微机原理 课后题 标准答案

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。

5.2 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。

5.3 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。

5.4 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。

5.5 CPU和输入/输出设备之间传送的信息有哪几类?

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。

5.7 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。

5.8 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)。

5.9 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,数据交换不频繁的非实时系统的场合。 3.查询式输出过程的流程图如右: 开始 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表示输初始化 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 外设空BUFFER DB 20 DUP(?) ;接收数据缓N Y 冲区

CPU从内存取数DATA ENDS

CODE SEGMENT 由累加器输出给外ASSUME DS:DATA,CS:CODE 设 STAT: MOV AX,DATA ;对DS初始化 N 外设空MOV DS,AX

MOV DI,OFFSET BUFFER

Y MOV DX,0104H

后续处理 STATIN: IN AL,DX

TEST JZ MOV IN MOV CODE END

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 ENDS 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。

5.13 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。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。

5.14 通常解决中断优先级的方法有哪几种?各有什么优缺点?

答:1.有软件查询方式、简单硬件方式——菊花链法、专用硬件方式三种。 2.软件查询方式的优点是节省硬件,缺点是中断响应时间长;简单硬件方式的优点是中断响应时间短,硬件较简单,缺点是优先级固定,变动起来很麻烦;专用硬件方式优点是对优先级可编程修改,中断管理非常方便,缺点是硬件复杂的多,好在有专用的中断控制器。

5.15 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DB

锁存 选通信号 端口译AB 器 码 ACK

R M/IO

+5V WR

BUSY 中断请求

中断屏蔽INTR (中断请求) 触发器

5.16 和DMA比较,中断传输方式有什么不足之处?

答:CPU执行一次传送要花费许多与传送操作无关的指令执行等时间,另外中断传送方式不能进行数据块传送,而是按字节或字传送。

5.16 叙述用DMA方式传送单个数据的全过程。

答:① 接口准备就绪,发DMA请求信号给DMA控制器。 ② DMA控制器向CPU转发总线请求信号HOLD。

③ CPU向DMA控制器发总线请求允许信号HLDA,DMA控制器得到总线控制权。

④ DMA控制器把地址送地址总线。

⑤ DMA控制器向接口发DMA请求确认信号。 ⑥ 内存和接口通过数据总线传送数据。 ⑦ DMA控制器撤销总线请求信号HOLD。 ⑧ 8086 CPU收回总线控制权。

5.17 DMA控制器的地址线为什么是双向的?什么时候往DMA控制

器传输地址?什么时候DMA控制器往地址总线传输地址?

答:1.因为DMA控制器要接受CPU的控制,接收CPU发来的初始化等信息,这要求地址线来寻址各端口,地址线为输入线。又因为DMA控制器可控制总线,这要求地址线为输出。所以地址线必须为双向才行。

2.CPU要对DMA控制器发初始化信息时,必须往DMA控制器传输地址。 3.DMA控制器得到总线控制权后,向地址总线传输地址。

5.18 在设计DMA传输程序时,要有哪些必要的模块?设计一个启

动数据块输出的程序段。

答:1.要有DMA的初始化模块:对字节计数器、地址寄存器和控制寄存器置初值。还要有对接口部件设置控制字的模块:指出数据传输方向,并启动I/O操作。 2.启动数据块输出的程序段如下: IDLO: IN AL,INTSTAT ;接口状态寄存器的状态位(2)是否忙 TEST AL,04 JNZ IDLO ;忙,则等待 MOV AX,COUNT ;不忙,则设置计数初值 OUT BYTE_REG,AX ;对字节计数器BYTE_REG初始化 LEA AX,BUFFER ;设置地址初值 OUT ADD_REG,AX ;对DMA地址寄存器ADD_REG初始化 MOV AL,DMAC ;取原DMA控制字 OR AL,08H ;设置方向为输出 OUT DMACON,AL ;置DMA控制字 MOV AL,INTC ;取原接口控制字 OR AL,04H ;设置传输方向为输出及允许 OUT INTCON,AL ;置接口控制字 ┆

后续处理

5.19 在查询方式、中断方式和DMA方式中,分别用什么方法启动

数据传输过程?

答:① 查询方式:通过程序来检测接口中状态寄存器中的“准备好”位,以确

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