直接 与总线连接，而是通过设备接口连接到总线上去的与总线连接，而是通过设备接口连接到总线上去的。 因此，接口与总线的关系极为密切，接口技术是随着总线接口技术是随着总线 技术的发展而提升的技术的发展而提升的。如果微机系统采用的总线改变了， 则接口设计也一定要做相应的改变，这就是接口对总线的 依赖性。 这就是接口对总线的 依赖性。 现代微机系统中，采用多总线、分层次总线总线结构，不不 同的总线，与之连接的接口不同同的总线，与之连接的接口不同。例如： 高速总线通过高速接口（桥）与高速设备连接； 低速总线通过低速接口与低速设备连接。 10 习题习题习题习题3 3 3 3- - - -2 2 2 2：何为端口？接口电路中一般拥有几种端口？：何为端口？接口电路中一般拥有几种端口？：何为端口？接口电路中一般拥有几种端口？：何为端口？接口电路中一般拥有几种端口？ 第第第第3 3章章章章 I/OI/O端口地址译码技术端口地址译码技术端口地址译码技术端口地址译码技术 答： 1、端口（、端口（port)是电路中能被是电路中能被CPU直接访问的寄存器的地址直接访问的寄存器的地址。 访问端口，就是访问接口电路中的寄存器 。 访问端口，就是访问接口电路中的寄存器。CPU可通过这 些端口（地址），可向接口电路中的寄存器发送命令，读 取状态和传送数据。 2、一个接口电路中，可以有几种不同类型的端口2、一个接口电路中，可以有几种不同类型的端口。如命令 （端）口、状态（端）口和数据（端）口，分别对应于命 令寄存器、状态寄存器和数据寄存器。CPU命令只能写到命令只能写到 命令端口；外设（或端口）的状态只能从状态口读取；数命令端口；外设（或端口）的状态只能从状态口读取；数 据只能从数据口读据只能从数据口读/写写。 11 习题习题习题习题3 3 3 3- - - -4 4 4 4：微机系统中有两种I/O端口地址的编址方式？ 各有何特点？ ：微机系统中有两种I/O端口地址的编址方式？ 各有何特点？ 答：统一编址方式（存储器映象方式）、独立编址方式（I/O映 象方式、专用I/O指令方式）。 1 1）统一编址：）统一编址：）统一编址：）统一编址：从存储器空间划出一部分地址空间给I/O设备，从存储器空间划出一部分地址空间给I/O设备， 把I/O接口中的端口把I/O接口中的端口“当作存储器单元当作存储器单元”一样进行访问一样进行访问。 ? 优点优点优点优点： 不设置专门I/O指令，对存储器的部分访问指令可用于端口 ： 不设置专门I/O指令，对存储器的部分访问指令可用于端口， 指令类型多，功能全 ， 指令类型多，功能全。 可给端口带来较大的寻址空间。 。 可给端口带来较大的寻址空间。 ? 缺点缺点缺点缺点： 占用了存储器的地址空间 ： 占用了存储器的地址空间，使存储器容量减小。 指令长度比专门 ，使存储器容量减小。 指令长度比专门I/O指令要长，因而执行速度较慢指令要长，因而执行速度较慢。 对 。 对I/O端口寻址须全地址译码，增加了地址线端口寻址须全地址译码，增加了地址线，硬件开销大。，硬件开销大。 12 2 2 2 2）独立编址）独立编址）独立编址）独立编址：这种方式是接口中的端口地址单独编址这种方式是接口中的端口地址单独编址，而不 与存储空间合一起。 ? 主要优点主要优点主要优点主要优点： I/O端口地址不占用存储器空间； 使用专门的I/O指令，指令短，执行速度快 使用专门的I/O指令，指令短，执行速度快； 因地址是分开的，I/O端口和存储器的地址可以重叠I/O端口和存储器的地址可以重叠。 对端口寻址不需要全地址线译码，地址线少不需要全地址线译码，地址线少，也简化了地址 译码电路的硬件。 I/O操作和存储器操作指令区别明显， I/O操作和存储器操作指令区别明显，程序的可读性强。 ? 主要缺点主要缺点主要缺点主要缺点： I/O指令类型少（只有IN、OUT），对I/O的处理能力不如同 一编址； 由于单独设置I/O指令，需增加IOR、IOW的控制信号引脚， 增加了CPU负担。 3 13 习题3-5习题3-5：输入/输出指令（IN/OUT）与I/O读写控制信 号有什么对应关系？ ：输入/输出指令（IN/OUT）与I/O读写控制信 号有什么对应关系？ 答：答：答：答：I/OI/O指令、与指令、与指令、与指令、与I/OI/O读写控制信号读写控制信号读写控制信号读写控制信号，是完成I/O操作这一任 务，缺一不可的两个方面。 IOR-、IOW-，是CPU对I/O设备进行读/写操作的硬件上 的控制信号（低有效）。但这两个线号不能自激活，需由但这两个线号不能自激活，需由 IN、OUT指令激活指令激活。 在程序中，执行 。 在程序中，执行IN指令使指令使IOR-有效，完成读入（输入）有效，完成读入（输入） 操作；执行操作；执行OUT指令使指令使IOW-有效，完成写（输出）操有效，完成写（输出）操 作作。 14 习题习题3-7：I/O端口地址译码电路作用是什么？试分析端口地址译码电路作用是什么？试分析I/O 地址译码电路的输出信号地址译码电路的输出信号“选择接口芯片选择接口芯片”的物理含义？的物理含义？ 答： 1）I/O端口地址译码电路的作用，就是把地址、控制信号进行逻 辑组合，从而产生对接口芯片的选择信号。 2）I/O地址译码电路的输出信号中，只有一根地址译码电路的输出信号中，只有一根CS-片选信号， 且低电平有效，其物理意义是： 当 片选信号， 且低电平有效，其物理意义是： 当CS-有效，选中一个接口芯片时有效，选中一个接口芯片时，这个芯片内部的数据线 打开，并与系统的数据总线接通，从而打开了接口电路与 系统总线的通道； 而其他芯片的 而其他芯片的CS-无效时，芯片内部呈高阻抗，关闭了接口无效时，芯片内部呈高阻抗，关闭了接口 电路与系统总线的通道电路与系统总线的通道。 每一个外设芯片都需要一个CS-信号去接通/断开其数据线 与系统数据总线，CS-相当于一个开/关控制信号。 15 习题3-8习题3-8：I/O端口地址译码电路设计需要考虑的几个问 题是什么？ ：I/O端口地址译码电路设计需要考虑的几个问 题是什么？ 答：答：答：答： 1）遵循）遵循I/O端口选用原则端口选用原则：选用用户可用的地址段，或未被占 用的地址段，避免冲突。 2）正确选用地址译码方法）正确选用地址译码方法：一般单端口地址译码采用全译码单端口地址译码采用全译码 法，多端口地址译码采用部分译码法法，多端口地址译码采用部分译码法。 3）灵活设计）灵活设计I/O地址译码电路地址译码电路。产生同样端口地址的译码电路 不是唯一的， 只要能满足I/O端口地址的要求即可。 电路的组成可采用不同元件（IC电路、译码器、GAL）、 不同的电路类型（固定式、开关式地址译码电路等）； 参加译码的地址信号、控制信号的组合可以不同。 16 习题3-11习题3-11：你能采用74LS138设计一个I/O地址译码电路 吗？（可参考例题3.2）。略。 ：你能采用74LS138设计一个I/O地址译码电路 吗？（可参考例题3.2）。略。 ?“I/O操作是指操作是指CPU直接对直接对I/O设备进行操作设备进行操作”，这话 对吗？ 答：不对 ，这话 对吗？ 答：不对。I/O操作是指I/O端口操作，即访问与I/O设 备相关的端口，而不是对I/O设备直接操作。 17 ? 若要求I/O端口地址为374H，则 在图3.1（a）中的输入地址线 要作哪些改动？ 若要求I/O端口地址为374H，则 在图3.1（a）中的输入地址线 要作哪些改动？ 答：答：为了使I/O端口的地址为374H，图 3.1（a）中地址线A2、A8后的非 门去掉，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。如下图所示： 18 习题习题习题习题4 4 4 4- - - -2 2 2 2：定时与计数，是什么关系？：定时与计数，是什么关系？：定时与计数，是什么关系？：定时与计数，是什么关系？ 第第第第4 4章章章章 定时定时定时定时/ /技术技术技术技术技术技术技术技术 答：定时的本质是计数定时的本质是计数，只不过这里，只不过这里“数数”的单位是时间单位（如的单位是时间单位（如 ns、us、ms、s）。）。 习题习题习题习题4 4 4 4- - - -5 5 5 5：微机系统中有哪两种外部定时方法？各有何优：微机系统中有哪两种外部定时方法？各有何优：微机系统中有哪两种外部定时方法？各有何优：微机系统中有哪两种外部定时方法？各有何优 缺点？缺点？缺点？缺点？ 答：微机系统中的外部定时有软件定时和硬件定时两种方法。 1 1 1 1、软件定时：、软件定时：、软件定时：利用、软件定时：利用CPU内部定时机构，运用软件编程，循环执 行一段程序而产生的等待延时。 内部定时机构，运用软件编程，循环执 行一段程序而产生的等待延时。 优点优点优点优点：不需增加硬设备，只需编相应延时程序以备调用。：不需增加硬设备，只需编相应延时程序以备调用。 缺点缺点缺点缺点：CPU执行延时程序增加了执行延时程序增加了CPU的时间开销，延时时间越 长，开销越大，降低了 的时间开销，延时时间越 长，开销越大，降低了CPU的效率；通用性差的效率；通用性差。 2 2 2 2、硬件定时：、硬件定时：、硬件定时：采用外部定时器进行定时、硬件定时：采用外部定时器进行定时，即可采用，即可采用“可编程定时可编程定时/ 计数器计数器”，也可采用不可编程，也可采用不可编程“单稳延时电路单稳延时电路”实现定时。实现定时。 4 19 优点优点： 定时器独立于CPU自成系统，不占用CPU的时间，定时时间 可长可短，使用灵活。 定时准确，定时时间不受主机频率影响，定时程序具有通 用性，故得到广泛应用。 ： 定时器独立于CPU自成系统，不占用CPU的时间，定时时间 可长可短，使用灵活。 定时准确，定时时间不受主机频率影响，定时程序具有通 用性，故得到广泛应用。 2 2）可编程定时器：）可编程定时器：）可编程定时器：可编程定时器的定时间隔和定时范围可由程）可编程定时器：可编程定时器的定时间隔和定时范围可由程 序进行设定和改变，使用方便灵活序进行设定和改变，使用方便灵活。一般采用可编程定时。一般采用可编程定时/计 数器，如 计 数器，如Intel8253/8254等。等。 1 1）不可编程定时器：）不可编程定时器：）不可编程定时器：采用中小规模集成器件构成定时电路。常 见的定时器有单稳触发器和 ）不可编程定时器：采用中小规模集成器件构成定时电路。常 见的定时器有单稳触发器和555定时器等，利用外界电阻、电 容的组合，实现一定范围的定时。 优点：电路简单； 缺点：定时时间不便于更改，使用不灵活。 定时器等，利用外界电阻、电 容的组合，实现一定范围的定时。 优点：电路简单； 缺点：定时时间不便于更改，使用不灵活。 20 答：82C54A有6种工作方式方式0方式5。区分不同工作方 式的特点，主要体现在以下的4个方面： 启动计数器的触发方式不同； 计数过程中，门控信号GATE对计数操作的控制作用不 同； 计数/定时到时，输出端OUT输出的波形不同。 在计数过程中，写入新的计数初值的处理方式不同； ? “3方式”由于具有自动重新装载计数初值，能输出重复波形， 且输出波形的高低电平比为1:1或近似1:1（方波或近似方 波），所以在实际中应用最广泛。 习题习题习题习题4 4 4 4- - - -8 8 8 8：82C54A82C54A82C54A82C54A有有有有6 6 6 6种工作方式，其中使用最多的是哪几种工作方式，其中使用最多的是哪几种工作方式，其中使用最多的是哪几种工作方式，其中使用最多的是哪几 种？区分不同工作方式应从哪几个方面进行分析？种？区分不同工作方式应从哪几个方面进行分析？种？区分不同工作方式应从哪几个方面进行分析？种？区分不同工作方式应从哪几个方面进行分析？ 21 答：答： 1）定时常数（计数初值），是决定）定时常数（计数初值），是决定82C54A的计数多少和定 时长短的重要参数。 的计数多少和定 时长短的重要参数。 2）定时常数（计数初值）的计算：）定时常数（计数初值）的计算： 习题习题习题习题4 4 4 4- - - -9 9 9 9：计数初值或定制常数有什么作用？如何计算：计数初值或定制常数有什么作用？如何计算：计数初值或定制常数有什么作用？如何计算：计数初值或定制常数有什么作用？如何计算 82C54A82C54A82C54A82C54A的定时常数？的定时常数？的定时常数？的定时常数？ 要求产生 要求产生“ “定时时间间隔定时时间间隔定时时间间隔定时时间间隔” ”的定时时常的定时时常Tc T Tc c = = 要求定时的时间要求定时的时间要求定时的时间要求定时的时间 / / 时钟脉冲周期时钟脉冲周期时钟脉冲周期时钟脉冲周期 = = / / （1/CLK1/CLK）= = CLKCLK 要求产生 要求产生“ “频率为频率为频率为频率为f f 的信号波形的信号波形的信号波形的信号波形” ”的定时时常（分频系的定时时常（分频系 数）数）Tc T Tc c = = 时钟脉冲的频率时钟脉冲的频率时钟脉冲的频率时钟脉冲的频率 / / 要求的波形频率要求的波形频率要求的波形频率要求的波形频率= = CLK / CLK / f fOUT OUT 22 答：在对8253进行始化编程时： 1）首先向命令寄存器中写入方式字，选择计数通道、工作方 式、计数初值的长度及写入顺序、计数码制。 2）然后按方式字的要求向选定的计数通道中写入计数初值。 习题习题习题习题4 4 4 4- - - -11111111：82C54A82C54A82C54A82C54A的初始化编程包含哪两项内容？的初始化编程包含哪两项内容？的初始化编程包含哪两项内容？的初始化编程包含哪两项内容？ 23 答：各计数器的初始化及计数值装入程序段，分别为： 1 1 1 1）计数器）计数器）计数器）计数器0 0 0 0：二进制计数，工作在二进制计数，工作在二进制计数，工作在二进制计数，工作在0 0 0 0方式，计数初值方式，计数初值方式，计数初值方式，计数初值1234H1234H1234H1234H MOV DX, 307H ；命令口 MOV AL， MOV DX, 307H ；命令口 MOV AL，00 11 0000B0000B ；方式字: 选T方式字: 选T0 0、先低后高、0方式、二进制、先低后高、0方式、二进制 OUT DX，AL MOV DX，304H ；T OUT DX，AL MOV DX，304H ；T0 0数据口 MOV AL，34H ；计数值低字节 OUT DX，AL MOV AL，12H ；计数值高字节 OUT DX，AL 数据口 MOV AL，34H ；计数值低字节 OUT DX，AL MOV AL，12H ；计数值高字节 OUT DX，AL 习题习题习题习题4 4 4 4- - - -14141414：假设假设假设假设82C54A82C54A82C54A82C54A的端口地址为的端口地址为的端口地址为的端口地址为304H307H304H307H304H307H304H307H，试按下列要，试按下列要，试按下列要，试按下列要 求，分别写求，分别写求，分别写求，分别写3 3 3 3个计数通道的初始化及计数初值装入程序段（指令个计数通道的初始化及计数初值装入程序段（指令个计数通道的初始化及计数初值装入程序段（指令个计数通道的初始化及计数初值装入程序段（指令 序列）序列）序列）序列） 计数器计数器计数器计数器0 0 0 0：二进制计数，工作在：二进制计数，工作在：二进制计数，工作在：二进制计数，工作在0 0 0 0方式，计数初值方式，计数初值方式，计数初值方式，计数初值1234H1234H1234H1234H。 计数器计数器计数器计数器1 1 1 1：BCDBCDBCDBCD码计数，码计数，码计数，码计数， 工作在工作在工作在工作在2 2 2 2方式，计数初值方式，计数初值方式，计数初值方式，计数初值100H100H100H100H。 计数器计数器计数器计数器2 2 2 2：二进制计数，工作在：二进制计数，工作在：二进制计数，工作在：二进制计数，工作在4 4 4 4方式，计数初值方式，计数初值方式，计数初值方式，计数初值55H55H55H55H。 24 2）计数器1：2）计数器1： BCDBCDBCDBCD码计数，码计数，码计数，码计数， 工作在工作在工作在工作在2 2 2 2方式，计数初值方式，计数初值方式，计数初值方式，计数初值100H100H100H100H MOV DX,307H ；命令口 MOV AL， MOV DX,307H ；命令口 MOV AL，01 11 0101B0101B ；方式字: 选T方式字: 选T1 1、先低后高、2方式、BCD、先低后高、2方式、BCD OUT DX，AL MOV DX，305H ；T OUT DX，AL MOV DX，305H ；T1 1数据口 MOV AL，00 数据口 MOV AL，00H ；计数值低字节 OUT DX，AL MOV AL，01 H ；计数值低字节 OUT DX，AL MOV AL，01H ；计数值高字节 OUT DX，AL 3）计数器2: H ；计数值高字节 OUT DX，AL 3）计数器2: 二进制计数，工作在二进制计数，工作在二进制计数，工作在二进制计数，工作在4 4 4 4方式，计数初值方式，计数初值方式，计数初值方式，计数初值55H55H55H55H MOV DX,307H ；命令口 MOV AL， MOV DX,307H ；命令口 MOV AL，10 01 1000B1000B ；方式字: 选T方式字: 选T2 2、只低字节、4方式、二进制、只低字节、4方式、二进制 OUT DX，AL MOV DX，306H ；T OUT DX，AL MOV DX，306H ；T2 2数据口 MOV AL，55 数据口 MOV AL，55H ；计数值 OUT DX，AL H ；计数值 OUT DX，AL 5 25 答：输出负脉冲的宽度是10个时钟脉冲宽度。 习题习题习题习题4 4 4 4- - - -16161616：计数通道：计数通道：计数通道：计数通道1 1 1 1，工作在，工作在，工作在，工作在1 1 1 1方式，方式，方式，方式， CLK1=1.19318MHzCLK1=1.19318MHzCLK1=1.19318MHzCLK1=1.19318MHz，GATE1GATE1GATE1GATE1由外部控制，写入计数初值由外部控制，写入计数初值由外部控制，写入计数初值由外部控制，写入计数初值 为为为为10101010。试问计数通道。试问计数通道。试问计数通道。试问计数通道1 1 1 1的输出脉冲宽度是多少？的输出脉冲宽度是多少？的输出脉冲宽度是多少？的输出脉冲宽度是多少？ )( 8.3810 101.19318 1 6 s= 答：计数初值为： 习题习题习题习题4 4 4 4- - - -19191919：要求产生：要求产生：要求产生：要求产生25kHz25kHz25kHz25kHz的方波，则应向方波发生器的方波，则应向方波发生器的方波，则应向方波发生器的方波，则应向方波发生器 写入的计数初值是多少？方波发生器的写入的计数初值是多少？方波发生器的写入的计数初值是多少？方波发生器的写入的计数初值是多少？方波发生器的GATE=1GATE=1GATE=1GATE=1， CLK=1.19318MHzCLK=1.19318MHzCLK=1.19318MHzCLK=1.19318MHz。 4847.73 1025 101.19318 3 6 = 26 答：计数初值：计数初值： 习题习题习题习题4 4 4 4- - - -22222222：采用计数通道：采用计数通道：采用计数通道：采用计数通道0 0 0 0，设计一个循环扫描器。要，设计一个循环扫描器。要，设计一个循环扫描器。要，设计一个循环扫描器。要 求扫描器每隔求扫描器每隔求扫描器每隔求扫描器每隔10ms10ms10ms10ms输出一个宽度为输出一个宽度为输出一个宽度为输出一个宽度为1 1 1 1个时钟的负脉个时钟的负脉个时钟的负脉个时钟的负脉 冲。定时器的冲。定时器的冲。定时器的冲。定时器的CLK0=100kHzCLK0=100kHzCLK0=100kHzCLK0=100kHz，GATE0=1GATE0=1GATE0=1GATE0=1，端口地址为，端口地址为，端口地址为，端口地址为 304304304304307H307H307H307H。试编写出初始化程序段、计数初值装入。试编写出初始化程序段、计数初值装入。试编写出初始化程序段、计数初值装入。试编写出初始化程序段、计数初值装入 程序段。程序段。程序段。程序段。 E8H031000D 101001/ 1010 3 -3 = ）（ 计数器初始化、计数值装入程序段为： 计数器计数器计数器计数器0 0 0 0：二进制计数，工作在二进制计数，工作在二进制计数，工作在二进制计数，工作在2 2 2 2方式，计数初值方式，计数初值方式，计数初值方式，计数初值03E803E803E803E8H H H H MOV DX, 307H ；命令口 MOV AL， MOV DX, 307H ；命令口 MOV AL，00 11 0100B ；方式字: 选T方式字: 选T0 0、先低后高、2方式、二进制、先低后高、2方式、二进制 OUT DX，AL MOV DX，304H ；T OUT DX，AL MOV DX，304H ；T0 0数据口 MOV AL，E8H ；计数值低字节 OUT DX，AL MOV AL，03H ；计数值高字节 OUT DX，AL 数据口 MOV AL，E8H ；计数值低字节 OUT DX，AL MOV AL，03H ；计数值高字节 OUT DX，AL 27 习题习题习题习题5 5 5 5- - - -1 1 1 1：什么是中断？中断的实质是什么？：什么是中断？中断的实质是什么？：什么是中断？中断的实质是什么？：什么是中断？中断的实质是什么？ 第第第第5 5章章章章 中断技术中断技术中断技术中断技术 答： 1）中断：是指中断：是指CPU在正常运行程序时，由于内部在正常运行程序时，由于内部/外部事件或 由程序预先安排的事件，引起 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 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）中断的实质： 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）中断的实质： 从程序的逻辑关系看，中断的实质就是程序的转移。被暂 时中断的程序，称为主程序或调用程序；获得 从程序的逻辑关系看，中断的实质就是程序的转移。被暂 时中断的程序，称为主程序或调用程序；获得CPU为其服 务的程序，称为中断服务程序。 为其服 务的程序，称为中断服务程序。 一个中断过程有两次程序转移。一个中断过程有两次程序转移。 28 习题习题习题习题5 5 5 5- - - -3 3 3 3：微机中的中断有哪两种类型？：微机中的中断有哪两种类型？：微机中的中断有哪两种类型？：微机中的中断有哪两种类型？ 答：微机中断系统的中断源，大致分为两大类微机中断系统的中断源，大致分为两大类： 硬中断（外部中断）。 硬中断（外部中断）。硬中断由来自外部的事件产生，发 生具有随机性，何时中断产生，CPU预先未知。可分为： 可屏蔽中断INTR、不可屏蔽中断NMI。 软中断（内部中断）。 软中断（内部中断）。软中断由用户在程序中发出中断指 令 INT nH产生，指令的操作数 n 称为中断号。何时产生中 断由程序安排。在软中断处理过程中，CPU不发出中断响 应信号，也不要求中断控制器提供中断号。包括：DOS中 断功能、BIOS中断功能两部分。 29 答：答： 1）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。 2）中断类型号负责引导CPU找到中断服务程序入口点。通过中断 类型号查中断向量表可得中断向量（中断服务程序入口地 址），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. 3）中断号的获取。CPU对系统中不同类型的中断源，获取中断号 的方法不同。 可屏蔽中断INTR的中断号。在中断响应周期，从中断控制器 获取。 软中断INT nH的中断号。由中断指令直接给出的。 不可屏蔽中断NMI、CPU内部特殊中断的中断号。由系统预先 设置好的。 习题习题习题习题5 5 5 5- - - -4:4:4:4:什么是中断号？它有何作用？如何获得中断号？什么是中断号？它有何作用？如何获得中断号？什么是中断号？它有何作用？如何获得中断号？什么是中断号？它有何作用？如何获得中断号？ 30 答：答： 1）中断触发方式，指外部设备以什么逻辑信号去向中断控制器 申请中断。 2）中断触发方式，包括：边沿触发、电平触发。中断触发方式 在中断控制器初始化时设定。 习题习题习题习题5 5 5 5- - - -5:5:5:5:什么是中断触发方式？中断触发方式有哪两种？什么是中断触发方式？中断触发方式有哪两种？什么是中断触发方式？中断触发方式有哪两种？什么是中断触发方式？中断触发方式有哪两种？ 答：答：可屏蔽中断的处理过程一般可分为4个阶段： 中断申请： 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INTA。 中断响应： 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。 中断服务： 中断服务：CPU执行中断服务程序，为中断源服务。 中断返回： 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返回到原程序去执行。 习题习题习题习题5 5 5 5- - - -8:8:8:8:可屏蔽中断的处理过程一般包括几个阶段？可屏蔽中断的处理过程一般包括几个阶段？可屏蔽中断的处理过程一般包括几个阶段？可屏蔽中断的处理过程一般包括几个阶段？ 6 31 答：答：8259A协助CPU完成的中断事务主要有： 接收和扩充外设的中断请求； 进行中断请求的屏蔽与开放控制； 对中断源进行优先级排队管理； 中断被响应时，提供该中断源的中断类型号。 习题习题习题习题5 5 5 5- - - -11:11:11:11:中断控制器中断控制器中断控制器中断控制器8259A在微机系统中协助在微机系统中协助在微机系统中协助在微机系统中协助CPUCPUCPUCPU对对对对 中断事务管理做了哪些工作？中断事务管理做了哪些工作？中断事务管理做了哪些工作？中断事务管理做了哪些工作？ 32 答：答： 1）何为中断向量修改？）何为中断向量修改？修改中断向量，就是修改同一中断号下修改中断向量，就是修改同一中断号下 的中断服务程序入口地址。的中断服务程序入口地址。若入口地址变了，则中断产生 后，程序转移的目标（方向）也就随之改变。 2）目的？）目的？修改中断向量，是解决系统中断资源共享的一种手修改中断向量，是解决系统中断资源共享的一种手 段，也是用户利用系统中断资源，开发可屏蔽中断服务程序段，也是用户利用系统中断资源，开发可屏蔽中断服务程序 的常用方法的常用方法。 3）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，其步骤可分为以下其步骤可分为以下3步：步： 保存原中断向量：用35H号功能读取原来的中断向量，保存 于两个字单元中； 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）； 恢复原中断向量：使用完，再利用25H号功能将保存于两个 字单元中的原来的中断向量重新填入到中断向量表中。 习题习题习题习题5 5 5 5- - - -14141414: : : :中断向量修改的目的是什么？修改中断向量的中断向量修改的目的是什么？修改中断向量的中断向量修改的目的是什么？修改中断向量的中断向量修改的目的是什么？修改中断向量的 方法与步骤？方法与步骤？方法与步骤？方法与步骤？ 33 习题习题习题习题7 7 7 7- - - -3 3 3 3：可编程并行接口芯片：可编程并行接口芯片：可编程并行接口芯片：可编程并行接口芯片82C55A82C55A82C55A82C55A面向面向面向面向I/OI/OI/OI/O设备一侧的端口有几设备一侧的端口有几设备一侧的端口有几设备一侧的端口有几 个？其中个？其中个？其中个？其中C C C C口的使用有哪些特点？口的使用有哪些特点？口的使用有哪些特点？口的使用有哪些特点？ 第第第第7 7章章章章 并行接口并行接口并行接口并行接口 答：答： ?82C55A面向I/O设备一侧有3个8位的端口：A口、B口和C 口，或者说有2个8位的端口（A口、B口）和2个4位的端口 （C上、C下）。 ?其中，C口比较特殊，它的特点主要有： 作为数据口，可分为两个独立的4位口（C上、C下）使用； 1方式和2方式时，C口的部分引脚作为A、B口的固定联络 信号线； 1方式和2方式时，C口作为状态口使用； PC口的引脚可以用按位置/复位命令字进行按位控制。 34 习题习题习题习题7 7 7 7- - - -4 4 4 4：82C55A82C55A82C55A82C55A有哪几种工作方式？各有何特点？有哪几种工作方式？各有何特点？有哪几种工作方式？各有何特点？有哪几种工作方式？各有何特点？ 答：答：8255A有3种工作方式，其中A口可工作于方式0、方式1和方 式2；B口只能工作于方式0和方式1。 ?方式方式0的特点的特点： 基本输入/输出方式，输出有锁存功能，输入 有缓冲功能，采用无条件方式或查询方式与CPU交换信息； 2 个8位口和2个4位口，24根I/O信号线全部由用户控制； 无专 用联络信号线；无固定时序；无确定的状态字； 单向I/O。 ?方式方式1的特点的特点： 选通（应答）输入/输出方式，输入、输出都 具有锁存功能，采用查询方式或中断方式与CPU交换信息； A、B口作为数据口，C口部分引脚作专用联络信号线，这些信 号线用户不能指定为其他用途； 有专用联络信号线；有固定 时序；有确定的状态字； 单向I/O。 ?方式方式2的特点的特点： A口为双向选通（应答）输入/输出方式，采用 查询方式或中断方式与CPU交换信息； 有专用联络信号线； 有固定时序；有确定的状态字；联络线定义、时序及状态字都 是方式1输入和输出的组合。 35 习题习题习题习题7 7 7 7- - - -7 7 7 7：什么是什么是什么是什么是82C55A82C55A的初始化？如何对的初始化？如何对的初始化？如何对的初始化？如何对82C55A82C55A进行进行进行进行 初始化编程？初始化编程？初始化编程？初始化编程？ 答：答： 1）82C55A的初始化？采用方式命令，指定82C55A的工作方式及 其方式下的三个并行端口的输入输出功能。 2）如何对82C55A进行初始化编程？对8255A进行初始化编程主 要是写入方式字，设置所使用的每个并行端口的工作方式及 传送方向；另外，如果有必要，在初始化时还要写入将PC某 个引脚置1或清0的命令字（C口按位置/复位命令字）。 36 习题习题习题习题7 7- -1010：82C55A82C55A没有设置专门的状态口，但在没有设置专门的状态口，但在没有设置专门的状态口，但在没有设置专门的状态口，但在1 1方式和方式和方式和方式和 2 2方式下方式下方式下方式下有固定的状态字有固定的状态字有固定的状态字有固定的状态字，试问，试问，试问，试问CPUCPU是从是从是从是从82C55A82C55A哪个哪个哪个哪个 端口读入状态字的？端口读入状态字的？端口读入状态字的？端口读入状态字的？ 答：答：状态字是82C55A输入/输出操作过程中在内部产生，从C端口 读取的，因此从C端口读出的状态字与C端口的外部引脚无关。 习题习题习题习题7 7- -1313：如果要求将：如果要求将：如果要求将：如果要求将82C55A82C55A的的的的A A端口、端口、端口、端口、B B端口和端口和端口和端口和C C端口端口端口端口 设置为设置为设置为设置为0 0方式，且方式，且方式，且方式，且A A端口和端口和端口和端口和B B端口用于输入而端口用于输入而端口用于输入而端口用于输入而C C端口用于端口用于端口用于端口用于 输入，那么应向命令寄存器写入什么方式的命令字？输入，那么应向命令寄存器写入什么方式的命令字？输入，那么应向命令寄存器写入什么方式的命令字？输入，那么应向命令寄存器写入什么方式的命令字？ 答：答：命令字 1001 1 011B=9BH 初始化的程序段： MOV DX，303H ；8255A命令口地址 MOV AL，9BH ；初始化命令 OUT DX，AL ；送到命令口 7 37 习题习题习题习题7 7- -1414：为将：为将：为将：为将82C55A82C55A的的的的A A端口和端口和端口和端口和B B端口均设置为端口均设置为端口均设置为端口均设置为1 1方式方式方式方式 输入，应向命令寄存器写入何值？输入，应向命令寄存器写入何值？输入，应向命令寄存器写入何值？输入，应向命令寄存器写入何值？ 答：答：命令字 1011 0 110B=B6H 初始化的程序段： MOV DX，303H ；8255A命令口地址 MOV AL，B6H ；初始化命令 OUT DX，AL ；送到命令口 38 习题习题习题习题8 8 8 8- - - -2 2 2 2：什么是串行通信的全双工和半双工？：什么是串行通信的全双工和半双工？：什么是串行通信的全双工和半双工？：什么是串行通信的全双工和半双工？ 第第第第8 8章章章章 串行通信接口串行通信接口串行通信接口串行通信接口 答：答： 1 1 1 1、全双工：、全双工：、全双工：、全双工：通信双方同时进行“发送、接受”数据，发送与接受 分流（无需进行接受/发送反向的切换）。 特点特点：每一端都有发送器和接收器； 每端有有二条传输线。无须接收/发送切换。 2 2、半双工