第6章输入输出接口技术
- 格式:ppt
- 大小:889.50 KB
- 文档页数:105
第6章习题答案1、定时器模式2有什么特点?适用于什么场合?答:(1) 模式2把TL0(或TL1)配置成一个可以自动重装载的8位定时器/计数器。
TL0计数溢出时不仅使溢出中断标志位TF0置1,而且还自动把TH0中的内容重新装载到TL0中。
TL0用作8位计数器,TH0用以保存初值。
(2) 用于定时工作方式时间(TF0溢出周期)为()82T H 012T =-⨯⨯初值振荡周期,用于计数工作方式时,最大计数长度(TH0初值=0)为28=256个外部脉冲。
这种工作方式可省去用户软件重装初值的语句,并可产生相当精确定时时间,特别适于作串行波特率发生器。
2、单片机内部定时方式产生频率为100KH Z 等宽矩形波,假定单片机的晶振频率为12MH Z ,请编程实现。
答:5100,110(00)Z f KH t T -==⨯采用定时器选择工作模式50.510-⨯=⨯⨯136(2-X )12/(1210)13(2)5X -=81871111111111011X ==T0低5位:1BHT0高8位:FFHMOV TMOD,#00H ;设置定时器T0工作于模式0MOV TL0,#1BH ;设置5ms 定时初值MOV TH0,#0FFHSETB TR0 ;启动T0LOOP:JBC TF0,L1 ;查询到定时时间到?时间到转L1SJMP LOOP ;时间未到转LOOP ,继续查询L1:MOV TL0,#1BH ;重新置入定时初值MOV TH0,#0FFHCPL P1.0 ;输出取反,形成等宽矩形波SJMP LOOP ;重复循环3、89C51定时器有哪几种工作模式?有何区别?答:有四种工作模式:模式0,模式1,模式2,模式3(1) 模式0:选择定时器的高8位和低5位组成一个13位定时器/计数器。
TL 低5位溢出时向TH 进位,TH 溢出时向中断标志位TF 进位,并申请中断。
定时时间t=(213-初值)×振荡周期×12;计数长度位213=8192个外部脉冲(2) 模式1:与模式0的唯一差别是寄存器TH 和TL 以全部16位参与操作。
输入输出接口技术第一节接口技术的基本概念一、接口的概念和功能二、接口电路的典型结构三、接口功能第二节I/O端口的编址和译码一、I/O端口的编址方式二、输入/输出指令三、I/O端口的译码第三节CPU与外设间的数据传送方式一、无条件传送方式二、条件传送方式三、中断传送方式四、DMA传送方式一、接口的概念和功能1 接口:指CPU与存储器和外设之间通过总线进行连接的电路部分,是CPU与外界进行信息交换的中转站。
为什么要在CPU与外设之间设置接口电路?其一,CPU与外设两者的信号线不兼容,在信号线功能定义、逻辑定义和时序关系上都不一致;其二,两者的工作速度不兼容,CPU速度高,外设速度低; 其三,若不通过接口,而由CPU直接对外设的操作实施控制,就会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中,大大降低CPU的效率;其四,若外部设备直接由CPU控制,也会使外设的硬件结构依赖于CPU,对外设本身的发展不利。
因此,有必要设置接口电路,以便协调CPU与外设两者的工作,提高CPU的效率,并有利于外设按自身的规律发展。
2 接口技术:是研究CPU如何与外部世界进行最佳耦合与匹配,实现双方高效、可靠地交换信息的一门技术,是软件、硬件结合的体现,是微机应用的关键。
微机接口技术综合性很强,所涉及的知识面很宽,包括微机原理、汇编语言(或高级语言)程序设计、电子技术、自控原理以及通信技术等多门课程的基础理论和专业知识。
3.接口技术在微机应用中的作用微机应用系统的研究和微机化产品的开发,从硬件角度来讲,就是接口电路的研究和开发,接口技术已成为直接影响微机系统的功能和微机推广应用的关键。
微机的应用是随着外部设备的不断更新和接口技术的发展而深入到各个领域的。
1从编程角度看,接口内部主要包括一个或多个CPU可以进行读/写操作的寄存器,又称为I/O端口。
2各I/O端口由端口地址区分。
3按存放信息的不同,I/O端口可分为三种类型数据端口:用于存放CPU与外设间传送的数据信息状态端口:用于暂存外设的状态信息控制端口:用于存放CPU对外设或接口的控制信息,控制外设或接口的工作方式。
第二章1.8086CPU由哪两部分构成?它们的主要功能是什么?答:8086CPU由两部分组成:指令执行部件(EU,Execution Unit)和总线接口部件(BIU,Bus Interface Unit)。
指令执行部件(EU)主要由算术逻辑运算单元(ALU)、标志寄存器FR、通用寄存器组和EU控制器等4个部件组成,其主要功能是执行指令。
总线接口部件(BIU)主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成,其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行,访问存储器或I/O端口读取操作数参加EU运算或存放运算结果等。
2.8086CPU预取指令队列有什么好处?8086CPU内部的并行操作体现在哪里?答:8086CPU的预取指令队列由6个字节组成,按照8086CPU的设计要求,指令执行部件(EU)在执行指令时,不是直接通过访问存储器取指令,而是从指令队列中取得指令代码,并分析执行它。
从速度上看,该指令队列是在CPU 内部,EU从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。
8086CPU内部的并行操作体现在指令执行的同时,待执行的指令也同时从内存中读取,并送到指令队列。
5.简述8086系统中物理地址的形成过程。
8086系统中的物理地址最多有多少个?逻辑地址呢?答:8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的。
8086系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20位的物理地址。
采用分段结构的存储器中,任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成,都是16位二进制数。
通过一个20位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。
具体做法是16位的段基址左移4位(相当于在段基址最低位后添4个“0”),然后与偏移地址相加获得物理地址。
由于8086CPU的地址线是20根,所以可寻址的存储空间为1M字节,即8086系统的物理地址空间是1MB。
逻辑地址由段基址和偏移地址两部分构成,都是无符号的16位二进制数,程序设计时采用逻辑地址,也是1MB。
微型计算机原理与接口技术第五版周荷琴课后答案第一章:计算机系统概述1.1 计算机系统基本组成•核心包括 CPU、内存和 I/O 设备。
CPU 是计算机的中央处理器,负责执行指令,控制各部分设备的操作。
内存存储数据和程序指令。
I/O 设备是计算机与外部世界进行信息交换的重要途径。
1.2 计算机的基本层次结构•计算机系统的基本层次结构分为硬件体系结构和软件体系结构。
硬件体系结构定义了计算机中硬件组件的功能、特性、接口和互连方式。
软件体系结构定义了计算机的软件组件及其相互关系。
1.3 计算机的工作过程•计算机工作过程主要包括取指令、分析指令、获取操作数、执行指令、写回结果等几个阶段。
具体过程为:取指令:从内存中读取指令;分析指令:解码指令确定要执行的操作;获取操作数:从内存或寄存器中读取操作数;执行指令:进行具体的运算或操作;写回结果:将运算结果写入内存或寄存器。
1.4 计算机性能指标•计算机的性能指标包括运算速度、存储容量、传输速率、可靠性和可用性等方面。
运算速度衡量了计算机执行指令的快慢;存储容量表示计算机可以存储的数据量;传输速率表示从一个设备向另一个设备传输数据的速度;可靠性表示计算机的故障率;可用性表示计算机在给定时间内正常工作的比例。
第二章:计算机的数制与编码2.1 数制与编码的基本概念•数制是用于表示数值的方法,常见的有十进制、二进制、八进制和十六进制等。
编码是指将字符、符号等信息转换成计算机可以处理的二进制形式。
2.2 二进制与十进制的转换•将十进制数转换成二进制数时,可以采用除2取余的方法。
将二进制数转换成十进制数时,可以根据二进制位上的权值相加的原理进行计算。
2.3 BCD码与ASCII码•BCD码是Binary-Coded Decimal的缩写,用4位二进制码表示一个十进制数的一位。
ASCII码是一种字符编码,将每个字符映射成一个唯一的二进制数。
2.4 奇偶校验码•奇偶校验码是一种错误检测码,用于检测数据传输过程中出现的位错误。
&电子工业出版社&第二章 8086体系结构与80x86CPU1.8086CPU由哪两部分构成?它们的主要功能是什么?答:8086CPU由两部分组成:指令执行部件(EU,Execution Unit)和总线接口部件(BIU,Bus Interface Unit)。
指令执行部件(EU)主要由算术逻辑运算单元(ALU)、标志寄存器FR、通用寄存器组和EU控制器等4个部件组成,其主要功能是执行指令。
总线接口部件(BIU)主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成,其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行,访问存储器或I/O端口读取操作数参加EU运算或存放运算结果等。
2.8086CPU预取指令队列有什么好处?8086CPU内部的并行操作体现在哪里?答:8086CPU的预取指令队列由6个字节组成,按照8086CPU的设计要求,指令执行部件(EU)在执行指令时,不是直接通过访问存储器取指令,而是从指令队列中取得指令代码,并分析执行它。
从速度上看,该指令队列是在CPU内部,EU从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。
8086CPU内部的并行操作体现在指令执行的同时,待执行的指令也同时从内存中读取,并送到指令队列。
5.简述8086系统中物理地址的形成过程。
8086系统中的物理地址最多有多少个?逻辑地址呢?答:8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的。
8086系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20位的物理地址。
采用分段结构的存储器中,任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成,都是16位二进制数。
通过一个20位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。
具体做法是16位的段基址左移4位(相当于在段基址最低位后添4个“0”),然后与偏移地址相加获得物理地址。
由于8086CPU的地址线是20根,所以可寻址的存储空间为1M字节,即8086系统的物理地址空间是1MB。
《计算机接口技术》部分习题参考解答第4章 PC机的总线结构和时序4-1 答:总线周期是指CPU从存储器端口或I/O端口存取一个字节所需的时间。
8088/8086基本总线周期由4个时钟周期组成。
IBM PC/XT/A T中,CPU时钟频率是4.77MHz,时钟周期是210ns。
XT机的一个基本总线周期是4个时钟周期,一个输入或输出周期是5个时钟周期。
4-2 答:在T1状态下,8088/8086CPU数据/地址线上是地址信息。
用ALE信号可将地址信息锁存起来。
数据信息在T2开始以后送出。
XT机的AD7~AD0在ALE下降沿控制锁存后送系统地址总线A7~A0。
A19/S6~A16/S3经ALE下降沿控制锁存后送系统地址总线A15~A8;CPU的AD7~AD0在8288发出的DT/!R(数据收发控制信号)和DEN(数据允许)信号控制下,经双向总线驱动器连接到系统数据总线D7~D0,这样,实现了地址和数据及状态信号的分离,使地址信号和数据信号同时分别出现在系统地址总线和数据总线上。
(注意:这里用符号“!”表示逻辑非,对于信号则表示低电平有效,下同。
)4-3 答:PC/XT机中8088的MN/!MX引脚接地,因此工作在最大模式。
8088最大模式系统由8088CPU、8284时钟信号发生器和8288总线控制器组成。
总线控制器发出一些存储器和输出控制信号,接入系统总线后的名称为!IOW、!IOR、!MEMW、!MEMR、ALE信号,此外它还发出中断响应信号!INTA、DT/!R和DEN 等信号。
这些信号是由CPU连接8288的S2、S1、S0三线的电平决定的。
4-4 答:8284时钟发生器的作用是将晶振信号分频,向8088及计算机系统提供符号定时要求的各种时钟信号,并产生准备好和系统复位信号。
CLK信号:4.77MHz,提供XT机时钟频率。
PCLK信号:2.38MHz,分频后供8253使用。
OSC信号:14.31818MHz,供显示器使用。
第6章输⼊输出系统-选择题第6章输⼊输出系统(I/O管理)-选择题1.以下关于设备属性的叙述中,正确的是()。
A.字符设备的基本特征是可寻址到字节,即能指定输⼊的源地址或输出的⽬标地址B.共享设备必须是可寻址的和可随机访问的设备C.共享设备是指同⼀时间内允许多个进程同时访问的设备D.在分配共享设备和独占设备时都可能引起进程死锁2.虚拟设备是指()A.允许⽤户使⽤⽐系统中具有的物理设备更多的设备B.允许⽤户以标准化⽅式来使⽤物理设备C.把⼀个物理设备变换成多个对应的逻辑设备D.允许⽤户程序不必全部装⼊主存便可使⽤系统中的设备3.磁盘设备的1O控制主要采取()⽅式A.位B.字节C.帧D. DMA4.为了便于上层软件的编制,设备控制器通常需要提供()A.控制寄存器、状态寄存器和控制命令B.1/O地址寄存器、⼯作⽅式状态寄存器和控制命令C.中断寄存器、控制寄存器和控制命令D.控制寄存器、编程空间和控制逻辑寄存器5.在设备控制器中⽤于实现设备控制功能的是()A. CPUB.设备控制器与处理器的接C.I/O逻辑D.设备控制器与设备的接⼝6.在设备管理中,设备映射表(DMT)的作⽤是()A.管理物理设备B.管理逻辑设备C.实现输⼊/输出D.建⽴逻辑设备与物理设备的对应关系7.DMA⽅式是在()之间建⽴⼀条直接数据通路A.I/O设备和主存D.CPU和主存8.通道⼜称1/O处理机,它⽤于实现()之间的信息传输。
A.内存与外设B.CPU与外设C.内存与外存D.CPU与外存9.在操作系统中,()指的是⼀种硬件机制A.通道技术B.缓冲池C. Spooling技术D.内存覆盖技术10.若1O设备与存储设备进⾏数据交换不经过CPU来完成,则这种数据交换⽅式是()A.程序查询B.中断⽅式C.DMA⽅式D.⽆条件存取⽅式11.计算机系统中,不属于DMA控制器的是()A.命令/状态寄存器B.内存地址寄存器C.数据寄存器D.堆指针寄存器12.()⽤作连接⼤量的低速或中速1O设备A.数据选择通道B.字节多路通道 D.I/O处理机C.数据多路通道13.在下列问题中,()不是设备分配中应考虑的问题A.及时性B.设备的固有属性C.设备独⽴性D.安全性14.将系统毎台设备按某种原则统⼀进⾏编号,这些编号作为区分硬件和识别设备的代号,该编号称为设备的()A.绝对号B.相对号C.类型号D.符号A.设备控制器和通道可以分别控制设备B.对于同⼀组输⼊输出命令,设备控制器、通道和设备可以并⾏⼯作回C.通道控制设备控制器、设备控制器控制设备⼯作D.以上答案都不对16.有关设备管理的叙述中,不正确的是()A.通道是处理输⼊输出的软件B.所有设备的启动⼯作都由系统统⼀来做C.来⾃通道的IO中断事件由设备管理负责处理D.编制好的通道程序是存放在主存中的17.【2010统考真题】本地⽤户通过健盘登录系统时,⾸先获得健盘输⼊信息的程序是()A.命令解释程序B.中断处理程序C.系统调⽤服务程序D.⽤户登录程序18. I/O中断是CPU与通道协调⼯作的⼀种⼿段,所以在()时,便要产⽣中断A.CPU执⾏“启动I/O”指令⽽被通道拒绝接收B.通道接收了CPU的启动请求C.通道完成了通道程序的执⾏D.通道在执⾏通道程序的过程中19.⼀个计算机系统配置了2台绘图机和3台打印机、为了正确驱动这些设备,系统应该提供()个设备驱动程序A.5B.3C.2D.120.将系统调⽤参数翻译成设备操作命令的⼯作由()完成A.⽤户层I/OB.设备⽆关的操作系统软件C.中断处理D.设备驱动程序21.【2017统考真题】系统将数据从磁盘读到内存的过程包括以下操作①DMA控制器发出中断请求②初始化DMA控制器并启动磁盘③从磁盘传输⼀块数据到内存缓冲区④执⾏“DMA结束”中断服务程序正确的执⾏顺序是()A.③→①→②→④B.②→③→①→④C.②→①→③→④22.【2011统考真题】⽤户程序发出磁盘I/O请求后,系统的正确处理流程是()A.⽤户程序→系统调⽤处理程序→中断处理程序→设备驱动程序B.⽤户程序→系统调⽤处理程序→设备驱动程序→中断处理程序C.⽤户程序→设备驱动程序→系统调⽤处理程序→中断处理程序D.⽤户程序→设备驱动程序→中断处理程序→系统调⽤处理程序23.【2012统考真题】操作系统的I/O⼦系统通常由4个层次组成,每层明确定义了与邻近层次的接⼝,其合理的层次组织排列顺序是()A.⽤户级1O软件、设备⽆关软件、设备驱动程序、中断处理程序B.⽤户级1O软件、设备⽆关软件、中断处理程序、设备驱动程序C.⽤户级1/O软件、设备驱动程序、设备⽆关软件、中断处理程序D.⽤户级IO软件、中断处理程序、设备⽆关软件、设备驱动程序24.【2013统考真题】⽤户程序发出磁盘I/O请求后,系統的处理流程是:⽤户程序→系统调⽤处理程序→设备驱动程序→中断处理程序。
第一章微型计算机基础1、几个关键字:时钟频率、字长、寻址范围、地址总线、数据总线2、冯诺依曼结构中微型计算机的四大组成部分:CPU、内存、I/O接口、系统总线3、微处理器(CPU)包含:运算器(ALU):算数逻辑运算控制器(CU):指令译码,根据指令要求发挥出相应控制信息寄存器(Registers):存放数据4、存储单元是存放信息(程序和数据)的最小单位,用地址标识。
单位:位、字节、字5、三总线:地址总线(AB):输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址数据总线(DB):数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数控制总线(CB):协调系统中各部件的操作,决定系统总线的特点6、“裸机”指未装备任何软件的计算机所有物理装备的集合=硬件系统=裸机:CPU、I/O接口电路和半导体存储器(ROM和RAM)7、字长是指计算机内部一次可以处理的二进制数码的位数8、时钟周期<总线周期<指令周期9、任意进位制数→十进制数:按位权展开十进制数→任意进位制数:辗转相除第二章8086/8088微处理器1、8086 CPU有两个独立逻辑部件组成(内部功能结构):总线接口部件(BIU):与内存或I/O端口传送指令或数据、产生20位的物理地址指令执行部件(EU):负责执行指令2、BIU负责取指令,EU负责执行指令,重叠执行大大减少了等待指令所需的时间,提高了CPU的利用率和整个系统的执行速度3、段寄存器:代码CS、数据DS、堆栈SS、附加ES通用寄存器:数据寄存器:AX、BX、CX、DX变址寄存器:源DI、目的SI指针寄存器:基址BP、栈SP标志寄存器:FLAGS指令指针寄存器:IP4、8086 CPU通过CS寄存器和IP寄存器能准确找到指令代码5、8086/8088段寄存器的功能是用于存放段起始地址及计算物理地址6、指针寄存器和变址寄存器:只能按16位存取。
7、可以用于寄存器间接寻址、基址变址等寻址方式的寄存器有BX、BP、SI、DI。