微机原理及接口技术（第2版）习题解答.ppt

1、微机原理及接口技术（第2版）,习题1习题4习题5习题6习题7,习题8习题9习题10习题11 习题12 习题13,习题1第 页,1.2 1.4 1.5 1.8,问题： 什么是微型计算机？什么是单片机和PC机？,习题1.2,解答： 微型计算机：以大规模、超大规模集成电路为主要部件，以集成了计算机主要部件控制器和运算器的微处理器为核心，所构造出的计算机系统 PC机：PC（Personal Computer）机就是面向个人单独使用的一类微机 单片机：用于控制的微处理器芯片，内部除CPU外还集成了计算机的其他一些主要部件，如：ROM、RAM、定时器、并行接口、串行接口，有的芯片还集成了A/D、D/A转换

2、电路等。 数字信号处理器DSP：主要面向大流量数字信号的实时处理，在宿主系统中充当数据处理中心，在网络通信、多媒体应用等领域正得到越来越多的应用,习题1.4,问题： 什么是微机的系统总线？ 微机的总线结构为他带来了哪些好处？ 一般将总线信号进一步分为哪三组？ 总线的使用特点是什么？,解答： 系统总线：传递信息的一组公用导线，CPU通过它们与存储器和I/O设备进行信息交换 好处：组态灵活、扩展方便 三组信号线：数据总线、地址总线和控制总线 其使用特点是：在某一时刻，只能由一个总线主控设备来控制系统总线，只能有一个发送者向总线发送信号；但可以有多个设备从总线上同时获得信号。,习题1.5,问题： 简

3、述微型计算机的 两个主要应用方向及其应用特点。,解答： 用于数值计算、数据处理及信息管理方向 采用通用微机，要求有较快的工作速度、较高的运算精度、较大的内存容量和较完备的输入输出设备，为用户提供方便友好的操作界面和简便快捷的维护、扩充手段。 用于过程控制及嵌人应用方向 采用控制类微机，要求能抵抗各种干扰、适应现场的恶劣环境、确保长时间稳定地工作，要求其实时性要好、强调其体积要小、便携式应用强调其省电。,习题1.8,问题： 所谓系统ROM-BIOS指的是什么？ 他的主要功能是什么？,解答： BIOS：基本输入输出系统 主要功能：用来驱动和管理诸如键盘、显示器、打印机、磁盘、时钟、串行通信接口等基

4、本的输入输出设备,习题4第 页,4.1 4.2 4.4 4.6 4.7,4.8 4.13,习题4.1,解答： 8088具有 20 根地址线。在访问内存时使用地址 A0A19 ，可直接寻址 1MB 容量的内存范围；在访问外设时使用地址线 A0A15 ，共能寻址 64K 个输入输出端口。实际上，PC/XT在寻址外设时，只使用地址线 A0A9 ；若A91，说明它要寻址的I/O端口位于 I/O通道 。,习题4.2,解答： 总线操作指的是 指发生在总线上的某些特定的操作 ，而总线周期指的是 CPU通过总线操作与外界（存储器和I/O端口）进行一次数据交换的过程（时间） ，8088典型的总线周期由 4 个T

5、组成。如果8088的CLK引脚接5MHz的时钟信号，那么每个T状态的持续时间为 200ns 。,习题4.4,问题： 何为引脚信号的三态能力？ 当具有三态能力的引脚输出高阻时 究竟意味着什么？ 在最小组态下， 8088的哪些引脚具有三态能力？,解答： 当8088进行读写存储器或I/O接口时，如果存储器或I/O接口无法满足CPU的读写时序（来不及提供或读取数据时），需要CPU插入等待状态Tw。 在读写总线周期的T3和T4之间插入Tw。,习题4.6,问题： 何为引脚信号的三态能力？ 当具有三态能力的引脚输出高阻时 究竟意味着什么？ 在最小组态下， 8088的哪些引脚具有三态能力？,解答： 三态：引脚

6、除正常的高、低电平外，还能输出高阻状态。 输出高阻状态时，表示芯片实际上已放弃了对该引脚的控制，使之“悬空”，这样他所连接的设备就可以接管对该引脚所连导线的控制。,解答（续）： 8088最小组态具有三态能力的引脚： A19/S6A16/S3、A15A8、AD7AD0 IO/M* 、RD*、WR*、ALE DEN*、DT/R*,习题4.6,习题4.7,问题： 以下输入8088的引脚信号 RESET、HOLD、NMI和INTR 其含义各是什么？ 当他们有效时，8088 CPU将做出何种反应？,解答： RESET：复位请求。有效时，将使CPU回到其初始状态。 HOLD：总线保持。有效时，表示总线请求

7、设备向CPU申请占有总线。 NMI：不可屏蔽中断请求。有效时，表示外界向CPU申请不可屏蔽中断。 INTR：可屏蔽中断请求。有效时，表示请求设备向CPU申请可屏蔽中断。,习题4.8,问题： 请解释8088（最小组态）以下引脚信号： CLK、A19/S6A16/S3、A15A8、AD7AD0、 IO/M* 、RD*、WR*、ALE的含义， 并画出它们在存储器写总线周期中的波形示意,习题4.13,问题： 以下输入8088的引脚信号 RESET、HOLD、NMI和INTR 其含义各是什么？ 当他们有效时，8088 CPU将做出何种反应？,解答： 8088每个总线周期只能读写一个字节数据。所以读取指令

8、长度为3B的指令“ADD AL,2000H”需要 3个总线周期，执行时需要 1 个总线周期。 读取指令是 存储器读 总线周期，执行时是 2个存储器读总线周期,2个存储器写 总线周期,习题5第 页,5.2 5.7 5.8 5.9,5.10 5.11 5.13,习题5.2,解答： 在半导体存储器中，RAM指的是 随机存取存储器 ，他可读可写，但断电后信息一般会 丢失 ；而ROM指的是 只读存储器 ，正常工作时只能从中 读取 信息，但断电后信息 不会丢失 。以EPROM芯片2764为例，其存储容量为8K8位，共有 8 条数据线和 13 条地址线。用它组成64KB的ROM存储区共需 8 片2764芯片

9、。,习题5.7,问题： 什么是存储器连接中的“位扩充”和“地址扩充”？ 欲组成32KB的RAM存储区，在采用容量1K4位的静态RAM芯片或容量16K1位的静态RAM芯片的情况下，各需要多少芯片？ 在位方向和地址方向上各要进行什么样的扩充？请画出采用2114芯片时的连接示意图。,习题5.7,解答： 位扩充存储器芯片数据位数小于主机数据线数时，利用多个存储器芯片在数据“位”方向的扩充； 地址扩充（字扩充）当一个存储器芯片不能满足系统存储容量时，利用多个存储器芯片在“地址”方向的扩充,习题5.7,解答（续）： 组成32KB存储空间，用SRAM 2114（1K4）需要64个芯片； 组成32KB存储空间

10、，用DRAM 4116（16K1）需要16个芯片； 它们都需要进行位扩充和地址扩充,习题5.7,习题5.8,问题： 存储芯片为什么要设置片选信号？ 它与系统地址总线有哪些连接方式？ 采用何种连接方式可避免地址重复？ 采用哪些连接方式可节省用于译码的硬件？,习题5.8,解答： 片选信号说明该存储器芯片是否被选中正常工作，设置它可以比较方便地实现多个存储器芯片组成大容量的存储空间 存储器片选信号通常与CPU地址总线的高位地址线相关联，可以采用“全译码”、“部分译码”、“线选译码”方式 采用全译码方式可以避免地址重复 采用部分或线选译码可以节省译码硬件,习题5.9,题目： 在一个针对存储器的译码系统

11、中，如果有4个地址线未参与译码，那么每个存储单元会同时拥有几个地址？ 解答： 2416,习题5.10,问题： 请写出图5.33中4个存储芯片各自的可用地址范围，并指明其重复地址。 解答1：,习题5.10,解答1：,习题5.10,解答2：,习题5.10,解答3：,习题5.10,解答4：,习题5.11,问题： 利用6264芯片（容量8K8位的SRAM），采用全译码方式，在8088系统的内存区段40000H43FFFH扩充RAM区 请画出这些芯片与8088最大组态下形成的系统总线的连接示意图。,习题5.11,解答:,习题5.11图,习题5.13,问题： 利用2764 芯片（容量8K8位的EPROM）

12、，采用74LS138进行全译码，在8088系统的最高地址区组成32KB的ROM区域 请画出各2764芯片与8088最大组态下形成的系统总线的连接示意图,习题5.13,解答:,习题5.13图,习题6第 页,6.2 6.4 6.5 6.9 6.10,习题6.2,问题： 一般的I/O接口电路安排有哪三类寄存器？他们各自的作用是什么？,习题6.2,解答： 数据寄存器 保存外设给CPU和CPU发往外设的数据 状态寄存器 保存外设或接口电路的状态 控制寄存器 保存CPU给外设或接口电路的命令,习题6.4,问题： 参看图6.4，编程实现以下操作：当K0键单独按下时，发光二极管LED0LED7将依次点亮，每个

13、维持200ms；当K1键单独按下时，发光二极管LED0LED7将反向依次点亮，每个也维持200ms；其他情况下LED不点亮（设已有延时200ms的子程序DELAY可直接调用）,习题6.4程序1,again: mov dx,8000h in al,dx cmp al,0feh;D7D011111110B ？ jz next1;单独按下K0，转移到next1 cmp al,0fdh;D7D011111101B ？ jz next2;单独按下K1，转移到next2 jmp again;其它情况不点亮,not al cmp al,01h jz next1 cmp al,02h,习题6.4程序2,nex

14、t1:mov cx,8 mov al,1;从K0开始 next11:out dx,al;某个LED电亮 call delay;延时200ms shl al,1;rol al,1 loop next11 jmp again,习题6.4程序3,next2:mov cx,8 mov al,80h;从K7开始 next21:out dx,al;某个LED电亮 call delay;延时200ms shr al,1;ror al,1 loop next21 jmp again,习题6.5,问题： CPU与外设采用查询方式传送数据的过程是怎样的？现有一输入设备，其数据端口的地址为FFE0H ，并于端口FF

15、E2H提供状态，当其D0位为1时表明输入数据备好。请编写采用查询方式进行数据传送的程序段，要求从该设备读取100个字节并输入到从2000H:2000H开始的内存中，注意在程序中加上注释。,习题6.5解答,通过读取状态寄存器的标志位来检查外设是否就绪。若不就绪就继续查询，即程序不断循环；直至就绪。然后，进行下一步的传送工作。,习题6.5程序,mov bx,2000h mov ds,bx mov cx,100 again:mov dx,0ffe2h status:in al,dx；查询一次 test al,01h jz status mov dx,0ffe0h in al,dx；输入一个字节 mo

16、v bx,al inc bx loop again；循环，输入100个字节,习题6.9,问题： 按照图6-12所示的中断查询接口与相应的流程图，请编写用于中断服务的程序段。具体要求是，当程序查到中断设备0有中断请求（对应数据线D0），它将调用名为PROC0的子程序；如此，依次去查中断设备1中断设备3，并分别调用名为PROC1PROC3的子程序。,习题6.9程序,sti push ax push dx mov dx,8001h status:in al,dx test al,01h jnz service0 test al,02h jnz service1 test al,04h jnz ser

17、vice2 test al,08h jnz service3, service0:call proc0 jmp done service1:call proc1 jmp done service2:call proc2 jmp done service3:call proc3 jmp done done:pop dx pop ax iret,习题6.10,解答： DMA的意思是 直接存储器存取 ，主要用于高速外设和内存间的数据传送。进行DMA传送的一般过程是：外设先向DMA控制器提出 DMA请求 ，DMA控制器通过 总线请求HOLD 信号有效向CPU提出总线请求，CPU回以 总线响应HLDA

18、信号有效表示响应。此时CPU的三态信号线将输出 高阻 状态，即将它们交由 DMAC（DMA控制器） 进行控制，完成外设和内存间的直接传送。,习题7第 页,7.2 7.9,习题7.2,解答： 在各种微机总线中，根据总线连接对象的不同可将它们分为以下几类，它们是： 片内总线、 芯片总线、 板级总线、 设备总线和互连总线_。例如，ISA总线属于板级总线，USB总线属于设备总线，I2C总线属于芯片总线。总线中除电源和地线外的信号线，也可按传输信息的不同分为以下3类，即：数据总线 、 地址总线 、 控制总线 。,习题7.9,问题： 请解释IBM PC 总线中D0D7、A0A19、ALE、IOR*、IOW

19、*、IO CH RDY 信号线的含义。 解答： D0D7：8位双向数据总线 A0A19：20位输出地址总线 ALE：地址锁存允许，每个CPU 总线周期有效 IOR*：I/O读，输出 IOW*：I/O写，输出 IO CH RDY：I/O通道准备好，输入,习题8第 页,8.4 8.6 8.9 8.11 8.13,习题8.4解答,中断请求寄存器IRR 保存8条外界中断请求信号IR0IR7的请求状态 Di位为1表示IRi引脚有中断请求；为0表示无请求 中断服务寄存器ISR 保存正在被8259A服务着的中断状态 Di位为1表示IRi中断正在服务中；为0表示没有被服务 中断屏蔽寄存器IMR 保存对中断请求

20、信号IR的屏蔽状态 Di位为1表示IRi中断被屏蔽（禁止）；为0表示允许,习题8.6解答,某时刻8259A的IRR内容是08H，说明 IR3引脚有中断请求 。某时刻8259A的ISR内容是08H，说明 IR3正在被中断服务，其它不被处理 。在两片8259A级连的中断电路中，主片的第5级IR5作为从片的中断请求输入，则初始化主、从片时，ICW3的控制字分别是 20H 和 05H 。,习题8.9解答,普通全嵌套方式 8259A的中断优先权顺序固定不变，从高到低依次为IR0、IR1、IR2、IR7 中断请求后，8259A对当前请求中断中优先权最高的中断IRi予以响应，将其向量号送上数据总线 在ISR

21、的Di位置位期间，禁止再发生同级和低级优先权的中断，但允许高级优先权中断的嵌套 普通中断结束方式 配合全嵌套优先权方式使用 CPU用输出指令往8259A发出普通中断结束EOI命令，8259A就会复位正在服务的中断中优先权最高的ISR位,习题8.11解答,读取中断服务寄存器ISR的内容 因为执行输入指令（A00）之前，执行的输出指令，写入了OCW3（D4D301），其中P RR RIS（D2D1D0）011指明随后读出ISR 不是查询字,习题8.13解答1,int08hproc far;远过程 sti;开中断，允许中断嵌套 push ds;现场保护 push ax push dx ;日时钟计时

22、;控制软驱马达,习题8.13解答2,int 1ch;调用指令中断1CH mov al,20h;发送EOI命令 out 20h,al pop ax;现场恢复 pop dx pop ds iret;中断返回 int08hendp,习题9第 页,9.2 9.3 9.4 9.6 9.7,习题9.2解答,CLK时钟输入信号在计数过程中，此引脚上每输入一个时钟信号（下降沿），计数器的计数值减1 GATE门控输入信号控制计数器工作，可分成电平控制和上升沿控制两种类型 OUT计数器输出信号当一次计数过程结束（计数值减为0），OUT引脚上将产生一个输出信号,习题9.3解答,8253每个通道有 6 种工作方式可供

23、选择。若设定某通道为方式0后，其输出引脚为 低 电平；当 写入计数初值（并进入减1计数器） 后通道开始计数， CLK 信号端每来一个脉冲 减1计数器 就减1；当 计数器减为0 ，则输出引脚输出 高 电平，表示计数结束。8253的CLK0接1.5MHz的时钟，欲使OUT0产生频率为300KHz的方波信号，则8253的计数值应为 5（1.5MHz300KHz） ，应选用的工作方式是 3 。,习题9.4解答（1）,mov al,50h mov dx,207h out dx,al mov al,128；80h mov dx,205h out dx,al,习题9.4解答（2）,mov al,33h mo

24、v dx,207h out dx,al mov ax,3000h；不是3000 mov dx,204h out dx,al mov al,ah out dx,al,习题9.4解答（3）,mov al,0b4h mov dx,207h out dx,al mov al,02f0h mov dx,206h out dx,al mov al,ah out dx,al,习题9.6解答,计数器0 每隔55ms产生一个IRQ0中断请求 计数器1 每隔15s产生一个DRAM刷新请求 计数器2 控制扬声器音调,习题9.7解答,101个下降沿，还可以采用方式4 GATE0接外部启动计数器的控制信号，可以选用方式

25、1或方式5 mov dx,203h mov al,12h;方式5为1ah out dx,al mov dx,200h mov al,64h out dx,al,习题10第 页,10.1 10.2 10.3 10.6 10.9,习题10.1解答（P242）,当8237A的任意一个通道都没有DMA请求时就处于空闲周期 当8237A采样到外设有DMA请求时就脱离空闲周期进入有效周期,习题10.2解答1,单字节传送方式 每次DMA传送仅传送一个字节。传送一个字节之后，字节数寄存器减1，地址寄存器加1或减1，然后释放总线 数据块传送方式 由DMA请求信号启动，连续地传送数据，直到字节数寄存器从0减至FF

26、FFH终止计数，最后释放总线,习题10.2解答2,单字节传送与数据块传送的根本区别 单字节传送方式：每次申请系统总线，仅传送一个字节，然后释放总线 数据块传送方式：每次申请系统总线，连续传送到规定的字节数传送完成，中间不释放总线,习题10.2解答3,数据块传送和请求传送对DREQ信号有效有什么要求 数据块传送方式：DREQ信号只需有效到外设DMA响应DACK有效 请求传送方式：DREQ信号必须在DMA传送过程中一直有效，否则传送暂停,习题10.3解答,DMA读：MEMR*和IOW*有效 DMA写：MEMW*和IOR*有效 DMA校验：都无效,习题10.6解答,out 0ch,al;清高/低触发

27、器（可选） mov ax,1024-1;400h13ffh out 05h,al mov al,ah out 05h,al,习题10.9解答,设置通道3 单字节传送方式 DMA写传送类型 地址增量、禁止自动初始化,习题11第 页,11.4 11.7 11.8 11.10 11.11 11.15,习题11.4解答,习题11.7解答1,习题11.7解答2,mov dx,0fffeh mov al,84h out dx,al mov al,04h ;使INTEB（PC2）为0，禁止中断 out dx,al mov cx,counter;打印字节数送CX mov bx,offset buffer;取字

28、符串首地址 call prints;调用打印子程序,习题11.7解答3,printsproc push ax;保护寄存器 push dx print1:mov al,bx;取一个数据 mov dx,0fffah out dx,al;从端口B输出,习题11.7解答4,mov dx,0fffch print2:in al,dx test al,02h;检测（PC1）为1否? jz print2 inc bx loop print1 pop dx pop ax ret printsendp,习题11.8解答1,；写入方式字 mov al,100001b；81h mov dx,控制口地址；0fffeh

29、 out dx,al ；加入下一段更好，使L0L3全亮 mov al,0fh mov dx,端口C地址；0fffch out dx,al,习题11.8解答2,；控制程序段 mov dx,端口C地址；0fffch in al,dx；读入PC0PC3 mov cl,4 shl al,cl；左移4位 out dx,al；控制PC4PC7,习题11.10解答,当按下或释放一个键时，往往会出现按键在闭合位置和断开位置之间跳几下才稳定到闭合状态的现象就是机械按键的抖动 方法解决 硬件：消抖电路 软件：程序延时，以避开抖动的时间,习题11.11解答,重键指两个或多个键同时闭合 简单情况：不予识别，认为是错误

30、的按键 通常情况：只承认先识别出来的键 连锁法：直到所有键都释放后，读入下一个键 巡回法：等被识别的键释放以后，就可以对其他闭合键作识别，而不必等待全部键释放 正常的组合键：都识别出来,习题11.15解答,LEDtbdb3fh, 06h, 5bh, 4fh 66h, 6dh, 7dh, 07h 7fh, 6fh, 77h, 7ch 39h, 5eh, 79h, 71h,习题12第292页,12.2 12.5 12.7 12.8,习题12.2解答1,习题12.2解答2,习题12.2解答3,习题12.5解答,欲使通信字符为8个数据位、偶校验、2个停止位，则应向8250 通信线路控制 寄存器写入控制

31、字 00011111b（1fh） ，其在PC系列机上的I/O地址（COM2）是 2fbh XT机通信适配器电路上设计J9J12跨接器的作用是 选择两个I/O地址及中断请求引脚IRQ之一,习题12.7解答,ROM-BIOS中该段程序的作用是检测是否存在串行异步通信接口电路 如果不发生条件转移，说明存在异步通信接口电路，RS232-BASE字单元存放异步通信接口电路的基地址：3f8h和2f8h,习题12.8解答1,mov al,80h mov dx,2fbh out dx,al mov ax,24;1.8432MHz(480016)2418H mov dx,2f8h out dx,al;写入除数寄

32、存器低8位 mov al,ah inc dx out dx,al;写入除数寄存器高8位,习题12.8解答2,mov al,03h mov dx,2fbh out dx,al;写入通信线路控制寄存器 mov al,0bh mov dx,2fch out dx,al;写入调制解调器控制寄存器 mov al,01h;至少有一位为1，不能禁止所有中断 mov dx,2f9h out dx,al,习题13第 页,13.2 13.3 13.6 13.7,习题13.2解答,习题13.3解答,mov dx,port1l mov al,bl out dx,al mov dx,port1h mov al,bh out dx,al mov dx,port2,习题13.6,1.某控制接口电路如图所示，需要控制时，8255A的PC7输出一个正脉冲信号，START启动A/D 转换；ADC 转换结束在提供一个低脉冲结束信号EOC的同时送出数字量。CPU采集该数据，进行处理，产生控制信号。现已存在一个处理子程序ADPRCS，其入口参数是在AL寄存器存入待处理的数字量，出口参数是AL 寄存器给出处理后的数字量。假定8255A端口A、B、C及控制端口的地址依次为FFF8HFFFBH，要求8255A端口A为方式1输入，端口