第八章 接口
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单片机-第8章单片机的并行接口单片机第 8 章单片机的并行接口在单片机的世界里,并行接口是一个至关重要的概念。
它就像是单片机与外部世界进行快速、高效交流的“高速公路”。
接下来,让我们一起深入了解单片机的并行接口。
并行接口,顾名思义,是能够同时传输多位数据的接口。
相较于串行接口每次只能传输一位数据,并行接口的传输速度更快,效率更高。
这使得它在需要大量数据快速传输的场景中发挥着重要作用。
在单片机中,常见的并行接口包括 8 位、16 位甚至 32 位的并行接口。
以 8 位并行接口为例,它可以在一个时钟周期内同时传输 8 位的数据,想象一下,这就像是 8 辆车同时在一条道路上行驶,大大提高了数据的运输效率。
并行接口的工作原理其实并不复杂。
它通过一组并行的数据线来传输数据,同时还需要一些控制线来协调数据的传输过程。
比如,读写控制线用于指示是读取数据还是写入数据,片选线用于选择特定的外部设备进行通信。
当单片机要向外部设备发送数据时,它会将数据准备好放在数据线上,并通过控制线发出相应的信号,告诉外部设备可以接收数据了。
而当单片机要从外部设备读取数据时,它会通过控制线发出读取信号,然后从数据线上接收外部设备传来的数据。
在实际应用中,并行接口有着广泛的用途。
比如说,它可以用于连接外部存储器,如静态随机存储器(SRAM)或闪存(Flash)。
这样,单片机就能够快速地读取和写入大量的数据,为程序的运行和数据的存储提供了有力支持。
此外,并行接口还可以用于连接显示设备,如液晶显示屏(LCD)。
通过并行接口,可以快速地将图像数据传输到显示屏上,实现清晰、流畅的显示效果。
然而,并行接口也并非完美无缺。
它的一个明显缺点就是需要大量的引脚。
例如,一个 8 位的并行接口就需要 8 根数据线,再加上控制线等,引脚数量会比较多。
这在引脚资源有限的单片机中可能会成为一个问题。
另外,并行接口的布线也相对复杂,容易受到干扰,从而影响数据传输的准确性和稳定性。
8.2基本题8.2.1 填空题1、实现输入输出数据传送的方式分为三种:程序控制方式、__1__方式和__2__方式。
答案:1、直接存储器访问(DMA)2、通道2、程序控制方式包括____1____方式和____2____方式。
答案:1、程序查询2、中断3、输入输出系统由____1____、____2____以及相关软件组成。
答案:1、输入输出设备2、输入输出接口4、输入输出设备寻址方式有____1____和____2____两种。
答案:1、统一编址2、单独编址5、统一编址方式是将____1____和____2____统一进行编址。
答案:1、输入输出设备中的各寄存器2、内存单元6、统一编址方式下,访问输入输出设备使用的是____1____指令,访问输入输出设备和内存将使用____2____的控制总线。
答案:1、访问内存2、相同7、单独编址方式下,输入输出操作使用____1____指令实现,输入输出设备和内存的访问将使用____2____的控制总线。
答案:1、专门的输入输出2、不同8、输入输出设备中的基本寄存器包括控制寄存器、____1____、____2____。
答案:1、状态寄存器2、数据寄存器9、输入输出操作实现的CPU与I/O 设备的数据传输实际上是CPU与________之间的数据传输。
答案:I/O设备接口中寄存器10、设备的定时方式分为____1____与____2____两种方式。
程序控制的输入输出属于____3____方式。
答案:1、同步定时 2、异步应答3、异步应答11、同步定时方式接口的数据传送是按照CPU的________进行的。
答案:控制节拍12、程序控制方式中,数据的传送由________进行控制。
答案:CPU的程序13、CPU响应中断时最先完成的两个步骤是____1____和____2____。
答案:1、关中断 2、保存现场信息14、内部中断是由____1____引起的,如运算溢出等。
内部中断通常称为____2____。
答案:1、CPU的某种内部因素2、自陷15、外部中断是由______引起的,如输入输出设备产生的中断。
答案:主机外部的中断信号16、禁止中断由CPU内部设置一个可以由程序设定的____1____实现,当其为____2____时允许CPU响应中断,否则禁止CPU响应中断。
答案:1、中断允许触发器2、“1”17、中断屏蔽是靠为每个中断源设置一个____1____实现的,当其为____2____时禁止该中断源的中断请求,否则允许通过。
答案:1、中断屏蔽触发器 2、“1”18、CPU响应中断后需要保存____1____,即保存程序计数器PC和相关寄存器的内容。
保存的方法一般是将其放入____2____。
答案:1、现场信息2、堆栈19、使用禁止中断或屏蔽中断可以保证正在执行的程序的________。
答案:完整性20、DMA的含义是____1____,用于解决____2____问题。
21、答案:1、直接寄存器访问 2、数据块传送22、DMA数据传送过程可以分为____1____、数据块传送和____2____三个阶段。
答案:1、传输前预处理2、传送后处理23、基本DMA控制器主要由____1____、字计数器、数据寄存器、____2____、标志寄存器及地址译码与同步电路组成。
答案:1、地址计数器 2、控制逻辑24、DMA控制器中的内存地址计数器存放内存中要交换数据的____1____,每传输一个数据后____2____。
答案:1、起始地址2、自动加125、DMA控制器中的字计数器用于记录要传送数据块的____1____,每传输一个字节后计数器____2____。
答案:1、长度2、加126、通道中包括____1____、状态寄存器、____2____、通道地址寄存器、通道指令寄存器等部分。
答案: 1、通道控制器2、中断机构27、根据数据传送方式,可以将通道分为____1____通道、____2____通道和数组多路通道。
答案:1、字节多路2、选择28、CPU内部中断允许触发器对________中断不起作用,如掉电就属于此类中断。
答案:不可屏蔽29、在中断服务中,开中断的目的是允许________.答案:多级中断30、中断裁决机制有____1____、____2和独立请求三种方式。
答案:1、轮换2、菊花链31、按照数据传送的方式,I/O设备可分为____1____和____2____两种,光盘就属于后者。
答案:1、字设备 2、数据块设备32、一个中断向量对应于一个________.答案:中断服务程序的入口地址33、按照产生中断的机制,可将中断分为____1____、____2____和____3____。
答案:1、内部中断2、外部中断 3、软件中断34、由____1____引起的中断是软件中断,用于调用____2____服务程序。
答案:1、内陷指令2、操作系统35、多个中断源在轮询方式中________最先被访问。
答案:优先级高的36、在菊花链方式下,越________的设备越优先级高。
答案:靠近CPU36.接口接收到终端响应信号INTA后,将()传送给CPU 答案:中断向量37.中断屏蔽的有两个:()答案:一是改变中断处理的优先级别,二是屏蔽一些不允许产生的中段38.数组多路通道允许()个设备进行()操作,数据传送单位是()答案:(单)、数据传输、数据块39.字节多路通道可允许()设备进行数据传输操作,数据传送单位是()多个、字节40.计算机系统中,根据应用条件和硬件资源不同,数据传输方式可采用()传送、()传送、()传送。
答案:并行、串行、串并行41.串行接口之所以学要串、并行数据的转换电路,是应为()。
42.答案:计算机内部数据是并行传送的43.DMA控制器按其()结构可分为()型和()型两种。
答案:组成、选择、多路44.通道与CPU分时使用()实现了()内部数据处理和()的并行工作。
答案:内存、CPU、I/O设备45.CPU在响应DMA请求后,将让出一个()周期给DMA控制器。
答案:存储46.CPU响应中段时,必须先保护当前程序的断点状态,然后才能执行中断服务子程序,这里的断点状态指的是()。
答案:返回地址和状态寄存器的内容47.堆栈结构往往用于中段处理中现场保护,它的存取方式是()。
答案:先进后出48.CPU与外部设备交换数据时采用()()()和()等方式来协调它们之间的速度不同步。
答案:程序查询、中断、DMA49.在数据传送方式中,若主机与设备串行工作,则采用()方式;若主机与设备并行工作,则采用()方式;若主程序与设备并行工作,则采用()方式。
答案:程序查询、中断、DMA50.DMA控制器和CPU分时使用总线的方式有()()和()三种。
答案:停止CPU使用主存、周期挪用、DMA和CPU交替使用主存51.DMA操作过程可以分为三个阶段()()().答案:准备阶段、传送阶段、结束阶段52.通道的种类有()()和()三种。
答案:字节多路通道、选择通道、数组多路通道53.通道的功能是:()。
按通道的工作方式分,通道有()通道、()通道、()通道三种类型。
通道程序是由一条或者几条()构成。
答案:接收CPU的I/O命令、控制外设与主存的数据的交换;字节多路;数组多路;选择;通道指令;54.外设接口的主要功能是()()()答案:匹配主机与外设速度不的差异;实现数据格式的转换;传达主机的命令反映设备的状态;55.中断处理过程可以()。
()的设备可以中断()的中断服务程序。
答案:嵌套、优先级高、优先级低56.中断请求的优先排队可归纳为两大类,他们是()和()。
程序中断方式适用于()和()场合答案:硬件判优、软件判优、异常情况、特殊请求57.直接内存访问(DMA)方式中,DMA控制器从CPU完全接管对()的控制,数据交换不经过CPU,而直接在内存和()之间进行。
答案:总线、I/O设备(输入输出设备)58.DMA技术的出现使得()可以通过()直接访问(),与此同时,CPU可以继续执行程序答案:外围设备、DMA控制器、内存59.多路行DMA控制器不仅在()上而且在()上可以连结多个设备,适合于连结()设备。
答案:物理、逻辑、慢速60.并行I/O接口()和串行I/O接口()是目前最具权威性和发展前景的两个标准接口。
SCSI、IEEE 139461.通道是一个特殊功能的(),她有自己的()专门负责数据输入输出的传输控制,CPU只负责()功能。
答案:处理器、指令和程序、数据处理62.中断处理需要有中断()、中断()产生、中断()等硬件支持。
答案:优先级仲裁、向量、控制逻辑63.选择型DMA控制器在物理上可以连接()设备,而在逻辑上只允许连接()设备,它适合于连接()设备。
答案:多个、一个、高速64.磁盘机采用DMA方式与主机通信,如主存周期为1Μs,磁盘机的最高传输速率为()才能适应存储器的要求?此时,CPU必须处于()状态。
答案: 1MB/S、等待65.CPU对外部设备的控制方式按照CPU的介入程度,从小到大分别为()()()()。
答案:通道方式、DMA方式、中断方式、程序方式66.通道的工作过程分为()()和()三部分。
答案:(1)在用户程序中调用访管指令进入管道程序、由CPU通过管理程序组织一个通道程序、并启动通道;(2)通道处理机执行通道程序,完成指定的数据输入输出工作;(3)通道程序结束后向CPU发中断请求;8.2.2选择题:1.主机、外设不能并行工作的方式是()A程序查询方式 B中断方式 C通道方式答案:A2在同一编址方式下,下面的说法()是正确的A一个具体地址只能对应输入输出设备B一个具体地址只能对应内存单元C一个具体地址既可以对应输入输出设备又可以对应内存单元D只对应I/O设备或者只对应内存单元答案:D2.在独立编址方式下,下面的说法()是正确的A一个具体地址只能对应输入输出设备 B一个具体地址只能对应内存单元C一个具体地址既可以对应输入输出设备又可以对应内存单元D只对应I/O设备或者只对应内存单元答案:C4. 在独立编址方式下,存储单元和I/O设备是依靠()来区分的A不同的地址代码 B不同的地址总线 C不同的指令或不同的地址总线D上述都不对答案:C5. 在统一编址方式下,存储单元和I/O设备是依靠()来区分的A不同的地址代码 B不同的地址总线 C不同的指令或不同的地址总线D上述都不对答案: A6. 在关中断状态,不可响应的中断是()A硬件中断 B软件中断 C可屏蔽中断 D不可屏蔽中断答案:C7. 禁止中断的功能可以由()来完成A中断触发器 B中断允许触发器 C中断屏蔽触发器 D中断禁止触发器答案:B 8. 在菊花链方式下,下面说法正确的是()A设备优先级的高低与该设备在链中所处的位置无关B设备优先级的高低由该设备在链中的位置决定 C靠近CPU的设备优先级低D以上说法都不对答案:B9.微型机系统中,主机和高速硬盘进行数据交换一般采用()方式A程序中断控制 B直接存储器访问(DMA) C程序直接控制 D通道控制答案:B 10.常用于大型计算机的控制方式是()A程序查询方式 B中断方式 C DMA方式 D通道方式答案:D11.有关中断的论述,一下不正确的是()A CPU及I/O设备可实现并行工作,但设备之间不可并行工作B可以实现多道程序、分时操作、实时操作等C对高速外设(如磁盘)采用中断可能引起数据丢失D计算机的中断源可来自主机,也可以来自外设答案:A12.为实现多重中断,保护断点和现场使用()A ROM B中断向量表 C设备内的寄存器 D堆栈答案:D13.下面论述不正确的是()A具有专门输入输出指令的计算机外设可以单独编址B统一编址方式下,不可以访问外设C访问存储器的指令,只能访问存储器,一定不能访问外设D只有输入输出指令才可以访问外设答案:A14.下面不属于内部中断的是()A除数为0 B非法地址 C非法数据格式 D非法指令答案:B15.以下论述正确的是()A CPU响应中断期间仍执行原程序 B在中断过程中,如又有中断源提出中断,CPU立即响应C在中断响应中,保护断点、保护现场应由用户编写程序完成D在中断响应中,保护断点是由中断响应自动完成的答案:D16.中断系统是由()实现的A仅用硬件 B仅用软件 C软、硬件结合 D以上都不对答案:C17.DMA数据的传送是以()为单位进行的A字节 B字 C数据块 D位答案:C18.DMA方式是在()之间建立直接的数据通路A CPU与外围设备 B主存与外围设备 C外设与外设 D CPU与主存答案:B19.数组多路通道数据的传送是以()为单位进行的A字节 B字 C数据块 D位答案:C 20.字节多路通道可适用于()A高速传送数据块 B多台低速和中速I/O设备C多台高速I/O设备 D单台高速I/O设备答案:B 21.选择通道上可以连接若干设备,其数据传送是以()为单位进行的A字节 B字 C数据块 D位答案:B 22.字节多路数据传送是以()为单位进行的A字节 B字 C数据块 D位答案:A 23.通道是特殊的处理器,它有自己的(),因此具有较强的并行工作能力A运算器 B存储器 C指令和程序 D以上均有答案:C 24.I/O接口中数据缓冲器的作用是()A用来暂存外部设备和CPU之间传送的数据 B用来暂存外部设备的状态C用来暂存外部设备的地址 D以上都不是答案:A 25.在中断响应过程中,保护程序计数器PC的作用是()A使CPU能找到中断处理程序的入口地址 B使中断返回后,能回到断点处继续原程序的执行C使CPU和外部设备能并行工作 D为了实现中断嵌套答案:B 26.程序查询方式、中断方式和DMA方式的优先级排列次序为()A程序查询方式、中断方式、DMA方式 B中断方式、程序查询方式、DMA方式C DMA方式、程序查询方式、中断方式D DMA方式、中断方式、程序查询方式答案:D27.下述I/O控制方式中,主要由程序实现的是()A PPU(外围处理机)方式 B中断方式 C DMA方式 D通道方式答案:B28.采用DMA方式传送数据时,每传送一个数据要占用()的时间A一个指令周期 B一个机器周期 C一个时钟周期 D一个存储周期答案:D 29.在单级中断系统中,CPU一旦响应中断,则立即关闭()标志,以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断导致干扰A中断允许 B中断请求 C中断屏蔽 D中断保护答案:A 30.下面叙述中()是正确的A总线一定要和接口相连 B接口一定要和总线相连C通道可以代替接口 D总线始终由CPU控制和管理答案:B 31.信息只用一条传输线,且采用脉冲传送方式称为()A串行传送 B并行传送 C并串型传送 D分时传送答案:A 32.产生中断请求的是()A一条指令执行结束 B一次I/O操作开始C机器内部发生故障 D一次DMA操作开始答案:B、C、D 33.在微型机系统中,外围设备通过()与主板的系统总线连接A适配器 B设备控制器 C计数器 D寄存器答案:A 34.中断向量地址是()A子程序入口地址 B中断服务列行程序入口地址 C中断服务列行程序入口地址的指示器D中断返回地址答案:C35.周期挪用方式常用于()方式的输入/输出中A DMA B中断 C程序传送 D通道答案:A36.在以DMA方式传送数据的过程中,由于没有破坏()的内容,所以一旦数据传送完毕,主机可以立即返回原程序A程序计数器 B程序计数器和寄存器 C指令寄存器 D非以上答案答案:B37.CPU响应中断时,进入“中断周期”采用硬件方法保护并更新程序计数器PC内容,而不是有软件完成,主要因为()A能进入中断处理程序并能正确返回原程序 B节省内存C提高处理机的速度 D易于编制中断处理程序答案:A38.如果认为CPU等待设备的状态信号是处于非工作状态(即踏步等待),那么,在(1)方式下,主机与外设是串行工作的,在(2)方式下主机与外设是并行工作的。