计算机科学与技术.ppt

课程复习 课程总体要求1 较深入地了解微机接口的组成及工作原理 2 掌握微机的各种接口方式 3 掌握分析和设计典型接口 包括软硬件 的方法 第1章绪论 1 1概述 微处理器及其发展 微型机发展趋势 微机系统的组成 基本结构1 2什么是接口1 3接口的功能1 4接口的基本组成1 5接口的分类 按应用分类 按接口功能分类 接口的分类 一 按应用分类1 用户交互接口2 辅助操作接口3 传感接口4 控制接口 第2章输入输出技术 2 1概述2 2输入输出的寻址方式 存储器映象寻址方式 I O映象寻址方式2 3输入输出控制方式 无条件传送控制方式 程序查询传送控制方式 中断传送控制方式 直接存储器存取 DMA 方式2 4中断控制器8259A 8259A的内部结构 引脚功能 工作方式 编程2 5DMA控制器8237A 8237A的内部结构 引脚功能 工作方式 编程 第3章存储器接口 3 1概述 存储器的分类 半导体存储器3 2典型存储芯片3 3存储器与CPU的接口3 4动态存储器及其接口3 5存储器的扩充与驱动 存储器的扩充 总线的驱动 CPU时序与存储器存取速度之间的配合3 6软盘及软盘控制器 软盘的结构 软盘的分类 软盘驱动器3 7硬盘存储器 硬盘与硬盘驱动器 硬盘的几个基本概念 硬盘适配器3 8光盘存储器 光盘存储器的分类 工作原理 CD ROM光盘结构 驱动器与适配器 光驱技术 第4章数据通信方式及常用接口芯片 4 1概述4 2可编程并行接口8255A 8255的结构 方式选择 工作方式特点 4 3可编程多功能接口8155 8155的结构及引脚 工作方式与基本操作4 4可编程定时 计数器8254 8254的内部结构 引脚功能 工作方式 编程4 5实时时钟与CMOSRAM MC146818的内部结构 引脚功能 工作方式 编程4 6串行通信基础 串行通信方式 波特率 数据传送方式 调制与解调4 7可编程异步通信接口8250 8250的内部结构 引脚功能 编程 可编程多功能接口8155 8254的通道结构 MC146818的内部结构 1 时基输入与时钟输出 可接入三种频率的时钟 4 197304MHz 1 048576MHz 32 768KHz 2 中断周期 方波速率选择逻辑 用于选择中断周期的长短和方波输出频率的大小 二者的选择不是任意的 而是具有连锁性和相关性 有固定的16种组合 3 方波输出逻辑4 总线接口5 时钟日历修改逻辑与BCD 二进制增加逻辑 采用二种数制 即二进制计数和BCD码计数 由编程选择 6 寄存器组 有A B C D4个8位寄存器 用于保存CPU送来的编程控制字和芯片本身的某些状态 7 时钟 报警 日历RAM 用于保存秒 分 时等时钟日历信息及报警时间信息 8 用户RAM 50个字节 可使用户保存其它信息 8250内部结构框图 吉林大学远程教育学院 计算机接口技术 主讲人 赵宏伟教授总学时 32吉林大学计算机科学与技术学院 第二讲 总复习 第5章总线及其接口 5 1概述 总线 总线标准 总线的分类5 2IBMPC总线5 3ISA总线5 4PCI总线5 5STD总线 模块化设计 STD总线规范 STD总线工业控制机的应用系统模式5 6IEEE488总线 IEEE488总线的特点 总线结构 总线定义及功能 总线数据的传送技术5 7RS 232C串行接口总线 RS 232C总线标准 串行接口应用举例5 8CAN总线 CAN节点的设计 第6章模拟通道及其接口 6 1概述6 2D A转换及其接口 D A转换原理 8位D A转换器DAC0832 8位CPU与超过8位的DAC接口 12位D A转换器DAC1210 6 3A D转换及其接口 A D转换原理 8位A D转换器ADC0809 12位A D转换器AD574 双积分式A D转换器MC14433 6 4V F转换及其接口 V F转换原理 V F转换器LM3316 5采样保持器 采样保持原理 采样保持器的主要性能指标 LF398及其应用 6 6多路模拟开关CD4051 DAC0832的内部构造 ADC0809内部结构 AD574内部结构 由CD4051 LF398等芯片组成的应用电路 第7章外部设备及其接口 7 1概述7 2LED数码显示器及其接口 LED显示器结构与原理 LED显示器与显示方式 LED显示器接口 7 3打印机及其接口 打印机概述 微型打印机 7 4绘图仪及其接口7 5CRT显示器及其接口 显示器的工作原理 CRT控制器 显示器的基本概念 显示器技术 7 6键盘及其接口 PC系列机键盘 抖动与串键 独立式键盘 矩阵键盘 键盘工作方式 7 7鼠标器及其接口7 8BCD拨码盘及其接口7 9扫描仪及其接口 扫描仪的工作原理 扫描仪的分类 扫描仪的性能指标 几个扫描仪的应用问题 软件译码显示器接口 LQ 1600K打印机主要结构 显示器的工作原理 矩阵键盘的行扫描法 第8章抗干扰技术 8 1概述 干扰的含义 干扰的来源 干扰窜入的渠道 干扰抑制方法 8 2空间干扰的抑制 屏蔽技术 接地技术 8 3供电系统干扰的抑制8 4过程通道干扰的抑制 去耦和滤波 隔离技术 光纤传输的原理及应用 8 5软件抗干扰技术 填空题 1 打印机按其结构分为 击打式 和 非击打式 两种 2 AD574采用的转换原理是 逐次逼近式 3 常见的A D转换器分为 计数式 和 逐次逼近式 双积分式 和 并行式 四种 其中抗干扰性最好的是 双积分式 但它的主要缺点是 速度慢 4 4KB容量的存储器系统 若首地址为A4000H 则末地址为 A5000H 5 采用SDLC HDLC方式时 标志场信息为 01111110 6 键盘按其提供编码方式分为 编码键盘 和 非编码键盘 两种 7 LED七段显示器的显示方式分为 静态显示 和 动态显示 两种 8 8255A的 C 端口可工作于位控方式 A 端口可工作于双向方式 9 DAC1210的分辨率是 12位 简答题 1 1 接口按应用分为哪几类 每一类试举一例 答 从应用角度分类 微计算机接口一般可分为四种基本类型 用户交互接口 键盘接口辅助操作接口 CPU与ROM及RAM接口传感接口 压力传感器接口控制接口 LED显示灯接口2 什么是接口 接口的功能是什么 答 在微计算机系统中 CPU与外部设备之间的联系 需要有特定的硬件连接和相应的软件控制 完成这一任务的软 硬件综合称为接口 接口应具有以下功能 1 地址译码或设备选择 2 数据缓冲和锁存 3 信息格式与电平转换 4 数据传送的协调 简答题 2 3 设计一个查询式输入的接口电路 并根据这一电路编写相应的查询输入程序 答 程序查询方式的硬件接口部分应包括数据端口 状态端口 端口选择及控制逻辑等三个部分 端口选择及控制逻辑由地址译码器和逻辑部门电路组成 最终产生有效的数据端口及状态端口的片选信号 或称设备选择信号 状态端口一般就是三态缓冲器 而数据端口可能是三态缓冲器 对输入设备而言 或数据锁存器 对输出设备而言 数据传送通过数据总线进行 8088是8位 而状态信息往往只需要一位 它可以连接到CPU数据总线的任一位上 由程序控制识别这一位的状态 进而作出判断 是允许数据传送 还是需要继续查询状态 程序对每个I O设备的查询 是通过检查该设备的状态标志来实现的 例如 某一I O设备的状态标志为 1 表示该设备已准备好 可以同CPU交换数据 否则 就不能与CPU交换数据 而要继续查询状态标志 因此最简单的查询方法是用输入指令IN逐个读取I O设备的状态标志 并对状态标志进行相应的测试 简答题 3 4 简述8254的三种读出方式 答 简单读出方式 一个计VE道的现有计数值可以通过读取减1计数器CE而获得 在未锁存的状态下 OL跟随CE 即CE的状态可通过OL读出 锁存读出方式 该方式利用一条锁存命令 该命令是控制字中读 写格式的一种组合 可作为命令的特征码 回读命令方式 回读命令是读取某通道的现有计数值及 或 状态的命令 5 简述MC146818的基本功能 答 MC146818是MOTOROLA公司生产的CMOS实时时钟 日历芯片 该芯片可产生秒 分 时 星期 日 月及年等7个时标 可通过程序读取或修改这些时标 可提供100年日历 可编程任意设定定时中断 定时范围由30 517 s至23时59分59秒 还有CMOSRAM存储器 其应用十分广泛 简答题 4 6 简述模数转换的基本过程 答 采样与量化是A D转换的基本过程 1 采样 为了把一个连续变化的模拟信号转变成对应的数字信号 就必须首先把模拟信号在时间上离散化 也就是对模拟信号进行采样 采样的过程一般是 先使用一个采集电路 按等距离时间间隔 对模拟信号进行采样 然后用保持电路将采集来的信号电平保持一段时间 以便模数转换器正确地将其转换成对应的数字量 2 量化 模拟量输入信号被采样以后 得到的是时间上离散 幅值上连续的信号 即离散信号 但是要想用计算机处理 就必须把这种信号转换为时间上和幅值上都离散的信号 即数字信号 这种把离散信号转变为数字信号的过程 就是量化过程 简答题 5 7 8237A有哪几种传送方式 有哪几种传送类型 答 有四种工作方式 1 单字节传送方式 2 数据块传送方式 3 请求传送方式 4 级连方式 采用DMA读 DMA写 DMA校验等三种不同的传送类型 简答题 6 8 机械触点开关的主要特点是什么 如何解决 答 抖动是开关本身的一个最普遍的问题 它的产生是当机械开关的触点闭合时 在达到稳定之前需要短暂抖动或弹跳几下 即反复闭合 断开几次之后 才能达到可靠地闭合在一起 抖动也存在于开关断开时 其情形与开关闭合时相同 根据所用键的不同质量 键的抖动时间可为10 20ms 键的抖动会引起一次按键被读入多次 解决键的抖动可以使用硬件滤波方法或软件延迟方法 硬件滤波是对每一个键加上R C滤波电路 或加上RS去抖电路 这种方法通常在键数少的情况下使用 而键数较多时 则经常采用软件去抖动技术 这种方法的实质就是采用一个产生20ms左右延迟的子程序 以等待键的输出达到完全稳定后才去读取代码 简答题 7 9 LED显示器的工作原理是什么 何谓共阳极 何谓共阴极 答 LED显示器是用发光二极管显示字形的显示器件 在应用系统中通常使用的是七段显示器 七段显示器由七段组成 每一段是一个发光二极管 排成一个 日 字形 通过控制某几个发光二极管的导通发光而显示出某一字形 如数字0 9 字符A B C D E F P等 为了能采用不同的驱动电路 一个七段显示器内部的七个发光二极管的连接有两种方法 一种叫共阴极接法 每个发光二极管的阴极接在一起 在使用中应将阴极接低电平 当某个发光管的阳极接高电平时 相应发光二极管就被点亮 另一种接法叫共阳极接法 即把所有发光管的阳极在内部连在一起 使用时应接高电平 当某个发光管的阴极接低电平时 相应发光二极管就亮 简答题 8 10 简述异步通信与同步通信的主要区别 答 l 时钟要求同步通信 发送与接收时钟频率精确相等 异步通信 发送与接收时钟频率基本相等即可 2 控制信息同步通信 要求对整个数据块附加帧信息 用于高速数据链路 异步通信 要求对每个数据字符均附加帧信息 用于低速设备 低速传送 3 校验方式同步通信 采用16位循环冗余校验码 可靠性高 异步通信 采用1位奇偶校验 可靠性相对较低 简答题 9 11 以行扫描方式为例 简述非编码键盘的工作过程 答 行扫描法是步进扫描方式 每次向键盘的某一行发出扫描信号 同时通过检查列线的输出来确定闭合键的位置 图中给出了一个4 4的键盘矩阵 共有16个键 假设其中第2行第2列的键N 2 2 闭合 其余断开 行扫描的过程是这样的 微处理器先输出0000到键盘的4根行线 分析题 1 8259A当前最高优先权为IR4 若OCW2命令设置为自动循环优先权方式 试指出命令执行后8259A的优先权排队顺序 答 IR5 IR6 IR7 IR0 IR1 IR2 IR3 IR42 设某存储器系统ROM容量为2KB 末地址为27FFH RAM为4KB 已知其地址是连续的 且ROM区在前 RAM区在后 求该存储器系统的存储器首地址和末地址 答 首地址2000H 末地址37FFH 3 设异步串行通信的波特率为2400波特 若传送1KB的数据 每帧信息占10个数据位 试计算传送所需的时间 答 1024 10 1 2400 4 3 s 4 若同时锁存8254的0通道和1通道的状态和计数值 试写出其对应的回读命令字 答 11000110 应用题 1 例 利用DAC0832设计一个三角波信号发生器 试画出接口电路 写出控制程序 答 MOVDX 300HR0 MOVCX 0FFHMOVAL 00HR1 OUTDX ALINCALLOOPR1MOVCX 0FFHR2 DECALOUTDX ALLOOPR2JMPR0 应用题 2 例 PC XT机控制ADC0809构成一个压力参数采集系统 要求以查询方式采集400个压力值 存入ADBUF开始的存储单元 试设计硬件接口电路 并编写程序 答 DATASEGMENTADCBUFDB8DUP 采样数据缓冲区DATAENDSADCCEQU84H A D控制口地址ADCSEQU88H A D状态口地址 应用题 3 CODESEGMENTASSUMECS CODE DS DATASTART MOVAX DATA