微机原理与接口技术(楼顺天第二版)第七章习题解答

微机原理与接口技术 楼顺天第二版 习题解答微机原理与接口技术 楼顺天第二版 习题解答 第第 7 章章 常用芯片的接口技术常用芯片的接口技术 7 1 答 1 地址选择 2 控制功能 3 状态指示 4 速度匹配 5 转换信 息格式 6 电平转换 7 可编程性 7 2 答 I O 接口是指 I O 设备与系统总线之间的连接部件 I O 端口是指 I O 接口内部可 由 CPU 进行读写操作的各种寄存器 根据存放信息的不同 这些寄存器分别称为数据端口 控制端口和状态端口 7 3 答 I O 端口编址的方式可以分为独立编址和统一编址两种方式 独立编址方式是指 I O 端口与存储器有相互独立的地址空间 统一编址方式是指 I O 端口与存储器共享一个地址空间 所有的存储单元只占用其中 的一部分地址 而 I O 端口则占用另外一部分地址 优缺点 独立编址方式的优点之一是存储器的容量可以达到与地址总线所决定的地址 空间相同 优点之二是访问 I O 端口时的地址位数可以较少 提高总线的利用率 但是缺 点是必须设置专门的 I O 指令 增加了指令系统和有关硬件的复杂性 与独立编址方式相比 统一编址方式的优点是无需专门的 I O 指令 从而使编程较灵 活 但是 I O 端口占用了存储器的一部分地址空间 因而影响到系统中的存储器的容量 并且访问存储器和访问 I O 端口必须使用相同位数的地址 使指令地址码加长 总线中传 送信息量增加 7 4 答 程序查询方式的优点在于可以防止数据的丢失 实现起来较为简单 缺点是它占 用了微处理器的大量时间 实时性较差 中断方式具有较好的实时性 但在一定程度上增加成本和复杂性 DMA 方式的突出优点是传送过程无须处理器的控制 数据也无须经过微处理器 而 是直接在 I O 设备与主存储器间进行 因此既节约了微处理器的时间 也使传送速率大大 提高 缺点是输入 输出操作占用微处理器时间 7 5 答 I O 设备种类繁多 数据传送与响应速度差别大 电平信号各不相同 一般不直接 具备控制功能和可编程性 所以 一般不能直接将 I O 设备连接到系统总线上 7 6 答 一般不考虑外设的状态且传输数据少时采用无条件传送 当需要查询外设的状态 且微机系统规模小 CPU 不需做其他事情时 可以采用查询式输入输出 当 CPU 工作在 较为复杂的系统 且需要实时响应对发生的事件处理时 可以采用中断方式 当需要传送 的数据较多时 一般采用 DMA 方式 7 7 答 20 1MB 00000H FFFFFH 16 64K 0000H FFFFH 10 1K 000H 3FFH 7 8 答 I O 接口 7 9 答 I O 设备 系统总线 7 10 答 数据 状态 控制 双向 I O 接口 CPU CPU I O 接口 7 11 答 状态寄存器 7 12 答 速度 7 13 答 独立 统一 7 14 答 BC 7 15 答 C 7 16 答 A 7 17 答 C 7 18 答 D 7 19 答 B 7 20 答 IN OUT 7 21 答 由于片内有 16 个端口 分别占用 300 30FH 地址 因此 该接口模块的片选信号 的译码电路设计时 A3 A0 不参加译码 其译码电路如图 7 21 所示 A9 A7 A6 A5 A4 A8 IOR IOW 片选信号 图 7 21 7 22 答 在 IBM PC 系统中 如果 AEN 信号未参加 I O 端口地址译码 则会出现 DMA 机 构与 I O 端口竞争总线的问题 即会出现总线竞争问题 在没有 DMA 机构的其他微机系 统中 不会存在同样的问题 7 23 答 连接图如图 7 23 所示 74LS244 1Y1 1Y4 D0 D3 1E 2Y1 2Y4 D4 D7 2E 输入 设备 1A1 1A42A1 2A4 A10 A7 A6 A5 A2 A0 A15 A14 A13 A12 A11 A9 A8 A4 A3 A1 IOR 图 7 23 7 24 答 连接图如图 7 24 所示 74LS374 D0 D7 D0 D7 OE 输出 设备 Q0 Q7 A15 A14 A13 A10 A8 A2 A12 A11 A9 A7 A6 A5 A4 A3 A1 A0 IOW CP 图 7 24 程序如下 MOV CX 10 LEA SI BUFFER MOV DX 04E5H WAIT1 IN AL DX AND AL 98H CMP AL 98H JNZ WAIT1 MOV DX 0E504H L1 MOV AL SI OUT DX AL INC SI LOOP L1 HLT 7 25 答 硬件连接图如图 7 25 所示 74LS244 1Y1 1Y4 D8 D11 1E 2Y1 2Y4 D12 D15 2E 1A1 1A4 2A1 2A4 74LS244 1Y1 1Y4 D0 D3 1E 2Y1 2Y4 D4 D7 2E 输入设备 低8位 1A1 1A4 2A1 2A4 输入设备 高8位 74LS273 D0 D7 S 输出 设备 Q0 Q7 CP INL INH 5V OUTL BHE A10 A7 A6 A5 A2 A0 A15 A14 A13 A12 A11 A9 A8 A4 A3 A1 IOR 74LS138 G1 G2B G2A Y2 Y3 A0 BHE INL INH OUTL OUTH 74LS273 D8 D15 S 输出 设备 Q0 Q7 CP 5V OUTH 图 7 25 硬件连接图 7 26 答 IOSTATE 302H IODATA 300H MOV DX IOSTATE CHECK IN AL DX TEST AL 08H JZ CHECK MOV DX IODATA IN AL DX 7 27 答 PC 机使用 A9 A0共 10 位地址进行 I O 端口选择 现 I O 接口的地址为 3C0H 即 B 如果将高 7 位用来产生片选信号 7 28 答 IOSTATE 124H IODATA1 120H IODATA2 122H MOV SI OFFSET BUF1 MOV DI OFFSET BUF2 CHECK MOV DX IOSTATE IN AL DX TEST AL 01H JNZ READDATA1 TEST AL 10H JNZ READDATA2 JMP CHECK READDATA1 MOV BX OFFSET BUF1 以下 4 行判断是否从设备 1 读入 100 个数 ADD BX 100 CMP SI BX JAE ENDDATA1 读满 100 个数则不再读 MOV DX IODATA1 IN AL DX MOV SI AL INC SI ENDDATA1 JMP CHECK READDATA1 MOV BX OFFSET BUF2 以下 4 行判断是否从设备 2 读入 100 个数 ADD BX 100 CMP DI BX JAE ENDDATA2 读满 100 个数则不再读 MOV DX IODATA2 IN AL DX MOV DI AL INC DI ENDDATA2 JMP CHECK 7 29 答 IOSTATE 0FAH 状态端口 IOIN 0FCH 纸币数据输入端口 IOOUT 0FEH 硬币数据输出端口 CHECKIN MOV DX IOSTATE IN AL DX TEST AL 04H D2 位表示检测到纸币 JNZ EXCHANGE JMP CHECKIN EXCHANGE MOV DX IOIN 读入纸币类型 IN AL DX MOV BL AL 将类型数据暂存在 BL 中 AND AL 0F0H 取得高 4 位 10 位 MOV CL 4 SHR AL CL 右移 4 位 MOV CL 10 MUL CL 10 位乘 10 AND BL 0FH 个