CH06 输入输出控制

CH06 输入输出控制 习题与思考题习题与思考题 1 CPU 与外设之间的数据传输控制方式有哪几种 何谓程序控制方式 它有哪两种基本 方式 请分别用流程图的形式描述其处理过程 略 解答 CPU 与外设之间的数据传输控制方式有三种 程序控制方式 中断方式 DMA 方 式 程序控制方式 程序方式就是指用程序来控制进行输入输出数据传输的方式 程序控制方式的两种基本方式 无条件程序控制方式 条件程序控制方式 流程图 2 采用用查询方式将数据区 DATA 开始的 100 个字节数据在 FCH 端口输出 设状态端口 地址为 FFH 状态字的 D0位为 1 时表示外设处于 忙 状态 试编写查询程序 解答 DATA SEGMENT BUFF DB 100 DUP DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS CODE DS DATA START MOV AX DATA MOV DS AX MOV BX OFFSET BUFF 送缓冲区指针 MOV CX 100 送计数初值 WAIT1 IN AL 0FFH 查询状态 若为 1 则等待 TEST AL 01H JNZ WAIT1 MOV AL BX OUT 0FCH AL 输出一个数据 INC BX LOOP WAIT1 MOV AH 4CH INT21H CODE ENDS END START 3 何谓中断优先级 它对于实时控制有什么意义 有哪几种控制中断优先级的方式 解答 当系统中有多台设备 即多个中断源 同时提出中断请求时 就有先响应谁的问题 也就是如何确定优先级的问题 一般来讲 CPU 总是先响应具有较高优先级的设备 解决 优先级问题的方法一般有三种 软件查询法 简单硬件方式和专用硬件方式 4 什么叫 DMA 传送方式 其主要步骤是什么 试比较 DMA 传输 查询式传输及中断方 式传输之间的优缺点和适用场合 解答 在 DMA 方式下 外部设备利用专门的接口电路直接和存储器进行高速数据传送 而不需经过 CPU 数据传输的速度基本上取决于外设和存储器的速度 传输效率大大提 高 DMA 主要步骤 一般来说 完成一次 DMA 传输的主要步骤为 1 当外设准备就绪时 它向 DMA 控制器发 DMA 请求 DMA 控制器接到此信号后 经过优先级排队 如需要的话 向 CPU 发 DMA 请求 送至 CPU 的 HOLD 引脚 2 CPU 在完成当前总线周期后会立即对 DMA 请求做出响应 CPU 的响应包括两个 方面 一方面将控制总线 数据总线和地址总线置高阻 另一方面将有效的 HLDA 信号加 到 DMA 控制器上 以此来通知 DMA 控制器 CPU 已经放弃了对总线的控制权 3 DMA 控制器收到 HLDA 信号后 即取得了总线控制权 这时 它往地址总线上 发送地址信号 指出本次数据传输的位置 同时 发出相应的读 写信号 决定是进行输入还 是输出操作 4 每传送一个字节 DMA 控制器会自动修改地址寄存器的内容 以指向下一个要 传送的字节 同时 修改字节计数器的内容 判别本次传输是否结束 5 当字节计数器的值达到计数终点时 DMA 过程结束 DMA 控制器通过使 HOLD 信号失效 撤消对 CPU 的 DMA 请求 CPU 收到此信号 一方面使 HLDA 无效 另一方 面又重新开始控制总线 实现正常的运行 程序方式的特点 使用方便 系统开销不大 但速度较慢 适用于设备不 多且实时响应要求不高的小系统 中断方式 CPU 与外设之间可以并行工作 因此大提高 CPU 的工作效率 但一系列的保护 恢复 现场的工作 仍要花费不少 CPU 的时间 适用于设备较 多且实时响应要求较高的系统 DMA 方式 需要增加 DMA 控制器 适用于大量高速的数据传送 5 什么是中断向量 中断向量表的功能是什么 已知中断源的中断类型码分别是 84H 和 FAH 它们所对应的中断向量分别为 2000H 1000H 3000H 4000H 这些中断向量应放 在中断向量表的什么位置 如何存放 编程完成中断向量的设置 解答 中断向量 中断服务程序的入口地址 中断向量表 存放中断向量的表 中断向 量与中断类型码有对应关系 84H 的位置 210H 213H FAH 的位置 3E8H 3EBH 0000 210H 00 10 00 20 0000 3E8H 00 40 00 30 PUSH DS MOV DX 2000H MOV DS DX MOV DX 1000H MOV AL 84H MOV AH 25H INT 21H MOV DX 3000H MOV DS DX MOV DX 4000H MOV AL 0FAH MOV AH 25H INT 21H POP DS 6 试结合 8086 8088CPU 可屏蔽中断的响应过程 说明向量式中断的基本处理步骤 解答 接口发中断请求信号 中断请求 若有中断优先级判别 进行判优 当前指令 执行完后 CPU 进行中断回答 中断响应 中断类型号 N 送 CPU 当前的 PSW CS IP 推入堆栈 清除 IF 和 TF 4 N 作为 IP 4 N 2 作为 CS 中 断子程序执行 中断服务 开中断 IRET 指令使 IP CS 和 PSW 弹出堆栈 返回 被中断的程序 中断返回 7 在中断响应总线周期中 第一个脉冲向外部电路说明什么 第二个脉冲呢 INTAINTA 解答 第一个脉冲 INTA 使 IRR 的锁存功能失效 目的是防止此时再来中断导致中断响应的错误 到第二 个时恢复有效 INTA 使 ISR 的相应位置位 表示已为该中断请求服务 使 IRR 相应位清 0 第二个脉冲 INTA 送中断类型码 中断类型码由用户编程和中断请求引脚的编码共同决定 详见编程 部分 如果 8259A 工作在中断自动结束方式 则此时清除 ISR 的相应位 8 中断处理的主要步骤有哪些 试说明每一步的主要动作 9 如果 8259A 按如下配置 不需要 ICW4 单片 中断请求边沿触发 则 ICW1的值为多 少 如要求产生的中断类型码在 70H 77H 之间 则 ICW2的值是多少 解答 ICW1 1 0 10B ICW2 0111 0 B 10 在上题中 假设 8259A 的端口地址为 00H 和 01H 采用中断自动结束 固定优先级 完成对该 8259A 的初始化 解答 初始化程序如下 MOV AL 1 0 10B OUT 00H AL ICW1 MOV AL 0111 0 B OUT 01H AL ICW2 MOV AL 0000 0 11B ICW4 OUT 01H AL 前提 ICW1 1 0 11B MOV AL 00H OUT 00H AL OCW2 11 如果 8259A 用在 80386DX 系统中 采用一般的 EOI 缓冲模式 主片 特殊全嵌套 方式 则 ICW4的值是什么 解答 ICW4 0001 1101B 12 如果 OCW2等于 67H 则允许何种优先级策略 为什么 解答 67H 0110 0111B 固定优先级 13 某系统中 CPU 为 8088 外接一片 8259A 作为中断控制器 五个中断源分别从 IR0 IR4 以脉冲方式引入系统 中断类型码分别为 48H 4CH 中断服务子程序入口的偏移地址分 别为 2500H 4080H 4C05H 5540H 和 6FFFH 段地址均是 2000H 允许它们以非中 断自动结束方式 固定优先级工作 请完成 画出硬件连接图 写出此时 8259A 的端口地址 编写 8259A 的初始化程序 包括对中断向量表的设置 解答 图略 中断向量表的设置 PUSH DS MOV DX 2000H MOV DS DX MOV DX 2500H MOV AX 2548H INT 21H MOV DX 4080H MOV AX 2549H INT 21H MOV DX 4C05H MOV AX 254AH INT 21H MOV DX 5540H MOV AX 254BH INT 21H MOV DX 6FFFH MOV AX 254CH INT 21H POP DS 8259 的初始化 MOV AL 1 0 11B 13H 送 ICW1 所有 的位全取 0 OUT 20H AL MOV AL 48H 送 ICW2 即中断类型码的高 5 位 OUT 21H AL MOV AL 000 01B 01H 送 ICW4 所有 的位全取 0 OUT 21H AL MOV AL 1110 0000B E0H 送 OCW1 OUT 21H AL 14 某系统中设置两片 8259A 级联使用 从片接至主片的 IR2 同时 两片芯片的 IR3上 还分别连接了一个中断源 要求电平触发 普通 EOI 结束 编写全部的初始化程序 端口地址可用自定 解答 8259 的初始化 主片 MOV AL 1 1 01B 19H 送 ICW1 所有 的位全取 0 OUT 20H AL MOV AL 0000 0100B 送 ICW3 OUT 21H AL MOV AL 0001 01B 送 ICW4 所有 的位全取 0 OUT 21H AL MOV AL 1111 0011B F3H 送 OCW1 OUT 21H AL 8259 的初始化 从片略 15 设 8253 的通道 2 工作在计数方式 外部事件从 CLK2引入 通道 2 计满 500 个脉冲向 CPU 发出中断请求 CPU 响应这一中断后重新写入计数值 开始计数 以后保持每 2 秒 钟向 CPU 发出一个中断请求 假设条件如下 外部计数事件频率为 1kHz 中断类型码为 54H 试完成硬件连接图并编写完成该任务的全部程序 包括芯片的初始化 中断向量的设 置 中断服务子程序 解答 略 16 DMA 控制器 8237A 的主要功能是什么 其单字节传输方式与数据块传输方式有什么不 同 解答 略 17 某 8086 系统中使用 8237A 完成从存储器到存储器的数据传送 已知源数据块首地址 的偏移地址值为 1000H 目标数据块首地址