微型计算机原理与接口技术答案课件2

16十一月2022第五章作业习题课杭州电子科技大学自动化学院微机原理与接口技术10十一月2022第五章作业习题课杭州电子科技大学自动化116十一月2022P2371.答：静态RAM速度非常快，只要电源存在内容就不会自动消失。它的基本存储电路为6个MOS管组成1位，因此集成度相对较低，功耗也较大。一般，高速缓冲存储器用它组成。

DRAM的内容在10-3或10-6秒之后自动消失，因此必须周期性的在内容消失之前进行刷新。由于它的基本存储电路由一个晶体管及一个电容组成，因此它的集成度高，成本较低，另外耗电也少，但它需要一个额外的刷新电路。DRAM运行速度较慢，SRAM比DRAM要快2~5倍，一般，PC机的标准存储器都采用DRAM组成。

10十一月2022P237216十一月2022P2372.答：掩膜型ROM中信息是厂家根据用户给定的程序或数据，对芯片图形掩膜进行两次光刻而写入的，用户对这类芯片无法进行任何修改。

PROM出厂时，里面没有信息，用户采用一些设备可以将内容写入PROM，一旦写入，就不能再改变了，即只允许编程一次。

EPROM可编程固化程序，且在程序固化后可通过紫外光照擦除，以便重新固化新数据。

EEPROM可编程固化程序，并可利用电压来擦除芯片内容，以重新编程固化新数据。10十一月2022P237316十一月20227.答：由于所用的芯片为1024×1位，构成1024×8位（即1K×8位）的存储器需要8片，因此组成16K×8位的存储器需要16×8＝128片。片内有1024个单元，需要10根地址线。

16组（每组8片）存储器需要16根片选信号，至少需要4根地址线经译码器输出。示意图如下页。

10十一月20227.答：由于所用的芯416十一月2022D7D6D5D4D3D2D1D0CSCSCSCSCSCSCSCSY0Y1Y15CSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCS…...10十一月2022D7D6D5516十一月202213.图如下CED7~D0D15~D8A12~A0OECEA13~A1RD1#2764CED7~D0D15~D8A12~A0OECEA13~A1RD2#2764CE2D7~D0D15~D8A12~A0WECE1A13~A1WR3#6264CE2D7~D0D15~D8A12~A0WECE1A13~A1WR4#6264CE2CE2A0Y0Y1Y2Y3BHEM/IOA19A18A17A16A15A14BACG2BG2AG1BHEY2Y3A0A010十一月202213.图如下CED7~D0D15~616十一月202213.

CBAA19A18A17A16A15A14

A13~A000000Y0有效80000~83FFFH100001Y1有效84000~87FFFH100010Y2有效88000~8BFFFH100011Y3有效8C000~8FFFFH10十一月202213.716十一月2022第六章作业习题课杭州电子科技大学自动化学院微机原理与接口技术10十一月2022第六章作业习题课杭州电子科技大学自动化816十一月2022P2621.答：CPU和外设之间的信息交换存在以下一些问题：速度不匹配；信号电平不匹配；信号格式不匹配；时序不匹配。

I/O接口电路是专门为解决CPU与外设之间的不匹配、不能协调工作而设置的，处于总线和外设之间，一般应具有以下基本功能：⑴设置数据缓冲以解决两者速度差异所带来的不协调问题；⑵设置信号电平转换电路，如可采用MC1488、MC1489、MAX232、MZX233芯片来实现电平转换。⑶设置信息转换逻辑，如模拟量必须经A/D变换成数字量后，才能送到计算机去处理，而计算机送出的数字信号也必须经D/A变成模拟信号后，才能驱动某些外设工作。⑷设置时序控制电路；⑸提供地址译码电路。10十一月2022P262916十一月20223.答：CPU与外设通信时，传送的信息主要包括数据信息、状态信息和控制信息。在接口电路中，这些信息分别进入不同的寄存器，通常将这些寄存器和它们的控制逻辑统称为I/O端口，CPU可对端口中的信息直接进行读写。在一般的接口电路中都要设置以下几种端口：

⑴数据端口：用来存放外设送往CPU的数据以及CPU要输出到外设去的数据。数据端口主要起数据缓冲的作用。

⑵状态端口：主要用来指示外设的当前状态。每种状态用1位表示，每个外设可以有几个状态位，它们可由CPU读取，以测试或检查外设的状态，决定程序的流程。

⑶命令端口：也称为控制端口，它用来存放CPU向接口发出的各种命令和控制字，以便控制接口或设备的动作。10十一月20223.答：CPU与外设通1016十一月2022I/O端口的编址方式有两种：分别称为存储器映象寻址方式和I/O指令寻址方式。

存储器映象寻址方式：把系统中的每个I/O端口都看作一个存储单元，并与存储单元一样统一编址，这样访问存储器的所有指令均可用来访问I/O端口，不用设置专门的I/O指令。

I/O指令寻址方式：对系统中的输入输出端口地址单独编址，构成一个I/O空间，它们不占用存储空间，而是用专门的IN指令和OUT指令来访问这种具有独立地址空间的端口。

8086/8088CPU采用I/O指令寻址方式，用地址总线的低16位(A15~A0)来寻址I/O端口，最多可以访问216＝65536个输入或输出端口。10十一月2022I/O端口的编址方式有两1116十一月20224.答：CPU与外设之间的数据传输数据采用程序控制方式、中断方式、DMA方式等三种。

程序控制传送方式：CPU与外设之间的数据传送是在程序控制下完成的。⑴无条件传送方式：也称为同步传送方式，主要用于对简单外设进行操作，或者外设的定时是固定的或已知的场合。⑵条件传送：也称为查询式传送方式，在开始传送前，必须先查询外设已处于准备传送数据的状态，才能进行传送。

采用中断方式：CPU平时可以执行主程序，只有当输入设备将数据准备好了，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，10十一月20224.答：CPU与外设之间1216十一月2022转去执行管理外设的中断服务程序。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之后，CPU又回去执行原来的程序。

DMA方式：也要利用系统的数据总线、地址总线和控制总线来传送数据。原先，这些总线是由CPU管理的，但当外设需要利用DMA方式进行数据传送时，接口电路可以向CPU提出请求，要求CPU让出对总线的控制权，用DMA控制器来取代CPU，临时接管总线，控制外设和存储器之间直接进行高速的数据传送。这种控制器能给出访问内存所需要的地址信息，并能自动修改地址指针，也能设定和修改传送的字节数，还能向存储器和外设发出相应的读/写控制信号。在DMA传送结束后，它能释放总线，把对总线的控制权又交还给CPU。10十一月2022转去执行管理外设的中断服务程序。在中断1316十一月20227.Y0Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y1G1G2AG2BABCA12A15A13A5A4A3A14M/IO74LS1389000~9007H9008~900FH9010~9017H9018~901FH9020~9027H9028~902FH9030~9037H9038~903FH

CBAA15A14A13A12A11~A6A5A4A3

A2~A0100100000010十一月20227.Y0Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y1G1416十一月20228.答：将用于各部件之间传送信息的公共通路称为总线。根据总线中信息传送的类型可分为地址总线、数据总线和控制总线，此外还有电源线和地线若按总线的规模、用途和应用场合，则可以分成：

片级总线也叫做元件级总线，是由芯片内部通过引脚引出的总线，用于芯片一级的互连线。它实现CPU主板或其它插件板上的各种芯片间的互连。

系统总线也叫内总线或板级总线，它用于微型计算机中各插件板之间的连线，也就是通常所说的微机总线。

外部总线也称为通信总线，它用于微型计算机系统之间，或微型计算机系统与其它电子仪器或设备之间的通信。10十一月20228.答：将用于各部件之间1516十一月2022

对于制造厂家来说，只要按总线接口规范设计CPU主板、I/O接口板或存储器插件板，然后将插件板插入主机的总线扩展槽中，就可构成系统，很适合于大批量生产、组装和调试，也便于更新和扩充系统。

对于用户来说，可根据自身需要，灵活地选购接口板或存储器插件，来组装成适合自己的应用需要的系统或更新原有系统。10十一月2022对于制造厂家来说，只要按1616十一月2022第七章作业习题课杭州电子科技大学自动化学院微机原理与接口技术10十一月2022第七章作业习题课杭州电子科技大学自动化17*18P3021.【答】：当CPU正常运行程序时，由于微处理器内部事件或外设请求，引起CPU中断正在运行的程序，转去执行请求中断的外设(或内部事件)的中断服务子程序，中断服务程序执行完毕，再返回被中止的程序，这一过程称为中断。

可屏蔽中断由引脚INTR引入，采用电平触发，高电平有效，INTR信号的高电平必须维持到CPU响应中断才结束。可以通过软件设置来屏蔽外部中断，即使外部设备有中断请求，CPU可以不予响应。当外设有中断申请时，在当前指令执行完后，CPU首先查询IF位，若IF＝0，CPU就禁止响应任何外设中断；若IF＝1，CPU就允许响应外设的中断请求。

不可屏蔽中断由引脚NMI引入，边沿触发，上升沿之后维持两个时钟周期高电平有效。不能用软件来屏蔽的，一旦有不可屏蔽中断请求，如电源掉电等紧急情况，CPU必须予以响应。*18P30218*194.【答】：CPU响应中断要有三个条件：外设提出中断申请；本中断位未被屏蔽；中断允许。可屏蔽中断处理的过程一般分成几步：中断请求；中断响应；保护现场；转入执行中断服务子程序；恢复现场和中断返回。

CPU在响应外部中断，并转入相应中断服务子程序的过程中，要依次做以下工作：⑴从数据总线上读取中断类型号，将其存入内部暂存器。⑵将标志寄存器PSW的值入钱。⑶将PSW中的中断允许标志IF和单步标志TF清0，以屏蔽外部其它中断请求，避免CPU以单步方式执行中断处理子程字。⑷保护断点，将当前指令下面一条指令的段地址CS和指令指针IP的值入栈，中断处理完毕后，能正确返回到主程序继续执行。⑸根据中断类型号到中断向量表中找到中断向量，转入相应中断服务子程序。⑹中断处理程序结束以后，从堆栈中依次弹出IP、CS和PSW，然后返回主程序断点处，继续执行原来的程序。*194.【答】：CPU响应中断要有三个条件：外设提19*205.【答】：由于响应中断时CPU自动关闭中断（IF＝0），故在中断服务子程序中STI指令后方可实现中断嵌套。一般在中断服务子程序中保护现场后即设置开中断指令STI（IF＝1），以便实现中断嵌套。

6.【答】：中断结束命令EOI后，清除中断服务寄存器中的标志位，即允许响应同级或低级中断，为避免错误，一般将中断结束命令EOI置于中断服务子程序结束前。

7.【答】：中断向量表又称中断服务程序入口地址表。将每个设备的中断服务程序入口地址(矢量地址)集中，依次放在中断向量表中。当CPU响应中断后，控制逻辑根据外设提供的中断类型号查找中断向量表，然后将中断服务程序的入口地址送到段寄存器和指令指针寄存器，CPU转入中断服务子程序。这样大大加快中断处理的速度。8086/8088系统允许处理256种类型的中断，对应类型号为0~FFH。在存储器的00000H~003FFH，占1K字节空间，用作存放中断向量。每个类型号占4个字节，高2个字节存放中断入口地址的段地址，低2个字节存放段内偏移地址。*205.【答】：由于响应中断时CPU自动20*2110.00024H00026H10H00H00H60H......中断向量表02H40H08H00H00HA2HSP=00FAHSP=0100HIPCSPSW...堆栈指令INT9为双字节指令，因此下一条指令的地址为0800H:00A2H；9×4＝36（24H），中断向量表地址00024H中取得0060HIP，00026H中取得1000HCS，即执行指令INT9后，CS=1000H，IP=0060H。*2110.00024H00026H10H00H00H6021*2210.标志寄存器PSW执行INT9前执行INT9后CFXPFXAFXZFSFTFIFDFOFXXXX00000010010000000000001000000000PSW＝0040H*2210.标志寄存器PSW执行INT9前执行INT922*2314.……10H00H32H50H10H00H61H00H10H00H50H20H50H×4＝00140H52H×4＝00148H54H×4＝00150HIR0

类型号50HIR2

类型号52HIR4

类型号54H中断向量表*2314.……10H00H32H50H10H00H61H23*24(1)中断向量表形成

MOV AX，1000H MOV DS，AX ；DS中为段地址

MOV DX，5020H ；DX中为偏移地址

MOV AL，50H ；中断类型号为50H MOV AH，25H INT 21H ；设置类型号50H的中断向量

MOV DX，6100H MOV AL，52H INT 21H ；设置类型号52H的中断向量

MOV DX，3250H MOV AL，54H INT 21H ；设置类型号54H的中断向量*24(1)中断向量表形成24*25(2)8259A初始化编程：设8259A的端口地址为FFC8H和FFC9H MOV AL，00010011B（13H）；定义ICW1，单独使用，边沿触发

MOV DX，0FFC8H OUT DX，AL ；发ICW1命令

MOV AL，50H

；IR0的中断类型号为50H MOV DX，0FFC9H OUT DX，AL ；发ICW2命令

MOV AL，00000001B

；定义ICW4，完全嵌套，非缓冲

OUT DX，AL MOV AL，11101010B（0EAH）；定义OCW1，允许IR0、IR2、 OUT DX，AL ；IR4中断，其余中断请求屏蔽

*25(2)8259A初始化编程：设8259A的端口地址为F25*26(3)中断服务子程序

PUSH AX ；保护现场

…… STI ；开中断

…… ；中断处理

CLI ；关中断

MOV AL，20H ；定义OCW2，普通EOI结束命令

MOV DX，0FFC8H OUT DX，AL …… POP AX ；恢复现场

IRET ；中断返回*26(3)中断服务子程序26*2720H00H38H00H20H00H28H00H20H00H18H00H……83H×4＝0020CH94H×4＝00250HA4H×4＝00290H主片IR3，类型号为83H1#从片IR4，类型号为94H2#从片IR4，类型号为A4H中断向量表16.*2720H00H38H00H20H00H28H00H20H27*28SP/ENCAS0CAS1CAS2CAS0CAS1CAS2CAS0CAS1CAS2CSA0D7~D0INTARDWRINTA1D7~D0INTARDWRINTRGNDGNDSP/ENSP/ENIR4IR5IR3IR2IR4INTINT2#从8259A1#从8259A主8259AVCC硬件连接图*28SP/ENCAS0CAS1CAS2CAS0CAS1CA28*29(1)中断向量表形成

MOV AX，2000H MOV DS，AX ；DS中为段地址

MOV DX，1800H ；DX中为偏移地址

MOV AL，83H

；中断类型号为83H MOV AH，25H INT 21H ；设置类型号83H的中断向量

MOV DX，2800H MOV AL，94H INT 21H ；设置类型号94H的中断向量

MOV DX，3800H MOV AL，0A4H INT 21H ；设置类型号A4H的中断向量*29(1)中断向量表形成29*30(2)主片8259A初始化编程：端口地址为CCF8H和CCFAH MOV AL，00011001B（19H）；定义ICW1，主片级联，电平触发

MOV DX，0CCF8H OUT DX，AL ；发ICW1命令

MOV AL，80H

；IR0的中断类型号为80H MOV DX，0CCFAH OUT DX，AL ；发ICW2命令

MOV AL，00100100B（24H）；定义ICW3，IR2和IR5接从片

OUT DX，AL MOV AL，00000001B（01H）；定义ICW4，完全嵌套，非缓冲

OUT DX，AL ；非自动EOI结束方式

MOV AL，11010011B（0D3H）；定义OCW1，允许IR2、IR3 OUT DX，AL ；IR5中断，其余中断请求屏蔽*30(2)主片8259A初始化编程：端口地址为CCF8H和30*31(3)1＃从片8259A初始化编程：端口地址为FFE8H和FFEAH MOV AL，00011001B（19H）；定义ICW1，片从级联，电平触发

MOV DX，0FFE8H OUT DX，AL ；发ICW1命令

MOV AL，90H

；IR0的中断类型号为90H MOV DX，0FFEAH OUT DX，AL ；发ICW2命令

MOV AL，00000010B（02H）；定义ICW3，1#从片接主片的IR2 OUT DX，AL MOV AL，00000001B（01H）；定义ICW4，完全嵌套，非缓冲 OUT DX，AL ；非自动EOI结束方式

MOV AL，11101111B（0EFH）；定义OCW1，允许IR4中断，

OUT DX，AL ；其余中断请求屏蔽*31(3)1＃从片8259A初始化编程：端口地址为FFE831*32(4)2＃从片8259A初始化编程：端口地址为FFECH和FFEEH MOV AL，00011001B（19H）；定义ICW1，片从级联，电平触发

MOV DX，0FFECH OUT DX，AL ；发ICW1命令

MOV AL，0A0H

；IR0的中断类型号为A0H MOV DX，0FFEEH OUT DX，AL ；发ICW2命令

MOV AL，00000101B（05H）；定义ICW3，2#从片接主片的IR5 OUT DX，AL MOV AL，00000001B（01H）；定义ICW4，完全嵌套，非缓冲 OUT DX，AL ；非自动EOI结束方式

MOV AL，11101111B（0EFH）；定义OCW1，允许IR4中断，

OUT DX，AL ；其余中断请求屏蔽*32(4)2＃从片8259A初始化编程：端口地址为FFEC3216十一月2022第八章作业习题课杭州电子科技大学自动化学院微机原理与接口技术10十一月2022第八章作业习题课杭州电子科技大学自动化33*34P3241.【答】：8253内部包含3个完全相同的计数器/定时器通道，即0～2计数通道，对3个通道的操作完全是独立的。8253的每个通道都有6种不同的工作方式。

方式0——计数结束中断方式：当对8253的任一个通道写入控制字，并选定工作于方式0时，该通道的输出端OUT立即变为低电平。要使8253能够进行计数，门控信号GATE必须为高电平。经过n十1个脉冲后，计数器减为0，这时OUT引脚由低电平变成高电平。OUT引脚上的高电平信号，一直保持到对该计数器装入新的计数值，或设置新的工作方式为止。在计数的过程中，如果GATE变为低电平，则暂停减1计数，计数器保持GATE有效时的值不变，OUT仍为低电平。待GATE回到高电平后，又继续往下计数。

方式1——可编程单稳态输出方式：当CPU用控制字设定某计数器工作于方式1时，该计数器的输出OUT立即变为高电平。GATE出现一个上升沿后，在下一个时钟脉冲的下降沿，将n装入计数器的执行部件，同时，输出端OUT由高电平向低电平跳变。当计数器的值减为零时，输出端OUT产生由低*34P32434*35到高的正跳变，在OUT引脚上得到一个n个时钟宽度的负单脉冲。在计数过程中，若GATE产生负跳变，不会影响计数过程的进行。但若在计数器回零前，GATE又产生从低到高的正跳变，则8253又将初值n装入计数器执行部件，重新开始计数，其结果会使输出的单脉冲宽度加宽。

方式2——比率发生器：当对某一计数通道写入控制字，选定工作方式2时，OUT端输出高电平。如果GATE为高电平，则在写入计数值后的下一个时钟脉冲时，将计数值装入执行部件，此后，计数器随着时钟脉冲的输入而递减计数。当计数值减为1时，OUT端由高电乎变为低电平，待计数器的值减为0时，OUT引脚又回到高电平，即低电平的持续时间等于一个输入时钟周期。与此同时，还将计数初值重新装入计数器，开始一个新的计数过程，并由此循环计数。如果装入计数器的初值为n，那么在OUT引脚上，每隔n个时钟脉冲就产生一个负脉冲，其宽度与时钟脉冲的周期相同，频率为输入时钟脉冲频率的n分之一。在操作过程中，任何时候都可由CPU重新写入新的计数值，不影响当前计数过程的进行。当计数值减为0时，一个计数周期结束，*35到高的正跳变，在OUT引脚上得到一个n个时钟宽度的负单35*368253将按新写入的计数值进行计数。在计数过程中，当GATE变为低电平时，使OUT变为高电平，禁止计数；当GATE从低电平变为高电平，GATE端产生上升沿，则在下一个时钟脉冲时，把预置的计数初值装入计数器，从初值开始递减计数，并循环进行。方式3——方波发生器：方式3和方式2的工作相类似，但从输出端得到的是对称的方波或基本对称的矩形波。如果写入计数器的初值为偶数，则当8253进行计数时，每输入一个时钟脉冲，均使计数值减2。计数值减为0时，OUT输出引脚由高电平变成低电平，同时自动重新装入计数初值，继续进行计数。当计数值减为0时，OUT引脚又回到高电平，同时再一次将计数初值装入计数器，开始下一轮循环计数；如果写入计数器的初值为奇数，则当输出端OUT为高电平时，第一个时钟脉冲使计数器减1，以后每来一个时钟脉冲，都使计数器减2，当计数值减为0时，输出端OUT由高电平变为低电平，同时自动重新装入计数初值继续进行计数。这时第一个时钟脉冲使计数器减3，以后每个时钟脉冲都使计数器减2，计数值减为0时，OUT端又回到高电平，并重新装入计数初值后，开始下一轮循环计数。*368253将按新写入的计数值进行计数。在计数过程中，当G36*37

方式4——软件触发选通：当对8253写入控制宇，进入工作方式4后，OUT端输出变为高电平，如果GATE为高电平，那么，写入计数初值后，在下一个时钟脉冲后沿将自动把计数初值装入执行部件，并开始计数。当计数值成为0时，OUT端输出变低，经过一个时钟周期后，又回到高电平，形成一个负脉冲。若在计数过程中写入一个新的计数值，则在现行计数周期内不受影响，但当计数值回0后，将按新的计数初值进行计数，同样也只计一次。如果在计数的过程中GATE变为低电平，则停止计数，当GATE变为高电平后，又重新将初值装入计数器，从初值开始计数，直至计数器的值减为0时，从OUT端输出一个负脉冲。

方式5——硬件触发选通：编程进入工作方式5后，OUT端输出高电平。当装入计数值n后，GATE引脚上输入一个从低到高的正跳变信号时，才能在下一个时钟脉冲后沿把计数初值装入执行部件，并开始减1计数。当计数器的值减为0时，输出端OUT产生一个宽度为一个时钟周期的负脉冲，然后OUT又回到高电平。计数器回0后，8253又自动将计数值n装入执行部件，但并不*37方式4——软件触发选通：当对8253写37*38开始计数，要等到GATE端输入正跳变后，才又开始减1计数。计数器在计数过程中，不受门控信号GATE电平的影响，但只要计数器未回0，GATE的上升沿却能多次触发计数器，使它重新从计数初值n开始计数，直到计数值减为0时，才输出一个负脉冲。如果在计数过程中写入新的计数值，但没有触发脉冲，则计数过程不受影响。当计数器的值减为0后，GATE端又输入正跳变触发脉冲时，将按新写入的初值进行计数。*38开始计数，要等到GATE端输入正跳变后，才又开始减1计38*394.【答】0通道工作在方式3，n0＝2MHz/1.5KHz＝13341通道工作在方式2，n1＝1.5KHz/300Hz＝52通道工作在方式0，当CLK2＝2MHz时，n2＝2MHz/50Hz－1＝39999;

当CLK2＝OUT0＝1.5KHz时，n2＝1.5KHz/50Hz－1＝29;

当CLK2＝OUT1＝300Hz时，n2＝300Hz/50Hz－1＝5GATE0GATE1GATE2CLK0OUT0CLK1OUT1CLK2OUT2D7~D0D7~D0A0A1A1A2RDRDWRWRCBAG1G2AG2BY0A8A9A7A6A5A4A3A0M/IOCS+5V2MHz1.5KHz300Hz50次/秒中断74LS1388253*394.【答】0通道工作在方式3，n0＝2MHz/1.39*40

初始化程序如下：

0通道初始化：

MOV DX, 306H MOV AL, 00110111B(37H)；方式3，先读/写低8位， ；后读/写低8位，BCD计数

OUT DX, AL MOV DX, 300H MOV AL, 34H ；初值低8位

OUT DX, AL MOV AL, 13H ；初值高8位

OUT DX, AL *40初始化程序如下：40*41

1通道初始化：

MOV DX, 306H MOV AL, 01010101B(55H)；方式2，只读/写低8位，BCD计数

OUT DX, AL MOV DX, 302H MOV AL, 05H ；初值

OUT DX, AL

2通道初始化：

MOV DX, 306H MOV AL, 10010001B(91H)；方式0，只读/写低8位，BCD计数

OUT DX, AL MOV DX, 304H MOV AL, 29H(或05H) ；初值

OUT DX, AL *41 1通道初始化：4116十一月2022第九章作业习题课杭州电子科技大学自动化学院微机原理与接口技术10十一月2022第九章作业习题课杭州电子科技大学自动化42*43P3732.【答】8255A具有3种基本的工作方式，在对8255A进行初始化编程时，应向控制字寄存器写入方式选择控制字，用来规定8255A各端口的工作方式。这3种基本工作方式是：

方式0——基本输入输出方式：适用于不需要用应答信号的简单输入输出场合。这种方式A口和B口可作为8位的端口，C口的高4位和低4位可作为两个4位的端口。方式1——选通输入输出方式：A口和B口作为数据口，均可工作于输入或输出方式。端口C的6根线用来产生或接受联络信号。方式2——双向总线I/O方式：只有A口可以工作于这种方式。端口A工作于方式2时，端口C的5位（PC3~PC7）作A口的联络控制信号。*43P37343*44……K0K7LED0LED7+5VPA0PA7PB7PB0……A7A1A0A1A0A1A0A1A0A6A5A4A3A2BACG1G2BG2AD7~D0D7~D0D7~D0D7~D0RESETRESETRDRDRDRDWRWRWRWRCSCSY1Y0M/IOGATE0GATE1CLK0CLK1OUT0OUT1+5V2MHz8259AIRi8255A825374LS1389.硬件系统如图所示*44……K0K7LED0LED7+5VPA0PA7PB7P44*458255A：A口输入，B口输出

8253：2MHz/2Hz＝1000000

通道0工作于方式2，取N0＝1000

通道1工作于方式0，取N1＝999，即得OUT1每0.5秒中断一次。本题用8253定时中断，中断处理时检测开关状态，并点亮相应得LED。假设8259A已初始化，主程序如下：

MOV AX, SEGINTR ；形成中断矢量表

MOV DS, AX MOV DX, OFFSETINTR MOV AL, N MOV AH, 25H INT 21H*458255A：A口输入，B口输出45*46

MOV AL, 10010000B ；8255初始化

OUT 83H, AL MOV AL, 00110101B ；通道0方式2，BCD计数

OUT 87H, AL MOV AL, 00H ；置初值1000 OUT 84H, AL MOV AL, 10H OUT 84H, AL

MOV AL, 01110001B ；通道1方式0，BCD计数

OUT 87H, AL MOV AL, 99H ；置初值999 OUT 85H, AL MOV AL, 09H OUT 85H, AL

*46 MOV AL, 10010000B ；8255初始46*47 STIAGAIN:HLT JMP AGAIN中断服务程序：INTR: PUSH AX

STI IN AL, 80H ；检测开关，合上为0 NOT AL ；取反

OUT 81H, AL ；点亮相应LED（合上）

MOV AL, 01110001B ；通道1方式0，BCD计数

OUT 87H, AL MOV AL, 99H ；置初值999 OUT 85H, AL

*47 STI47*48

MOV AL, 09H OUT 85H, AL

CLIMOV AL, 20H ；普通EOI命令

OUT 20H, AL POP AX IRET

*48 MOV AL, 09H48*498255A：B口输出

8253：通道0工作于方式2，取N0＝2000

通道1工作于方式3，取N1＝1000，即得OUT1频率为1Hz（周期为1秒）的方波，接到8259A的IRi，用沿触发中断请求。主程序如下： MOV AX, SEGINTR ；形成中断矢量表

MOV DS, AX MOV DX, OFFSETINTR MOV AL, N MOV AH, 25H INT 21H

MOV AL, 10000000B ；8255初始化

OUT 83H, AL

*498255A：B口输出 MOV AX, SEGIN49*50 MOV AL, 00110101B ；通道0方式2，BCD计数

OUT 87H, AL MOV AL, 00H ；置初值2000 OUT 84H, AL MOV AL, 20H OUT 84H, AL

MOV AL, 01110111B ；通道1方式0，BCD计数

OUT 87H, AL MOV AL, 00H ；置初值1000 OUT 85H, AL MOV AL, 10H OUT 85H, AL

MOV AL, 0FEH ；熄灭LED0 OUT 81H, AL

STIGOON:HLT JMP

*50 MOV AL, 00110101B ；通道0方式250*51

中断服务程序如下：INTR: PUSH AX

STI ROL AL, 1 ；AL左循环移位1位

OUT 81H, AL ；点亮下一位LED

CLI MOV AL, 20H OUT 20H, AL ；普通EOI结束命令

POP AX IRET*51 中断服务程序如下：5116十一月2022第十一章作业习题课杭州电子科技大学自动化学院微机原理与接口技术10十一月2022第十一章作业习题课杭州电子科技大学自动52*53P4141.【答】实时控制系统的组成如下图所示。控制对象计算机传感器放大滤波多路开关MUX采样保持器S/HA/D转换器I/O接口多路开关MUXD/A转换器I/O接口传感器放大滤波执行部件…*53P414控计传感器放大滤波多采A/DI/O多D/AI/53*54

对多个变化较为缓慢的模拟信号进行A/D转换时，利用多路开关将各路模拟信号轮流与A/D转换器接通，使一个A/D转换器能完成多个模拟信号的转换，节省硬件开销。

一个模数转换器完成一次模数转换，要进行量化、编码等操作，每种操作均需化费一定的时间，这段时间称为模数转换时间tc。在转换时间tc内,输入模拟信号x(t)变化速率较高时，在转换过程中，输入模拟量有一个可观的△x，结果将会引入较大的误差。也就是说，在A/D转换过程中，加在转换器上的电平在波动，这样，就很难说输出的数字量表示tc期间输入信号上哪一点的电压值，在这种情况下就要用采样保持器来解决这个问题。*54对多个变化较为缓慢的模拟信号进行A/D54*554.下限电压对应的数据为：1.2V/5V×256=61=3DH上限电压对应的数据为：4V/5V×256=205=CDH*554.下限电压对应的数据为：1.2V/5V×256=55*56设上图中DAC0832的口地址为300H,产生三角波的程序段为:START: MOV AL，3CH MOV DX，300HUP: INC AL OUT DX，AL CALL DELAY CMP AL，0CDH JNZ UPDOWN: DEC AL OUT DX，AL CALL DELAY CMP AL，3DH JNZ DOWN JMP UP*56设上图中DAC0832的口地址为300H,产生三角波56*576.见P409补充地址译码电路7.见P406因为8253的时钟输入频率为2MHz，而要求的采样频率f=500Hz，即用8253定时，每隔2ms中断一次，因此8253的分频次数（时间常数）N=2MHz/500Hz=4000。采集10秒钟，共采集10s/2ms=5000次，即8253中断次数为5000次。*576.见P409补充地址译码电路因为8253的时5716十一月2022第五章作业习题课杭州电子科技大学自动化学院微机原理与接口技术10十一月2022第五章作业习题课杭州电子科技大学自动化5816十一月2022P2371.答：静态RAM速度非常快，只要电源存在内容就不会自动消失。它的基本存储电路为6个MOS管组成1位，因此集成度相对较低，功耗也较大。一般，高速缓冲存储器用它组成。

DRAM的内容在10-3或10-6秒之后自动消失，因此必须周期性的在内容消失之前进行刷新。由于它的基本存储电路由一个晶体管及一个电容组成，因此它的集成度高，成本较低，另外耗电也少，但它需要一个额外的刷新电路。DRAM运行速度较慢，SRAM比DRAM要快2~5倍，一般，PC机的标准存储器都采用DRAM组成。

10十一月2022P2375916十一月2022P2372.答：掩膜型ROM中信息是厂家根据用户给定的程序或数据，对芯片图形掩膜进行两次光刻而写入的，用户对这类芯片无法进行任何修改。

PROM出厂时，里面没有信息，用户采用一些设备可以将内容写入PROM，一旦写入，就不能再改变了，即只允许编程一次。

EPROM可编程固化程序，且在程序固化后可通过紫外光照擦除，以便重新固化新数据。

EEPROM可编程固化程序，并可利用电压来擦除芯片内容，以重新编程固化新数据。10十一月2022P2376016十一月20227.答：由于所用的芯片为1024×1位，构成1024×8位（即1K×8位）的存储器需要8片，因此组成16K×8位的存储器需要16×8＝128片。片内有1024个单元，需要10根地址线。

16组（每组8片）存储器需要16根片选信号，至少需要4根地址线经译码器输出。示意图如下页。

10十一月20227.答：由于所用的芯6116十一月2022D7D6D5D4D3D2D1D0CSCSCSCSCSCSCSCSY0Y1Y15CSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCS…...10十一月2022D7D6D56216十一月202213.图如下CED7~D0D15~D8A12~A0OECEA13~A1RD1#2764CED7~D0D15~D8A12~A0OECEA13~A1RD2#2764CE2D7~D0D15~D8A12~A0WECE1A13~A1WR3#6264CE2D7~D0D15~D8A12~A0WECE1A13~A1WR4#6264CE2CE2A0Y0Y1Y2Y3BHEM/IOA19A18A17A16A15A14BACG2BG2AG1BHEY2Y3A0A010十一月202213.图如下CED7~D0D15~6316十一月202213.

CBAA19A18A17A16A15A14

A13~A000000Y0有效80000~83FFFH100001Y1有效84000~87FFFH100010Y2有效88000~8BFFFH100011Y3有效8C000~8FFFFH10十一月202213.6416十一月2022第六章作业习题课杭州电子科技大学自动化学院微机原理与接口技术10十一月2022第六章作业习题课杭州电子科技大学自动化6516十一月2022P2621.答：CPU和外设之间的信息交换存在以下一些问题：速度不匹配；信号电平不匹配；信号格式不匹配；时序不匹配。

I/O接口电路是专门为解决CPU与外设之间的不匹配、不能协调工作而设置的，处于总线和外设之间，一般应具有以下基本功能：⑴设置数据缓冲以解决两者速度差异所带来的不协调问题；⑵设置信号电平转换电路，如可采用MC1488、MC1489、MAX232、MZX233芯片来实现电平转换。⑶设置信息转换逻辑，如模拟量必须经A/D变换成数字量后，才能送到计算机去处理，而计算机送出的数字信号也必须经D/A变成模拟信号后，才能驱动某些外设工作。⑷设置时序控制电路；⑸提供地址译码电路。10十一月2022P2626616十一月20223.答：CPU与外设通信时，传送的信息主要包括数据信息、状态信息和控制信息。在接口电路中，这些信息分别进入不同的寄存器，通常将这些寄存器和它们的控制逻辑统称为I/O端口，CPU可对端口中的信息直接进行读写。在一般的接口电路中都要设置以下几种端口：

⑴数据端口：用来存放外设送往CPU的数据以及CPU要输出到外设去的数据。数据端口主要起数据缓冲的作用。

⑵状态端口：主要用来指示外设的当前状态。每种状态用1位表示，每个外设可以有几个状态位，它们可由CPU读取，以测试或检查外设的状态，决定程序的流程。

⑶命令端口：也称为控制端口，它用来存放CPU向接口发出的各种命令和控制字，以便控制接口或设备的动作。10十一月20223.答：CPU与外设通6716十一月2022I/O端口的编址方式有两种：分别称为存储器映象寻址方式和I/O指令寻址方式。

存储器映象寻址方式：把系统中的每个I/O端口都看作一个存储单元，并与存储单元一样统一编址，这样访问存储器的所有指令均可用来访问I/O端口，不用设置专门的I/O指令。

I/O指令寻址方式：对系统中的输入输出端口地址单独编址，构成一个I/O空间，它们不占用存储空间，而是用专门的IN指令和OUT指令来访问这种具有独立地址空间的端口。

8086/8088CPU采用I/O指令寻址方式，用地址总线的低16位(A15~A0)来寻址I/O端口，最多可以访问216＝65536个输入或输出端口。10十一月2022I/O端口的编址方式有两6816十一月20224.答：CPU与外设之间的数据传输数据采用程序控制方式、中断方式、DMA方式等三种。

程序控制传送方式：CPU与外设之间的数据传送是在程序控制下完成的。⑴无条件传送方式：也称为同步传送方式，主要用于对简单外设进行操作，或者外设的定时是固定的或已知的场合。⑵条件传送：也称为查询式传送方式，在开始传送前，必须先查询外设已处于准备传送数据的状态，才能进行传送。

采用中断方式：CPU平时可以执行主程序，只有当输入设备将数据准备好了，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，10十一月20224.答：CPU与外设之间6916十一月2022转去执行管理外设的中断服务程序。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之后，CPU又回去执行原来的程序。

DMA方式：也要利用系统的数据总线、地址总线和控制总线来传送数据。原先，这些总线是由CPU管理的，但当外设需要利用DMA方式进行数据传送时，接口电路可以向CPU提出请求，要求CPU让出对总线的控制权，用DMA控制器来取代CPU，临时接管总线，控制外设和存储器之间直接进行高速的数据传送。这种控制器能给出访问内存所需要的地址信息，并能自动修改地址指针，也能设定和修改传送的字节数，还能向存储器和外设发出相应的读/写控制信号。在DMA传送结束后，它能释放总线，把对总线的控制权又交还给CPU。10十一月2022转去执行管理外设的中断服务程序。在中断7016十一月20227.Y0Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y1G1G2AG2BABCA12A15A13A5A4A3A14M/IO74LS1389000~9007H9008~900FH9010~9017H9018~901FH9020~9027H9028~902FH9030~9037H9038~903FH

CBAA15A14A13A12A11~A6A5A4A3

A2~A0100100000010十一月20227.Y0Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y1G7116十一月20228.答：将用于各部件之间传送信息的公共通路称为总线。根据总线中信息传送的类型可分为地址总线、数据总线和控制总线，此外还有电源线和地线若按总线的规模、用途和应用场合，则可以分成：

片级总线也叫做元件级总线，是由芯片内部通过引脚引出的总线，用于芯片一级的互连线。它实现CPU主板或其它插件板上的各种芯片间的互连。

系统总线也叫内总线或板级总线，它用于微型计算机中各插件板之间的连线，也就是通常所说的微机总线。

外部总线也称为通信总线，它用于微型计算机系统之间，或微型计算机系统与其它电子仪器或设备之间的通信。10十一月20228.答：将用于各部件之间7216十一月2022

对于制造厂家来说，只要按总线接口规范设计CPU主板、I/O接口板或存储器插件板，然后将插件板插入主机的总线扩展槽中，就可构成系统，很适合于大批量生产、组装和调试，也便于更新和扩充系统。

对于用户来说，可根据自身需要，灵活地选购接口板或存储器插件，来组装成适合自己的应用需要的系统或更新原有系统。10十一月2022对于制造厂家来说，只要按7316十一月2022第七章作业习题课杭州电子科技大学自动化学院微机原理与接口技术10十一月2022第七章作业习题课杭州电子科技大学自动化74*75P3021.【答】：当CPU正常运行程序时，由于微处理器内部事件或外设请求，引起CPU中断正在运行的程序，转去执行请求中断的外设(或内部事件)的中断服务子程序，中断服务程序执行完毕，再返回被中止的程序，这一过程称为中断。

可屏蔽中断由引脚INTR引入，采用电平触发，高电平有效，INTR信号的高电平必须维持到CPU响应中断才结束。可以通过软件设置来屏蔽外部中断，即使外部设备有中断请求，CPU可以不予响应。当外设有中断申请时，在当前指令执行完后，CPU首先查询IF位，若IF＝0，CPU就禁止响应任何外设中断；若IF＝1，CPU就允许响应外设的中断请求。

不可屏蔽中断由引脚NMI引入，边沿触发，上升沿之后维持两个时钟周期高电平有效。不能用软件来屏蔽的，一旦有不可屏蔽中断请求，如电源掉电等紧急情况，CPU必须予以响应。*18P30275*764.【答】：CPU响应中断要有三个条件：外设提出中断申请；本中断位未被屏蔽；中断允许。可屏蔽中断处理的过程一般分成几步：中断请求；中断响应；保护现场；转入执行中断服务子程序；恢复现场和中断返回。

CPU在响应外部中断，并转入相应中断服务子程序的过程中，要依次做以下工作：⑴从数据总线上读取中断类型号，将其存入内部暂存器。⑵将标志寄存器PSW的值入钱。⑶将PSW中的中断允许标志IF和单步标志TF清0，以屏蔽外部其它中断请求，避免CPU以单步方式执行中断处理子程字。⑷保护断点，将当前指令下面一条指令的段地址CS和指令指针IP的值入栈，中断处理完毕后，能正确返回到主程序继续执行。⑸根据中断类型号到中断向量表中找到中断向量，转入相应中断服务子程序。⑹中断处理程序结束以后，从堆栈中依次弹出IP、CS和PSW，然后返回主程序断点处，继续执行原来的程序。*194.【答】：CPU响应中断要有三个条件：外设提76*775.【答】：由于响应中断时CPU自动关闭中断（IF＝0），故在中断服务子程序中STI指令后方可实现中断嵌套。一般在中断服务子程序中保护现场后即设置开中断指令STI（IF＝1），以便实现中断嵌套。

6.【答】：中断结束命令EOI后，清除中断服务寄存器中的标志位，即允许响应同级或低级中断，为避免错误，一般将中断结束命令EOI置于中断服务子程序结束前。

7.【答】：中断向量表又称中断服务程序入口地址表。将每个设备的中断服务程序入口地址(矢量地址)集中，依次放在中断向量表中。当CPU响应中断后，控制逻辑根据外设提供的中断类型号查找中断向量表，然后将中断服务程序的入口地址送到段寄存器和指令指针寄存器，CPU转入中断服务子程序。这样大大加快中断处理的速度。8086/8088系统允许处理256种类型的中断，对应类型号为0~FFH。在存储器的00000H~003FFH，占1K字节空间，用作存放中断向量。每个类型号占4个字节，高2个字节存放中断入口地址的段地址，低2个字节存放段内偏移地址。*205.【答】：由于响应中断时CPU自动77*7810.00024H00026H10H00H00H60H......中断向量表02H40H08H00H00HA2HSP=00FAHSP=0100HIPCSPSW...堆栈指令INT9为双字节指令，因此下一条指令的地址为0800H:00A2H；9×4＝36（24H），中断向量表地址00024H中取得0060HIP，00026H中取得1000HCS，即执行指令INT9后，CS=1000H，IP=0060H。*2110.00024H00026H10H00H00H6078*7910.标志寄存器PSW执行INT9前执行INT9后CFXPFXAFXZFSFTFIFDFOFXXXX00000010010000000000001000000000PSW＝0040H*2210.标志寄存器PSW执行INT9前执行INT979*8014.……10H00H32H50H10H00H61H00H10H00H50H20H50H×4＝00140H52H×4＝00148H54H×4＝00150HIR0

类型号50HIR2

类型号52HIR4

类型号54H中断向量表*2314.……10H00H32H50H10H00H61H80*81(1)中断向量表形成

MOV AX，1000H MOV DS，AX ；DS中为段地址

MOV DX，5020H ；DX中为偏移地址

MOV AL，50H ；中断类型号为50H MOV AH，25H INT 21H ；设置类型号50H的中断向量

MOV DX，6100H MOV AL，52H INT 21H ；设置类型号52H的中断向量

MOV DX，3250H MOV AL，54H INT 21H ；设置类型号54H的中断向量*24(1)中断向量表形成81*82(2)8259A初始化编程：设8259A的端口地址为FFC8H和FFC9H MOV AL，00010011B（13H）；定义ICW1，单独使用，边沿触发

MOV DX，0FFC8H OUT DX，AL ；发ICW1命令

MOV AL，50H

；IR0的中断类型号为50H MOV DX，0FFC9H OUT DX，AL ；发ICW2命令

MOV AL，00000001B

；定义ICW4，完全嵌套，非缓冲

OUT DX，AL MOV AL，11101010B（0EAH）；定义OCW1，允许IR0、IR2、 OUT DX，AL ；IR4中断，其余中断请求屏蔽

*25(2)8259A初始化编程：设8259A的端口地址为F82*83(3)中断服务子程序

PUSH AX ；保护现场

…… STI ；开中断

…… ；中断处理

CLI ；关中断

MOV AL，20H ；定义OCW2，普通EOI结束命令

MOV DX，0FFC8H OUT DX，AL …… POP AX ；恢复现场

IRET ；中断返回*26(3)中断服务子程序83*8420H00H38H00H20H00H28H00H20H00H18H00H……83H×4＝0020CH94H×4＝00250HA4H×4＝00290H主片IR3，类型号为83H1#从片IR4，类型号为94H2#从片IR4，类型号为A4H中断向量表16.*2720H00H38H00H20H00H28H00H20H84*85SP/ENCAS0CAS1CAS2CAS0CAS1CAS2CAS0CAS1CAS2CSA0D7~D0INTARDWRINTA1D7