计算机原理习题答案07

1、第七章输入和输出习题与答案1、请说明为什么输入接口的数据缓冲寄存器必须有三态输出功能而输出接口却不需要的原 因。解:输入接口的数据缓冲寄存器的输出端是直接接在数据总线上的，如果数据寄存器没有三态输出功能，则无论数据寄存器被寻址选中或未被选中，其数据都会被送上数据总线，若此时总线上真正要传送的数据与该输入缓存器的内容不一致时，就会发生总线冲突。 所以，输入接口的数据缓冲器必须有三态输出功能，以便当接口未被寻址选中时，其输出端处于高阻态，从而与总线隔离。对于输出接口来说， 是输入端与数据总线相连， 而输出端是与外设相连，因此其输出不影响总线状态；另外，一个外设一般只与一个输出数据缓存起相连，因此输

2、出接口的数据缓存器无须有三态输出功能。2、8086/8088CPU中哪些寄存器可以用于I/O寻址？若I/O端口地址分别是 10H和100H，分别写出向这两个端口写入73H的程序段。解: 8086/8088CPU内可以用于I/O寻址的寄存器为 AL、AX和DX。向端口 10H写入73H的程序段为:MOV AL，73HOUT10H, AL向端口 10H写入73H的程序段为:MOV AL，73HMOV DX，100HOUT DX，ALDO DID2D3D4D5D5锁存器3、图为7段显示器接口，显示器米用共阳 极接法，试编写程序段，使 AL中的一位 十六进制数显示于显示器上。输出锁存器 地址为40H。

3、TABLEDB3FH, 06H，5BH，4FHDB66H，6DH，7DH，07HDB7FH，67H，77H，7CH，DB39H，5EH，79H，71HLEABX，TABLEXLAT解：OUT 40H，AL4、PC/XT机有哪些输入输出方式？各自的特点如何？DMA控制器应具备哪些功能？解：无条件方式：需要外设处于就绪状态，硬件简单；查询方式：CPU需要不断地查询外设是否就绪，浪费CPU时间，硬件较简单；中断方式：外设准备好后，向CPU发中断请求，请求CPU完成数据传输，外设与CPU 并行；硬件又比前两者复杂。DMA方式：CPU对DMAC初始化后，由 DMAC控制总线完成数据传送；CPU与I/O并

4、行。速度快，用于大量数据传输。DMAC占用总线时，CPU不能用。硬件更复杂。5、与程序控制I/O方式相比较，中断控制方式有哪些优点。解：用查询方式使 CPU与外设交换数据时，CPU要不断读取状态位，检查输入设备是否已经 准备好数据，输出设备是否忙碌或输出缓冲器是否已空。若外设没有准备就绪，CPU就必须反复查询，进入等待循环状态。由于许多外设的速度很低，这种等待过程会占用 CPU的大部 分时间，但是真正用于传输数据的时间却很少，使CPU的利用率变得很低。为了提高CPU执行有效程序的工作效率和提高系统中多台外设的工作效率，可以让外设处于能主动申请中断的工作方式，这在有多个外设及速度不匹配时，尤其重

5、要。采用中断方式后，CPU平时可以执行主程序，只有当输入设备将数据准备好了以后，或 者输出端口的数据缓冲器已空时，才向CPU发中断请求。CPU响应中断后，暂停执行当前的程序，转去执行管理外设的中断服务子程序。在中断服务程序中，用输入或输出指令在CPU和外设之间进行一次数据交换。等输入或输出操作完成以后，CPU又会去执行原来的程序。这样，外设在处理数据期间，CPU就不必浪费大量的时间去查询它们的状态，因此中断传送方式的好处就是能大大提高 CPU的工作效率。6、请用74LS138译码器及其他门电路设计一个端口地址译码器，使CPU可以对一下地址范围寻址:(1)740H -747H;(2)750H -

6、757H;(3)758H -75FH;(4)768H -76FH。AioA9A8A7A6A5A4A3A2A1A0(1)11101000XXX(2)11101010XXX(3)11101011XXX(4)11101101XXX解：各地址范围地址线的逻辑电平:A5A4A3740H747HBY0 H 匹Y3T5莎-G2E17750H7S7H758H75FHFHrrh心G877、图为开关量检测与指示电路接口。显示器采用7段LED显示器，它由BCD-7段译码、驱动器所驱动，并采用共阴极接法（只有阴极为低电平，显示器才会发亮），试编写一段程序来统计开关闭合的个数，并显示在LED显示器上。输入缓冲器和输出数

7、据锁存器地址为20H。三态缓沖暮解：INAL，20HMOVBL，ALMOVAL，00010000BMOVCX，8AGAIN:SHRBL，1JNCNEXTINCALNEXT :LOOPAGAINOUT20H，AL& 什么是DMA ? DMA操作可以分几个主要步骤？解：（1）DMA方式：即直接内存访问方式，完全由硬件执行 I/O交换的工作方式。在这种方 式下，DMA控制器从CPU完全接管对总线的控制，数据交换不经过 CPU，而直接在内存 与设备之间进行。（2）DMA操作可以分3个主要步骤：即传送前预处理、正式传送、传送后处理阶段。 预处理阶段：由 CPU执行几条输入输出指令，测试设备状态。向 DM

8、A控制器的设 备地址寄存器中送入设备号， 并启动设备。向内存地址计数器中送入起始地址。 向字计数器 中送入交换的数据字个数。 正式传送阶段：外设准备好发送数据（输入）或接收数据（输出）时，发出DMA请求，由DMA控制器向CPU发出总线使用权的请求（HOLD ）。CPU在本机器周期执行完毕 后响应该请求并使 CPU的总线驱动器处于高阻状态，然后与系统总线相脱离，DMA控制器 接管数据总线和地址总线的控制，并向内存提供地址。在内存和外围设备之间进行数据交换。每交换一个字则地址计数器和字计数器加1，当记数值到0时，DMA操作结束并向CPU提出中断报告。 DMA 后处理工作： 一旦 DMA 的中断请求

9、得到响应， CPU 将停止主程序的执行， 转去执行中断服务程序进行 DMA 操作的后处理。 包括校验送入内存的数据是否正确； 决定 使用 DMA 方式传送数据还是结束传送；测试传送过程中是否发生错误。9、8237A 在做 DMA 控制时，能为存储器和 I/O 设备提供多少条地址线？分别说明下列 8237A 引线的作用：（1）DBoDB7；（2）Ao A3 ；（ 3） A4 A7。解：DBoDB7 :数据/地址线，双向三态。从态时为数据线，作为CPU对8237A进行读/写操作的数据输入 /输出线。主态时为地址线，提供高8 位地址线 A8 A15 ， DMA 传送时还是数据的输入输出段端。 823

10、7A-5 作 DMA 控制时可以为存储器和 I/O 设备提供 16 位地址线： AoA7 （低8位）和DBoDB7 （高8位）。AoA3 :最低地址线，双向三态。从态时作输入，选中8237A的16个端口地址；主态时作输出，提供 2o位内存地址最低4位。A4A7 :地址线，单向。主态时作输出，提供2o位地址中的A4A7。1。、试利用通道1从外设输入54KB的一个数据块，传送至 5678H开始的存储区域（增量 传送），采用块传送方式，传送完不自动初始化，外设的 DREQ 和 DACK 都为高电平有效。 已知 8237A 的端口地址为 5oH5FH。解: OUT 5DH, AL;主清除命令MOV AL, 78H;基地址和当前地址的低8位OUT 5oH, ALMOV AL, 56H;基地址和当前地址的高8位OUT 5oH,