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微机原理习题答案7
7.1 外部设备为什么要通过接口电路和主机系统相连?
答:因为外设的种类繁多,信号的形式和时序也各式各样,一般都不能与总线匹配,因此,不能象存储器那样直接挂到总线上。而必须通过接口电路先把外设信号变换成电平与总线兼容的、并行的、数字信号,再经过时序缓冲后才能输入主机;主机输出的并行数字信号则必须先经过接口电路锁存,再变换成外设所需要的信号形式才能送给外设。
7.2 接口按功能可分为哪两类?试举例说明。接口电路的主要功能有哪些?
答:接口按功能可分为通用接口和专用接口两类。例如8255A、8253等芯片通过初始化编程可以多种工作方式工作,以适应多种不同的外设;而通常的模/数转换器和数/模转换器则属于专用接口,它只有一种工作方式,要适应不同的外设需要,只有通过选择不同型号的芯片及其外围电路来实现。
接口电路的主要功能:
时序缓冲功能,包括输入缓冲和输出锁存功能;
信号变换功能,包括信号形式变换、逻辑电平转换、码制转换等
地址译码和端口寻址功能
其它功能:中断控制逻辑、联络信号控制逻辑、工作方式编程控制等。
7.3 在外设与微处理器接口时,为什么要进行电平转换?试举例说明。
答:微处理器及其总线属于3~5V的弱电压数字逻辑电路,而外设的种类繁多,有很多属于机电设备,其工作电压、信号电压和控制电压往往在5~220V,高于微处理器电源电压。显然二者不能直接相连,必须经过电平转换,否则,外设的较高的信号电压会击穿、损坏微处理器及其总线的电路和设备。
例如:断路器位置状态信号通常用DC24V~220V的电压输入,为了保证计算机系统的安全,必须对该信号进行隔离并变换成3~5V的弱电压数字信号才能输入微处理器及其总线;反之,3~5V电压的信号也不能直接驱动和控制断路器等外设,必须先转换成DC24V~220V电压的信号才能驱动和控制断路器等外设。
为什么接口需要有地址译码的功能?
答:对CPU来说,不同外设的不同信息是通过不同地址的端口来区分的。因此,接口必须具有端口地址的译码功能,以便CPU能够区分、识别不同地址的端口。
7.6 8253选用二进制与十进制计数的区别是什么?每种计数方式的最大计 数值分别是多少?
答:选用二进制计数,则16位二进制计数值,最大可达216=65536=10000H;
而选用十进制计数,则按4位十进制(BCD码)计数值,最大可达104=10000。
7.8和题7.11设已有一个频率为1MHz的脉冲信号源,试用8253(端口地址为340H~343H)设计一个电路并编程,要求:
产生每秒一次的脉冲信号并输出。
只产生一次1秒钟定时信号。
解:CPU按8088考虑。
电路设计如下图所示:
产生每秒一次的脉冲信号并输出,需要对1MHz信号1000000分频,比8253一个通道的最大计数初值还大,因此需要两个通道串联。如图采用计数器通道0#以方式3实现10000分频,分频后的信号再经过计数器通道1#以方式3实现100分频,输出周期1秒,宽度为500毫秒的低电平脉冲(方波)。
采用计数器通道2#以方式0工作,对计数器通道1#输出的100Hz方波信号计数实现1秒定时,输出1秒钟的低电平。
程序如下:
MOV AL,27H ;通道0控制字=27H,只读写高8位,十进制计数
MOV DX,343H ;指向8253控制口
OUT DX,AL ;控制字写入控制口
MOV AL,0 ;分频系数=10000
MOV DX,340H ;指向8253通道0
OUT DX,AL ;计数初值写入通道相应通道的计数器
MOV AL,67H ;通道1控制字=67H,只读写高8位,十进制计数
MOV DX,343H ;指向8253控制口
OUT DX,AL ;控制字写入控制口
MOV AL,1 ;分频系数=0100=0100H,高8位=01,低8位=0,只需写高8位
MOV DX,341H ;指向8253通道1
OUT DX,AL ;计数初值写入通道相应通道的计数器
MOV AL,90H ;通道2控制字=90H,只读写低8位,二进制计数
MOV DX,343H ;指向8253控制口
OUT DX,AL ;控制字写入控制口
MOV AL,100 ;分频系数=100=64H,高8位=0,低8位=64H,只需写低8位
MOV DX,342H ;指向8253通道2
OUT DX,AL ;计数初值写入通道相应通道的计数器
: : :
说明:
下图中OUT1输出信号画的是1Hz窄脉冲,是采用方式2产生的。按照以上程序(方式3)实际输出的应该是方波信号。其它硬、软件相同。
下图中信号线上的信号名称相同者,电路上是相连通的。例
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