第5章微机总线
〔习题5.1〕简答题
〔解答〕
①数据总线承担着处理器与存储器、外设之间的数据交换，既可以输入也可以输出，故其是双向的。
②为减少引脚个数，8086采用了地址总线和数据总线分时复用。即数据总线在不同时刻还具有地址总线的功能。
③具有三态能力的引脚当输出呈现高阻状态时，相当于连接了一个阻抗很高的外部器件，信号无法正常输出；即放弃对该引脚的控制，与其他部件断开连接。
④处理器的运行速度远远快于存储器和I/O端口。处理器检测到存储器或I/O端口不能按基本的总线周期进行数据交换时，插入一个等待状态Tw。等待状态实际上是一个保持总线信号状态不变的时钟周期。
⑤猝发传送是处理器只提供首地址、但可以从后续连续的存储单元中读写多个数据。
⑥总线上可能连接多个需要控制总线的主设备，需要确定当前需要控制总线的主设备，所以需要总线仲裁。
⑦异步时序是由总线握手（Handshake）联络（应答）信号控制，不是由总线时钟控制。故总线时钟信号可有可无。
⑧单总线结构限制了许多需要高速传输速度的部件。32位PC机采用多种总线并存的系统结构。各种专用局部总线源于处理器芯片总线，以接近处理器芯片引脚的速度传输数据，它为高速外设提供速度快、性能高的共用通道。
⑨4个。
⑩即插即用技术是指32位PC机的主板、操作系统和总线设备配合，实现自动配置功能。〔习题5.2〕判断题
〔解答〕
①对②对③错④对⑤对
⑥错⑦对⑧对⑨对⑩错
〔习题5.3〕填空题
〔解答〕
①0
②读，写
③存储器读，存储器读，存储器写
④4，2，10ns
⑤低有效，，0010
⑥寻址，数据传送
⑦127，1.5Mb/s，12Mb/s
⑧地址，数据
⑨，
⑩，I/O CH RDY
〔习题5.4〕
处理器有哪4种最基本的总线操作（周期）？
〔解答〕
存储器读、存储器写，I/O读、I/O写。
〔习题5.5〕
8086处理器的输入控制信号有RESET，HOLD，NMI和INTR，其含义各是什么？当它们
有效时，8086 CPU将出现何种反应？
〔解答〕
RESET：复位输入信号，高电平有效。该引脚有效时，将迫使处理器回到其初始状态；转为无效时，CPU重新开始工作。
HOLD：总线请求，是一个高电平有效的输入信号。该引脚有效时，表示其他总线主控设备向处理器申请使用原来由处理器控制的总线。
NMI：不可屏蔽中断请求，是一个利用上升沿有效的输入信号。该引脚信号有效时，表示外界向CPU申请不可屏蔽中断。
INTR：可屏蔽中断请求，是一个高电平有效的输入信号。该引脚信号有效时，表示中断请求设备向处理器申请可屏蔽中断。
〔习题5.6〕
区别概念：指令周期、总线周期（机器周期）、时钟周期、T状态。
〔解答〕
指令周期：一条指令从取指、译码到最终执行完成的过程。
总线周期（机器周期）：有数据交换的总线操作。
时钟周期：处理器的基本工作节拍，由时钟信号产生，一个高电平和一个低电平为一个周期。T状态：完成特定操作的一个时钟周期。由于时间上一个T状态等于一个时钟周期，所以常常将两者混为一谈。
〔习题5.7〕
总结8086各个T状态的主要功能。
〔解答〕
T1状态：总线周期的第一个时钟周期主要用于输出存储器地址或I/O地址；
T2状态：输出读/写控制信号。
T3状态：锁存地址、处理器提供的控制信号和数据在总线上继续维持有效，且T3时钟的前沿（下降沿）对READY引脚进行检测。READY信号有效，进入T4周期。
T4状态：总线周期的最后一个时钟周期，处理器和存储器或I/O端口继续进行数据传送，直到完成，并为下一个总线周期做好准备。
Tw状态：等待状态。处理器在T3前沿发现READY信号无效后，插入Tw。Tw状态的引脚信号延续T3时的状态、维持不变。
〔习题5.8〕
请解释8086（最小组态）以下引脚信号的含义：CLK，A19/S6～A16/S3，AD15～AD0，ALE，，和。默画它们在具有一个等待状态的存储器读总线周期中的波形示意。
〔解答〕
CLK：时钟输入。时钟信号是一个频率稳定的数字信号，其频率就是处理器的工作频率，工作频率的倒数就是时钟周期的时间长度。
A19/S6～A16/S3：地址/状态分时复用引脚，是一组4个具有三态能力的输出信号。这些引脚在访问存储器的第一个时钟周期输出高4位地址A19～A16，在访问外设的第一个时钟周期输出低电平无效；其他时间输出状态信号S6～S3。
AD15～AD0：地址/数据分时复用引脚，共16个引脚，用作地址总线时是单向输出信号；用作数据总线时是双向信号，具有三态输出能力。
ALE：地址锁存允许，是一个三态、输出、高电平有效的信号。有效时，表示复用引脚（AD15～AD0和A19/S6～A16/S3）上正在传送地址信号。
：访问存储器或者I/O，是一个三态输出信号，该引脚高电平时，表示处理器将访问存储器，此时地址总线A19～A0提供20位的存储器物理地址。该引脚低电平时，表示处理器将访问
I/O端口，此时地址总线A15～A0提供16位的I/O地址。
：读控制，也是一个三态、输出低电平有效信号。有效时，表示处理器正在从存储单元或I/O端口读取数据。
：写控制，是一个三态、输出低电平有效信号。有效时，表示处理器正将数据写到存储单元或I/O端口。
〔习题5.9〕
区别如下总线概念：芯片总线、局部总线、系统总线；并行总线、串行总线；地址总线、数据总线、控制总线；ISA总线、PCI总线。
〔解答〕
芯片总线：是指大规模集成电路芯片内部，或系统中各种不同器件连接在一起的总线；用于芯片级互连。
局部总线：位于处理器附件的器件相互连接的总线，相对于芯片总线。
系统总线：通常是指微机系统的主要总线。
并行总线：采用并行传输方式的总线。
串行总线：将多位数据按二进制位的顺序在数据线上逐位传送的总线。
地址总线：实现地址信息互连和交换的一组导线。
数据总线：实现数据信息互连和交换的一组导线。
控制总线：控制协调处理器和内存、外设交互信息的一组导线。
ISA总线：即IBM PC/A T总线，以处理器80286引脚形成的总线，分成支持8位操作的前62信号和扩展16位操作的后36信号。
PCI总线：外设部件互连总线，不仅适用于IA-32处理器，也适用其它处理器，支持32位和64位操作，广泛用于32位通用微型计算机中。
〔习题5.10〕
什么是同步时序、半同步时序和异步时序？
〔解答〕
同步时序：总线操作的各个过程由共用的总线时钟信号控制。
半同步时序：总线操作仍由共用的总线时钟信号控制，但慢速模块可以通过等待信号让快速模块等待。
异步时序：总线操作需要握手（Handshake）联络（应答）信号控制，总线时钟信号可有可无。
〔习题5.11〕
EISA总线的时钟频率是8MHz，每2个时钟可以传送一个32位数据，计算其总线带宽。〔解答〕
（32×8）÷（2×8）＝16MBps
〔习题5.12〕
PCI总线有什么特点？
〔解答〕
PCI总线与处理器无关，具有32位和64位数据总线，有＋5V和＋3.3V两种设计，采用集中式总线仲裁、支持多处理器系统，通过桥（Bridge）电路兼容ISA/EISA总线，具有即插即用的自动配置能力等一系列优势。
〔习题5.13〕
PCI总线操作如何插入等待状态？
〔解答〕
主设备利用IRDY#信号无效、从设备利用TRDY#信号无效要求对方等待，即插入等待状态。
〔习题5.14〕
什么是USB总线支持的“热插拔”，这个特性有什么意义？
〔解答〕
“热插拔”是在PC机正常工作状态进行插入或拔出。这个特性可以使用户随时连接USB 设备。
〔习题5.15〕
简述USB总线的主要特征？
〔解答〕
使用方便、扩充能力强。
支持多种传输速度、适用面广。
低功耗、低成本、占用系统资源少。
〔习题5.16〕
USB总线的集线器有什么作用？主机上是否需要集线器？
〔解答〕
集线器是专门用于提供额外USB接入点的USB设备。
主机需要集线器，被称为根集线器。
〔习题5.17〕
USB总线协议支持哪几种数据传输方式？简述之。
〔解答〕
USB的数据传输有4种：
控制传输——在USB设备初次安装时，USB系统软件使用控制传输方式设置USB设备参数、发送控制指令、查询状态等。
批量传输——对于打印机、扫描仪等设备需要传输大量数据，可以使用批量传输方式连续传输一批数据。
中断传输——该方式传输的数据量很小，但需要及时处理，以保证实时性，主要用于键盘、鼠标等设备上。
同步传输——该方式以稳定的速率发送和接收信息，保证数据的连续和及时，用于数据传输正确性要求不高而对实时性要求高的外设，例如麦克风、喇叭、电话等
习题6 1.什么是接口？接口的功能是什么？ 答：位于主机与外设之间，用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路称为接口电路，接口电路对输入/输出过程起缓冲和联络作用。接口的功能是有，数据缓冲功能，联络功能，寻址功能，预处理功能，中断管理功能。 2.计算机对I/O端口编址时通常采用哪两种方法？在8086系统中，用哪种方法 进行编址？ 答：I/O端口和存储器统一编址；I/O端口单独编址。8086系统采用I/O端口单独编址方式。 3.CPU和输入/输出设备之间传送的信息有哪几类? 答: 数据信息，控制信息，与状态信息。 4.简述CPU与外设进行数据交换的几种常用方式. 答: 程序控制方式: 特点是依靠程序的控制来实现主机和外设的数据传送,可分为无条件传送方式和查询方式. 中断控制方式: 每次输入和输出一个数据，CPU都要检查外设的状态。 直接存储器存取控制方式：cpu不参加数据传送，而是由DMA控制器来实现内存与外设，外设与外设之间的直接传递。 通道方式：可以实现对外围设备的统一管理和外围设备与内存之间的数据传送。 外围处理机方式：由PPU独立于主机工作，减少了CPU控制外设的负担。 5．无条件传送方式适用哪些场合？查询方式原理怎样？主要用在什么场合？答：无条件传送适用于简单的输入/输出设备，CPU可以随时读取或接受状态。这些信号变化缓慢，当需要采集数据时，无需检查端口，就可以立即采集数据，直接用输入/输出指令完成。无条件传送方式主要用于控制CPU与低俗I/O接口之间的信息交换。
6.现有一输入设备，其数据端口的地址为FFE0H，并于端口FFE2H提供状态，当其D0位为1时表明输入数据准备好。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100B并输入到1000H:2000H开始的内存中。 MOV DX, 0FFE2H L1：IN AL, DX 这是习题6的第6题的答案，TEST AL, 01H 这个程序写不出来，建议删这一问 JZ L1 MOV AX, 1000H MOV DS, AX MOV DX, 2000H MOV CX, 100 MOV DX, 0FFE0H L2: IN AL, DX MOV [DX], AL INC BX LOOPN L2 7．查询式传送方式有什么优缺点？中断方式为什么能弥补查询方式的缺点？答：查询传送方式CPU通过程序不断查询相应设备的状态，状态不符合要求，则CPU需要等待；只有当状态信号符合要求时，CPU才能进行相应的操作。中断方式提高了计算机系统中信息处理的并行和处理器效率，中断可以实现同步操作，实时处理等功能。 1.8088/8086中断向量表的作用是什么？ 答：中断向量表建立了不同的中断源与其相应的中断服务程序首地址之间的联系，它是CPU在响应中断时可以依据中断类型码自动转向中断服务程序。 2.什么叫中断向量？它放在哪里？对于1CH的中断向量在哪里？如果1CH的 中断程序从5110H开始：2030H开始，则中断向量应该怎样存放？ 答：中断向量即用来提供中断入口地址的一个指针。 3.8259中IRR, IMR, ISR三个寄存器的作用是什么？
第6章习题参考答案 1．CPU与外部设备通信为什么要使用接口？ 答： CPU要与外部设备直接通信会存在以下两个方面的问题：首先是速度问题，CPU的运行速度要比外设的处理速度高得多，通常仅使用简单的一条输入/输出指令是无法完成CPU与外设之间的信息交换的；其次，外设的数据和控制线也不可能与CPU直接相连，如一台打印机不能将其数据线与CPU的管脚相连，键盘或者其他外设也是如此，同时外设的数据格式千差万别，也不可能直接与CPU 连接。所以，要完成CPU与外部各通信设备的信息交换，就需要接口电路以解决以上问题。 2. I/O接口有什么用途？ 答： 主要由以下几个方面的用途： a完成地址译码或设备选择，使CPU能与某一指定的外部设备通信。 b状态信息的应答，以协调数据传输之前的准备工作。 c进行中断管理，提供中断信号。 d进行数据格式转换，如正负逻辑转换、串行与并行数据转换。 e进行电平转换，如TTL电平与MOS电平间的转换。 f协调速度，如采用锁存、缓冲、驱动等。 h时序控制，提供实时时钟信号。 3.I/O端口有哪两种寻址方式？各有何优缺点？ 答： I/O端口的寻址方式有存储器映像I/O和I/O映像I/O两种寻址方式。存储器映像I/O 方式是将系统中存储单元和I/O端口的地址统一编址，这样一个I/O端口
地址就是一个存储单元地址，在硬件上没有区别，对I/O端口的访问与存储器的访问相同。其缺点是占用了储存器的地址空间，同时由于存储器地址和I/O 端口在指令形式上没有区别，增加了程序设计的难度。其优点是不需要专门为I/O端口设计电路，可与存储器地址访问硬件混合设计。另一个优点是，由于I/O端口和存储器地址是相同的形式，就可以直接使用与存储器相同的指令，这将会丰富对I/O端口的操作指令。 与存储器映像I/O相反，I/O映像I/O就必须为I/O端口设计专门的硬件电路，其端口地址也是独立于存储器，也有专门的输入/输出指令等其优缺点与存储器映像I/O正好相反。 4.在8086微机系统中有个外设，使用存储器映像的I/O寻址方式该外设地址为01000H。试画出其译码器的连接电路，使其译码器输出满足上述地址要求，译码器使用74LS138芯片。 答： 见图6-1
单片机与微机原理第六章 2. 80C51单片机有哪几种寻址方式？这几种寻址方式是如何寻址的？ 7种 立即寻址：在这种寻址方式中，由指令直接给出参与操作的数据。 直接寻址：在这种寻址方式中，操作数项给出的是参加运算的操作数的地址。寄存器寻址：由指令指出某一寄存器的内容做为操作数。 寄存器间接寻址：在这种寻址方式中，操作数所指定的寄存器中存放的不是操作数本身，而是操作数的地址。 变址寻址：这种寻址方式以DPTR或PC为基址寄存器，累加器A为变址寄存器。变址寻址时，把两者的内容相加，所得到的结果作为操作数的地址，这种方式常用于查表操作。 相对寻址：通常用于相对转移指令中。 位寻址：是指对片内RAM的位寻址区和某些可位寻址的特殊功能寄存器中的任一二进制位进行位操作时的寻址方式。 3.要访问特殊功能寄存器和片外数据寄存器，应采用哪些寻址方式？ 特殊功能寄存器：直接寻址、寄存器寻址和位寻址 片外数据寄存器：间接寻址 5.外部数据传送指令有哪几条？试比较下面每一组中两条指令的区别。 MOVX A, @DPTR ;((DPTR))→A MOVX @DPTR, A ;(A)→(DPTR) MOVX A, @Ri ;((Ri))→A MOVX @Ri， A ;(A)→（Ri） （1）MOVX A, @R0；MOVX A, @DPTR 前者只占用P0口，输出8位地址；后者占用P0、P2口，输出DPTR中的16位地址。 （2）MOVX @R0， A；MOVX @DPTR, A 写外部存储器指令，寻址范围不同。 （3）MOVX A, @R0；MOVX @R0， A 前者是读外部指令，后者是写外部指令。 6.在80C51系列单片机的片内RAM中，已知（30H）=38H，（38H）=40H，（40H）=48H，（48H）=90H，请分析下段程序中各指令的作用，并翻译成相应的机器码，说明源操作数的寻址方式，按顺序执行每条指令后的结果。 MOV A，40H ；A=48H；直接寻址;E540
中断技术和中断控制器8259A练习题及答案 一、填空题 1.8088微处理器最多能处理256种不同类型的中断。 2.8088系统的中断向量表位于从内存地址 00000H 开始,占1K字节存储单元。 3.8088CPU响应INTR中断时,将PSW(或标志寄存器内容）和断点(或CS:IP)进堆栈保存。 4.8259A可管理8级优先级中断源,通过级联,最多可管理 64 级优先级中断源。 5.若8259A的IRR(中断请求寄存器)的内容为10H,说明IR4请求中断。 二、选择题 6.8088CPU的标志寄存器中IF=1时,表示允许CPU响应______中断。C A.内部中断 B.外部中断 C.可屏蔽中断 D.不可屏蔽中断 7.CPU在响应中断时,保存断点是指______。D A.将用户设置的程序指令地址入栈保存 B.将中断服务程序的入口地址入栈保存 C.将程序状态字PSW入栈保存 D.将返回地址即程序计数器PC（CS：IP）的内容入栈保存 8.8088的中断向量表用于存放______。B A.中断类型号 B.中断服务程序的入口地址 C.中断服务程序的返回地址 D.断点地址 三、判断题 9.8086的可屏蔽中断的优先级高于不可屏蔽中断。 [ ] × 10.通常8259A芯片中的IR0优先级最低,IR7的优先级最高。 [ ]× 11.在8088系统中,所谓中断向量就是中断服务程序入口地址。 [ ] √ 四、简答题 12.CPU响应INTR中断的条件是什么? 答：(1)INTR信号为有效电平 (2)当前指令执行完毕 (3)CPU开中断(IF=1) (4)没有更高级的请求（RESET , HOLD ,NMI) 13.一般CPU响应中断时自动做哪些工作? 8088CPU呢? 答：一般CPU在响应中断时，关中断，保存断点，识别中断源，找到中断服务程序入口地址，转入中断服务程序。 8080CPU在响应中断时，首先把PSW（或标志寄存器内容）入栈保存，其余同一般CPU. 14.8088CPU在执行中断返回指令IRET时,执行什么操作? 答：(1)弹出断点送CS:IP (2)弹出PSW送标志寄存器 15.中断控制器8259A中下列寄存器的作用是什么? (1) IRR (中断请求寄存器) :保存中断源的中断请求 (2) IMR (中断屏蔽寄存器) :屏蔽/允许中断源请求中断，由程序写入，1为屏蔽，0为允许
一.填空题 1.开关量数字量脉冲量模拟量 2.控制信息状态信息数据信息 3.统一编址单独编址 4.无条件传送方式查询传送方式中断控制传送方式DMA传送方式 5.16 65536 32768 二.选择题 1.C 2.B 3.C 4.C 5.D 三.应用简答题 1.接口电路的主要作用有： 接收外设的数据传送给CPU或把CPU的数据送给外设 接收CPU发送的控制命令，控制外设的工作方式 接收外设的状态信息，，传送给CPU 2.见附不同体系结构中端口设定不同。 3. MOV DX, 201H L1: IN AL,DX TEST AL,04H JZ L1 MOV DX, 200H OUT DX,AL 4.CPU进行中断响应前，将程序的当前状态保存起来（包括CS，IP和主要的数据寄存 存器内容），保存方式为将它们压入堆栈，中断结束时再弹出堆栈，这两个过程成为保护断点、保护现场和恢复断点、恢复现场。意义在于可以在中断结束时恢复原来指令，继续执行工作。 5. DMA传送方式是直接存储器访问方式，它是在内存和外设之间开辟一条直接数据传 送的通道，并把传送过程交给DMA控制器来管理。特点是CPU本身仅仅接收DMA 控制器的控制请求并发送DMA允许信号，不参与实际的数据传送。 附：000-00F 8237 DMA controller: 000 Channel 0 address register 001 Channel 0 word count 002 Channel 1 address register 003 Channel 1 word count 004 Channel 2 address register 005 Channel 2 word count 006 Channel 3 address register 007 Channel 3 word count 008 Status/command register 009 Request register 00A Mask register 00B Mode register 00C Clear MSB/LSB flip flop 00D Master clear temp register
2114： 128片，10位和6位。 6116： 32片，11位和5位。 6264： 8片，13位和3位。 5.4 2114： 6116 6264
6.4 stack segment stack 'stack' dw 32 dup(0) stack ends code segment start proc far assume ss: stack, cs: code push ds sub ax, ax push ax CALL I6116 ；调用写入6116子程序 MOV AH, 2 ；回车换行 MOV DL, 0DH INT 21H MOV DL, 0AH INT 21H CALL O6116 ；调用读出6116子程序 ret
；写入6116：将键入字符的ASCII码写入6116 I6116 PROC MOV BL, 0 ；定义页地址码（16个地址为一页） MOV CX, 128 ；定义页数 LOP1: PUSH CX MOV DX, 380H ；将页地址从74LS273输出 MOV AL, BL OUT DX, AL MOV CX, 16 ；定义页内单元数 MOV DX, 390H ；将键入数写入16个单元 LOP2: MOV AH, 1 INT 21H OUT DX, AL INC DX LOOP LOP2 INC BL ；换页 POP CX LOOP LOP1 ；页数未满换页重新写入16个单元 RET I6116 ENDP ；读出6116：将写入6116的数据读出送显示 O6116 PROC MOV BL, 0 MOV CX, 128 LOP3 PUSH CX MOV DX, 390H MOV AL, BL OUT DX, AL MOV CX, 16 MOV DX 380H ；将16个单元的数据送显示 LOP4: IN AL, DX PUSH DX MOV DL, AL ；将6116中读出的ASCII码送DL MOV AH, 2 ；2号功能调用显示DL中的字符 INT 21H POP DX INC DX LOOP LOP4 INC BL POP CX LOOP LOP3 RET O6116 ENDP
《微机原理与接口技术》第六章作业 一、P207: 1，3，5，10，14 18，19，20 1、什么叫中断中断系统的主要功能有哪些 中断：是指CPU在执行程序的过程中，由于某种外部或内部事件的作用，强迫 CPU停止当前正在执行的程序，转去为该事件服务，待事件服务结束后，能自动地返回到被中断的程序中继续执行。 中断系统的功能： 1、设置中断源 2、中断源识别 3、中断源判优 4、中断与返回 3、CPU 响应中断时的处理过程是什么在各个处理环节主要完成哪些操作 过程是：中断请求、中断响应、中断处理和中断返回。 （1）中断请求：中断源需要进行中断服务时，由硬件产生一个中断信号INTR 发给CPU 且保持到CPU 响应。 （2）中断响应：CPU 在当前指令执行结束后采样查询INTR ，若中断请求信号有效且允许响应INTR 中断（IF=1），则向请求设备送回低电平有效的中断响应信号INTR , 自此系统自动进入中断响应周期，并由硬件自动完成内容入栈，清除TF 和IF标志、断点入栈，取中断服务程序的入口地址等一系列操作，继而转去执行中断服务程序。 （3）中断处理：执行中断的主体部分。不同的中断请求源，其中断处理的内容是不同的。需要根据中断请求源所要完成的功能，编写相应的中断服务程序存入内存。等待中断响应后调用执行。 （4）中断返回：又中断服务程序中的中断返回指令IRET 完成。执行该指令时，将压入对
战的断点和标志位弹出，使CPU 转向被中断的现行程序中继续执行。 5、中断允许标志IF的作用是什么可以用什么指令对它置1或清0。 IF用来控制INTR和单步中断。IF=1允许中断 IF=0不允许中断 STI：IF=1 CLI：IF=0 10、中断向量表用来存放什么内容它占用多大的存储空间存放在内存的哪个区域可以用什么方法写入或者读取中断向量表的内容 中断向量表存放中断向量，即中断服务程序的段基址+偏移地址。 中断向量表占1KB 内存 RAM区，地址范围：000H—3FFH。 写入方法： 1、用传送指令直接装入 2、DOS功能调用：INT 21H （AH）=25H （AL）=中断类型号 （DS：DX）=中断服务程序的入口地址 读出方法： 1、用传送指令直接读 2、DOS功能调用：INT 21H （AH）=35H （AL）=中断类型号 出口参数： （ES：BX）=中断服务程序的入口地址 14、8259A 有哪几种中断结束方式它们适合应用在什么场合 1、自动结束方式
微机原理与接口技术(楼顺天第二版)习题解答 第6章 总线及其形成 6、1答:内存储器按其工作方式的不同,可以分为随机存取存储器(简称随机存储器或RAM)与只读存储器(简称ROM)。 随机存储器。随机存储器允许随机的按任意指定地址向内存单元存入或从该单元取出信息,对任一地址的存取时间都就是相同的。由于信息就是通过电信号写入存储器的,所以断电时RAM 中的信息就会消失。计算机工作时使用的程序与数据等都存储在RAM 中,如果对程序或数据进行了修改之后,应该将它存储到外存储器中,否则关机后信息将丢失。通常所说的内存大小就就是指RAM 的大小,一般以KB 或MB 为单位。 只读存储器。只读存储器就是只能读出而不能随意写入信息的存储器。ROM 中的内容就是由厂家制造时用特殊方法写入的,或者要利用特殊的写入器才能写入。当计算机断电后,ROM 中的信息不会丢失。当计算机重新被加电后,其中的信息保持原来的不变,仍可被读出。ROM 适宜存放计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统最基本的输入输出程序、时钟控制程序以及计算机的系统配置与磁盘参数等重要信息。 6、2 答:存储器的主要技术指标有:存储容量、读写速度、非易失性、可靠性等。 6、3 答:在选择存储器芯片时应注意就是否与微处理器的总线周期时序匹配。作为一种保守的估计,在存储器芯片的手册中可以查得最小读出周期t cyc (R)(Read Cycle Time)与最小写周期t cyc (W)(Write Cycle Time)。如果根据计算,微处理器对存储器的读写周期都比存储器芯片手册中的最小读写周期大,那么我们认为该存储器芯片就是符合要求的,否则要另选速度更高的存储器芯片。 8086CPU 对存储器的读写周期需要4个时钟周期(一个基本的总线周期)。因此,作为一种保守的工程估计,存储器芯片的最小读出时间应满足如下表达式: t cyc (R)＜4T －t da －t D －T 其中:T 为8086微处理器的时钟周期;t da 为8086微处理器的地址总线延时时间;t D 为各种因素引起的总线附加延时。这里的t D 应该认为就是总线长度、附加逻辑电路、总线驱动器等引起的延时时间总与。 同理,存储器芯片的最小写入时间应满足如下表达式: t cyc (W)＜4T －t da ―t D ―T 6、4 答:全地址译码、部分地址译码与线选。全地址译码方式下CPU 地址总线的所有地址均参与存储单元的地址译码,存储单元地址唯一;部分地址译码方式与线选方式下CPU 地址总线的有一些地址信号没有参与译码,则取0或取1均可,所以存储器的存储单元地址不唯一,有重复。 6、5 答:数据总线的低8位接偶存储体,高8位接奇存储体;地址总线的A19~A1同时对奇偶存储体寻址,地址总线的A0只与偶地址存储体连接,BHE 与奇地址存储体连接。 6、6 答:(1)1k ×1 328 25611 K K ?=?片,片内寻址:09A A :,共10位;片选控制信 号:1015A A :,共6位。 (2)1k ×4 328 6414 K K ?=?片,片内寻址:09A A :,共10位; 片选控制信 号:1015A A :,共6位。 (3)4k ×8 328 848 K K ?=?片,片内寻址:011A A :,共12位; 片选控制信
习题 一、选择题 1.I/O单独编址方式下,从端口读入数据可使用_____。 A. MOV B.OUT C.IN D.XCHG 答案：C 2.可用作简单输入接口电路的是______。 A.译码器 B.锁存器 C.方向器 D.三态缓冲器 答案：D 3.CPU与I/O设备之间传送的信号有______。 A.控制信息 B.状态信息 C.数据信息 D.以上三种都有 答案：D 4.从硬件角度而言，采用硬件最少的数据传送方式是______。 A.DMA控制 B.无条件传送 C.查询传送 D.中断传送 答案：B 5.从输入设备向内存输入数据时，若数据不需经过CPU，其I/O数据传送方式是____。 A.程序查询方式 B.中断方式 C.DMA方式 D.直接传送方式 答案：C 6.主机与外设信息传送的方式分别为查询方式、中断方式、DMA方式。相比之下，中断方式的主要优点是_______。 A.接口电路简单、经济，只需少量的硬件 B.数据传输的速度最快 C.CPU的时间利用率高 D.能实时响应I/O设备的设备的输入输出请求 答案：D 7.在微机系统中，为了提高CPU系统数据总线的驱动能力，可采用_____。 A.译码器 B.多路转换器 C.双向三态缓冲器 D.采样保持器 答案：C 8.执行“IN AL, DX”指令后，进入AL寄存器的数据来自_____。 A.立即数 B.存储器 C.寄存器 D.外设端口 答案：D 二、问答题 1.CPU与外设进行数据传送时，为什么需要I/O接口电路？I/O接口电路的功能有哪些？ 答案：CPU与外部设备进行信息交换，是在控制信号的作用下通过数据总线来完成的。外部设备的种类不同，对信息传送的要求也不同，这就给计算机和外设之间的信息交换带来以下一些问题： （1）速度不匹配：CPU速度高，外设的速度低。不同的外设速度差异大，如硬盘速度高，每秒能传送兆位数量级，串行打印机每秒钟只能打印百位字符，而键盘的速度则更慢。 （2）信号不匹配：CPU的信号为数字信号，数据采集输入的是模拟信号，需要对外部信号进行模/数转换，才能被计算机处理；同样，计算机输出的是数字信号，需要输出模拟信号时，必须要通过数/模转换。
习题6 1.什么是接口接口的功能是什么 答：位于主机与外设之间，用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路称为接口电路，接口电路对输入/输出过程起缓冲和联络作用。接口的功能是有，数据缓冲功能，联络功能，寻址功能，预处理功能，中断管理功能。 2.计算机对I/O端口编址时通常采用哪两种方法在8086系统中，用哪种方法进 行编址 答：I/O端口和存储器统一编址；I/O端口单独编址。8086系统采用I/O端口单独编址方式。 3.CPU和输入/输出设备之间传送的信息有哪几类 答: 数据信息，控制信息，与状态信息。 4.简述CPU与外设进行数据交换的几种常用方式. 答: 程序控制方式: 特点是依靠程序的控制来实现主机和外设的数据传送,可分为无条件传送方式和查询方式. 中断控制方式: 每次输入和输出一个数据，CPU都要检查外设的状态。 直接存储器存取控制方式：cpu不参加数据传送，而是由DMA控制器来实现内存与外设，外设与外设之间的直接传递。 通道方式：可以实现对外围设备的统一管理和外围设备与内存之间的数据传送。 外围处理机方式：由PPU独立于主机工作，减少了CPU控制外设的负担。 5．无条件传送方式适用哪些场合查询方式原理怎样主要用在什么场合 答：无条件传送适用于简单的输入/输出设备，CPU可以随时读取或接受状态。这些信号变化缓慢，当需要采集数据时，无需检查端口，就可以立即采集数据，直接用输入/输出指令完成。无条件传送方式主要用于控制CPU与低俗I/O接口之间的信息交换。
6.现有一输入设备，其数据端口的地址为FFE0H，并于端口FFE2H提供状态，当其D0位为1时表明输入数据准备好。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100B并输入到1000H:2000H开始的内存中。 MOV DX, 0FFE2H L1：IN AL, DX 这是习题6的第6题的答案，TEST AL, 01H 这个程序写不出来，建议删这一问 JZ L1 MOV AX, 1000H MOV DS, AX MOV DX, 2000H MOV CX, 100 MOV DX, 0FFE0H L2: IN AL, DX MOV [DX], AL INC BX LOOPN L2 7．查询式传送方式有什么优缺点中断方式为什么能弥补查询方式的缺点 答：查询传送方式CPU通过程序不断查询相应设备的状态，状态不符合要求，则CPU需要等待；只有当状态信号符合要求时，CPU才能进行相应的操作。中断方式提高了计算机系统中信息处理的并行和处理器效率，中断可以实现同步操作，实时处理等功能。 1.8088/8086中断向量表的作用是什么 答：中断向量表建立了不同的中断源与其相应的中断服务程序首地址之间的联系，它是CPU在响应中断时可以依据中断类型码自动转向中断服务程序。 2.什么叫中断向量它放在哪里对于1CH的中断向量在哪里如果1CH的中断程序 从5110H开始：2030H开始，则中断向量应该怎样存放 答：中断向量即用来提供中断入口地址的一个指针。 3.8259中IRR, IMR, ISR三个寄存器的作用是什么
《微机原理与接口技术》练习题 第六章 一、单项选择题 1．8259A的INT是中断请求信号，它连至CPU的（C）端，用来向CPU发中断请求信号。 A．NMI B. IF C．INTR D. TF 2．DMA工作方式时，总线上的各种信号是由（D）发送的。 A.中断控制器 B.CPU C.存储器 D.DMA控制器3．中断自动结束方式是自动将8259（A）相应位清零。 A.ISR B.IMR C.IRR D.ICW 4．8086非屏蔽中断的类型码是（B）。 A.00H B.02H C.08H D. 不定 5．对“INT N”指令其中断向量存放在内存从（C）开始的地址中。 A. DS*10H+N*4 B. DS*10H+N C. 0*10H+N*4 D. 0*10H+N 6．两片8259A接成级联缓冲方式可管理（B）个可屏蔽中断。 A. 2 B. 15 C. 16 D. 256 7．8086CPU在收到中断请求信号、进入中断响应周期以后，必须向中断源发出的信号是（B）。 A.INTR信号 B.INTA信号 C.HOLD信号 D.HLDA信号8．在下列类型的8086CPU中断中，中断优先权最低的是（D）。 A.除法出错中断 B.可屏蔽中断 C.不可屏蔽中断 D.单步中断 9．在8259A内部，用于反映当前CPU正在执行哪些中断源程序的部件是（B）。 A.中断请求寄存器 B.中断服务寄存器 C.中断屏蔽寄存器 D.中断优先级比较器 10．8259A最多可管理_______级优先权的中断源。（ A ） A.64 B.128 C.8 D.16 11．8086/8088的中断向量表（B）。 A.用于存放中断类型号 B.用于存放中断服务程序的入口地址
微机原理第六章练习题及解 一：单项选择题 ●输入接口需要（ B ）。 A：锁存器B：缓冲器C：计数器D：反相器 ●输出接口需要（A）。 A：锁存器B：缓冲器C：计数器D：反相器 ●常用接口芯片74LS245是（ B ）。 A：锁存器B：缓冲器C：计数器D：反相器 ●常用接口芯片74LS373是（ A ）。 A：锁存器B：缓冲器C：计数器D：反相器 ●8086 按I/O指令寻址方式得到的地址是（ D ）。 A：物理地址B：有效地址 C：段内偏移量D：I/O端口地址 ●8086 若要访问1024个字节端口，需使用（ C ）根地址线。 A：4 B：8 C：10 D：16 ●8086 若要访问1024个字端口，需使用（ D ）根地址线。 A：4 B：8 C：10 D：11 ●8086 对I/O端口使用（A）编址方法。 A：独立B：统一C：直接D：间接 ●I/O指令寻址方式寻址的是（ D ）。 A：物理地址B：有效地址C：偏移地址D：端口地址 ●8086有一个独立的I/O空间，该空间的范围是（ C ）。 A：1K B：10K C：64K D：1024K ●在8086的I/O指令中，间接端口寄存器是（ B ）。 A：BX B：DX C：SI D：DI ●在8086的I/O指令中，数据寄存器是（ A ）。 A：AX B：BX C：CX D：DX ●8086的I/O空间段寄存器使用的是（ D ）。 A：DS B：SS C：任选D：无必要
●CPU的I/O传送控制方式中，效率高、实时性强的方式是（ D ）。 A：同步传送B：查询传送C：无条件传送D：中断传送 ●CPU的I/O传送控制方式中，传送速度最快的方式为（ D ）。 A：同步传送B：查询传送C：中断传送D：DMA传送 ●CPU被动，处设主动的接口方式为（ C ）。 A：无条件程控方式B：查询控制方式 C：中断控制方式D：A、B、C都不对 ●CPU主动，处设被动的接口方式为（ B ）。 A：DMA方式B：查询控制方式 C：中断控制方式D：A、B、C都不对 ●占用CPU时间最多的数据传送方式是（ C ）。 A：DMA B：中断C：查询D：同步 ●中断控制方式的优点是（ A ）。 A：提高CPU的利用率B：能在线进行故障处理 C：无须CPU干预D：硬件连接简单 ●在微机系统中引入中断技术，可以（ C ）。 A：提高外设速度B：减轻主存负担 C：提高处理器的效率D：增加信息交换的精度 ●状态信息是通过（ A ）总线进行传送的。 A：数据B：地址C：控制D：外部 ●通常一个外设的状态信息在状态端口内占有（ A ）位。 A：1 B：2 C：8 D：16 ●8086在最小工作方模下，引脚IO M为低电平、WR为低电平时，访问（ B / A：存储器B：外设端口C：DMA控制器D：中断控制器 ●在计算机系统中，高速外设与内存储器进行批量数据传送时，应采用（ D ）。 A：无条件传送B：程序查询控制C：中断控制D：直接存储器存取 ●在进入DMA工作方式之前，DMA控制器被当作CPU总线上的一个（ C ）。 A：主处理器B：I/O设备C：I/O接口D：主控制器 ●可用作DMA控制器的接口芯片是（ D ）。 A：8255 B：8251 C：8288 D：8237A ●若CPU为存储器、I/O统一编址，用指令MOV实现对（ A ）的访问。
李伯成《微机原理》习题第六章 若8253芯片可利用8088的外设接口地址为 0D0D0H~0D0DFH，试画出电路，若加到8253上的时钟信号为2MH： （1）若利用计数器0，1，2 分别产生周期为10微秒的对称方波以及秒和10秒产生一个负脉冲，试说明8253应如何连接并编写初始化在内的程序； （2）若希望利用8088程序通过接口控制GATE，从CPU使GATE有效开始，20微秒后在计数器0 的OUT 端产生一个正脉冲，试设计完成此要求的硬件和软件。 根据题意三个计数器都应该工作在方波发生器方式3，计数器0的输出信号周期为10微秒，因为时钟信号周期我微秒，所以计数器0的计数值为20。用OUT0作为计数器1的时钟，计数器1的分频系数为1/10-4, 而假如又用OUT1作为计数器2的时钟，则计数器2的分频系数应为100。所以有以下初始化程序段： 计数器0 ： 00 01 011 1 = 37H 计数器0 单字节方式3 十进制 计数器1 01 11 011 1 =57H 计数器1 双字节方式3 十进制 计数器2 10 01 011 1 =97H 计数器2 单字节方式3 十进制 MOV DX，0D0D3H；控制端口地址 MOV AL，37H OUT DX，AL MOV DX，0D0D0H；计数器0端口地址 MOV AL，20 OUT DX，AL MOV DX，0D0D3H MOV AL，57H OUT DX，AL MOV DX，0D0D1H；计数器1端口地址 MOV AL，00 OUT DX，AL MOV AL，100 OUT DX，AL MOV DX，0D0D3H； MOV AL，97H OUT DX，AL MOV DX，0D0D2H MOV AL，100 OUT DX，AL 6.2规定8255并行接口地址为FFE0~FFE3H,试将其连接到8088系统总线上。 （1）、若希望8255的三个端口的24根线均为输出，且输出幅度和频率为任意的方波，试编程序； （2）、若A/D变换器的引线及工作时序如图示，试将此A/D转换器与8255相连接，并编写包括初始化程序在内的、变换一次数据并将数据存放在DATA中的程序； 解：根据题目所给的接口地址，其电路连接如下：
微机原理与接口技术（楼顺天第二版）习题解答 第6章 总线及其形成 答：内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器（简称随机存储器或RAM ）和只读存储器（简称ROM ）。 随机存储器。随机存储器允许随机的按任意指定地址向内存单元存入或从该单元取出信息，对任一地址的存取时间都是相同的。由于信息是通过电信号写入存储器的，所以断电时RAM 中的信息就会消失。计算机工作时使用的程序和数据等都存储在RAM 中，如果对程序或数据进行了修改之后，应该将它存储到外存储器中，否则关机后信息将丢失。通常所说的内存大小就是指RAM 的大小，一般以KB 或MB 为单位。 只读存储器。只读存储器是只能读出而不能随意写入信息的存储器。ROM 中的内容是由厂家制造时用特殊方法写入的，或者要利用特殊的写入器才能写入。当计算机断电后，ROM 中的信息不会丢失。当计算机重新被加电后，其中的信息保持原来的不变，仍可被读出。ROM 适宜存放计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统最基本的输入输出程序、时钟控制程序以及计算机的系统配置和磁盘参数等重要信息。 答：存储器的主要技术指标有：存储容量、读写速度、非易失性、可靠性等。 答：在选择存储器芯片时应注意是否与微处理器的总线周期时序匹配。作为一种保守的估计，在存储器芯片的手册中可以查得最小读出周期t cyc (R)(Read Cycle Time)和最小写周期t cyc (W)(Write Cycle Time)。如果根据计算，微处理器对存储器的读写周期都比存储器芯片手册中的最小读写周期大，那么我们认为该存储器芯片是符合要求的，否则要另选速度更高的存储器芯片。 8086CPU 对存储器的读写周期需要4个时钟周期(一个基本的总线周期)。因此，作为一种保守的工程估计，存储器芯片的最小读出时间应满足如下表达式： t cyc (R)＜4T －t da －t D －T 其中：T 为8086微处理器的时钟周期；t da 为8086微处理器的地址总线延时时间；t D 为各种因素引起的总线附加延时。这里的t D 应该认为是总线长度、附加逻辑电路、总线驱动器等引起的延时时间总和。 同理，存储器芯片的最小写入时间应满足如下表达式： t cyc (W)＜4T －t da ―t D ―T 答：全地址译码、部分地址译码和线选。全地址译码方式下CPU 地址总线的所有地址均参与存储单元的地址译码，存储单元地址唯一；部分地址译码方式和线选方式下CPU 地址总线的有一些地址信号没有参与译码，则取0或取1均可，所以存储器的存储单元地址不唯一，有重复。 答：数据总线的低8位接偶存储体，高8位接奇存储体；地址总线的A19~A1同时对奇偶存储体寻址，地址总线的A0只与偶地址存储体连接，BHE 与奇地址存储体连接。 答：(1)1k ×1 328 25611 K K ?=?片，片内寻址：09A A :，共10位；片选控制信号： 1015A A :，共6位。 (2)1k ×4 328 6414 K K ?=?片，片内寻址：09A A :，共10位； 片选控制信号： 1015A A :，共6位。 (3)4k ×8 328 848 K K ?=?片，片内寻址：011A A :，共12位； 片选控制信号：
一、 I/O接口的作用是使微机处理器与外设之间能够有条不紊地协调工作，打到信息交换的目的。I/O接口的功能有：数据缓冲、设备选择、信号转换、接收、解释并执行CPU命令、中断管理、可编程等功能。 二、 I/O端口是接口信息流传送的地址通道。 一般接口电路中有数据端口、命令端口、状态端口等。 三、CPU对I/O端口的编址方式有哪几种？各有什么特点？80X86对I/O端口的编址方式属 于哪一种？ CPU对I/O端口的编址方式有：统一编址和独立编址。 统一编址的微机系统中，存储器、I/O接口和CPU通常挂接在同一总线上，CPU对I/O端口 的访问非常灵活、方便，有利于提高端口数据的处理速度；但是减少了有效的存储空间。 独立编址的微机系统中，I/O地址空间和存储器地址空间可以重叠，CPU需要通过不同的命 令来区分端口的存储器。 80X86采用独立编址方式。 四、某微机系统有8个I/O接口芯片，每个接口芯片占用8个端口地址。若起始地址为9000H，8个接口芯片的地址连续分布，用74LS138作译码器，请画出端口译码电路图，并说明每个 芯片的端口地址范围。 74LS138 分析下表所列的地址分配情况，可知系统地址信号的译码情况为（图略）： ●字选：A2～A0直接与接口芯片上的地址信号线连接以寻址每个接口芯片内部的8个端口； ●片选： ?A5～A3接3-8译码器输入端，译码器输出端分别作为8个接口芯片的片选信号；
五、 由于CPU与外设之间的速度不匹配，所以输入需要缓冲，输出需要锁存。 输入缓冲器就是输入时在外设和CPU之间接一数据缓冲器，当读该缓冲器的控制信号有效时，才将缓冲器的三态门打开，使外设的数据进入系统的数据总线，而其他时间，三态门处于高阻状态，不影响总线上的其他操作。 输出锁存就是在CPU和外设之间接一锁存器，使得有输出指令并且选中该I/O端口时，才使总线上的数据进入锁存器，此后不管总线上的数据如何变化，只要没有再次使锁存器的信号有效，锁存器的输出端就一直保持原来的锁存信息。 六、 CPU与I/O设备之间的数据传送方式有： 1．直接程序控制方式：这种方式又可以分为无条件传送方式和条件传送方式（查询方式）； 这种方式的优点是编程简单，缺点是CPU的利用率不高；无条件控方式用在简单外设的输入/输出中；查询方式用在需要CPU与外设异步的场合中。 2．中断控制方式：这种方式的优点是CPU的利用率高，缺点是编程比较复杂且需要比较复杂的接口电路；主要用在对实时性要求比较高的场合。 3．直接存储器存取控制：这种方式的优点只需要CPU的少量干预，缺点是需要更复杂的电路来控制；用在处理内存与外设有大量数据交换的场合。 七、 便于CPU随机处理和提高工作效率的I/O方式是：中断控制方式。 数据传送最快的是：直接存储器控制方式。 八、假设一台打印机的数据输出I/O口地址为378H，状态口地址为379H，状态字节的D0位为状态位（D0=0，表示打印数据缓冲区空，CPU可以向它输出新数据；D0=1，表示数据区满）。试编写一段程序，用查询方式从内存中以BUF为首址的单元处开始，将连续1KB的数据传送给打印机，每次送1字节。 答：参考程序如下:可参考P299 LEA BX,BUF; BX指向第1个待打印的数据 MOV CX,1024; 一共要送1K个字节数据 AGAIN: MOV DX,379H IN AL,DX; 读打印机状态端口 TEST AL,01H JNZ AGAIN; 若D0位不为0，则继续查询等待 MOV AL,[BX] MOV DX,378H
微机原理与接口技术》第六章作业 一、P207: 1，3，5，10，14 18，19，20 1、什么叫中断?中断系统的主要功能有哪些？ 中断：是指CPU在执行程序的过程中，由于某种外部或内部事件的作用，强迫 CPU亭止当前正在执行的程序，转去为该事件服务，待事件服务结束后，能自动地返回到被中断的程序中继续执行。 中断系统的功能： 1 、设置中断源 2 、中断源识别 3 、中断源判优 4 、中断与返回 3、CPU 响应中断时的处理过程是什么？在各个处理环节主要完成哪些操作？过程是：中断请求、中断响应、中断处理和中断返回。 （1）中断请求：中断源需要进行中断服务时，由硬件产生一个中断信号INTR 发给CPU 且保持到CPU 响应。 （2）中断响应：CPU 在当前指令执行结束后采样查询INTR ，若中断请求信号有效且允许 响应INTR 中断（IF=1 ），则向请求设备送回低电平有效的中断响应信号INTR , 自此系统自 动进入中断响应周期，并由硬件自动完成内容入栈，清除TF和IF标志、断点入栈，取中 断服务程序的入口地址等一系列操作，继而转去执行中断服务程序。 （3）中断处理：执行中断的主体部分。不同的中断请求源，其中断处理的内容是不同的。需要根据中断请求源所要完成的功能，编写相应的中断服务程序存入内存。等待中断响应后调用执行。（4）中断返回：又中断服务程序中的中断返回指令IRET 完成。执行该指令时，将压入对战的断点和标志位弹出，使CPU 转向被中断的现行程序中继续执行。 5、中断允许标志IF 的作用是什么? 可以用什么指令对它置1 或清0。 IF用来控制INTR和单步中断。IF=I允许中断IF=O不允许中断 STI ：IF=1 CLI ：IF=O 10、中断向量表用来存放什么内容？它占用多大的存储空间？存放在内存的哪个区域？可以用什么方法写入或者读取中断向量表的内容？中断向量表存放中断向量，即中断服务程序的段基址+偏移地址。 中断向量表占1KB 内存 RAM区，地址范围：000H—3FFH 写入方法： 1 、用传送指令直接装入 2、DoS功能调用：INT 21H （AH）=25H