微型计算机技术及应用习题解答

4.2

用存储器件组成内存时，为什么总是采用矩阵形式？请用一个具体例子进行说明。 答：1.为了简化选择内存内部单元的地址译码电路及减少译码线数量。

2.例如，要组成1K字节的内存，若不用矩阵组织这些单元，而是将它们一字排开，就要1024条译码线才能实现对这些单元的寻址。译码电路也因此而很复杂。若用32×32来实现排列，就只要32条行选择线和32条列选择线就可以了。因此其译码电路也将变得较为简单。 为了节省存储器的地址译码电路，一般采用哪些方法？ 答：① 存储器件按矩阵排列；

② 内存按模块结构设计； ③ 模块内再进行分组处理。

在选择存储器件时，最重要的考虑因素是什么？此外还应考虑哪些因素？ 答：1.最重要的考虑因素是：易失性、只读性、位容量和速度。

2.此外还应考虑：功耗、可靠性和价格等因素。

什么叫静态RAM？静态RAM有什么特点？

答：1.在电源不断电的情况下，信息一旦写入后不会丢失的RAM就叫静态RAM。

2.静态RAM的特点有：不需刷新，因此简化了外部电路；但位容量较类似方法设计的动态RAM少，且功耗较大。 静态RAM芯片上为什么往往只有写信号而没有读信号？什么情况下可以从芯片读得数据？

答：1.因为在存储器中，当允许信号有效之后，一定是进行读/写操作，非写即读。因

此，只用写信号WE就可以即控制写操作，又控制读操作。在写操作时，写脉冲发生器送来一个负脉冲作为写入信号；在读操作时，写脉冲发生器不产生负脉冲，而是使WE端处于高电平，此高电平就用来作为读出信号。 2.当芯片允许信号CE=0及写信号WE=1时，可以从芯片上读得数据。

4.3

4.4

4.5

4.6

4.7

在对静态存储器进行读/写时，地址信号要分为几个部分？分别产生什么信号？ 答：1.地址信号分为三个部分。如：A19~A14，A13~A12，A11~A0。

2.例中A19~A14用来作为模块选择信号，地址译码器判断A19~A14给出的模块

选择信号和本模块的约定信号是否匹配，如匹配，则再根据MRDC或MWTC产生内部的模块选择信号；A13~A12产生4个矩阵的芯片允许信号；A11~A0则作为矩阵内部的行地址和列地址。

4.8

动态RAM工作时有什么特点？和静态RAM比较，动态RAM有什么长处？有什么不足之处？动态RAM一般用在什么场合？

答：1.动态RAM工作时需要对其存储的信息定时(约2ms)刷新一次。因此需要刷新

控制电路来支持。

2.动态RAM的优点(长处)为：动态RAM的位密度高；动态RAM的功耗较低；动态RAM的价格低廉，适合于大容量使用。

3.动态RAM的缺点(不足之处)为：要配置刷新逻辑电路；在刷新周期中，内存模块不能启动读周期或写周期。

4.动态RAM一般用在大容量、低功耗场合。 动态RAM为什么要进行刷新？刷新过程和读操作比较有什么差别？ 答：1.因为动态RAM是利用电容的存储作用来保存信息的，但电容由于放电或泄漏，

电荷保存时间较短(约2ms)，若不及时补充电荷会使存放的数据丢失，因此需定时刷新以补充所需要的电荷。

2.刷新过程是由刷新逻辑电路定时完成的，且每次对所有模块的一行同时刷新，

9

4.9

微型计算机技术及应用习题解答

数据不输出，数据总线处于高阻状态。读过程是随机的，每次选中一个存储单元(8位)，且数据输出到数据总线上。

4.10 动态RAM控制器完成什么功能？Intel 8203从功能上分为哪两部分？叙述这两部分

的工作原理。

答：1.动态RAM控制器要完成的功能有：刷新定时器产生刷新周期并提供各种时序

信号，并对CPU的读/写操作及刷新操作进行仲裁；刷新地址计数器提供刷新用的行地址，并通过多路转换器进行地址切换。

2.Intel 8203从功能上分为：地址处理部分和时序处理部分两个。

3.地址处理部分用来处理动态RAM正常读/写时的地址信号(正常的行/列地址合用一组地址线的区分)和刷新过程中的地址信号(区分正常的行地址及刷新周期的行地址)。时序处理部分通过一个基准时钟来产生各种时序；通过一个仲裁器来解决刷新请求和内存正常读/写请求之间的矛盾。内部有两级同步电路用来对外部请求信号实现同步。 4.11 ROM、PROM、EPROM分别用在什么场合？

答：① ROM用在一个计算机系统完成开发以后，容纳不再修改的程序和数据。且批

量产量要大的场合。

② PROM用于非批量的场合。

③ EPROM用于软件或系统的开发阶段及批量很小的场合。

第五章 微型计算机和外设的数据传输 5.1

外部设备为什么要通过接口电路和主机系统相连？存储器需要接口电路和总线相连吗？为什么？

答：1.因为外设的功能多种多样，对于模拟量信息的外设必须要进行A/D和D/A转

换，而对于串行信息的外设则必须转换为并行的信息，对于并行信息的外设还要选通。而且外设的速度比CPU慢的多，必须增加缓冲功能。只有这样计算机才能使用这些外设。而所有这些信息转换和缓冲功能均由接口电路才能完成。

2.存储器不需要接口电路和总线相连。

3.因为存储器功能单一，且速度与CPU相当。因此可直接挂在CPU总线上。 是不是只有串行数据形式的外设需要接口电路和主机系统连接？为什么？ 答：1.不是。并行数据形式的外设也需要接口电路和主机系统连接。

2.因为，CPU每次只能访问一个外设，因此并行信息的外设需增加选通功能，才能满足CPU的访问要求，必须用接口电路。 接口电路的作用是什么？按功能可分为几类？

答：1.接口电路的作用就是在外设和CPU之间起信息变换和缓冲功能。

2.按功能可分为两类： ① 一种是使微处理器正常工作所需要的辅助电路。 ② 另一种是输入/输出接口电路。

数据信息有哪几类？举例说明它们各自的含义。

答：1.数据信息有四类：数字量、模拟量、开关量、脉冲量。

2.如键盘、磁带机等就是数字量信息；温度、湿度、压力等转换的电信号就是模拟量；电机的起停、发光设备的亮灭等都是开关量；计数脉冲、定时脉冲等都是脉冲量。 CPU和输入/输出设备之间传送的信息有哪几类？

10

5.2

5.3

5.4

5.5

微型计算机技术及应用习题解答

答：有数据信息、控制信息、状态信息三类。 5.6

什么叫端口？通常有哪几类端口？计算机对I/O端口编址时通常采用哪两种方法？在8086/8088系统中，用哪种方法对I/O端口进行编址？

答：1.CPU和外设进行数据传输时，各类信息在接口中进入不同的寄存器，一般称这

些寄存器为I/O端口。

2.有数据端口、控制端口、状态端口三类。

3.在微型计算机中通常用两种I/O端口编址方式：存储器映象寻址和I/O端口单独寻址。

4.在8086/8088系统中，用I/O端口单独寻址方式编址。 为什么有时候可以使两个端口对应一个地址？

答：因为这两个端口一个是只读端口，一个是只写端口。而CPU对一个I/O端口地

址可进行读/写两种访问。如果将这两个只读和只写端口编为一个地址，则CPU对该端口地址读操作对应的是只读端口；CPU对该端口地址写操作则对应的是只写端口，互不影响。因此可以使两个单向的只读和只写端口对应一个端口地址。 CPU和外设之间的数据传送方式有哪几种？实际选择某种传输方式时，主要依据是什么？

答：1.CPU和外设之间的数据传送方式有三种：程序方式、中断方式、DMA方式。

2.主要依据是外设的情况(外设的速度和外设提供信息的方式)。 无条件传送方式用在哪些场合？画出无条件传送方式的工作原理图并说明。 答：1.无条件传送方式只用在对一些简单外设进行操作的场合。如开关、LED显示等。

2.无条件传送方式的工作原理图：(见书203页图5.2所示)

① 在无条件输入时：CPU执行一条输入指令，使RD和M/IO信号为有效低

电平，并对应送出该端口地址，因此选中输入缓冲器，打开其三态门，使输入缓冲器的数据经数据总线送到CPU的累加器中。 ② 在无条件输出时：CPU执行一条输出指令，使WR和M/IO信号为有效低

电平，并对应送出该端口地址，因此选中输出锁存器，将由累加器送到数据总线上的数据打入输出锁存器中供外设使用。

5.10 条件传送方式的工作原理是怎样的？主要用在什么场合？画出条件传送(查询)方式输出

过程的流程图。

答：1.条件传送方式的工作原理是：外设给CPU提供一个状态信息，当CPU要访问

外设时，必须先检测该状态信息是否合乎要求，不停检测直至合乎要求时才进行CPU对外设的访问。

2.查询方式主要用在外设较少，数据交换不频繁的开始 非实时系统的场合。

3.查询式输出过程的流程图如右： 5.11 设一个接口的输入端口地址为0100H，而它的状态端口

地址为0104H，状态口中第5位为1表示输入缓冲区中有一个字节准备好，可输入。设计具体程序实现查询式输入。 答：DATA SEGMENT

BUFFER DB 20 DUP(?) ;接收数据缓冲区 DATA ENDS CODE SEGMENT

ASSUME DS:DATA，CS:CODE

STAT: MOV AX，DATA ;对

11

5.7

5.8

5.9

初始化 外设空N Y CPU从内存取数由累加器输出给外设 N 外设空Y 后续处理 微型计算机技术及应用习题解答

DS初始化

MOV MOV MOV

STATIN: IN

TEST JZ MOV IN MOV

CODE ENDS

END

DS，AX

DI，OFFSET BUFFER DX，0104H AL，DX AL，20H ;测试第5位 STATIN ;第5位为0继续测试 DX，0100H AL，DX ;输入数据 [DI]，AL

STAT

5.12 查询式传送方式有什么缺点？中断方式为什么能弥补查询方式的缺点？

答：1.查询式传送方式缺点是：花费CPU的时间作等待循环，大大降低了CPU的运

行效率。

2.中断方式是在外设准备就绪时向CPU申请中断，再进行传送，因而CPU无需花费时间作等待循环，弥补了查询方式的缺点。 5.13 画一个用中断方式进行输出传输的接口电路。

答：中断方式输出的接口电路如下：

数据

锁存选通信号 器

ACK

R

+5V

BUSY 中断请求

5.14 5.15 5.16 5.17

5.18 叙述可屏蔽中断的响应和执行过程。

答：① 接口发中断请求信号。

② CPU的IF=1时，当前指令执行完后，CPU进行中断回答，发两个INTA负脉冲。

③ 接口将中断类型号n送CPU。

④ 当前的PSW、CS和IP推入堆栈，并清除IF和TF。 ⑤ (4×n)作为IP，(4×n+2)作为CS，即取中断向量。 ⑥ 执行中断子程序，并开中断。

⑦ 中断返回IRET指令使IP、CS和PSW弹出堆栈。 ⑧ 返回被中断的程序。

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中断屏蔽触发器 DB 端口译码 M/IO WR AB INTR (中断请求)