接口技术 第9章(9.4)

第九章复习思考题1. 计算机系统中为什么要设置输入输出接口输入/输出接口电路是CPU与外设进行数据传输的桥梁。

外设输入给CPU的数据，首先由外设传递到输入接口电路，再由CPU从接口获取；而CPU输出到外设的数据，先由CPU 输出到接口电路，然后与接口相接的外设获得数据。

CPU与外设之间的信息交换，实际上是与I/O接口电路之间的信息交换。

2. 简述输入输出接口的作用。

I/O接口电路的作用主要体现在以下几个方面：（1）实现单片机与外设之间的速度匹配；（2）实现输出数据锁存；（3）实现输入数据三态缓冲；（4）实现数据格式转换。

3. 在计算机系统中，CPU与输入输出接口之间传输数据的控制方式有哪几种各有什么特点在计算机系统中，CPU与I/O接口之间传输数据有3种控制方式：无条件方式，条件方式，中断方式，直接存储器存取方式。

在无条件方式下，只要CPU执行输入/输出指令，I/O接口就已经为数据交换做好了准备，也就是在输入数据时，外设传输的数据已经传送至输入接口，数据已经在输入接口端准备好；输出数据时，外设已经把上一次输出的数据取走，输出接口已经准备好接收新的数据。

条件控制方式也称为查询方式。

CPU进行数据传输时，先读接口的状态信息，根据状态信息判断接口是否准备好，如果没有准备就绪，CPU将继续查询接口状态，直到其准备好后才进行数据传输。

在中断控制方式下，当接口准备好数据传输时向CPU提出中断请求，如果满足中断响应条件，CPU则响应，这时CPU才暂时停止执行正在执行的程序，转去执行中断处理程序进行数据传输。

传输完数据后，返回原来的程序继续执行。

直接存储器存取方式即DMA方式，它由硬件完成数据交换，不需要CPU的介入，由DMA 控制器控制，使数据在存储器与外设之间直接传送。

4. 采用74LS273和74LS244为8051单片机扩展8路输入和8路输出接口，设外设8个按钮开关和8个LED，每个按钮控制1个LED，设计接口电路并编制检测控制程序。

第3章8086/8088指令系统与寻址方式习题3．3 8086系统中，设DS=1000H，ES=2000H，SS=1200H，BX=0300H，SI=0200H，BP=0100H，VAR的偏移量为0600H，请指出下列指令的目标操作数的寻址方式，若目标操作数为存储器操作数，计算它们的物理地址。

（1）MOV BX，12 ；目标操作数为寄存器寻址（2）MOV [BX]，12 ；目标操作数为寄存器间址 PA=10300H（3）MOV ES：[SI]，AX ；目标操作数为寄存器间址 PA=20200H（4）MOV VAR，8 ；目标操作数为存储器直接寻址 PA=10600H（5）MOV [BX][SI]，AX ；目标操作数为基址加变址寻址 PA=10500H（6）MOV 6[BP][SI]，AL ；目标操作数为相对的基址加变址寻址 PA=12306H （7）MOV [1000H]，DX ；目标操作数为存储器直接寻址 PA=11000H（8）MOV 6[BX]，CX ；目标操作数为寄存器相对寻址 PA=10306H（9）MOV VAR+5，AX ；目标操作数为存储器直接寻址 PA=10605H3．4 下面这些指令中哪些是正确的？那些是错误的？如果是错误的，请说明原因。

（1）XCHG CS，AX ；错，CS不能参与交换（2）MOV [BX]，[1000] ；错，存储器之不能交换（3）XCHG BX，IP ；错，IP不能参与交换（4）PUSH CS（5）POP CS ；错，不能将数据弹到CS中（6）IN BX，DX ；输入/输出只能通过AL/AX（7）MOV BYTE[BX]，1000 ；1000大于255，不能装入字节单元（8）MOV CS，[1000] ；CS不能作为目标寄存器（9）MOV BX，OFFSET VAR[SI] ；OFFSET只能取变量的偏移地址（10）MOV AX，[SI][DI] ；SI、DI不能成为基址加变址（11）MOV COUNT[BX][SI]，ES：AX ；AX是寄存器，不能加段前缀3．7 设当前 SS=2010H，SP=FE00H，BX=3457H，计算当前栈顶的地址为多少？当执行PUSH BX 指令后，栈顶地址和栈顶2个字节的内容分别是什么？当前栈顶的地址=2FF00H当执行PUSH BX 指令后，栈顶地址=2FEFEH（2FEFEH）=57H（2FEFFH）=34H3．8 设DX=78C5H，CL=5，CF=1，确定下列各条指令执行后，DX和CF中的值。

《微型计算机原理与接口技术》(尹建华)习题答案第一章2、156D = 10011100B = 9CH79D = 1001111B = 4FH0.675D = 0.1011B = 0.BH37.164D = 100101.0011B = 25.3H3、136D = 10001000B111010.111B = 3A.EH110010.11B = 62.6Q157Q = 06FH133Q = 910AE7.D2H = 101011100111.11010010B0.468D = 0.0111B4、无符号数：151符号数：-1058421BCD：976、+1原码 = 00000001反码 = 00000001补码= 00000001-1原码 = 10000001反码 = 11111110补码 = 11111111+36原码= 00100100反码 = 00100100补码 = 00100100-36原码= 10100100反码 = 11011011补码 = 11011100-128原码= 1000000010000000反码 = 111111*********补码 = 100000007、⑴ -128⑵ -1⑶ 15⑷ -868、⑴ 0 ~ 255⑵ -127 ~ +127⑶ -32767 ~ +32768 11、34H + 89H无溢出0AFH+ 45H无溢出76H-0FEH无溢出第二章2、1MB，64KB3、不能4、4，1，时钟5、0FFFF0H寄存器名FRIPCSDSSSES指令队列其它寄存器复位状态0000H0000HFFFFH0000H0000H0000H清空0000H6、段基地址和偏移地址1230H：0045H1000H：2345H7、90000H ~ 9FFFFH11、等待周期：8086CPU与慢速的存储器和I/O设备交换信息时，为了防止丢失数据，在总线周期的和之间，插入一些必要的等待状态，用来给予必要的时间补偿。

《单片机原理及接口技术》（第2版）人民邮电出版社第9章 AT89S51单片机的I/O扩展思考题及习题91．I/O接口和I/O端口有什么区别？I/O接口的功能是什么？答：I/O端口简称I/O口，常指I/O接口电路中具有端口地址的寄存器或缓冲器。

I/O接口是指单片机与外设间的I/O接口芯片；I/O接口功能：(1) 实现和不同外设的速度匹配；(2) 输出数据缓存；(3) 输入数据三态缓冲。

2．I/O数据传送由哪几种传送方式？分别在哪些场合下使用？答：3种传送方式： (1) 同步传送方式：同步传送又称为有条件传送。

当外设速度可与单片机速度相比拟时，常常采用同步传送方式。

(2) 查询传送方式：查询传送方式又称为有条件传送，也称异步传送。

单片机通过查询得知外设准备好后，再进行数据传送。

异步传送的优点是通用性好，硬件连线和查询程序十分简单，但是效率不高。

(3) 中断传送方式：中断传送方式是利用AT89S51本身的中断功能和I/O接口的中断功能来实现I./O数据的传送。

单片机只有在外设准备好后，发出数据传送请求，才中断主程序，而进入与外设进行数据传送的中断服务程序，进行数据的传送。

中断服务完成后又返回主程序继续执行。

因此，中断方式可大大提高工作效率。

3．AT89S51单片机对扩展的I/O口芯片的基本要求是：输出应具有功能；输入应具有功能；答：数据锁存，三态缓冲4．常用的I/O端口编址有哪两种方式？它们各有什么特点？AT89S51单片机的I/O端口编址采用的是哪种方式？答：两种。

(1) 独立编址方式：独立编址方式就是I/O地址空间和存储器地址空间分开编址。

独立编址的优点是I/O地址空间和存储器地址空间相互独立，界限分明。

但却需要设置一套专门的读写I/O的指令和控制信号。

(2) 统一编址方式：这种方式是把I/O端口的寄存器与数据存储器单元同等对待，统一进行编址。

统一编址的优点是不需要专门的I/O指令，直接使用访问数据存储器的指令进行I/O操作。

第九章复习思考题1. 计算机系统中为什么要设置输入输出接口？输入/输出接口电路是CPU与外设进行数据传输的桥梁。

外设输入给CPU的数据，首先由外设传递到输入接口电路，再由CPU从接口获取；而CPU输出到外设的数据，先由CPU 输出到接口电路，然后与接口相接的外设获得数据。

CPU与外设之间的信息交换，实际上是与I/O接口电路之间的信息交换。

2. 简述输入输出接口的作用。

I/O接口电路的作用主要表达在以下几个方面：〔1〕实现单片机与外设之间的速度匹配；〔2〕实现输出数据锁存；〔3〕实现输入数据三态缓冲；〔4〕实现数据格式转换。

3. 在计算机系统中，CPU与输入输出接口之间传输数据的控制方式有哪几种？各有什么特点？在计算机系统中，CPU与I/O接口之间传输数据有3种控制方式：无条件方式，条件方式，中断方式，直接存储器存取方式。

在无条件方式下，只要CPU执行输入/输出指令，I/O接口就已经为数据交换做好了准备，也就是在输入数据时，外设传输的数据已经传送至输入接口，数据已经在输入接口端准备好；输出数据时，外设已经把上一次输出的数据取走，输出接口已经准备好接收新的数据。

条件控制方式也称为查询方式。

CPU进行数据传输时，先读接口的状态信息，根据状态信息判断接口是否准备好，如果没有准备就绪，CPU将继续查询接口状态，直到其准备好后才进行数据传输。

在中断控制方式下，当接口准备好数据传输时向CPU提出中断请求，如果满足中断响应条件，CPU那么响应，这时CPU才暂时停止执行正在执行的程序，转去执行中断处理程序进行数据传输。

传输完数据后，返回原来的程序继续执行。

直接存储器存取方式即DMA方式，它由硬件完成数据交换，不需要CPU的介入，由DMA 控制器控制，使数据在存储器与外设之间直接传送。

4. 采用74LS273和74LS244为8051单片机扩展8路输入和8路输出接口，设外设8个按钮开关和8个LED，每个按钮控制1个LED，设计接口电路并编制检测控制程序。

第9章微机中断技术习题9.1 简述一般中断系统的组成和功能。

【参考答案】处理器内部应有中断请求信号的检测电路，输出中断响应信号，保存断点的逻辑，转向中断处理程序的逻辑，中断返回逻辑。

系统中要有一中断控制器，管理多个中断源，提供处理机所需的中断处理信息。

系统中请求中断处理的I/O接口电路要有提供中断请求信号及接收中断响应信号的逻辑。

9.2 什么是中断？简述一个中断的全过程。

【参考答案】中断是指在CPU正常运行程序时，由于内部或外部某个非预期事件的发生，使CPU暂停正在运行的程序，而转去执行处理引起中断事件的程序，然后返回被中断了的程序，继续执行被暂停的程序的过程。

当外设准备好向CPU传送数据或已准备就绪接收CPU的数据，或者有某些紧急情况需要CPU处理时，外设向CPU发出中断请求。

CPU接收到中断请求，在一定条件下，暂且停止执行当前的主程序，转到中断服务程序为外设服务；服务结束后返回并继续执行主程序。

微机的中断过程包括中断请求、中断响应、保护断点与现场、中断服务和中断返回等5个环节。

9.3 确定中断的优先级有哪两种方法？各有什么优缺点？IBM PC系列微机中断判优使用的是什么方法？【参考答案】确定中断的优先级有软件查询和硬件排队两种方法。

硬件排队方法中常用的是矢量中断方法。

软件查询方法所需电路比较简单：一是要把外设的中断请求触发器组合成一个端口供CPU查询，二是要将各外设的中断请求信号相或后作为CPU的中断请求信号送INTR引脚。

在外设数量较多时．这位查询转人中断服务所耗费的时间较长。

硬件优先权排队方法电路较复杂，要求外没不仅发出中断请求信号，而且还需提供设备的中断矢量(也称中断类型号)，该矢量与中断服务程序地址有关，CPU接收该矢量后可以转入中断服务程序。

这种方法中断响应速度快。

IBM PC系列微机中采用硬件优先权排队电路，具体来说，IBM PC系列微机中断判优采用的矢量中断方法。

IBM PC系列微机中断判优用的是中断控制器8259A，其内部集成了可编程改变的请求优先级电路及编码比较电路，既可以处理中断的优先级、也可以处理中断嵌套的优先级。

《微机原理与接口技术》教案第一章：微机系统概述1.1 微机的发展历程1.2 微机的组成与工作原理1.3 微机系统的性能指标1.4 微机在我国的应用与发展第二章：微处理器2.1 微处理器的结构与工作原理2.2 微处理器的性能评价2.3 常见微处理器简介2.4 微处理器的编程与应用第三章：存储器3.1 存储器的分类与性能3.2 随机存储器（RAM）3.3 只读存储器（ROM）3.4 存储器扩展与接口技术第四章：输入/输出接口技术4.1 I/O接口的基本概念4.2 I/O接口的编址方式4.3 常见I/O接口芯片介绍4.4 I/O接口的程序设计第五章：中断与DMA控制5.1 中断的概念与原理5.2 中断处理程序的编写5.3 DMA控制原理与实现5.4 中断与DMA在微机系统中的应用第六章：串行通信接口6.1 串行通信的基本概念6.2 串行通信的接口标准6.3 串行通信接口电路设计6.4 串行通信在微机系统中的应用第七章：并行通信接口7.1 并行通信的基本概念7.2 并行通信的接口标准7.3 并行通信接口电路设计7.4 并行通信在微机系统中的应用第八章：总线技术8.1 总线的概念与分类8.2 总线标准与协议8.3 总线接口电路设计8.4 总线在微机系统中的应用第九章：模拟接口技术9.1 模拟接口的基本概念9.2 模拟接口的电路设计9.3 模拟接口的信号转换技术9.4 模拟接口在微机系统中的应用第十章：微机系统的可靠性设计与维护10.1 微机系统的可靠性概述10.2 微机系统的可靠性设计10.3 微机系统的维护与故障诊断10.4 提高微机系统可靠性的措施重点和难点解析重点环节一：微机的发展历程与微机系统的性能指标解析：了解微机的发展历程对于理解微机原理与接口技术具有重要意义。

掌握微机系统的性能指标有助于评估和选择合适的微机系统。

重点环节二：微处理器的结构与工作原理解析：微处理器是微机系统的核心部件，理解其结构与工作原理对于深入学习微机原理与接口技术至关重要。

9.2 在8XX51单片机上扩展一片6116（2KB*8位RAM）9.4 在8XX51单片机上扩展一片EPROM2716和一片RAM6264，要求6116既能作为数据存储器，又能作为程序存储器使用。

9.6 在8XX51单片机上接一片74LS244和一片74LS273，使74LS244的地址为BFFFH，74LS273的地址为DFFFH，并编程从74LS244输入向74LS273输出。

答：9.6 设计电路见习题9.6图。

图中采用的是80C31，由于80C31内部无ROM，片外必须扩展一片程序存储器。

图中扩展2764 8K×4 EPROM。

根据地址需求，分别以P2.5和P2.6作为273和244的片选，程序参见例9-2。

9.8 设置8255地址为CFFCH～CFFFH，使用部分译码法设计电路，并设置A 口方式1输出，B口方式 O输入，C口不用的初始化程序。

MOV DPTR,#OCFFFH MOV A，#0A2H MOVX @DPTR，A9.10 在8XX51单片机上扩展一片8255，使用A口和C口设计4位数码管动态显示电路，显示"good"字符(G为小写)。

9.10 8255A口、B口、C口、控制口地址分别为7CFFH、7DFFH、7EFFH、7FFFH，A口方式O输出，C口输出，控制字80H。

设计见习题9．10图。

ORG 0000HMOV DPTR，#7FFFH ；指向控制口MOV A，#80H ；A口、B口均采用基本输出方式MOVX @DPTR，A ；写控制字MOV DPTR，#7CFFHMOV A，#0MOVX @DPTR，A ；清显示 AGAIN：MOV R0，#0 ；R0存字形表偏移量MOV R1，#01 ；R1置数码表位选代码NEXT： MOV DPTR，#7EFFH ；指向C口MOV A，R1MOVX @DPTR，A ；从C口输出位选码MOV A，R0MOV DPTR，#TAB ；置字形表头地址MOVC A，@A+DPTR ；查字形码表MOV DPTR，#7CFFH ；指向A口MOVX @DPTR，A ；从A口输出字形码ACALL DAY ；延时INC R0 ；指向下一位字形MOV A，R1RL A ；指向下一位MOV R1，ACJNE Rl，#10H，NEXT ；4个数码管显示完SJMP AGAINDAY：MOV R6，#50 ；延时子程序DL2：MOV R7，#7DHDL1：NOPNOPDJNZ R7，DLlDJNZ R6，DL2RETTAB1：DB 6FH，3FH，3FH，5EH；“good”(good)的字形码9.12 列出图9-26中的I／O口、RAM、计数器、控制口地址。