微型计算机原理与接口技术第六章课后答案pdf.pdfVIP

第六章 1. CPU 与外设交换数据时，为什么要通过 I/O 接口进行？I/O 接口电路有哪些主要功能？ 答：CPU 和外设之间的信息交换存在以下一些问题：速度不匹配；信号电平不匹配；信号 格式不匹配；时序不匹配。 I/O 接口电路是专门为解决 CPU 与外设之间的不匹配、不能协调工作而设置的，处于 总线和外设之间，一般应具有以下基本功能： ⑴设置数据缓冲以解决两者速度差异所带来的不协调问题； ⑵设置信号电平转换电路，来实现电平转换。 ⑶设置信息转换逻辑，如模拟量必须经 A/D 变换成数字量后，才能送到计算机去处理， 而计算机送出的数字信号也必须经 D/A 变成模拟信号后，才能驱动某些外设工作。 ⑷设置时序控制电路； ⑸提供地址译码电路。 2. 在微机系统中，缓冲器和锁存器各起什么作用？ 答：缓冲器多用在总线上，可提高总线驱动能力、隔离前后级起到缓冲作用，缓冲器多半有 三态输出功能。 锁存器具有暂存数据的能力，能在数据传输过程中将数据锁住，然后在此后的任何时 刻，在输出控制信号的作用下将数据传送出去。 3. 什么叫I/O 端口？一般的接口电路中可以设置哪些端口？计算机对I/O 端口编址时采用哪 两种方法？在 8086/8088CPU 中一般采用哪些编址方法？ 答：在 CPU 与外设通信时，传送的信息主要包括数据信息、状态信息和控制信息。在接口 电路中，这些信息分别进入不同的寄存器，通常将这些寄存器和它们的控制逻辑统称为I/O 端口。 一般的接口电路中可以设置数据端口、状态端口和命令端口。 计算机对 I/O 端口编址时采用两种方法：存储器映像寻址方式、I/O 单独编址方式。 在 8086/8088CPU 中一般采用I/O 单独编址方式。 4. CPU 与外设间传送数据主要有哪几种方式？ 答：CPU 与外设间的数据传送方式主要有：程序控制方式、中断方式、DMA 方式。 程序控制传送方式：CPU 与外设之间的数据传送是在程序控制下完成的。⑴无条件传 送方式：也称为同步传送方式，主要用于对简单外设进行操作，或者外设的定时是固定的或 已知的场合。 ⑵条件传送：也称为查询式传送方式，在开始传送前，必须先查询外设已处 于准备传送数据的状态，才能进行传送。 采用中断方式：CPU 平时可以执行主程序，只有当输入设备将数据准备好了，或者输 出端口的数据缓冲器已空时，才向CPU 发中断请求。CPU 响应中断后，暂停执行当前的程 序，转去执行管理外设的中断服务程序。在中断服务程序中，用输入或输出指令在 CPU 和 外设之间进行一次数据交换。等输入或输出操作完成之后，CPU 又回去执行原来的程序。 DMA 方式：也要利用系统的数据总线、地址总线和控制总线来传送数据。原先，这些 总线是由 CPU 管理的，但当外设需要利用 DMA 方式进行数据传送时，接口电路可以向 CPU 提出请求，要求 CPU 让出对总线的控制权，用 DMA 控制器来取代 CPU，临时接管总线， 控制外设和存储器之间直接进行高速的数据传送。这种控制器能给出访问内存所需要的地址 信息，并能自动修改地址指针，也能设定和修改传送的字节数，还能向存储器和外设发出相 应的读/写控制信号。在 DMA 传送结束后，它能释放总线，把对总线的控制权又交还给 CPU 。 5. 说明查询式输入和输出接口电路的工作原理。 答：查询式传送方式也称为条件传送方式。一般情况下，当 CPU 用输入或输出指令与外设 交换数据时，很难保证输入设备总是准备好了数据，或者输出设备已经处在可以接收数据的 状态。为此，在开始传送前，必须先确认外设已处于准备传送数据的状态，才能进行传送， 于是就提出了查询式传送方式。 查询式传送方式的工作过程： 在传送数据前，CPU 要先执行一条输入指令，从外设的状态口读取它的当前状态。如 果外设未准备好数据或处于忙碌状态，则程序要转回去反复执行读状态指令，不断检测外设 状态；如果该外设的输入数据已经准备好，CPU 便可执行输入指令，从外设读入数据。 查询式输入方式的接口电路如下： 查询式输入方式的工作过程： 当输入设备准备好数据后，就向 I/O 接口电路发一个选通信号。此信号有两个作用：一 方面将外设的数据打入接口的数据锁存器中，另一方面使接口中的 D 触