第八章并行接口与串行接口复习课程
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“微机系统原理与接口技术”第八章习题解答(部分)1. 什么叫总线和总线操作?为什么各种微型计算机系统中普遍采用总线结构?答:总线是模块与模块之间传送信息的一组公用信号线;而模块间信息传送时与总线有关的操作统称为总线操作;模块间完成一次完整信息交换的时间称为一个总线操作周期。
总线标准的建立使得各种符合标准的模块可以很方便地挂在总线上,使系统扩展和升级变得高效、简单、易行。
因此微型计算机系统中普遍采用总线结构。
2.微机总线有哪些种类?其数据传输的主要过程是什么?答:微机中目前普遍采用的总线标准包括系统内总线标准和系统外总线标准两类:系统内总线标准一般指微机主板插槽(系统扩展板)遵循的各种标准,如PC/XT总线标准、ISA 总线标准(PC/AT总线标准)、VL总线标准(VESA具备总线标准)、PCI局部总线标准等;系统外总线标准指系统互连时遵循的各种标准,多表现为微机对外的标准接口插头,有时也称为接口标准,如EIA RS-232异步串行接口标准、USB通用串行接口标准、IEEE-488通用并行接口标准等。
一个总线操作周期一般分为四个阶段,即:总线请求及仲裁阶段、寻址阶段、传数阶段和结束阶段。
在含有多个主控制器的微机系统中,这四个阶段都是必不可少的;而在仅含一个主控制器的单处理器系统中,则只需要寻址和传数两个阶段。
3.计算机系统与外部设备之间相互连接的总线称为系统外总线(通信总线);用于连接微型机系统内各插件板的总线称为系统内总线(板级总线);CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为片内总线。
4.一次总线的信息传送过程大致可以分为4个阶段,依次为总线请求及仲裁阶段、寻址阶段、传数阶段和结束阶段。
8.同步总线有哪些优点和缺点?主要用在什么场合?答:同步并行总线时序是指总线上所有信号均以同步时钟为基准,所有接在总线上的设备的信息传输也严格与同步时钟同步。
同步并行总线的优点是简单、易实现;缺点是无法兼容总线上各种不同响应速度的设备,因为同步时钟的速度必须以最慢的响应设备为准,这样总线上的高速设备将无法发挥其高速性能。
第一部分:基础知识一、选择题1.在下面关于微处理器的叙述中,错误的是( ) 。
A、微处理器是用超大规模集成电路制成的具有运算和控制功能的芯片B、一台计算机的CPU含有1个或多个微处理器C、寄存器由具有特殊用途的部分内存单元组成,是内存的一部分D、不同型号的CPU可能具有不同的机器指令2.若用MB作为PC机主存容量的计量单位,1MB等于( )字节。
A、210个字节B、220个字节C、230个字节D、240个字节3.80X86执行程序时,对存储器进行访问时,物理地址可由()组合产生。
A、SS和IPB、CS和IPC、DS和IPD、CS和BP4.某处理器与内存进行数据交换的外部数据总线为32位,它属于()。
A、8位处理器B、16位处理器C、32位处理器D、64位处理器5.在堆栈操作中,隐含使用的通用寄存器是()。
A、AXB、BXC、SID、SP6.十进制负数–38的八位二进制补码是()A、BB、BC、BD、B7.用8位的二进制数的补码形式表示一个带符号数,它能表示的整数范围是()A、-127—+127B、-128—+128C、-127—+128D、-128—+127 8.标志寄存器FLAGS中存放两类标志,即()。
A、符号标志、溢出标志B、控制标志、状态标志C、方向标志、进位标志D、零标志、奇偶标志9.下列有关指令指针寄存器的说法中,哪一个是正确的()。
A、IP存放当前正在执行的指令在代码段中的偏移地址B、IP存放下一条将要执行的指令在代码段中的偏移地址C、IP存放当前正在执行的指令在存储器中的物理地址D、IP存放当前正在执行的指令在存储器中的段地址10.如果访问存储器时使用BP寻址,则默认的段寄存器是()A、CSB、ESC、DSD、SS二、判断题1.SP的内容可以不指向堆栈的栈顶。
2.寄存器寻址其运算速度较低。
3.计算机的堆栈是一种特殊的数据存储区,数据存取采用先进先出的原则。
4.当运算结果各位全部为零时,标志ZF=0。
串行接口是一种数字接口,用于在计算机系统中传输数字信号或者数据。
串行接口通过一根线依次传输每个位的数据,相比并行接口,串行接口只需要一根线就可以进行数据传输,因此在一些场景中可以节省成本和空间。
本文将首先简述串行接口的工作原理,然后分别对串行接口的优点和缺点进行详细介绍。
一、串行接口的工作原理1. 数据传输串行接口通过一个个数据位的顺序传送数据,每个数据位通过一根线进行传输。
在传输时,数据被分割成一个个数据包,每个数据包由起始位、数据位、校验位和停止位组成。
这些数据包按照一定的规则经过线路传输,接收端再将这些数据包组装还原成原始数据。
而整个过程中,数据包的传输是依赖于时钟脉冲信号的。
2. 时钟信号为了确保接收端能够正确地接收和理解发送端的数据,串行接口需要一个时钟信号来进行数据的同步。
时钟信号在数据传输的过程中充当了一个重要的角色,确保发送端的数据能够被准确地读取和复原。
3. 带宽利用串行接口能够更好地利用带宽,因为它只需要一根线来进行数据传输。
在一些对带宽有限制的环境下,串行接口可以更好地满足需求。
二、串行接口的优缺点串行接口作为一种常见的数字接口,在许多设备中被广泛使用。
其优缺点如下:优点:1. 使用简单串行接口只需要一根线进行数据传输,在设计和使用上相对简单。
这对于一些资源有限的情况下尤为重要,比如在一些嵌入式系统中,串行接口能够更好地满足需要。
2. 抗干扰能力强因为串行接口只需要一根线进行数据传输,相比并行接口,串行接口在传输过程中对于干扰的抵抗能力更强。
这使得串行接口能够更好地适用于电磁干扰严重的环境。
3. 长距离传输串行接口可以支持较长的传输距离,这对于一些需要进行长距离数据传输的场景非常重要。
缺点:1. 传输速率低由于串行接口是逐位传输数据的,因此在相同条件下,它的传输速率往往比并行接口要低。
这意味着在需要进行高速数据传输的场景下,串行接口可能无法满足需求。
2. 数据传输效率低串行接口在数据传输的过程中需要进行数据包的分割和再组装,这会导致数据传输的效率较低,尤其在大批量数据传输的情形下。
“微机原理与接口技术”教学大纲《微机原理与接口技术》教学大纲一、课程概述《微机原理与接口技术》是计算机科学与技术专业的一门基础课程。
本课程旨在介绍微机的原理和接口技术,培养学生对微机系统工作原理的理解以及掌握通过接口与外围设备进行数据交互的能力。
二、教学目标1.理解微机系统的组成结构和工作原理;2.掌握微机系统的硬件结构和功能;3.熟悉微机的总线结构和总线控制;4.理解接口技术的基本概念和原理;5.学会使用接口与外部设备进行数据交互;6.能够进行简单的接口设计和调试。
三、教学内容及安排1.微机系统概述-微型计算机系统的发展历程-常用微型计算机体系结构的分类和特点-微机系统的硬件组成和工作原理2.微机的总线结构和总线控制-总线的基本概念和分类-总线的结构和工作原理-总线控制技术3.存储器和I/O设备的接口-存储器接口技术-I/O设备接口技术4.中断和DMA技术-中断的基本概念和分类-中断处理过程-DMA技术的原理和应用5.接口技术概述-接口技术的定义和基本概念-并行接口和串行接口-常见的接口标准和应用场景6.常用接口技术实例分析-RS-232接口-USB接口-SPI接口-I2C接口7.接口设计与调试-接口设计的基本步骤和注意事项-接口调试和故障处理技巧8.实验与实践-学生将根据所学知识,设计并实现一个接口电路,并进行调试和测试。
四、教学方法1.理论授课:通过教师讲解、演示、示意图等方式,介绍课程中的基本理论知识。
2.实验教学:通过实验项目的设计与实现,让学生亲自动手掌握接口技术的实际应用。
3.讨论与交流:鼓励学生参与讨论,提出问题并与教师和同学进行交流,共同解决难题。
五、教材及参考书目参考书目:1.《计算机系统结构与接口技术》六、评价方式1.平时成绩:包括课堂表现、作业完成情况和实验成果等。
2.期末考试:涉及课程中的基本理论知识和实践技能。
3.实验报告:对实验过程和结果进行总结和分析。
七、教学保障措施1.配备实验室和实验设备,提供实验场所和工具。
微机原理与接口技术何小海严华版(第二版)第五章至第十章课后习题参考答案[写在前面]本参考答案供同学们在写作业的时候,遇到想不通的题时进行参考。
请不要直接copy 答案,否则对自己没有好处的。
多思考,才有进步。
本参考答案中的程序及框图不唯一,只要符合题意的即可。
第五章半导体存储器思考题与习题参考答案5.4若用4Kx4位的RAM 芯片组成32Kx8位的存储器,需要多少芯片?A 19~A 0地址线中哪些参与片内寻址?哪些参与作芯片组的片选择信号?解答:(32K ×8)/(4K ×4)=16A0~A11A12~A195.6下列RAM 各需要多少条地址线进行寻址?多少条数据I/O 线?(1)512x4;(2)1Kx8;(3)2Kx8;(4)4Kx1;(5)64Kx1;(6)256Kx4。
解答:5.7使用下列RAM 芯片,组成所需的存储容量,各需多少RAM 芯片?各需多少RAM 芯片组?共需多少寻址线?每块片子需多少寻址线?解答:5.9若用2114芯片组成2KB RAM,地址范围为3000H~37FFH,问地址线应如何连接?(假设CPU只有16条地址线,8根数据线,可选用线选法和全译码法)解答:5.11习题图5-1为一个存储器与8086的连接图,试计算该存储器的地址范围,并说明该电路的特点。
解答:第六章输入输出接口技术思考题与习题参考答案6.8设计一个外设端口地址译码器,使CPU能寻址4个地址范围:(1)240~247H;(2)248~24FH;(3)250~257H;(4)258~25FH。
解答:6.11某微机系统,其I/O 地址2F0H ~2F7H 未用,试设计一个完全译码电路产生8个片选信号,使2FOH~2F3H 为输出端口,2F4H~02F7H 为输入端口。
(设总线接口信号有:AB 9~AB 0,—————MEMW ,—————MEMR ,———IOR,———IOW,AEN。
)解答:6.14试给出将CPU 的IO/——M ,——RD ,——WR 信号转换为总线读写信号———————MEMW ,——————MEMR,————IOR 及————IOW 的逻辑电路。
“单片机原理及接口技术”复习一、基本概念1、什么是单片机?答:单片机(Single-Chip-Microcomputer)又称单片微控制器,其基本结构是将微型计算机的基本功能部件:中央处理机(CPU)、存储器、输入接口、输出接口、定时器/计数器、中断系统等全部集成在一个半导体芯片上,因此,单片机其体积小、功耗低、价格低廉,且具有逻辑判断、定时计数、程序控制等多种功能。
2、 8051单片机内部包含哪些主要功能部件?答: 8051单片机内部由一个8位的CPU、一个4KB的ROM、一个128B的RAM、4个8位的I/O并行端口、一个串行口、两个16位定时/计数器及中断系统等组成。
3、 MCS-51单片机内部RAM可分为几个区?各区的主要作用是什么?内部数据存储器分为高、低128B两大部分。
低128B为RAM区,地址空间为00H~7FH,可分为:寄存器区、位寻址区、堆栈及数据存储区。
存放程序运算的中间结果、状态标志位等。
高128B为特殊功能寄存器(SFR)区,地址空间为80H~FFH,其中仅有21个字节单元是有定义的。
4、 MCS-51存储器结构的主要特点是什么?程序存储器和数据存储器各有何不同?MCS-51单片机的存储器结构与一般微机存储器的配置方法不同,把程序和数据的存储空间严格区分开。
数据存储器用于存放程序运算的中间结果、状态标志位等。
程序存储器用于存放已编制好的程序及程序中用到的常数。
5、MCS-51有哪几种寻址方式?答:MCS-51指令系统的寻址方式有以下7种:立即寻址方式、直接寻址方式、寄存器寻址方式、寄存器间接寻址方式、变址寻址方式、相对寻址和位地址。
6.编程实现:将单片机片内RAM区50H~59H中的数传送到单片机片外RAM区501H~50AH单元中。
(说明:要求用DJNZ指令循环实现。
)MOV DPTR,#501HMOV R0,#50HMOV R7,#10LOOP:MOV A,@R0MOVX @DPTR,AINC DPTRINC R0DJNZ R7,LOOPEND7.简述LED数码管静态显示和动态显示的各自特点。
单片机与接口技术〔第3版〕复习大纲第一章:1、单片机由CPU 、RAM 、ROM 、定时/计数器、多功能I/O 口等五部分组成。
计算机由控制器、运算器、存储器、输入接口、输出接口等五部分组成。
其中运算器和控制器集成在一个芯片上,称之为CPU 。
假设将这五部分集成在一个芯片上,那么称之为单片机。
2、51系列单片机内包含了以下几个部件:● 一个8位CPU ;● 一个片内振荡器及时钟电路;● 4KB ROM 程序存储器;● 128B RAM 数据存储器;● 可寻址64KB 外部数据存储器和64KB 外部程序存储器的控制电路;● 32条可编程的I/O 线〔4个8位并行I/O 端口〕;● 两个16位的定时/计数器;● 一个可编程全双工串行口;● 5个中断源、两个优先级嵌套中断构造。
注:MCS —51系列单片机有8031、8051、8071三种根本型号。
注:1、2可能考填空题。
3、时钟工作方式电路图:〔1C 、2C 一般为5—30pF ,晶振一般为6MHz 、12MHz 、24MHz 〕 P244、复位工作方式电路图:〔一般选择C=10—30uF ,R=10kΩ。
在RST 引脚上加高电平,单片机进入复位状态,复位后,SP=07H ,PSW=00H ,P 1—P 3=0FFH ,PC=0000H 。
〕 P25 注:3、4可能考简答题。
5、振荡周期osc f 1=〔osc f 为晶振频率〕——晶振振荡周期,又称时钟周期,为最小的时序单位。
状态周期osc f 2=——振荡频率经单片机内的二分频器分频后提供给片内CPU 的时钟周期。
因此,一个状态周期包含2个振荡周期。
机器周期〔MC 〕oscf 12=——1个机器周期由6个状态周期即12个振荡周期组成,是计算机执行一种根本操作的时间单位。
指令周期=〔1—4〕机器周期——执行一条指令所需的时间。
6、PSW :程序状态存放器;SP :堆栈指针存放器;DPTR :数据指针存放器;PC :程序指针存放器;ALE :地址锁存信号;P:程序存储器读信号。
第8章思考与练习题解析【8—1】简述单片机系统扩展的基本原则和实现方法。
【答】系统扩展是单片机应用系统硬件设计中最常遇到的问题。
系统扩展是指单片机内部各功能部件不能满足应用系统要求时,在片外连接相应的外围芯片以满足应用系统要求。
80C5 1系列单片机有很强的外部扩展能力,外围扩展电路芯片大多是一些常规芯片,扩展电路及扩展方法较为典型、规范。
用户很容易通过标准扩展电路来构成较大规模的应用系统。
对于单片机系统扩展的基本方法有并行扩展法和串行扩展法两种。
并行扩展法是指利用单片机的三组总线(地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB)进行的系统扩展;串行扩展法是指利用SPI三线总线和12C双线总线的串行系统扩展。
1.外部并行扩展单片机是通过芯片的引脚进行系统扩展的。
为了满足系统扩展要求,80C51系列单片机芯片引脚可以构成图8-1所示的三总线结构,即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB。
单片机所有的外部芯片都通过这三组总线进行扩展。
2.外部串行扩展80C51.系列单片机的串行扩展包括:SPI(Serial Peripheral Interface)三线总线和12C双总线两种。
在单片机内部不具有串行总线时,可利用单片机的两根或三根I/O引脚甩软件来虚拟串行总线的功能。
12C总线系统示意图如图8—2所示。
【8—2】如何构造80C51单片机并行扩展的系统总线?【答】80C51并行扩展的系统总线有三组。
①地址总线(A0~A15):由P0口提供低8位地址A0~A7,P0 口输出的低8位地址A0~A7必须用锁存器锁存,锁存器的锁存控制信号为单片机引脚ALE输出的控制信号。
由P2口提供高8位地址A8~A1 5。
②数据总线(DO~D7):由P0 口提供,其宽度为8位,数据总线要连到多个外围芯片上,而在同一时间里只能够有一个是有效的数据传送通道。
哪个芯片的数据通道有效则由地址线控制各个芯片的片选线来选择。
③控制总线(CB):包括片外系统扩展用控制线和片外信号对单片机的控制线。
知识普及:教你认识液晶电视上的各个接口编者按:随着电视产品数字技术含量的不断提升,电视机上陆续出现了一些以往只是电脑上才有的“通用”数据接口,如RS232、USB口等。
电视维修人员日常工作中和电脑打交道的机会越来越多,熟悉并掌握一些电脑硬件常识已成服务工作之必须。
为此,特征集了相关基础知识陆续刊出,供大家学习参考!一、并行接口并行接口又简称为“并口”。
目前,计算机中的并行接口主要作为打印机端口,使用的不再是36 针接头而是25 针D 形接头。
所谓“并行”,是指8 位数据同时通过并行线进行传送,这样数据传送速度大大提高,但并行传送的线路长度受到限制,因为长度增加,干扰就会增加,数据也就容易出错。
现在有5 种常见的并口:4 位、8 位、半8 位、EPP 和ECP,大多数PC 机配有4 位或8 位的并口,支持全部IEEE1284 并口规格的计算机基本上都配有ECP 并口。
标准并行口指4 位、8 位和半8 位并行口。
4 位口一次只能输入4 位数据,但可以输出8 位数据;8位口可以一次输入和输出8 位数据。
EPP 口(增强并行口)由Intel 等公司开发,允许8 位双向数据传送,可以连接各种非打印机设备,如扫描仪、LAN 适配器、磁盘驱动器和CD-ROM 驱动器等。
ECP 口(扩展并行口)由Microsoft 、HP 公司开发,能支持命令周期、数据周期和多个逻辑设备寻址,在多任务环境下可以使用MA(直接存储器访问)。
目前几乎所有Pentium 级以上的主板都集成了并行口,并标注为Par-allel 1 或LPT 1,这是一个25 针的双排针插座。
二、串行接口计算机的标准接口叫做串行接口,简称为“串口”。
现在的PC 机一般有两个串行口COM 1 和COM 2 。
串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位地传送出去的。
虽然这样速度会慢一些,但传送距离较并行口更长,因此若要进行较长距离的通信时,应使用串行口。